• 분석과학
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• 제35권2호
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• pp.41-52
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• 2022

The leaching of nitrate from soil increases the concentration of elements, such as nitrogen, phosphorus, and potassium, in water, causing eutrophication. In this study, the feasibility of using clinoptilolite as an ion-exchange material to reduce nitrate leaching in soil was investigated. Soil samples were collected from three soil depths (0 - 30, 30 - 90, and 90 - 120 cm), and their sorption capacity was determined using batch experiments. The effects of contact time, initial concentration, adsorbent dosage, pH, and temperature on the removal of NO₃^- were investigated. The results showed that an initial concentration of 25 mg L^-1, a contact time of 120 min, an adsorbent dosage of 5.0 g/100 mL, a pH of 3, and a temperature of 30 ℃ are favorable conditions. The kinetic results corresponded well with a pseudo-second-order rate equation. Intra-particle diffusion also played a significant role in the initial stage of the adsorption process. Thermodynamic studies revealed that the adsorption process is spontaneous, random, and endothermic. The results suggest that a modification of clinoptilolite effectively reduces the leaching of nitrate in soil.

• 상하수도학회지
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• 제32권5호
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• pp.399-409
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• 2018

Prussian blue is known as a superior material for selective adsorption of radioactive cesium ions; however, the separation of Prussian blue from aqueous suspension, due to particle size of around several tens of nanometers, is a hurdle that must be overcome. Therefore, this study aims to develop granule type adsorbent material containing Prussian blue in order to selectively adsorb and remove radioactive cesium in water. The surface of granular activated carbon was grafted using a covalent organic polymer (COP-19) in order to enhance Prussian blue immobilization. To maximize the degree of immobilization and minimize subsequent detachment of Prussian blue, several immobilization pathways were evaluated. As a result, the highest cesium adsorption performance was achieved when Prussian blue was synthesized in-situ without solid-liquid separation step during synthesis. The sample obtained under optimal conditions was further analyzed by scanning electron microscope-energy dispersive spectrometry, and it was confirmed that Prussian blue, which is about 9.7% of the total weight, was fixed on the surface of the activated carbon; this level of fixing represented a two-fold improvement compared to before COP-19 modification. In addition, an elution test was carried out to evaluate the stability of Prussian blue. Leaching of Prussian blue and cesium decreased by 1/2 and 1/3, respectively, compared to those levels before modification, showing increased stability due to COP-19 grafting. The Prussian blue based adsorbent material developed in this study is expected to be useful as a decontamination material to mitigate the release of radioactive materials.

• 한국환경과학회지
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• 제27권7호
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• pp.611-620
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• 2018

In this study, a metal-organic framework (MOF) material $NH_2$-MIL-101(Fe) was synthesized using the solvothermal method, and characterized by X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), UV-visible spectrophotometry, field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), transmission electron microscopy (TEM), and surface area measurements. The XRD pattern of the synthesized $NH_2$-MIL-101(Fe) was similar to the previously reported patterns of MIL-101 type materials, which indicated the successful synthesis of $NH_2$-MIL-101(Fe). The FT-IR spectrum showed the molecular structure and functional groups of the synthesized $NH_2$-MIL-101(Fe). The UV-visible absorbance spectrum indicated that the synthesized material could be activated as a photocatalyst under visible light irradiation. FE-SEM and TEM images showed the formation of hexagonal microspindle structures in the synthesized $NH_2$-MIL-101(Fe). Furthermore, the EDS spectrum indicated that the synthesized material consisted of Fe, N, O, and C elements. The synthesized $NH_2$-MIL-101(Fe) was then employed as an adsorbent and photocatalyst for the removal of Indigo carmine and Rhodamine B from aqueous solutions. The initial 30 min of adsorption for Indigo carmine and Rhodamine B without light irradiation achieved removal efficiencies of 83.6% and 70.7%, respectively. The removal efficiencies thereafter gradually increased with visible light irradiation for 180 min, and the overall removal efficiencies for Indigo carmine and Rhodamine B were 94.2% and 83.5%, respectively. These results indicate that the synthesized MOF material can be effectively applied as an adsorbent and photocatalyst for the removal of dyes.

• 청정기술
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• 제25권3호
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• pp.189-197
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• 2019

본 연구에서는 대표 악취물질로 분류되는 황화수소(hydrogen sulfide, $H_2S$)를 처리하기 위해 3원계의 금속이온 물질이 담지된 활성탄의 제조조건 최적화에 대한 연구를 수행하였다. $H_2S$ 흡착성능 증진을 위한 금속이온 물질로는 $H_2S$ 흡착성능 증진 물질인 KI를 기반으로 Li 및 Fe 또는 3원계(K, Li, Fe)로 조합 시 성능 증진을 확인하였으며, 이는 XRD 분석을 통해 각 활성 물질의 $H_2S$와의 반응 또한 결합에 의한 것으로 판단하였다. 흡착제의 열처리시 질소를 이용한 경우 공기에 비교하여 흡착 성능이 약 3배 이상 증가하였다. 최적 흡착제의 최대 흡착량 상수($q_m$)값은 97.07로써 기존 K 기반 첨착활성탄 대비 6배의 흡착성능이 나타났으며, 물질전달속도와 흡착속도 간 평형에 의해 객관적인 흡착량($0.3g\;g^{-1}$ 이상)이 확보됨을 확인하였다. 입자 크기에 따른 흡착제 성능 차이를 확인한 결과, 성능의 구배는 존재하나 시약급 활성탄 입자 크기를 가지는 활성탄의 개질 시에도 성능 증진이 뚜렷함을 확인하였다. 상대습도가 비교적 높은 60, 100%에서도 흡착성능이 존재함을 확인하였으며, 이를 통해 스크러버 후단과 같은 습도가 높은 실 공정에도 적용 가능할 것으로 판단된다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.377-385
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• 2008

최근 수소 저장물질로서 금속-유기 골격체(metal-organic frameworks; MOFs)가 주목을 받고 있으나 상온에서의 수소 저장성능이 낮은 문제점을 가지고 있어 이를 개선하기 위한 노력들이 필요하다. 본 연구에서는 MOF-5 및 제올라이트 Y로부터 합성된 마이크로다공성 카본을 합성하여 상온 및 약 80 bar에서 수소 저장성능을 측정하였으며, 그 결과 이들의 수소 저장성능은 각각 0.77 및 0.59 wt%였다. 이에 두 물질의 수소 저장성능을 향상시키기 위하여 5 wt% 백금을 각각의 물질에 담지시켜 백금이 없는 물질에 비하여 1.21 내지 1.25배의 개선 효과를 얻을 수 있었다. 한편 수소 spillover 현상을 활용하기 위하여 MOF-5 및 Pt/마이크로다공성 카본을 sucrose와 함께 탄화시킨 결과, 최종 하이브리드 물질이 상온 및 약 82 bar에서 0.93 wt%의 수소 저장성능을 보였으며, 이는 백금에 의하여 흡착된 수소 원자가 MOF-5 및 마이크로다공성 카본으로 이동하여 저장되는 것으로 해석된다.

• Nano
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• 제13권10호
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• pp.1850113.1-1850113.11
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• 2018

Environmental and energy issues have always been a hot topic of global research. Oil leakage has caused great damage to the environment, affecting a wide area and it is difficult to clean up. In most cases, carbon-based adsorbents are typically utilized to remove oil spills because of their economic benefits and high adsorbent efficiency. At the same time, its excellent material properties can also be used for the preparation of supercapacitors. In this paper, the carbon aerogels were prepared by the one-step method. The prepared materials endowed a 3D network structure with a huge number of micropores and mesoporous, and the material is light-weight, stable, hydrophobic and has affinity for oil (17.02 g/g) to the KGM carbon aerogel. Through the physicchemical characterization, the KGM carbon aerogel shows specific surface area is $689m^2/g$, high water contact angle ($136.64^{\circ}$) and excellent reusability (more than 15 cycle times). In addition, we also discussed the electrochemical properties of the material and obtained the specific electrical capacity of 139 F/g under the condition of 1 A/g.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2004년도 춘계 종합학술대회 논문집
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• pp.553-561
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• 2004

20세기 이후 우리의 경우는 숨가쁘게 유입되는 세계문화와 기존 우리 문화와의 소화 불량적 만남으로 혼돈의 문화를 이룩하였으며, 반도체 수출이나 IT산업에 있어서, 최강의 기술력 보유국(保有國)이라는 자리를 점유하면서도 공허한 심정을 떨칠 수 없게 되었다. 그러한 한국의 현대사와 동시대적 상황 가운데 작금의 현실을 살아가는 우리들은 정치적, 사회적, 문화적 측면에서 혼돈과 현기증을 복합적으로 체감하게 된다. 대중화(大衆化), 소비화(消費化)된 사회는 경제력 향상을 초래(招來)하였으나 그 출발은 익명(匿名)의 대중출현에 의해 가능했으며, 군중(群衆) 속에서의 고독, 소외(疏外), 익명성(匿名性), 몰개성성(沒個性性), 문화의 상품화(商品化) 등의 삶을 동반하고 있다. 본인의 작품에는 이와 같은 사회 현상(現想)들이 도시적 인간상을 통해 드러난다. 소비문화에 노출된 채 그것이 내뿜는 시각 이미지와 유혹에 포위되어 살아가는 인간은 끊임없는 소유욕(所有慾)에 둘러싸여 자신의 가치를 높이기 위한 모든 것을 공간 안에 가둔다. 이들은 몰개성화된 모습으로, 때로는 동물인지 사람인지 알아볼 수 없는 형상으로 도시의 공간에 존재한다. 이는 산업화된 도시의 파괴되어가는 자연 환경을 고발하기 위한 하나의 상징체(象徵體)로서 인간의 소유욕(所有慾)안에 속해있는 제 3의 존재이며 도심속에 갇혀 사는 우리들의 초상화(肖像畵)인 것이다. 본인은 위와 같은 형상을 통하여 현대 도시문명의 현실 속을 살아가는 인간의 객관적 삶과, 익명성(匿名性)에 묻혀 표현되지 못한 욕구와 감정의 대립을 분석해 봄으로써 우리들이 가져야 할 자생성(自生性)과 정체성(停滯性)을 제시하고자 한다.eferences.촉진, 중요 연구 주제의 도출 및 연구 진행 계획을 수립하고, 국제적 산학 협력 강화를 통해 공동 연구를 도출하는 자리를 마련함. $\textbullet$본 학술회의에서 발표된 논문들을 취합하여, 논문집 및 CD-ROM을 제작하여 세계적 수준의 연구 결과를 알리고 이 분야에 관련된 학문, 기술 발전에 큰 도움이 됨.emove effectively radioactivity with in Adsorbent. As cleaning heavy water adsorbent and drying on each condition (temperature for drying and hours for cleaning). Because there is something to return heavy water adsorbent by removing impurities within adsorbent when it is dried o high temperature. After operating, we have been applying this research to the way to dispose heavy water adsorbent. Through this we could reduce solid waste products and the expense of permanent disposal of radioactive waste products and also we could contribute nuclear power plant run safely. According to the result we could keep the best condit

• 한국환경과학회지
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• 제23권8호
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• pp.1419-1428
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• 2014

Electron beam-induced grafting polymerization was employed to prepare Acrylic acid-grafted bacterial cellulose (BC-g-AAc). BC-g-AAc as an adsorbent was applied to remove heavy metals (e.g., As, Pb, and Cd). This study examined followings; morphological change of surface, adsorptive behavior of BC-g-AAc, and interpretation of adsorptive kinetics. Specific surface areas of BC and BC-g-AAc were $0.9527m^2g^{-1}$ for BC and $0.2272m^2g^{-1}$ for BC-g-AAc, respectively as measured by BET nitrogen adsorption, revealing the morphological change of the surface of BC-g-AAc. Batch adsorption test was performed to investigate adsorptive behavior of BC-g-AAc in aqueous solution. The amounts of Pb and Cd adsorbed on BC-g-AAc were $69mg\;g^{-1}$ and $56mg\;g^{-1}$, respectively. However, As was not adsorbed on BC-g-AAc due to its neutral nature. Both the Benaissa model and the Kurniawan model were applied in the study to interpret adsorptive kinetics. From the value of correction coefficient ($R^2$), adsorptive kinetics of Pb and Cd were subjected to Kurniawan model referred to pseudo-second-order. Taken together, the results of this study show that BC-g-AAc has potential as a heavy metal (eg., Pb, Cd)-adsorbent made of an environmentally friendly material.

• 자원리싸이클링
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• 제17권2호
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• pp.63-69
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• 2008

폐알칼리망간전지 분말에 대한 $Ni^{2+}$의 흡착 거동을 살펴보기 위하여 흡착제의 양, 홉착질의 초기농도 및 반응온도를 변화시켜 가며 그 특성을 조사하였다. $Ni^{2+}$의 흡착반응은 유사이차반응속도를 잘 따르는 것을 알 수 있었으며 $Ni^{2+}$의 초기농도가 증가함에 따라 유사이차반응속도상수($k_2$)는 감소하는 것으로 나타났다. 흡착평형을 표현하는데 널리 이용되는 Langmuir와 Freundlich 흡착 모델에 평형흡착 결과를 적용하였으며 Freundlich isotherm모델에 적합한 것으로 나타났다. 반응온도가 증가함에 따라 평형흡착량이 증가하여 흡착반응은 흡열반응의 양상을 보였으며 온도의 변화에 대한 실험결과로부터 ${\Delta}H^{\circ},\;{\Delta}G^{\circ}$ 그리고 ${\Delta}S^{\circ}$ 열역학적 변수를 도출하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제42권4호
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• pp.239-248
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• 2009

본 실험은 지하수에 포함된 중금속을 제거하기 위한 투수성반응벽체를 개발하기 위하여 대공극 형성물질로 분쇄한 폐지와 식물섬유를 그리고 구조형성소재로 Na와 Ca-벤토나이트를 사용하여 소성 후 소성된 소재의 표면 구조와 공극발달 특성을 조사하였다. 그러나 소성은 중금속 제거율을 급격히 감소시키는 양이온교환용량에 영향을 미치므로 2:1 점토광물 중에서 양이온교환용량이 큰 점토광물과 일반 산업물질을 소재를 선정하였다. 연구 결과는 살펴보면 소성온도가 증가함에 따라 소성에 사용된 소재의 기존 CEC의 10 % 이하로 급격히 감소되는 경향을 보여주었다. 일축 압축 시험 결과 처리간 용적밀도는 큰 차이가 없었지만 Na와 Ca-벤토나이트를 소성소재 모두 폐지가 5 % 정도 처리하였을 때 압축강도가 가장 높은 것으로 나타났다. 그리고 소성온도와 기간 모두 공극 형성에 영향을 미친 것으로 조사되었다. 이러한 연구 결과로부터 다공체 내에 형성된 공극은 수분 투수 특성과 중금속 제거에 모두 영향을 미칠 것이라 추정하였다.