• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.7 no.4
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• pp.727-732
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• 2006

The object of this study was to investigate the influence of composition and concentration of electrolyte, ratio of cation to anion exchange resin of mixed ion exchange column in the performance of ion exchange. Also this work examined the removal capability of suspended solids by ion exchange resin and the effect of particule on the characteristics of ion exchange. Breakthrough time was extended as the amount of ions and particles present in liquid was decreased. The case of anion, the breakthrough sequence is $Cl^{-}, but the case of cation, the breakthrough sequence is $Na^{+}. As for the ratio of cation to anion exchange resin of 1:2, the breakthrough time was prolonged compared with that of 1:1 and 1:3. For the electrolyte of equal concentration containing suspended solid, breakthrough time was contracted less than 20%. It results in the increase in the removal capacity of cation exchange resin. For the higher ratio of cation exchange resin, suspended solids are shorten the cation's breakthrough time so that the runtime of ion exchange resin tower is increased.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.27 no.6
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• pp.633-638
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• 2016

In this study, we used three kinds of commercially available cation, anion, and mixed-ion exchange resins to separate radioactive ions from a polluted water containing Cs, I, and other radioactive ions. The experiment was conducted at a room temperature with a batch method, and a comparative analysis on the decontamination ability of each resin for the removal of Cs and I was performed by using different quantities of resins. The concentration was analyzed using ion chromatography and the ion exchange resin product from company D showed an overall high ion exchange ability. However, for most of the experiments when the amount of ion exchange resin was decreased, the decontamination ability of the resins against mass increased. When the mass of company D's cation exchange resin was small, the ion exchange ability against Cs and I ions were measured as 0.199 and 0.344 meq/g, respectively. When the mixed ion exchange resin was used, the ion exchange ability against I ions was measured as 0.33 meq/g. All in all, company D's ion exchange resins exhibited a relatively higher ion exchange ability particularly against I ions than that of other companies' exchange ions.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.116-116
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• 2011

바이오 가스 플랜트의 혐기소화 공정에서 발생하는 바이오 가스는 중 유해가스인 황하수소($H_2S$)는 부식성 가스로 수천 PPM농도를 함유하여, 발전기나 가스보일러로 이용하는 경우에는 $H_2S$를 제거하는 탈황공정이 반드시 필요하다. 탈황방식에는 산화철 탈황(건식 탈황)과 생물 탈황이 현재 많이 사용되고 있어나 산화철 탈황은 산화철 pellet이 유화철에 변화하면 탈황능력이 저하되어 pellet을 교환해야 하며 많은 비용이 발생한다. 생물 탈황 방식은 유황산화세균의 서식활동조건(온도, 반응시간, 산소량)확보가 반드시 필요하여 높은 운전기술을 필요로 한다. 본 연구에서는 바이오가스 전처리 기술 중 활성탄 또는 약액을 이용한 기존의 탈황정제방식보다 흡착성능이 뛰어난 이온교환섬유를 이용하여, 황화수소($H_2S$)를 95% 이상 제거할 수 있는 고효율 섬유상 이온촉매 악취제거 시스템 개발을 수행하였다. 이온교환섬유는 방사선 조사를 이용하여 부직포에 라디칼을 인위적으로 형성시켜(그라프트 중합) 양이온 또는 양이온을 교환할 수 있도록 제조된 섬유상의 흡착제로, 이온교환 섬유의 화학적 이온교환과 물리적 흡착 및 탈착반응이 동시에 발생되고, 활성탄/실리카켈 보다 흡착능력이 2~4배 높다. 또한 이온섬유의 재생기능을 이용하여 장기적 다양한 악취($H_2S$, $NH_3$, 아민계, 메르갑탄류, 알데히드 등) 및 유해가스(VOCs, NOx, SOx) 등을 95% 이상 제거할 수 있다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2002.11a
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• pp.306-308
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• 2002

원자로냉각재계통(Reactor Coolant System) 및 사용 후 저장조정화계통(Spent Fuel Pool Purification System)에는 양ㆍ음이온 교환수지가 충진된 혼상 이온교환수지탑을 설치하여 계통수에 존재하는 방사성 핵종을 제거하고 있으며, 정화율을 나타내는 제염계수(Decontamination Factor)가 특정값 이하이면 수지를 교체하고 있다. 그러나 특정 핵종에 대한 제염계수가 수지 사용기간에 관계없이 기준값 이하로 나타나고 있고, 수지탑의 성능을 예측하고 있지 못하는 실정이다. 원자력발전소 1차 계통에 설치되어 불순물을 제거하는 이온교환 수지탑에 대한 연속화학평형모델에 적용한 결과 수지탑에서 이온 용출은 수지에 대한 이온 선택도 순서와 동일하고 냉각재계통에는 붕산이 주성분이므로 음이온수지에서 붕산이 가장 먼저 누출된다. 그리고 붕산으로 포화된 음이온수지의 음이온 불순물 제거능력은 저하되지 않으며, 리튬으로 포화된 양이온수지의 양이온 불순물 제거능력은 저하된다.

• Journal of the Mineralogical Society of Korea
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• v.29 no.2
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• pp.59-71
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• 2016

To investigate the sorption characteristics of Cs, which is one of the major isotopes of nuclear waste, on natural zeolite chabazite, XRD, EPMA, EC, pH, and ICP analysis were performed to obtain the informations on chemical composition, cation exchange capacity, sorption kinetics and isotherm of chabazite as well as competitive adsorption with other cations ($Li^+$, $Na^+$, $K^+$, $Rb^+$, $Sr^{2+}$). The chabazite used in this experiment has chemical composition of $Ca_{1.15}Na_{0.99}K_{1.20}Mg_{0.01}Ba_{0.16}Al_{4.79}Si_{7.21}O_{24}$ and its Si/Al ratio and cation exchange capacity (CEC) were 1.50 and 238.1 meq/100 g, respectively. Using the adsorption data at different times and concentrations, pseudo-second order and Freundlich isotherm equation were the most adequate ones for kinetic and isotherm models, indicating that there are multi sorption layers with more than two layers, and the sorption capacity was estimated by the derived constant from those equations. We also observed that equivalent molar fractions of Cs exchanged in chabazite were different depending on the ionic species from competitive ion exchange experiment. The selectivity sequence of Cs in chabazite with other cations in solution was in the order of $Na^+$, $Li^+$, $Sr^{2+}$, $K^+$ and $Rb^+$ which seems to be related to the hydrated diameters of those caions. When the exchange equilibrium relationship of Cs with other cations were plotted by Kielland plot, $Sr^{2+}$ showed the highest selectivity followed by $Na^+$, $Li^+$, $K^+$, $Rb^+$ and Cs showed positive values with all cations. Equilibrium constants from Kielland plot, which can explain thermodynamics and reaction kinetics for ionic exchange condition, suggest that chabazite has a higher preference for Cs in pores when it exists with $Sr^{2+}$ in solution, which is supposed to be due to the different hydration diameters of cations. Our rsults show that the high selectivity of Cs on chabazite can be used for the selective exchange of Cs in the water contaminated by radioactive nuclei.

• Proceedings of the Korean Environmental Sciences Society Conference
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• 2003.11b
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• pp.315-318
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• 2003

본 연구에서는 NaCl 용응법에 의해 fly ash로부터 합성된 swelling mica의 다양한 이온의 교환특성과 이온교환이 결정구조에 미치는 영향을 규명함으로서 swelling mica에 의한 유해 방사능 물질 및 중금속의 효과적인 제거제로서의 활용 가능성을 조사하고자 하였다. 1가 양이온이 흡착된 FA-swelling mica의 $d_{001}$/ peak의 강도는 흡착된 이온의 직경이 클수록 감소하는 경향을 나타내었으나, $d_{001}$/ value는 흡착된 이온의 직경과 뚜렷한 상관관계가 없었다. 또한 FA-swelling mica의 NH4 이온의 흡착량은 133 $cmol^{+}$/kg, K 이온은 127 $cmol^{+}$/kg, Li 이온은 23 $cmol^{+}$/kg으로서 방사성 물질과 중금속 이온에 비해 낮은 경향을 나타내었다. 2가 양이온이 흡착된 FA-swelling mica의 $d_{001}$/ peak 강도와 $d_{001}$/ value는 이온의 직경에 관계없이 비슷한 값을 나타내었으며 1가 양이온의 흡착에 비해 구조적 안정성이 높았다. Sr 및 Ba 이온의 흡착반응은 느리고 지속적으로 일어났으며 Ca와 Mg 같은 2가 양이온에 비해 선택성이 훨씬 높은 것으로 나타났다. 또한 Sr 및 Ba 이온과 같이 직경이 큰 방사성 원소들은 swelling mica의 층간에 흡착되어 결정구조가 부분적으로 붕괴됨으로서 이온을 비가역적으로 고정하는 특성을 나타내었다. Zn, Cu, Cd 및 Pb 등의 중금속 이온이 흡착된 FA-swelling mica의 $d_{001}$/ value는 12.70~12.80$\AA$으로서 매우 일정하였으며, 이온 흡착에 의한 층간 팽창정도는 이온의 크기뿐만 아니라 수화정도에 따라 상이하였다. FA-swelling mica의 중금속 이온의 흡착은 층간 붕괴에 의해 일어나는 것으로 판단되며, 선택성과 흡착능력은 층간 붕괴속도와 비례하는 경향을 나타내었다. 또한 FA-swelling mica의 중금속 이온의 선택성은 Pb>Cu>Cd$\geq$Zn 순으로 나타났다.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.16 no.6
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• pp.95-95
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• 2000

(No Abstract.see full/text)

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.16 no.6
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• pp.97-103
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• 2000

지반내 중금속의 저류와 이동에 대한 가장 중요한 인자는 토양 간극수의 pH이다. 점토의 완충능을 kaolinite, hectorite, attapulgite, Na-bentonite와 같은 4가지 점토에 대하여 연구하였다. 완충능의 크기는 hectoriteattapulgite>kaolinite의 순으로 나타났다. 완충능의 크기는 지반내 탄산염 함량과 양이온 교환능력이 완충능의 크기에 가장 영향을 미치며 유기물 함량과 비표면적의 영향은 적었다. 토양의 완충능을 모델링하기 위하여 수소 이온과 토양표면의 화학반응 기간의 화학반응을 정전흡착 모델을 이용하여 모델링하였다. 또한 탄산염 함량과 양이온 교환능력을 함수로 하는 회귀식을 제안하였다. 모델 검증을 위하혀 모델 예측치와 실험치를 비교하였는데 정전 흡착모델을 이용한 예측치가 실험치와 근사한값을 나타냈다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.16 no.1
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• pp.123-130
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• 2005

Zeolite X adsorbents with large surface area were prepared for using oxygen PSA adsorbent. Selective adsorption performance of nitrogen on the synthesized zeolite X adsorbent was improved by the cation exchange of adsorbent. The zeolite X which had over $650m^2/g$ surface area was synthesized at the conditions of $SiO_2\;:\;Na_2O\;:\;H_2O\;:\;Al_2O_3$ = 2.5 : 3.5 : 150 : 1 mole ratio, $98^{\circ}C$ temperature and 18 h synthesized time in 50 L reactor. The metal ions Li, Ag, Ca, Br, Sr, etc. were investigated for ion exchange with zeolite X. Ag ion was showed the highest ion exchange rate among these metal ions and all metal ions were exchanged with Na ion at equivalent rate. Compared with the NaX adsorbent, the ion exchanged zeolite X adsorbent remarkably improved its adsorption performance of nitrogen at the conditions of $10{\sim}40^{\circ}C$ temperature and 0~9 atm pressure. At an equilibrium pressure under 0.5 atm, adsorption performance of nitrogen on the ion exchanged zeolite adsorbent increased in the order of Ag > Li > Ca > Sr> Ba > K, whereas at an equilibrium pressure over 1 atm showed in the order of Li > Ag > Ca > Sr > Ba > K. Nitrogen/oxygen separation factor of Li ion exchanged zeolite X adsorbent was 13.023 at the partial pressure of nitrogen/oxygen gas mixture similar to air and $20^{\circ}C$ adsorption temperature.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.14 no.1
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• pp.19-27
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• 1970

Durch Umsetzung von vernetzten p-jodstyrolhaltigen Coplymeren mit benzolischer Butyllithiumlosung und durch anschließende Carboxylierung mit gasformigem Kohlendioxid lassen sich p-carboxystyrolhaltige Copolymere herstellen. Die erreichbare Kapazitat der erhaltenen Harze betragt etwa 2,5 bis 2,8 mval/g. Aus den Titrations-nskurven erhahlt man einen scheinbaren $pK_a$-Wert von 8,07 fur das normal hergestellte und von 7,75 fur das toluolmodifizierte Harz. Der Austauscher nimmt Kaliumoinen im alkalischen Gebiet auf. Das Gleichgewicht des Harzes mit Calciumionen stellt sich bei pH = 6 bei ca. 85% Austausch ein. Dagegen nimmt das Harz Kupferionen bei pH = 4 bis 5 in der Außenlosung bis zu 100% auf.