• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권2호
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• pp.205-209
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• 2019

바이오미네랄의 독특한 구조 및 생물학적 물성은 다양한 의료 및 산업용 분야에서 활용할 수 있는 뛰어난 잠재력을 지니고 있어 최근 관심이 증대되고 있다. 껍질 메트릭스 단백질에 의해 조절되는 탄산칼슘 생광물화는 이러한 바이오 미네랄의 생성 메커니즘을 이해하기 위한 대표적인 모델로 활용되고 있다. 본 연구에서는 진주조개 프리즘층에 존재하는 껍질 메트릭스 단백질인 GRP_BA 재조합단백질과 껍질 메트릭스 단백질의 특성과 유사한 인공단백질 GG1234를 이용하여, 상온상압 조건에서 in vitro 탄산칼슘 결정화를 진행하였다. 대표적인 탄산칼슘 결정화 방법인 $CaCl_2$ 용액과 $(NH_4)_2CO_3$ 증기를 활용하였을 때, 두 단백질 모두 상온상압 조건에서 전형적인 능면체의 방해석 결정 성장을 저해하였고, 하위단위의 작은 방해석 결정이 뭉쳐진 장미모양리본 형태의 구형 방해석 성장을 유도하였다. 이러한 실험결과는 두 단백질에서 나타나는 블록으로 구성된 무정형 단백질의 특성에 의해 야기된 것으로 추정되며, 이러한 측면에서 본 연구는 껍질 메트릭스 단백질에 의해 조절되는 탄산칼슘 생광물화 현상의 이해를 높이는 데 기여할 것으로 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권4호
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• pp.564-573
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• 2022

탄산칼슘은 반응 초기 무정형의 탄산칼슘 ACC (amorphous calcium carbonate)에서 calcite, aragonite, vaterite의 세 가지 결정 형태로 변한다. 결정구조의 차이에 따라 물성이 달라지고, 이들 특성을 활용하여 다양한 분야에 응용이 가능하다. 따라서 단일 결정 구조를 가진 탄산칼슘 입자의 생성에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 XRD 피크 면적을 이용한 탄산칼슘의 결정 형태별 정량분석이 이루어졌다. 순수한 vaterite와 aragonite 결정이 합성되고 이들 표준 시료의 XRD 피크 분포가 분석되었다. Calcite와 vaterite 표준 시료를 혼합 한 시료에 대한 피크 강도를 기준으로 한 경우와 피크 총면적을 기준으로 한 정량분석 값이 비교되었다. f_sV (vaterite 전체 피크 면적 기준 보정계수) 평균값은 0.654로 구해졌다. Calcite와 aragonite 표준 시료를 혼합 한 시료에 대한 피크 총면적을 기준으로 한 정량분석에서 f_sA (aragonite 전체 피크 면적 기준 보정계수) 평균값은 0.6713로 구하여졌다. 이들 보정계수를 적용하여 탄산칼슘 세 가지 결정에 대한 XRD 피크 총 면적을 기준으로 한 정량분석식 Eq. (24)~Eq. (32)이 제안되었고, 각 결정 사이의 중복 구간을 고려한 세 가지 결정에 대한 diffraction angle 구간 범위를 정하였다. 세 가지 표준 시료를 혼합한 시료에 대하여 XRD 분석을 하고 피크 면적 기준 정량분석치와 피크 높이 기준 분석치를 비교하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제24권1호
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• pp.35-40
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• 1991

유기물(볏짚)의 병용과 부숙이 탄산석회에 의한 갯흙의 제염에주는 영향을 밝히기 위하여 컬럼시험을 한 결과는 아래와 같다. 1. 볏짚과 탄산석회를 미리 시용하여 부숙시켰을 경우는 투수속도가 빨라졌으나 석고처리에는 미치지 못했으며, 제염(Na) 효과는 $CaCO_3$단용 또는 $CaCO_3$+볏짚분(미부숙)을 따르지 못하였다. 부식된 볏짚에 흡착되어 제염이 늦어진 것으로 판단되었다. 2. Na와 Mg를 치환 침출하기에 충분하지 못한(1/3) $CaCO_4$를 시용했을 경우와 $CaCO_3$만을 시용했을 경우는 표층에 Mg를 집적시키고 그 직하층에서 Mg 를 용탈하여 아랫층에 집적시켰으니, 볏짚분이 병용된 처리에서는 이런 용탈현상없이 물리세탈만이 일어났다. 3. $Na^+$의 제염은 세탈용액의 염농도와 비례하는 것으로 보여서, 상충토가 세탈되여 하충토양용액의 염농도가 높아졌을 경우는 염농도가 높아진 층에서 $Na^+$의 치환제거가 많다. 이 말은 염류의 공급원이 세탈되면 표층토의 Na제염이 부진하다는 것을 의미한다.

• 전기학회논문지
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• 제66권3호
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• pp.545-550
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• 2017

As an alternate technique for water softening, high voltage impulse (HVI) is introduced and verified if it can control the $CaCO_3$ scale formation in industrial water treatment. After HVI was applied to the artificial hard water containing $100{\pm}5mg/L$ $Ca^{2+}$ for 4 hours, the $Ca^{2+}$ concentration and the electrical conductivity were measured. The concentration of $Ca^{2+}$ was reduced from 94.5 to 86.3 mg/L (8.7% reduction) after 4 hour contact of HVI under 5 kV condition. The $Ca^{2+}$ was decreased from 92 to 77.7 mg/L (15.6% reduction) at 8kV and from 90.1 to 75.4 mg/L (16.3% reduction) at 12 kV condition. Both of the contact time and the applied voltage were important parameters affecting the calcium ion reduction. With these results, it was verified that HVI technique could be potential candidate for control of $CaCO_3$ scale formation.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제29권2호
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• pp.126-132
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• 2001

탄산칼륨 포화용액을 감압주입한 후, 염화칼숨 포화용액으로 확산처리하여 제조한 무기질 복합화 목재 중에 있어서 물 불용성의 무기염의 생성상태와 구성성분 및 이들 무기염이 생성된 목재의 방부성능에 대하여 조사하였다. 탄산칼륨 포화용액을 주입한 젖은 상태의 시험편을 염화칼슘 포화용액에 24, 72, 120시간 동안 침지시킨후, 미반응 용액 및 부생성물을 제거하기 위하여 흐르는 수도수에 24시간 세척하는 방법으로 무기질 복합화 목재를 제조하였다. 무기염의 생성은 염화칼슘 포화용액 주입 후, 72시간의 염화칼슘 포화용액 침지처리에서 평균 108.1%의 중량 증가율을 보여 최대치에 이르렀다. 시험편의 가도관 내강에 다량의 무기염이 생성되어 있는 것이 관찰되었으며, 이들 무기염은 물에 의해 용탈되지 않고 X선 분석에 의하여 다량의 Ca 원소의 특성 X선이 검출된 점으로부터 물 난용성의 탄산칼슘인 것으로 추정되었다. 처리 시험편에서는 공시균에 의하여 거의 중량감소가 발생하지 않아 가도관 내강에 생성된 탄산칼슘으로 추정되는 무기염이 목재의 방부성능 향상에 기여하는 것으로 밝혀졌다.

• 한국결정성장학회지
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• 제15권3호
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• pp.93-98
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• 2005

물에 대한 용해도가 우수한 비정질 탄산칼슘을 이용하여 저온 영역에서 Calcite 단결정을 수열육성 하였다. 비정질 탄산칼슘 제조의 출발원료로는 $CaCl_2$, 및 $Na_2CO_3$를 이용하였으며, 반응온도와 반응시간이 중요한 인자로 작용하였다. 한편, 중량손실법에 의한 비정질 탄산칼슘의 용해도 측정결과 $NH_4NO_3$, 수용액이 Calcite 결정성장에 효과적임을 알 수 있었다. Calcite 결정의 육성에 있어 큰 성장속도를 나타내는 수열조건은 다음과 같다. 즉, 출발원료: 비정질 탄산칼슘, 수열용매: 0.01m $NH_4NO_3$, 반응온도: $180^{\circ}C$, 반응시간: 30일 이었다. 이와 같은 조건하에서 얻어진 Calcite 단결정은 전위밀도: $10^6{\sim}10^7cm^{-2}$, 투과율: $190{\sim}400nm$ 범위에서 약 80%, 복굴절율: $0.17{\sim}0.18$ 이었으며, HCOT 및 $OH^-$ 이온의 혼입에 의한 광학적 흡수가 발생하지 않음을 FT-IR분석 결과로부터 알 수 있었다.

• 자원환경지질
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• 제38권3호
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• pp.273-284
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• 2005

소석회$(Ca(OH)_2)$사 탄산칼슘$(CaCO_3)$을 응집제로 이용한 화학적 응집/침전법으로 지하수로부터 중금속을 제거하는 실내실험을 실시하였다. 비소(As), 카드뮴(Cd), 망간(Mn), 납(Pb), 아연(Zn)으로 오염시킨 인공오염수로부터 중금속을 제거하는 배치 실험 결과, 소석회를 이용한 경우, As과 Mn의 제거 효율은 $0.3\;wt.\%$소석회 첨가만으로 $90\%$ 이상을 나타내었으며, Cd와 Zn의 경우 $0.5\;wt.\%$ 첨가 시 약 $75-85\%$온의 제거 효율을 나타내었다. 탄산칼슘을 첨가한 경우 소석회 첨가에서 제거율이 비교적 낮았던 Pb의 제거율이 매우 높게 나타나 $0.1\;wt.\%$의 첨가만으로 거의 $100\%$를 제거할 수 있었으며, Cd의 제거율도 소석회보다 높게 나타나 $1.0\;wt.\%$ 첨가시 $93\%$이상의 제거율을 나타내었다. 그러나 As, U, Zn의 제거율은 약 30- $50\%$정도로 낮게 나타났다. 대형 칼럼 반응조를 이용한 중금속 제거 실험에서는, 응집제를 오염지하수에 첨가한 후 응집제의 확산 유도와 응집제와 응집할 입자간의 접촉을 위해 급속 교반하였으며, 교반으로 인해 성장된 플럭(floc)의 침전을 유도하여 상등액과 침전입자를 분리함으로써 오염지하수로부터 중금속을 제거하였다. 소석회를 첨가한 칼럼실험의 경우, 앞서의 배치실험 결과와 같이 As는 $1wt.\%$의 소석회 첨가에 의해서 침전 30분 이후에 $99\%$이상의 제거 효율을 나타내었다. Cd, Mn, Zn도 $80-85\%$의 제거효과를 나타내어 높은 제거 효율을 나타내었으나, Pb의 제거 효율은 배치 실험의 결과와 같이 낮아 약 $40\%$내외를 유지하였다. 소석회 침전 슬러지를 재활용하여 중금속 제거 실험을 반복 실시한 결과도 As, Mn, Cd에 대해서는 침전 슬러지 재활용 2회까지 평균 $90\%$이상의 높은 제거율을 나타내었으며, Zn에 대해서는 $70\%$내외의 제거율을 나타내었다. 탄산칼슘을 이용한 칼럼실험에서는 Cd와 Pb의 경우 제거 효율이 높아, 침전 후 30분 이내 에 $95\%$이상이 제거되었다. Zn은 $57\%$의 제거율을 나타내었으며, As와 Mn은 제거율이 낮아 약 $40\%$정도가 제거되었다. Fe와 Mn의 농도가 매우 높은 울산지역의 실제 매립장의 오염지하수를 대상으로 $1wt.\%$의 소석회를 이용한 칼럼실험 결과, 두 원소 모두 $96\%$이상의 제거율을 나타내어 소석회를 이용한 응집/침전법의 중금속 오염지하수 정화 효율이 매우 뛰어난 것으로 나타났다

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권5호
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• pp.908-912
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• 2012

바이오매스를 이용하여 수소 생산을 목적으로 가스화 반응기를 이용하여 라왕 톱밥의 수증기 개질을 이용한 가스화 연구를 수행하였다. 1 m의 높이와 10.2 cm의 내경을 갖는 고정층 반응기에서 촉매와 온도에 따른 가스화반응에 미치는 영향을 분석하였다. 가스화반응 중에 수증기개질효과를 위하여 일정량의 스팀을 주입하였다. 톱밥과 탄산칼륨($K_2CO_3$), 탄산나트륨($Na_2CO_3$), 탄산칼슘($CaCO_3$), 탄산나트륨+탄산칼륨, 탄산마그네슘+탄산칼슘 촉매를 8:2의 일정한 비율로 혼합한 후 고정층 가스화 반응기에 주입하여 $400{\sim}700^{\circ}C$의 온도에서 가스화반응에 따른 생성되는 기체의 조성을 기체 크로마토그래피를 이용하여 분석하였다. 촉매를 사용하였을 때 비촉매의 경우보다 수소, 메탄, 일산화탄소의 생성분율이 높게 나타났다. 온도의 증가에 따라 생성되는 수소, 메탄, 일산화탄소의 생성분율이 증가하였으며, $Na_2CO_3$ 촉매에서 가장 높은 수소수율을 나타났다.

• International Journal of Precision Engineering and Manufacturing
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• 제9권4호
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• pp.71-73
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• 2008

The development of polymer/inorganic nanocomposites has attracted a great deal of interest due to the improved hybrid properties derived from the two different components. Various nanoscale fillers have been used to enhance polymer mechanical and thermal properties, such as toughness, stiffness, and heat resistance. The effects of the filler on the final properties of the nanocomposites are highly dependent on the filler shape, particle size, aggregate size, surface characteristics, polymer/inorganic interactions, and degree of dispersion. In this paper, we describe the influence of different $CaCO_3$ dispersion methods on the thermal properties of polyethylene terephthalate (PET)/$CaCO_3$ composites: i.e., the adsorption of $CaCO_3$ on the modified PET surface, and the hydrophobic modification of the hydrophilic $CaCO_3$ surface. We prepared PET/$CaCO_3$ nanocomposites using a twin-screw extruder, and investigated their thermal properties and morphology.

• 대한환경공학회지
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• 제33권5호
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• pp.307-313
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• 2011

본 연구는 고농도의 불소가 함유된 LCD 폐수를 처리하는데 있어, 칼슘원에 따른 제거 효율과 경제성에 부합되는 조건을 도출하여 실제 현장에 적용하는데 목적이 있다. 이를 위하여 칼슘원으로 $CaCl_2$, $Ca(OH)_2$ 및 $CaCO_3$를 이용하여 각각 pH, 칼슘주입량, 반응시간 및 교반속도의 변화에 따른 특성을 관찰하였다. 그 결과 $CaCl_2$의 경우 pH 7, 칼슘주입량 0.4[Ca]/[F] (mol / mol), 1시간, 200 rpm으로 결정되었고, $Ca(OH)_2$의 경우 pH 7, 칼슘주입량 30 mL/L, 1시간, 200 rpm으로 결정하였으며, $CaCO_3$의 경우 pH 4, 칼슘주입량 30 mL/L, 1시간, 200 rpm으로 적용하는 것이 최적조건이라고 판단되었다. 그러나 현장의 상황에 따라 적용 조건의 변경이 가능하다.