• 대한환경공학회지
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• 제32권7호
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• pp.714-721
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• 2010

본 연구에서는 수용액 중의 불소이온을 제거할 수 있는 흡착제로서 란탄수산화물의 활용 가능서을 검토하였다. 란탄 수산화물을 대상으로 회분식 흡착실험을 수행하고, 그 결과를 바탕으로 pH 영향, 흡착속도, 흡착등온 및 흡착에너지 등을 살펴보았다. 란탄수산화물은 pH 8.8 이하의 산성영역으로 갈수록 불소 제거율이 증가하는 특성을 나타냈다. 란탄수산화물의 불소 흡착평형은 Langmuir isotherm 보다는 Fruendlich isotherm 모델과 더 일치하였다. D-R 모델로부터 구한 흡착에너지는 9.21 kJ/mol로 이온교환메커니즘을 나타내는 범위에 속하였으며, 흡착속도는 2차 속도모델과 일치하는 거동을 보였다. 열역학적 상수 ${\Delta}Go^{\circ}$, ${\Delta}H^{\circ}$와 ${\Delta}S^{\circ}$는 란탄수산화물의 불소흡착특성이 자발적이고 흡열반응임을 나타냈다. 란탄수산화물은 1N NaOH로 재생 가능하며, 실 지하수에 대한 흡착실험 결과, 란탄수산화물이 PA보다 불소에 대한 이온선택성은 물론 제거율이 높았다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권1호
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• pp.20-26
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• 2010

수용성 유기 및 무기성분은 대기 에어로졸 입자의 중요한 구성성분들이며 간접적으로 기후에 영향을 미치는 구름응결핵으로 작용한다. 유기 및 원소탄소(organic and elemental carbon, OC 및 EC) 및 수용성 유기탄소(water soluble OC, WSOC) 및 이온성분농도를 조사하기 위하여 광주지역에서 24시간 기준의 미세입자($PM_{2.5}$)를 측정하였다. 측정기간 중 $PM_{2.5}$ 수용성 분율의 주요성분인 WSOC, $NO_3^-$, $SO_4^{2-}$ 및 $NH_4^+$의 평균농도는 각각 2.11, 5.73, 3.51 및 $3.31{\mu}g/m^3$ 이었으며, $PM_{2.5}$ 농도의 12.0(2.9~23.9%), 21.0(12.9~37.6%), 11.6(2.5~25.9%), 및 11.7%(3.8~18.6%)를 차지하였다. 총 수용성 성분(유기+무기) 중 WSOC 화합물이 차지하는 분율은 평균 17.6%(5.4~35.9%)이었다. EC 추적자 기법을 이용해 평가한 2차 OC 및 WSOC 농도는 각각 평균적으로 0.78 및 $0.34{\mu}g/m^3$이었으며, 전체 OC 및 WSOC 중의 평균 17.9%(범위: 0~44.4%) 및 평균 11.2%(범위: 0~51.4%)를 차지하였다. 광주지역 겨울철에 측정한 $SO_4^{2-}$ 입자는 국지적인 기상산화반응보다는 장거리 이동 또는 수용액 변환과정에 의한 영향, 구름 내 변환과정 등이 황산염 입자 생성에 중요하게 작용했을 것으로 판단한다.

• 접착 및 계면
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• 제8권1호
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• pp.15-27
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• 2007

폴리이미드 필름과 구리의 접착력을 향상시키기 위하여 이온빔과 실란-이미다졸 커플링제를 사용하여 폴리이미드 표면개질을 실시하였다. 실란-이미다졸 커플링제는 구리와의 배위결합을 형성하는 이미다졸 그룹과 실록산 폴리머를 형성하는 메톡시 실란 그룹을 함유한다. 폴리이미드 필름표면은 아르곤/산소 이온빔으로 일차로 처리하여 친수성을 높인 폴리이미드 필름에 커플링제 수용액에 침지하여 폴리이미드 필름 표면에 커플링제를 그라프트시켜 표면개질을 실시하였다. XPS 스펙트럼 분석결과 아르곤/산소 플라즈마 처리는 폴리이미드 표면에 하이드록시 및 카르보닐 그룹과 같은 산소 기능성기를 형성함을 알 수 있었고 폴리이미드 필름 표면에 실란-이미다졸과의 커플링반응에 의하여 표면이 개질되었음을 확인하였다. 이온빔을 사용하여 그라프트된 폴리이미드 필름과 구리와의 접착력은 처리되지 않은 폴리이미드 필름과의 접착력 보다 높은 접착력을 나타내었다. 또한 커플링제로 그라프트된 폴리이미드 필름의 접착력 보다 아르곤/산소의 양자화 이온을 이용하여 개질한 그라프트된 폴리이미드 필름의 시편이 더 높은 접착력을 나타내었다. 구리-폴리이미드 필름의 계면으로부터 박리된 층은 분석결과 완전히 서로 다른 화학적 조성을 나타내었는데 이것으로부터 박리가 접합면의 커플링제 내에서 일어나는 것보다는 폴리이미드와 커플링제의 사이에서 일어남을 확인하였다.

• 상하수도학회지
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• 제26권1호
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• pp.141-148
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• 2012

시멘트를 이용한 고형화/안정화의 여러 기작 중 시멘트 페이스트의 구성물인 monosulfate와 ettringite에 초점을 맞춰 이들을 각 각 합성하고 인공비소폐수에서의 비소 제거 실험을 실시했다. 소성과 중탕 과정을 거쳐 $Ca^{2+}$와 $Al^{3+}$이 mainlayer를 이루고 있으며, $SO_4^{2-}$가 interlayer에 삽입되어 있는 CaAl-monosulfate와 $Ca^{2+}$와 $Al^{3+}$가 column형태의 구조로, $SO_4^{2-}$가 channel형태로 구성되어 있는 CaAl-ettringite를 합성했다. 순수하게 합성된 시료로 1.335 mmol/L As(V) 농도의 수용액을 각각 0.054 mmol/L As(V)와 0.300 mmol/L As(V)까지 감소시켰다. PXRD와 FESEM을 이용하여 반응 전 후의 시료 결정 구조와 상 분석을 행함으로써 이온교환에 의해 인공비소폐수의 비소가 제거 된 것을 알 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제11권8호
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• pp.690-696
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• 2001

저가형 $TiO_2$ 광촉매의 개발과 광촉매의 활용범위를 확대하고자, 석탄회를 지지체로 이용하여 $TiO_2$ 광촉매를 제조하였다. 석탄회 표면에 $TiO_2$ 입자의 피복은 침전법에 의해서 수행되었다. $TiO_2$의 공급원으로는$ TiCl_4$수용액과 침전제로는 $NH_4$$HCO_3$가 사용되었다. 이들의 중화반응에 의해 석탄회 표면에 생성되는 Ti(OH)4$_4$는 $300~700^{\circ}C$의 열처리 과정에서 산화되었다. 여기서 생성된 $TiO_2$의 결정구조는 anatase형을 나타내었다. 피복 $TiO_2$의 결정립 크기는 열처리 온도의 상승에 따라 증가하였으나, NO가스의 제거능은 감소하는 경향을 보였다. $TiO_2$피복 석탄회를 $300~400^{\circ}C$의 온도 범위에서 2시간 동안 열처리할 경우, $TiO_2$의 결정립 크기는 약 9nm이었고, 질소산화물 제거율은 85~92%이었다. 또한, $TiO_2$피복 석탄회의 백색도는 $TiO_2$의 피복량이 증가할수록 열처리 온도가 증가할수록 상승하는 경향을 나타내었다.

• 대한화학회지
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• 제54권3호
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• pp.338-349
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• 2010

이 연구에서는 중학교 3학년에 가르치는 일정성분비의 법칙과 관련된 앙금생성실험수업과 모형을 이용한 수업의 효과를 비교하였다. 연구 대상은 중학교 3학년 250명이었으며, 각각 앙금생성 실험반과 모형반으로 구분하였다. 연구 결과, 앙금생성 실험반은 수용액 안에 각각의 원소들이 분리되어 있다고 생각하는 비율이 상대적으로 높았으며, 두 용액을 섞으면 새로운 화합물이 만들어진다고 인식하는 비율도 모형반보다 높았다. 앙금생성에 대한 학생들의 인식에는 두 집단이 큰 차이가 없었으며, 오답의 비율이 높아 교수전략이 학생들의 인식을 교정하는데 효율적이지 못함을 확인하였다. 비록 실험 결과로부터 규칙성을 찾는 비율은 모형을 사용하는 집단이 높았지만, 실험 결과로부터 반응물 사이의 일정비 결합을 추론하는 학생들의 비율은 두 집단이 유사하였다. 이러한 연구 결과를 통해 실험과 모형을 통해 일정성분비를 추론하는 것은 중학생의 수준에서 쉽지 않다는 점을 알 수 있다.

• 한국세라믹학회지
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• 제40권6호
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• pp.577-582
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• 2003

공침전물을 원료로 사용한 수열합성법을 통해 저온에서 미립의 BaTiO$_3$ 분말을 합성하였다. 출발물질로는 BaCl$_2$와 TiCl$_4$ 의 수용액을 사용하였다 이들의 혼합용액을 제조한 다음 과산화물 형태의 침전을 얻기 위해 과산화수소수($H_2O$$_2$)를 첨가하였으며 이렇게 준비된 용액을 암모니아수에 적하하여 공침전물을 얻었다. 이 과산화공침전물을 수열합성의 원료로 사용하였으며 반응온도와 시간 및 pH를 달리하면서 합성하였다. pH 13 이상이 요구되어 강염기인 KOH나 NaOH를 사용하는 일반적인 수열합성법과 달리 암모나아수로도 얻을 수 있는 pH 12 이하에서 perovskite BaTiO$_3$가 합성되었으며, 11$0^{\circ}C$ 이상에서 균일하고 미세한 BaTiO$_3$ 분말을 합성할 수 있었다. 13$0^{\circ}C$ 이상에서 얻은 분말의 경우 합성시간과 관계없이 일정한 물성을 보여주었다. 이렇게 합성된 분말은 76 $m^2$/g의 높은 비표면적을 보였으며 20 nm 이하의 미세한 일차입자들이 약하게 결합된 응집체를 이루고 있었다. 수열합성분말을 이용하여 l150~120$0^{\circ}C$의 온도범위에서 소결한 시편의 소결특성 및 유전 물성을 평가하였다.

• 공업화학
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• 제24권4호
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• pp.428-432
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• 2013

충북의 산림지역에서는 목재의 가지치기에 의하여 다량의 폐목재가 발생되고 있으나, 이러한 폐목재들은 부산물로서 특정한 처리가 이루어지지 않고 있다. 본 실험에서는 폐목재(참나무, 향나무, 낙엽송, 소나무) 중에서 납 이온의 제거능력이 효과적인 생물흡착제로서 향나무를 도출하였다. 또한, 폐향나무를 사용하여 수중에 함유된 납의 제거 효율을 고찰하였다. 20 mg/L 납 이온의 제거 효율을 증가시키기 위한 최적의 초기 pH가 4임을 알 수 있었으며, 50 mg/L 납이온 제거를 향상을 위한 최적의 생물흡착제 주입농도가 0.6 g/100 mL임을 구하였다. 또한, 100 mg/L 이상의 고농도 납 이온의 흡착 능력을 향상시키기 위해서는 향나무의 황산 처리에 의한 화학적 개질 반응이 필요함을 알 수 있었다. 그리고 6 M 황산으로 개질된 향나무를 이용하여 200, 400, 500 mg/L의 납을 처리하였을 때, 납의 흡착량은 각각 180, 340, 425 mg/g를 나타내었다. 이러한 실험 결과들은 수중에 함유된 납 이온을 효과적으로 처리하는 실질적인 생물흡착제기술로 사용될 수 있을 것이다.

• 공업화학
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• 제29권2호
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• pp.215-224
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• 2018

염산 5, 10, 15 wt% 용액(1.5, 3.0, 4.5 M; 석유정 산성화에 사용되는 범위)에 대하여 여러 가지 조건에서 자기장이 미치는 영향을 연구하였다. 자화된 염산의 pH 변화를 정상적인 염산과 비교하였다. Taguchi 실험 설계법을 사용하여 자장강도, 농도, 유속, 온도 및 시간의 영향을 모델링하였다. 실험 결과 자화에 따라 염산의 $H^+$ 농도가 42%까지 감소하였다. 자장 강도(기여도 28%), 염산의 농도(기여도 42%), 유속이 커지면 자기장 적용의 효과가 증가하였다. 염산에 대한 자기장의 영향은 용액의 유속과 가열에 의하여 영향받지 않았으며 시간에 따른 자기장 메모리가 유지되는 것으로 나타났다. 최대 $H^+$ 농도 변화에 대한 최적의 조합은 10% 염산 용액 및 4,300 Gauss일 때로 얻어졌다. 자화 과정 중 염산의 반응 속도가 감소하므로 자화된 염산은 탄화수소(원유 및 천연가스)정의 매질 산성화에 대한 대체 지연제로 비용면에서 경제적이고 신뢰성 있는 방법이 될 것으로 제안한다.

• 한국환경농학회지
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• 제28권1호
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• pp.69-74
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• 2009

본 연구는 탄닌 성분이 다량 함유된 율피를 사용하여 폐수 중 중금속 3종(Cd, Pb, Cu)에 대한 흡착특성을 알아보고 향후 폐수처리공정에서 생물흡착소재의 적응가능성을 평가하고자 수행하였다. 실험에 사용한 인공폐수에는 Cu, Pb, Cd을 첨가하여 10, 20, 40, 60, 100, 150, 200 mg $L^{-1}$ 오염시켰으며 pH 5.5에서 흡착실험을 진행하였다. 율피의 중금속 흡착량은 중금속 유형별로 차이를 나타내었으며 중금속 농도가 증가함에 따라 흡착량이 증가하다가 점차 증가율이 감소하여 일절한 평형에 도달하는 경향을 나타내었는데 이는 율피의 표면이 피흡착물질로 채워져 비어있는 흡착가능 영역이 감소하기 때문인 것으로 판단되었다. 상기 연구 결과를 Freundlich 및 Langmuir 모델에 적응한 결과 $r^2$값은 Langmuir 모델에서 Pb, Cu, Cd 3가지 중금속 모두 0.99 이상으로 높게 나타났으며 각 중금속에 대한 율피의 흡착친화도는 Pb>Cu>Cd 순으로 최대흡착량($q_m$)은 Pb 31.25 mg $g^{-1}$, Cu 7.87 mg $g^{-1}$, Cd 6.85 mg $g^{-1}$로 조사되었다. FT-IR 분석결과 율피는 1080 $cm^{-1}$에서 carbonyl group, hydroxyl group, carboxyl group과 1200 $cm^{-1}$에서 1700 $cm^{-1}$ 사이의 carboxylate group, carboxyl group, methylene group, ester group 등이 존재하는 것으로 조사되었다. SEM 분석 결과 중금속 이온 흡착 전에는 표면이 매끄럽게 안정된 모습이 관찰되었지만 중금속 흡착 반응 후 전자밀도가 높은 부분이 관찰되어 중금속 이온이 흡착되었을 것으로 판단되었고 EDS 분석을 수행한 결과 중금속 이온의 흡착 후 표면의 납 이온 피크가 관찰되었다. 이상의 결과로부터 율피에 의한 중금속 이온의 흡착은 물리적인 흡착보다는 관능기에 의한 화학적 흡착일 것으로 판단되었다.