• 상하수도학회지
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• 제28권2호
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• pp.207-215
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• 2014

Wastewater containing heavy metals such as copper (Cu) and nickel (Ni) is harmful to humans and the environment due to its high toxicity. Crystallization in a fluidized bed reactor (FBR) has recently received significant attention for heavy metal removal and recovery. It is necessary to find optimum reaction conditions to enhance crystallization efficacy. In this study, the effects of crystallization reagent and pH were investigated to maximize crystallization efficacy of Cu-S and Ni-S in a FBR. CaS and $Na_2S{\cdot}9H_2O$ were used as crystallization reagent, and pH were varied in the range of 1 to 7. Additionally, each optimum crystallization condition for Cu and Ni were sequentially employed in two FBRs for their selective removal from the mixture of Cu and Ni. As major results, the crystallization of Cu was most effective in the range of pH 1-2 for both CaS and $Na_2S{\cdot}9H_2O$ reagents. At pH 1, Cu was completely removed within five minutes. Ni showed a superior reactivity with S in $Na_2S{\cdot}9H_2O$ compared to that in CaS at pH 7. When applying each optimum crystallization condition sequentially, only Cu was firstly crystallized at pH 1 with CaS, and then, in the second FBR, the residual Ni was completely removed at pH 7 with $Na_2S{\cdot}9H_2O$. Each crystal recovered from two different FBRs was mainly composed of CuxSy and NiS, respectively. Our results revealed that Cu and Ni can be selectively recovered as reusable resources from the mixture by controlling pH and choosing crystallization reagent accordingly.

• 방사성폐기물학회지
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• 제15권1호
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• pp.15-26
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• 2017

오염수로부터 자성분리가 가능하며, 방사성 세슘을 효율적으로 제거하기 위한 코발트 페로시아나이드(cobalt ferrocyanide, CoFC) 혹은 니켈 페로시아나이드(nickel ferrocyanide, NiFC)가 도입된 자성입자 흡착제를 제조하였다. $Fe_3O_4$ 나노입자는 공침법을 이용해 제조하였고, $Co^{2+}$와 $Ni^{2+}$ 이온을 입자 표면에 도입시키기 위해 금속이온과 금속 배위결합(metalcoordination)을 하는 카르복실기를 포함한 숙신산(succinic acid, SA)을 자성나노입자(magnetic nanoparticles, MNPs) 표면에 코팅하였다. CoFC와 NiFC는 자성나노입자 표면에 도입된 $Co^{2+}$ 혹은 $Ni^{2+}$ 이온이 hexacynoferrate와 결합하여 형성된다. 제조된 CoFC-MNPs 그리고 NiFC-MNPs는 각각 $43.2emu{\cdot}g^{-1}$, $47.7emu{\cdot}g^{-1}$의 우수한 포화자화 값을 보여주었다. X-선 회절분석(XRD), 퓨리에 변환 적외선 분광분석(FT-IR), 나노입자 입도 분석기(DLS), 투과전자현미경(TEM) 등의 분석을 통해 흡착제의 물성을 파악하고, 세슘에 대한 흡착 성능을 알아보았다. 흡착실험을 평가하기 위해 Langmuir/Freundlich 등온흡착식을 이용해 실험 결과 값을 곡선맞춤 하였고, CoFC-MNPs와 NiFC-MNPs의 최대흡착량($q_m$)은 각각 $15.63mg{\cdot}g^{-1}$, $12.11mg{\cdot}g^{-1}$이다. CoFC-MNPs와 NiFC-MNPs는 방사성 세슘에 대해서도 최저 99.09%의 제거율을 가지며, 경쟁이온의 존재에도 방사성 세슘만을 선택적으로 흡착한다.

• 분석과학
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• 제13권3호
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• pp.394-398
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• 2000

The mineralogical properties of natural zeolite comixed with montmorillonite were investigated by the chemical composition analysis, X-ray diffraction analysis, and differential scanning calorimetry. The experimental results on the removal of heavy metal ions by using the natural sample are summerized as follows. The removal of the heavy metal in solution is greatly influenced by the pH. Also, the removal capacity of heavy metal ions by zeolite and montmorillonite have increased in order of $Cu^{2+}>Cd^{2+}>Ni^{2+}$.

• 한국환경농학회지
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• 제21권2호
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• pp.122-129
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• 2002

중금속 오염원을 제거하는 기술을 개발하고자 미나리를 도입하여 중금속 종류에 따른 적정 농도별로 중금속 흡수, 정화효율성 및 식물체내에서 중금속 축적과 이행과정을 조사하였다. 미나리를 이용한 중금속 정화효율성은 Cd의 경우 미나리 정식 6일 후 Artificial solution 처리구와 문막 공업폐수 처리구는 각각 53%, 73%의 정화효율성을 보였으며, Cu의 경우에는 각각 28%, 100%의 정화효율성을 보였다. 환경부에서 규정한 Cd의 청정지역 배출허용기준인 0.02 mg/L은 모든 처리구에서 10일 이후에 나타났으며, Cu의 기준농도인 0.5 mg/L은 Artificial solution 처리구의 경우 10일 이후, 문막 공업폐수 처리구는 3시간 이후에 나타났다. 또한 시간이 경과함에 따라 미나리내 중금속의 축적농도는 높아지는 경향을 보였으며, 처리구의 오염수 중금속 농도보다도 5$\sim$10배 이상 축적되었다. 미나리 식물체에 흡수된 중금속의 뿌리에서 지상부로의 이행율은 Artificial solution 처리구에서 Cd은 25%, 문막 공업폐수 처리구에서 Cu는 25% 이행하였다. 중금속에 대한 미나리의 생육반응은 문막 공업폐수 처리를 제외한 모든 처리구에서 미나리 생장이 억제되는 결과를 보였다. 따라서 본 연구결과 미나리는 중금속 오염수의 중금속 정화를 위한 식물정화기술에 유용하게 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권5호
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• pp.868-874
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• 2008

실리카, 알루미늄 실리케이트, 감마 알루미나 담체에 $Ni(NO_3)_2{\cdot}6H_2O$와 $Ni(CH_3COO)_2{\cdot}4H_2O$를 원료로 침전제인 요소와 시트르산을 사용하여 $90^{\circ}C$에서 공침법을 사용하여 흡착제를 제조하였으며 이를 환원시켜 일산화탄소 제거 실험을 수행하였다. 흡착제는 EDS, TPR, XRD 분석을 실시하여 이를 근거로 흡착제의 성능을 해석하였다. 침전제의 종류, 니켈 금속의 담지량, 담체, 니켈 금속의 염, 수소 환원 조건을 변화시켜 최적의 흡착 성능을 보이는 흡착제를 사용하여 실험을 수행하였다. 침전제인 요소에 $Ni(NO_3)_2{\cdot}6H_2O$를 사용하여 실리카 담체에 니켈 54.8 wt%를 담지하여 제조한 흡착제를 $500^{\circ}C$에서 3시간 수소 환원 전처리 후 흡착 실험을 하였을 때 가장 효과적으로 일산화탄소를 제거함을 확인하였다.

• 공업화학
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• 제10권2호
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• pp.218-224
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• 1999

원자로 정지시 혼상 탈염기의 최적 운전방법을 제안할 목적으로 산성-산화성 분위기에서 저농도의 Ni, Co 및 Ag 이온이 함유된 모의 냉각재 용액의 연속식 이온교환특성을 연구하였다. 금속 이온의 제거 용량에 미치는 양이온 교환수지 형태의 효과로서 $H^+$형 수지의 성능은 $Li^+$형 수지의 성능보다 약 6% 정도 높은 것으로 나타났다. 혼합층 이온교환 방법인 양이온과 음이온 수지의 혼합은 비혼합시와 비교하여 금속 이온들의 제거 용량에는 영향을 미치지 않았으나 금속 이온들의 파과곡선의 기울기를 매우 조금 증가시켰다. 냉각재의 산성-산화성 분위기와 관계된 영향으로서 붕산의 첨가는 금속 이온들의 파과곡선의 기울기를 매우 작게 감소시킨 반면, 과산화수소의 첨가는 금속이온들의 제거 용량을 약간 감소시켰다.

• 분석과학
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• 제8권4호
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• pp.869-876
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• 1995

The active sites of the nickel and iron-containing enzyme, carbon monoxide dehydrogenase (CODH) from clostridium thermoaceticum were investigated using Electron Paramagnetic Resonance (EPR) technique. CODH exhibits several spectral features called NiFeC, $g_{ave}=1.82$, $g_{ave}=1.86$. FCII signals which are originated from different clusters in this enzyme. CODH is know to catalyze two different kinds of reactions - acetyl-CoA synthesis and CO oxidation. The acetyl-CoA synthesis activity can be followed by monitoring CO/acetyl-CoA exchange. The addition of 1,10-phenanthroline (phen) to CODH selectively destroyed the CO/acetyl-CoA exchange activity and eliminated the NiFeC signal completely. CO oxidation activity and other EPR signals were unaffected. Such behavior demonstrates that CODH has two distinct active sites and that the NiFe complex is only responsible for the CO/acctyl-CoA exchange activity. Phen caused the removal of only 30% of Ni in the NiFe complex ($0.3Ni/{\alpha}{\beta}$) as shown by the quantitative metal analysis. The phen-treated CODH could be reactivated fully by incubation In $Ni^{2+}$ solution. Radioactive $^{63}Ni^{2+}$ was used to quantitate the amount of the $Ni^{2+}$ incorporated into phen-treated enzyme and showed that the amount was the same as the removed by the phen treatment. i.e. $0.3Ni/{\alpha}{\beta}$. This indicates that only 30% of NiFe complexes are labile and responsible for the CO/acctyl-CoA exchange activity, the other 70% are non-labile and have no exchange activity. This is the first clear evidence that the NiFe complex is heterogencous and labile and non-labile Ni sites arc interacting differently with substrates and chelating agents like phen.

• Advances in nano research
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• 제12권5호
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• pp.457-465
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• 2022

The potentials of Ni_xZn_1-xFe₂O₄ (x = 0.0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 and 1.0) nanoadsorbents were investigated for removal of Cd and Cr from contaminated water from an electroplating industry in Himachal Pradesh, India. Optimal values were recorded under batch adsorption experiments performed to remove dissolved heavy metal ions from industrial wastewater. The specific surface area (SSA) of nanoadsorbents perceived to vary in a range 35.75-45.29 cm²/g and was calculated from the XRD data. The influence of two operating parameters, contact time and dopant (Ni) concentration was also investigated at pH ~7 with optimum dosage. Kinetic studies were conducted within a time range of 2-10 min with rapid adsorption of cadmium and chromium ions onto Ni_0.2Zn_0.8Fe₂O₄ nanoadsorbents. Pseudo-second-order kinetic model was observed to be well fitted with the adsorption data that confirmed the only existence of chemisorption throughout the adsorption process. The maximum adsorption efficiency values observed for Cd and Cr were 51.4 mg/g and 40.12 mg/g, respectively for different compositions of prepared series of nanoadsorbents. The removal percentage of Cd and Cr was found to vary in a range of 47.7%-95.25% and 21%-50% respectively. The prepared series of nanoferrite found to be suitable enough for adsorption of both heavy metal ions.

• 한국환경과학회지
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• 제8권5호
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• pp.607-610
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• 1999

The odor removal of landfill site leachate was carried out using pyroligenous liquid. The constituent elements of pyroligenous liquid and leachate were also analysed, employing Atomic Absorption Spectroscopy(AAS). Before order removal, the heavy metal ions such as Pb, Zn, Cu, Mn, Fe and Ni, in pyroligenous liquid were detected with ultra trace level. However, in this liquid, other metal ions such as As, Hg and Cd were not observed. The optimum condition for removing odor fromthe leachate was observed in 15 times dilution of pyroligenous liquid. Also, the degree of outlet odor was 1. Furthermore, the concentration of odor constituent compounds, e.g. $H_2S, NH_3, NH_2$ and $CO_2$ in the leachate was remarkably reduced. Finally, water quality of the leachate was improved.

• 한국환경농학회지
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• 제35권1호
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• pp.79-86
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• 2016

본 연구는 인 축적능을 갖는 것으로 알려진 미생물인 Alcaligenes sp.의 생장 및 인 축적에 중금속이 미치는 영향을 정량적으로 평가하고자 실시되었다. 미생물의 생장 및 인 제거에 미치는 저해효과를 정량적 평가를 위해 생장저해 정도와 인 제거반응저해 정도를 IC₅₀와 EC₅₀를 이용하여 표현하였고, 중금속 간 교호작용의 평가를 위해 Additive Index Value method (A.I.V) 를 이용하여 중금속 간 혼합효과를 판단하였다. 실험 결과를 통해 Alcaligenes sp.의 생장 및 인 제거에 미치는 저해효과가 가장 큰 중금속은 카드뮴(Cd)이었다. 반면, 상대적으로 저해효과가 약한 중금속은 니켈(Ni)이었다. 모든 중금속은 처리 농도가 증가할수록 미생물의 생장과 인 제거율을 감소시키는 것을 확인할 수 있었다. 단일 중금속 처리시 IC₅₀에 해당하는 농도는 Cd 0.38, Cu 16.43, Zn 12.17, Pb 11.68, Ni 15.35 mg/L 이다. 연구에 사용된 균주 Alcaligenes sp. 의 인 제거율은 88.1%였고, EC₅₀에 해당하는 농도는 Cd 0.31, Cu 10.37, Zn 5.57, Pb 6.74, Ni 12.04 mg/L 이다. 두 종의 중금속을 혼합 처리하였을 때 IC₅₀에 해당하는 농도가 가장 낮은 중금속 처리구는 Cd + Cu 처리구였으며, 가장 높은 처리구는 Zn + Pb 처리구였다. EC₅₀의 농도는 Cd + Cu 처리구에서 가장 낮은 농도를, Cu + Ni 처리구에서 가장 높은 농도를 보였다. 중금속 간 교호작용은 대부분 길항효과(antagonistic effect)를 보였으나, IC₅₀의 경우, Cu + Zn, Cu + Pb, Cu + Ni, Pb + Ni 처리구에서 상승효과(synergistic effect)를 보이는 것을 확인할 수 있었고, EC₅₀에서는 Cu + Zn, Pb + Ni 처리구에서 상가효과(additive effect)를, Cu + Ni 처리구에서 상승효과(synergistic effect)를 보였다. 연구 결과는 중금속을 단일 및 2종 혼합 처리하였을 때 중금속이 인 제거 미생물의 생장 및 기능에 미치는 독성효과에 대한 기초자료를 제공함으로써 추후 진행될 미생물 단백질 동정, 중금속 독성평가에 관한 연구에 활용될 수 있을 것이라 사료된다.