• 제목/요약/키워드: 층상이중수산화물

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수용액내에서 Mg/Al-NO3 및 Ca/Al-NO3 층상이중수산화물(LDHs)의 염소이온 고정화 특성에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Properties of Chloride Binding of Mg/Al-NO3 and Ca/Al-NO3 Layered Double Hydroxides in Solution)

  • 이승엽;양현민;이한승
    • 한국건축시공학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.219-227
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    • 2016
  • 본 연구에서는 염해에 열화작용을 일으키는 염소이온을 고정하기 위한 방안으로 이온교환능력과 흡착능력이 우수하다고 알려진 층상이중수산화물(LDHs)을 활용하였다. 실험에 앞서 두 종류의 LDHs(Mg/Ca)를 공침법을 사용하여 합성하였고, 합성된 고형물을 활용하여 수용액내에서 실험적 연구를 진행하였다. 일반적 합성법인 공침법으로 기존문헌의 입증된 나노 입자의 LDHs를 제조 할 수 있었으며 이는 건축재료로써의 적용에 앞서 간단한 제조방법만으로도 제조가 가능하다는 긍정적인 효과로 볼 수 있다. 또한, 이온교환시간 15분내에서는 Mg체계가 고정속도가 빨랐으나, 그 후의 시간에서는 최대 4시간까지 Ca체계의 고정량이 우수하였다. 임계치 $1.2kg/m^3$의 경우 0.5 g당 Mg/Ca은 각각 0.0035g, 0.0015g의 염소이온을 고정하였다. 또한, 효과가 우수했던 이온교환된 Ca체계를 XRD 분석한 결과 층간에 삽입한 $NO_3$가 용출되고 염소이온이 치환되었음을 알 수 있었다. 시멘트계의 적용시 Mg체계보다 Ca체계가 우수한 고정효과를 기대 할 수 있다고 판단되며, 향후 연구에서는 본 연구에 결과를 바탕으로 시멘트계 재료에서의 염소이온 고정효율을 평가하고자 한다.

층상이중수산화물(Mg-Al-$CO_3$ 체계)의 물리 · 화학적 특성규명 및 소성된 시료의 크롬산이온 수용액에서 재수화반응 (Characterization of Layered Double Hydroxides(Mg-Al-$CO_3$ systems) and Rehydration Reaction of Their Calcined Products in Aqueous Chromate Solution)

  • 이석우;강문자;문희정
    • 대한화학회지
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    • 제39권8호
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    • pp.627-634
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    • 1995
  • 하이드로탈시이트류 음이온성 점토광물로 잘 알려진 증상이중수산화물($Mg-Al-CO_3$ 체계)을 마그네슘과 알루미늄의 비를 달리하면서 공침전법으로 합성하였다. 얻어진 생성물들의 특성을 원소조성분석, 분말 X-선회절분석, 열분석(시차주사열량분석과 열무게분석), FT-IR분광분석 및 $^{27}$/Al-MAS NMR분석등으로 규명하였다. 분말 X-선회절분석으로 생성물들이 층상구조를 이루고 있음을 확인하였다. 시차주사열량분석결과에서는 20-280$^{\circ}C$ 영역에서 표면수 및 층간수의 이탈로 인한 흡열피크가 관찰되며, 280-500$^{\circ}C$ 영역에서격자수 및 이산화탄소의 이탈로 일어나는 화학변화에 의한 강한 흡혈피크가 관찰되었다. 열무게분석결과에서는 두 영역의 질량감소량을 측정할 수 있었다(LDH4의 경우 각각 16.2%와 28.6%). FT-IR 분광분석결과층간의 탄산이온은 층과 평행하게 $D_{3h}$ 대칭구조로 존재하며, $^{27}$/Al-MAS NMR분석결과 층안의 알루미늄은 마그네슘과 마찬가지로 수산화이온에 의해 6배위환경으로 존재하였다. 공기분위기하의 560$^{\circ}C$에서 3시간 소성되어진 시료는 본래의 층상구조가 파괴된 균일한 혼합금속산화물로 변화하며, 이 물질은 크롬산이온 수용액에서 빠르게 재수화반응을 일으켜 본래의 층상구조를 회복하였다.

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층상이중 수산화물을 이용한 5가 비소 흡착 특성 (Adsorption of Arsenate on the Synthesized Layered Double Hydroxide Materials)

  • 최영무;최원호;김정환;박주양
    • 대한토목학회논문집
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    • 제29권1B호
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    • pp.91-96
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    • 2009
  • LDH(Layered double hydroxide) 물질을 제조하고 이를 이용하여 비소를 흡착시키는 실험을 수행하였다. TEM을 이용하여 제조한 LDH 물질의 형상을 살펴본 결과 열처리를 거친 시료는 나노크기의 결정화된 구조를 가지고 있고 열처리를 거치지 않은 시료는 아직 결정화가 완전히 이루어지지 않았으며 크기도 마이크로 범위에서 나타났다. X선 회절분석 결과를 보면 이 같은 결과가 뚜렷이 나타났으며, 열처리를 거친 경우는 뚜렷한 결정화를 보이고 있었다. $N_2$ 흡착 및 탈착 결과를 통해 LDH가 mesoporous한 공극 형태를 가지고 있다는 것을 알 수 있었다. 비표면적은 열처리를 거친 시료가 열처리를 거치지 않은 시료보다 2배 이상 크게 나타났다. 흡착 등온 실험 결과에서도 두 시료는 비슷한 흡착량을 보이며 기존 철산화 물에 못지않은 흡착능을 나타내고 있다. 금번에 합성한 Mg Fe-LDH 물질을 이용하여 토양 및 지하수의 비소 제거 공정에 적용할 수 있음을 확인하였다.

인 포화 층상이중수산화물의 재생에 관한 기초 연구 (Fundamental Study of the Regeneration of Layered Double Hydroxide Saturated with Phosphate)

  • 최정학;정용준
    • 한국환경과학회지
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    • 제23권7호
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    • pp.1333-1338
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    • 2014
  • LDHs(layered double hydroxides) are of use adsorbent to remove heavy metals, micro-organic pollutants as well as high concentration of phosphorus from wastewater to low concentration of surface water without pH adjustments. This study examined the generation condition of LDHs saturated with phosphorus. Less than 20% regeneration rate was obtained in the absence of alkali and regeneration solution. After the desorption of LDHs with several conditions of acid and alkali solution, more than 60% of regeneration rate could be expected in the case of using $MgCl_2$ as regeneration solution.

탈착 용액의 조성변화가 층상이중수산화물에 흡착된 인 탈착에 미치는 영향 (The Effect of Phosphate Desorption Solution on LDH (Layered Double Hydroxide) Desorption)

  • 정용준
    • 한국물환경학회지
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    • 제24권6호
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    • pp.670-675
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    • 2008
  • Batch type adsorption and desorption tests were performed with different types (Powder, Granule) of Layered double hydroxides (LDHs) saturated with phosphate. The adsorption isotherm was approximated as a modified Langmuir type equation. The maximum adsorption capacity was 55 mg-P/g-LDH for powder type LDH, and 46 mg-P/g-LDH for granule type LDH. The highest phosphate desorption (79.6%) was obtained with 20% NaOH solution, whereas the desorption degrees were 4.8, 22.2% and 46.7% in the solutions of acidic condition (pH 4), 30% NaCl, and 3% NaOH, respectively. It was suggested that the optimal condition for the phosphate desorption from LDH was 30% NaCl + 3~6% NaOH solutions. The desorption characteristics of LDH was little influenced by adsorbent type.

경화된 하이드로탈사이트 혼입 포틀랜드 시멘트 페이스트의 염소이온 고정능력 평가 (Evaluation of Chloride Ion Binding Capacity of Hardened Portland Cement Paste Containing Hydrotalcite)

  • 한재도;이윤수;이한승
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2018년도 춘계 학술논문 발표대회
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    • pp.27-28
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    • 2018
  • Deterioration of reinforced concrete structures due to salt corrosion is a phenomenon that can be easily seen, and the main reason for deterioration is chloride ion. Therefore, researches are actively conducted to control chlorine ion penetration worldwide. The purpose of this study is to evaluate the chloride ion fixation capacity of Portland cement paste containing Hydrotalcite. For this purpose, cement paste containing 0%, 2.5%, and 5% of Hydrotalcite was sealed and cured for 28 days, and the cured cement paste was crushed. Chloride ion solution was prepared at a concentration of 0.5M using NaCl, and the powdered cement paste was reacted for a specific time in aqueous chloride ion solution. After the reaction, the concentration of the chloride ion aqueous solution was measured using a silver nitrate potentiometric titrator, and the reacted cement paste was analyzed using XRD and FT-IR.

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활성탄, 합성 층상이중층 수산화물, 카본나노튜브를 이용한 수용액상의 카드뮴의 제거와 흡착제 독성 연구 (Evaluating Cadmium Ion Removal in Aqueous Solutions and Cytotoxicity Evaluation of Carbon, Synthesized Layered Double Hydroxide, and Multi-wall Carbon Nanotube)

  • 김태경;박복성;정용준
    • 한국물환경학회지
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    • 제33권2호
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    • pp.211-218
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    • 2017
  • This experiment was carried out with the purpose of testing cadmium adsorption abilities of multi wall carbon nanotube (MWCNT), activated carbon, and synthesized layered double hydroxide (LDH). In the acidic condition, only MWCNT was effective for removing cadmium ion in the aqueous phase while other adsorbents rarely removed it. The MWCNT and cadmium ion adsorption reactions followed pseudo-first order kinetic. When the initial pH value was neutral (pH = 7), cadmium ion was rapidly removed by MWCNT and activated carbon in 4 hr (100% and 99.2%, respectively). Increasing adsorbent dosages affects the pH evolution and cadmium ion removal (0 to 99%). Cytotoxicity test showed that both MWCNT and LDH has low cytotoxic effects on three kind of human cells (A549, HS-294t, and HT-29).

AZO박막을 이용한 Terephthalate가 삽입된 Zn-Al 층상 이중 수산화물의 합성 (Synthesis of Terephthalate Intercalated Zn-Al Layered Double Hydroxides Using AZO Thin Film)

  • 박기태;윤순길
    • 한국재료학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.161-165
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    • 2017
  • In this paper, synthesis of terephthalate intercalated Zn-Al: Layered double hydroxides (LDHs) was studied. We designed freestanding Zn-Al: carbonate LDH nanosheets for a facile exchange technique. The as-prepared Zn-Al carbonate LDHs were converted to terephthalate intercalated Zn-Al:LDHs by ion exchange method. Initially, Al-doped ZnO (AZO) thin films were deposited on p-Si (001) by facing target sputtering. For synthesis of free standing carbonate Zn-Al:LDH, we dipped the AZO thin film in naturally carbonated water for 3 hours. Further, Zn-Al: carbonate LDH nanosheets were immersed in terepthalic acid (TA) solution. The ion exchange phenomena in the terephthalate assisted Zn-Al:LDH were confirmed using FT-IR analysis. The crystal structure of terephthalate intercalated Zn-Al:LDH was investigated by XRD pattern analysis with different mole concentrations of TA solution and reaction times. The optimal conditions for intercalation of terephthalate from carbonated Zn-Al LDH were established using 0.3 M aqueous solution of TA for 24 hours.

층상 이중 수산화물 나노물질의 성장 제어기술 연구동향 (Recent Development in Fabrication and Control of Layered-Double Hydroxide Nanostructures)

  • 전찬우;박일규
    • 한국분말재료학회지
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    • 제25권6호
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    • pp.514-522
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    • 2018
  • Layered-double hydroxide (LDH)-based nanostructures offer the two-fold advantage of being active catalysts with incredibly large specific surface areas. As such, they have been studied extensively over the last decade and applied in roles as diverse as light source, catalyst, energy storage mechanism, absorber, and anion exchanger. They exhibit a unique lamellar structure consisting of a wide variety of combinations of metal cations and various anions, which determine their physical and chemical performances, and make them a popular research topic. Many reviewed papers deal with these unique properties, synthetic methods, and applications. Most of them, however, are focused on the form-factor of nanopowder, as well as on the control of morphologies via one-step synthetic methods. LDH nanostructures need to be easy to control and fabricate on rigid substrates such as metals, semiconductors, oxides, and insulators, to facilitate more viable applications of these nanostructures to various solid-state devices. In this review, we explore ways to grow and control the various LDH nanostructures on rigid substrates.