• Title/Summary/Keyword: 유용금속이온

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Review on Heavy Metal Removal Using Biopolymer (생물 고분자를 이용한 중금속 제거에 대한 고찰)

  • Jeon, Choong
    • Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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    • v.16 no.2
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    • pp.38-46
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    • 2008
  • Many researchers have reported that many biopolymers making up cell walls of the microorganisms display an ion-exchange property and play a major role in the sorption of the metal ions. Such polymers derived from microbial biomass are potentially useful as biosorbent materials for recovery various metal ions in industrial applications. although synthetic polymers such as ion-exchange resins and chelating resins have been widely used as commercial sorbents. In this study, valuable and commercial biopolymers for metal removal will be introduced.

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Bioleaching for Mine Waste of Pyrite by Indigenous Bacteria: Column Bioleaching at Room Temperature (토착박테리아를 이용한 광산찌꺼기 황철석으로부터 유용금속 이온 용출 특성: 상온에서 칼럼 용출)

  • Park, Cheon-Young;Cho, Kang-Hee
    • Journal of the Mineralogical Society of Korea
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    • v.23 no.3
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    • pp.251-265
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    • 2010
  • A column bioleaching experiment at room temperature with no addition of sulfuric acid was effectively carried out to leach the valuable elements from pyrite, which is common mine waste. The Fe concentration of pyrite leachate from bioleaching column was 14 times higher than that of the control leachate, and secondary minerals were not formed. The $SO_4^{2-}$ concentration of the pyrite leachate was 2.99 times higher. The XRD intensity of the (111), (200), (220), (311), (222), (230) and (321) planes of pyrite decreased, whereas the intensity of (210) and (211) increased after column bioleaching.

Studies on the Sorption Behavior of Some Metal Ions using XAD-16-Chromotropic Acid Chelating Resin (XAD-16-Chromotropic Acid 킬레이트 수지를 이용한 몇 가지 금속이온의 흡착거동에 관한 연구)

  • Lee, Won;Kim, Mi-Kyoung;Kim, In-Whan;Kim, Jun-Yong;Kim, Jung-Sook
    • Analytical Science and Technology
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    • v.17 no.6
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    • pp.454-463
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    • 2004
  • The sorption behavior of some metal ions on XAD-16-CTA chelating resin was investigated by batch method. The sorption of chelating resin was highly selective for Hf(IV), Zr(IV) and Th(IV) at pH 3.0 ~ 6.0 and the maximum sorption capacity of Zr(IV) ion was 0.81 mmol/g. It was successfully applied to the separation of several rare metal ions from mixed metal solutions by using CDTA, EDTA, NTA and $NH_4F$ as masking agent. The elution order of metal ions obtained from breakthrough capacity and the overall capacity at pH 4.0 was Zr(IV)>Th(IV)>Hf(IV)>U(VI)>Cu(II)>In(III)>Pb(II). Desorption characteristics for metal ions was investigated with desorption agents such as HCl, $HNO_3$, $HClO_4$. 2 M HCl showed high desorption efficiency. Th(IV) ion can be successfully separated from mixed metal ions by using XAD-16-CTA cheating resin.

The Leaching of Valuable Metal from Mine Waste Rock by the Adaptation Effect and the Direct Oxidation with Indigenous Bacteria (토착박테리아의 중금속 적응효과와 직접산화작용에 의한 폐광석으로부터 유용금속 용출)

  • Kim, Bong-Ju;Cho, Kang-Hee;Choi, Nag-Choul;Park, Cheon-Young
    • Journal of the Mineralogical Society of Korea
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    • v.28 no.3
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    • pp.209-220
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    • 2015
  • The aim of this study was leaching valuable metal ions from mine waste rocks which were abandoned mine site using indigenous aerobic bacteria. In order to tolerate the the indigenous aerobic bacteria to the heavy metal ions they were repeatedly adapted in $CuSO_4{\cdot}5H_2O$ environment. As the repeated generation-adaptation progressed, the pH values of the growth-medium were gradually decreased. During bio-leaching experiments with indigenous aerobic bacteria raised in a heavy metal ion environment for 42 days, the pH of the leaching solution was decreased while increasing the adaptation period. The indigeous bacteria were much more active on the surface of Younhwa waste rocks which contained relatively few the chalcopyrite and Cu content than the Goseong mine waste rocks, and also the amount of Cu and Fe ions were leached more in the Younhwa sample(leaching rate of 92.79% and 55.88%, respectively) than the Goseong sample(leaching rate of 66.77% and 21.83%, respectively). Accordingly, it is confirmed that valuable metal ions can be leached from the mine waste rocks, if any indigenous bacteria which inhabits a mine environment site for a long time with heavy metal ions can be used, and these bacteria can be progressively adapted in the growth-solutions containing the target heavy metals.

The Bioleaching of Sphalerite by Moderately Thermophilic Bacteria (고온성 박테리아를 이용한 섬아연석의 용출 특성)

  • Park, Cbeon-Young;Cheong, Kyung-Hoon;Kim, Bong-Ju
    • Economic and Environmental Geology
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    • v.43 no.6
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    • pp.573-587
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    • 2010
  • Bioleaching experiments were effectively carried out at $42^{\circ}C$, $52^{\circ}C$ and $62^{\circ}C$ to leach the more valuable metal ions from sphalerite using bacteria. The pH values of the bioleaching solution were constantly maintained for 10 days in the range of 2.40 to 2.55. In these bioleaching experiments, rod-shaped bacteria attached to the sphalerite surface were continuously observed in the sample. Along with the increase in the leaching temperatures, the concentration of Zn and Pb increased in the control sample of leachates, whereas the concentration of Fe increased in the sample containing bacteria. At $42^{\circ}C$, $52^{\circ}C$ and $62^{\circ}C$ the biological leaching content of Zn was found to be 9.5, 2.8 and 2.9 times higher than that in the chemical leaching content, respectively. At these temperatures, the content of Pb in the bacterial sample of the leachate was detected to be 14.8, 7.4 and 3.8 times higher than that of the control sample of the leachate, respectively.

리튬이온전지용 탄소기반 음극재의 리튬저장능력 향상을 위한 나노구조체 설계에 관한 연구

  • Kim, Han-Bin;Lee, Myeong-Hun;Kim, Yeon-Won;Kim, Dae-Yeong;Gang, Jun
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2018.06a
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    • pp.137-137
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    • 2018
  • 이 연구에서는 리튬이온전지용 음극 활물질의 리튬이온 저장 용량을 최적화시키기 위한 새로운 방법이 제안되었다. 그 방법은 솔루션 플라즈마 프로세스를 사용하여 원자 단위의 리튬을 탄소 기반 물질의 내부에 도핑 시키고, 열처리를 통해 그 내부를 재설계하는 것이다. 리튬이온전지용 음극 활물질로 리튬금속 자체를 사용하려는 시도는 있었으나, 이는 충전 및 방전 사이클이 반복됨에 따라 리튬이 수지상으로 석출되어 내부를 단락시키거나, 리튬금속 자체의 폭발성에 의한 취급상의 제약이 있었다. 한편, 원자 단위로 탄소 내부에 도핑 된 리튬은 열처리 과정 동안 탄소 내부에서 확산함으로써 더 많은 리튬이 저장될 수 있는 공간을 만들었고, 사이클이 반복됨에 따라 서서히 충전 및 방전 반응에 참여함으로써 전지의 성능을 개선시켰다. 리튬이 도핑 된 탄소의 전기화학적 테스트 결과를 Fig. 1에 나타내었다. 실험 결과에서 보여진 초기 고용량 및 장기 사이클 특성은 탄소 내부에 도핑 된 리튬이 전지 성능의 향상에 중요한 역할을 한다는 것을 시사한다. 또한, 사이클이 반복됨에 따라 점차 증가하는 용량은 첫 사이클에서 형성된 solid electrolyte interphase의 비가역 용량을 보상할 수 있을 것으로 생각된다. 이상의 결과를 통해, 탄소 내부에 원자단위의 리튬을 도핑시키는 새로운 접근은 리튬이온전지의 성능 개선을 위한 효과적인 방법이 될 수 있을 것으로 보이며, 향후 리튬 이외의 다른 원소들, 즉 소듐과 같은 물질에 대하여 도핑을 시도한다면 새로운 분야에서 이와 같은 접근법이 유용하게 적용될 수 있을 것으로 사료된다.

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Studies on Preparation of Resion-Metal Chelates and Its Catalytic Activity for the Oxidation of Hydroxy Compounds and l-Ascorbic Acid (Resin-Metal Chelate의 제조와 Hydroxy화합물 및 l-Ascorbic Acid의 산화 촉매효과에 관한 연구)

  • Whang Kyu-Ja;Lee Young Sun;Kim Young Mi;Lee Yong-Keun
    • Journal of the Korean Chemical Society
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    • v.33 no.1
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    • pp.113-119
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    • 1989
  • Chelating resins containing hydrazide or triethylenetetramine side chain were prepared using a commercial cation exchage resin, Diaion WK 11, and their nitrogen contents were determined by elemental analysis. The synthesized resin, and commercial chelating resins, (Diaion-CR 10 and-CR 20) were treated with various metal chelates of which metal contents were subsequently determined by chelatometry. Sectioned beads of the resin-metal chelates were also observed using electron microprobs X-ray analyzer. To examine the catalytic activity of the resin-metal chelates, they were applied to the oxidation of various hydroxy compounds and l-ascorbic acid, and found to be effective catalysts.

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Bioleaching of Galena by Indigenous Bacteria at Room Temperature (상온에서 토착박테리아를 이용한 방연석의 용출 특상)

  • Park, Cheon-Young;Kim, Soon-Oh;Kim, Bong-Ju
    • Journal of the Mineralogical Society of Korea
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    • v.23 no.4
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    • pp.331-346
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    • 2010
  • This study was carried out to leach valuable metals from galena using indigenous bacteria with no optimum pH conditions at room temperature. Even in these conditions, the rod-shaped indigenous bacteria, ranging from $0.4{\times}0.2{\mu}m$ to $0.5{\times}1.7{\mu}m$, were attached to the surface of the galena. For the 19 days of the bioleaching experiment, the content of Ph, Fe, Zn ions was found to be 347, 222 and 1.7 times higher than that of the control leaching agent, respectively. Numerous hexagonal column crystals were observed on the surface of galena. Those crystals may be formed from the biooxidation of galena by the indigenous bacteria. XRD analysis showed the peaks of anglesite observed in the bioleached galena. It is expected that more valuable elements can be leached out of the galena, if the bacteria is used under optimum pH and temperature conditions in future bioleaching experiments.

1,3-bisdicyanovinylindane 색소를 이용한 선택적 $Hg^{2+}$ 감지 특성

  • Kim, Su-Ho;Kim, Young-Sung;Kim, Sung-Hoon;Son, Young-A
    • Proceedings of the Korean Society of Dyers and Finishers Conference
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    • 2009.11a
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    • pp.19-20
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    • 2009
  • 최근 화학, 물리, 생명과학, 전기, 전자등의 다양한 분야에 활발하게 연구가 이루어지고 있는 초분자 화학은 선택적 분자인지를 위한 효율적인 골격구조와 나아가 다양한 계에 응용할 수 있다. 초분자 화학의 분자인지 과정의 특징은 일반적으로 수용체 (receptor 혹은 host)가 목표가 되는 기질 (substrate, analyte, 혹은 guest)에 대하여 선택적으로 식별하고 반응하는 것이다. 비공유 결합성 상호작용에 의하여 이루어지는 초분자 화학의 분자 인지 과정의 특징은 일반적으로 수용체 (receptor 혹은 host)가 목표가 되는 기질 (substrate, analyte, 혹은 guest)에 대하여 선택적으로 식별하고 반응하는 것이다. 이는 공유결합을 이용하는 분자화학과는 차별화 된 것이다. 수용체는 간단한 구조의 화합물 및 금속 이온들과 같은 기질과 가역적으로 상호 작용할 수 있는 착물을 형성한다. 최근들어 급격한 산업화가 진행되어 환경문제가 심각하게 대두 되어져 왔고, 그 중에서 특히 수은이나 카드뮴에 의한 질병, 납에 의한 중독 등 중금속에 의한 오염이 크게 나타남에도 불구하고, 현재 그러한 중금속을 검출함에 있어 많은 비용과 시간이 드는 문제점이 있다. 또한 우리에게 이로운 금속은 효율적 분석을 통해 환경계와 의료계에 많은 도움을 줄 것으로 사례되므로 화학센서 기술의 개발은 절실히 요구되어지고 있다. 이에 새로운 1,3-bisdicyanovinylindane 을 통해 $Hg^{2+}$ 금속의 감지 여부 알아보고, 그 특성을 파악하고자 한다. 1,3-indandion (2.18g, 14.9mmol), malononitrile (2.95g, 44.7mmol), ethanol 50ml를 20분간 상온에서 용해시킨다. 후에 sodium trihydrate acetate(3.05g)을 첨가한 후 5시간 동안 환류반응 시킨다. 이 과정에서 얻어진 용액을 필터과정을 통하여 에서 합성 반응 중에 생성된 불순물(1,3-dicyanovinylindane-1-one, monocondensation)을 제거한다. 필터과정을 통해 걸러진 미 반응 물질을 제�G 용반응욕액을 증류수(100ml)를 이용하여 희석시키고 난 후 염산을 이용, 산성화 시켜 고체 생성물을 얻어낸다. 이렇게 생성된 고체 생성물은 다시 필터 및 건조를 통하여 회색의 고체 화합물을 얻어낸다. 1,3-bisdicyanovinylindane과 금속이온에 대한 감응도를 확인하기 위하여 metanol/water(1:2)을 용매로 하여 금속이온의 농도를 변화시켜 발색특성을 살펴보았다. 본 색소화합물과 Hg2+에 대한 UV 흡광도 변화 적정결과와 그 화합물의 상태 살펴본 결과 금속이온이 0.2ml씩 더 참가되면서 색의 변화를 뚜렷하게 나타내었다. 반면 그 밖에 이온($Fe^{3+}$, $Ag^{2+}$, $Pd^{2+}$, $Zn^2$, $Fe^{2+}$, $Cu^{2+}$, $Pb^{2+}$)은 UV 흡광도 변화가 적거나 변화 자체가 없었다. 하지만 과량의 $Fe^{3+}$, $Ag^{2+}$, $Pd^{2+}$는 색상 변화를 나타내었으며,이와 같은 흡광도 변화는 금속에 따라 약간의 차이가 있지만, 420nm를 등흡수점으로 하여, 580nm의 파장 영역에 있는 흡수 밴드의 세기는 감소하는 반면 400nm 파장 영역에 있는 흡수 밴드의 세기가 증가하였다. 1,3-bisdicyanovinylindane 화합물은 다양한 생물계 및 환경계에서 요구되는 micro mol에서 milli mol 농도 영역의 $Hg^{2+}$ 이온의 선택적이고 민감한 검출과 정량적인 분석에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

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A Simple Shell Model Approach to Lattice Dynamics of Cr, Mo, and W

  • Kim, Chang-Hyo;Chang, Jong-Hwa
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • v.7 no.2
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    • pp.107-118
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    • 1975
  • The lattice dynamics of Cr, Mo, and W are formulated in terms of a simple shell model in which the transition metal ions in the crystals are treated as deformable ions. The model involves a total of seven parameters; two charge parameters and five force constant parameters. The numerical values of the model parameters are determined by fitting to three elastic constants and the lattice vibrational frequencies measured by the neutron inelastic scattering experiments. Attempts are made to compute the phonon dispersion relations, the frequency distribution functions, and the lattice specific heats of three metals. The results are compared with experiments. It is found that the simple shell model can give a satisfactory account for the lattice vibrational characteristics of transition metals. The usefulness of the model is then discussed in comparison With other lattice dynamical models.

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