• 한국광물학회지
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• 제21권3호
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• pp.283-287
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• 2008

$SiO_2$를 함유한 테트라에시실란(Tetracthoxysilanc: TEOS)과 알루미늄-섹-버트옥사이드(alumimum-sec-butoxide: ASB)를 출발물질로 이용하여 $100^{\circ}C$ 이하에서 결정성이 양호한 이모골라이트를 합성하였다. 합성실험은 환류장치가 부착된 둥근 플라스크에서 연속교반하면서 수열법으로 수행하였다. 이때, 화학조성은 $Al_{2}O_{3}/SiO_2$ = 1의 조건이었다. TEOS와 ABS의 농도 0.5 M의 조건에서 합성된 이모골라이트의 분말 X-선 회절 분석결과. d = 22.4. 9.5 등에서 회절선들을 관찰할 수 있었고, DTA/TG 분석견과에서는 $68^{\circ}C$에서 탈수반응에 의한, 그리고 $249^{\circ}C$에서 탁수산화 반응에 의한 흡열반응이 관찰되었으며 중량손실은 약 41%이었다. 또한, 합성된 이모골라이트는 Si-O-Al 신축진동(953과 $993cm^{-1}$)과 O-Si-O 굽힘 진동$(562cm^{-1})$에 의해서 미약하고 비대핑형의 피크 분리가 관찰되었고, TEM 분석결과, 이모골라이트 결정은 섬유상이었으며 거리줄 모양의 네트워크 구조를 보였다.

• 한국광물학회지
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• 제15권2호
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• pp.114-121
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• 2002

제주도 안디졸(Andisol) 토양 분포지역 중 화산성 쇄설물과 현무암으로부터 기원된 두 토양의 Bo층을 대상으로 완충능력을 계산하고 토양의 알루미늄 용해도가 완충능력에 미치는 영향을 연구하였다. 주상실험 결과는 pH 6.0과 4.0 부근에서 완충작용이 일어남을 보여 주며, 현무암기원의 토양보다 화산쇄설암기원 토양의 완충능력이 더 큰 것으로 나타났다. 다양한 pH조건에서의 배치평형실험 결과 다량의 알루미늄 함유 광물상을 갖는 제주도 안디졸 토양 Bo층에서의 알루미늄 거동은 $Al(OH)_3$, 이모골라이트 혹은 프로토-이모골라이트 등의 고상에 주로 영향을 받는 것으로 나타났다. Bo층 토양의 광물조성, 배치 평형실험결과, 그리고 주상실험 결과를 종합해 볼 때, pH 4.0 부근에서 나타나는 뚜렷한 완충능력($\beta$)은 깁사이트 및 프로토-이모골라이트의 용해도 특성에 의해서 좌우되는 것으로 해석된다. pH 6.0 내외의 완충작용은 규산염광물의 용해도 및 염기성양이온의 양이온교환반응에 의해 진행되고 있으나, 낮은 염기성 포화도는 토양산성화가 더 진행될 경우 이러한 완충효과가 오래 지속되지 못할 것임을 지시한다.

• 자원환경지질
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• 제35권2호
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• pp.103-112
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• 2002

토양 산성화에 따른 알루미늄 독성현상과 관련하여 자연환경에서의 존재 가능성이 제기되어온 $Al_{13}$-tridecamer 의 열역학적 생성조건에 대한 고찰을 Al-함유 광물상을 다량 함유하고 있는 제주도 나디졸 토양 Bo층 시료의 실내 평형실험 결과를 기초로 실시하였다. 대강토양은 평형상태일 경우 $Al(OH)_{3}$, 이모골라이트 혹은 프로토-이모골라이트가 반응액의 알루미늄 총활동도를 조절하는 주 고상인 것으로 나타났다. 이 경우 반응액의 알루미늄 총활동도는 pH 5~7환경에서 $10^{-6}$~$10^{-8}$~M 로 매우 낮게 나타난다. 기존의 열역학 자료들을 이용한 $Al_{13}$-tridecamer생성조건 고찰 결과, 알루미늄의 총활동도가 $Al_{13}$-tridecamer의 생성 여부를 결정하는 가창 주요 요인으로, 예를 들어, 그 활동도가 $10^{-5}$/M이 되기 위하여는 pH=5~7 구간에서는 약 $2{\times}10^{-5}$M, pH=4에서는 약 $3{\times}10^{-3}$M 이상치 알루미늄이 자연수에 용해되어 있야 한다. 따라서 $Al(OH)^{3}$, 이모골라이트 혹은 프로토-이모골라이트 등에 의해 알루미늄 총활동도가 제안되는 토양계에서는 평형조건에서 $Al^{13}$/-tridecamer 생성을 위한 알루미늄 총활동도 조건을 충족시키지 못한다 이러한 결과는 Al-함유고상들에 의해 알루미늄 총활동도가 조절되는 평형조건에 근접한 자연계 토양에서는 $Al_{13}$-tridecamer치 생성확인 가능성이 배우 낮음을 제시하며, 단지 pH 3 내외의 산성화가 심화된 극히 일부 토양, 또는 산성환경에서 형성된 높은 일루미늄 총활동토플 갖는 용액이 부분적으로 중화되는 비평형 환경 등, 극히 제한적인 환경에서만이 다량의 $Al_{13}$-tridecamer생성이 가능할 것이다. 이러한 열역학적 고찰 결과는 깁사이트 및 이모 라이트가 알루미늄 거동의 주요 영향인자인 안디졸 및 스포도졸 토양에서의$Al_{13}$-tridecamer의 인지 가능성은 매우 희박함을 지시해 주며, 따라서 이 같은 토양에서의 $Al_{13}$-tridecamer에 의한 독성현상은 그 가능성은 극히 낮을 것으로 생각된다.

• 자원환경지질
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• 제45권2호
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• pp.89-104
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• 2012

본 연구에서는 제주도 토양 중 화산쇄설암과 현무암을 모재로 발달하는 두 Andisol 토양의 Al 용해도 특성을 규명하고자 하였다. 토양 A층은 높은 유기물함량과 $Al_{pyrophosphate}/Al_{oxalate}$ 비를 나타내는 반면, 토양 Bo층은 낮은 유기물함량과 $Al_{pyrophosphate}/Al_{oxalate}$ 비를 나타낸다. 이는 반응성 Al이 A층에서는 대부분이 유기물과 결합한 형태로 존재하고 있는 반면, 토양 Bo층에서는 무기질의 광물과 결합하고 있음을 지시한다. Acid-oxalate 용해처리, 그리고 150 및 $350^{\circ}C$ 열처리 전후의 FT-IR 스펙트럼 비교, 투과전자현미경(TEM)을 이용한 관찰결과, 토양 Bo층에 상당량의 이모골라이트(Imogolite)가 존재함을 확인하였다. 이들 시료에 대한 Al-용해도 특성규명을 위한 Batch 평형실험결과, 토양 Bo층에서의 Al-용해도는 ITM(Imogolite-type material)과 Al hydroxy-interlayered aluminosilicate에 의한 Simultaneous equilibrium보다는 ITM의 Congruent dissolution model을 따르는 것으로 나타났다. 투석과 Aging과정 후의 용해도 특성 변화는 PI(Proto imogolite) sol의 생성이 되고, 이들의 이모골라이트로의 상전이가 Al-용해도에 영향을 주었음을 지시한다. 이러한 결과는, 실내실험 결과를 보완해주는 것으로, 제주도 Andisol토양에서의 Al-용해도 특성이 ITM에 의한 Congruent dissolution에 의해 조절되고 있음을 지시한다.

• 자원환경지질
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• 제42권5호
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• pp.501-507
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• 2009

본 연구에서는 단일 벽(Single-wall) 구조를 갖는 나노크기의 속이 빈(hollow) 볼(Ball)형(NBs; Nano-balls), 짧은 길이 튜브(S-NTs; Short-fiber Nano-tubes)형 및 긴 길이 튜브(L-NTs; Long-fiber Nano-tubes) 물질을 동일한 조성 Al/Ge=1.33을 갖는 Aluminogermanate(ALGE) Precursor 최초 혼합용액의 단순한 pH 조절 과정에서 자기조합(Self-assembly)을 통해 성공적으로 합성하였다. 먼저 pH=13으로의 염기성화(Na/Al=28~30) 및 최종 pH=9 조건에서 5 nm의 균질한 크기를 갖으며, 화학조성인 Al/Ge=1.5~1.6인 속이 빈 구조의 NBs가 합성되었다. pH=13으로의 염기성화 및 최종 pH=4 조건에서는 3.3 nm 지름, 길이 15~20 nm, Al/Ge=2.6~2.8의 S-NTs가 합성되었다. 그러나 pH=9로 염기성화(Na/Al=3.8) 시킨 후 최종 pH=4조건에서는 나노-튜브의 길이가 100 nm 이상인 L-NTs가 처음으로 합성되었다. 이러한 결과는 ALGE Precursor로부터 -Ge-OH 표면에서의 $H^+$-dissociation 정도 차이, 즉, $Na^+$ 양 및 최종 pH 조건을 달리함으로써 의도하는 형태의 ALGE 나노물질 유도가 가능함을 시사한다.