• 제목/요약/키워드: Chemical Equilibrium

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광학 필름 적용을 위한 용융혼합된 PLLA/PMMA 블렌드의 상용성 연구 (Miscibility of Melt-mixed PLLA/PMMA Blends for Optical Film Application)

  • 박은주;김인석;박상석;이호상;이무성
    • 폴리머
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    • 제37권6호
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    • pp.744-752
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    • 2013
  • 배향된 상태에서 복굴절이 없는 zero-${\Delta}$n 재료를 개발할 목적으로 용융혼합된 폴리락타이드(PLLA, (+)복굴절)/폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA, (-)복굴절) 블렌드의 상용성과 PMMA의 공단량체인 메틸 아크릴레이트(MA)가 PLLA와의 상용성에 미치는 영향을 살펴보았다. MA 함량에 상관없이 모든 블렌드에서 조성에 따라 변하는 단일 $T_g$와 90% 이상의 투명도가 관찰되었으며, 이로부터 용융혼합된 PLLA/PMMA 블렌드는 분자수준에서 상용성을 보임을 확인하였다. 이들 블렌드는 $280^{\circ}C$의 온도에서도 안정한 단일상을 유지하였다. MA가 17 mol%첨가된 PMMA17과 PLLA의 블렌드의 경우 Hoffman-Weeks 방법을 적용하여 평형융점으로부터 구한 상호작용 에너지 밀도(B)는 $-0.74J/cm^3$이었다. PLLA/PMMA 블렌드는 배향되었을 때 조성고분자들의 고유 배향복굴절이 상쇄되어 특정 혼합비에서 "0" 가까운 복굴절 특성을 나타내었다. PLLA/PMMA5 블렌드의 경우 혼합비에 따른 복굴절 분산을 측정한 결과 zero-${\Delta}$n 특성을 보이는 혼합비에서 역분산이 나타나며, 파장의존성이 없는 복굴절 특성을 보이는 조성이 존재함을 확인하였다.

비소의 적철석 표면 흡착에 토양유기물이 미치는 영향: 화학종 모델링과 흡착 기작 (Effect of Soil Organic Matter on Arsenic Adsorption in the Hematite-Water Interface: Chemical Speciation Modeling and Adsorption Mechanism)

  • 고일원;김주용;김경웅;안주성
    • 자원환경지질
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    • 제38권1호
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    • pp.23-31
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    • 2005
  • 본 연구는 이성분계의 화학종 모델링과 삼성분계의 흡착 모델링으로부터 As(III)와 As(V)의 적철석 표면 흡착에 휴 믹산의 영향과 그 결합기작을 고찰하였다. 비소와 휴믹산의 유기 결합의 모델링은 음이온 사이의 정전기적인 반발력 과 비소의 유기 결합을 위한 결합금속의 영향을 고려한 결합 모델이 적합하였다. 삼성분계의 흡착 실험 자료와 비교 할 때 이성분계의 고유상수를 사용한 음이온 경쟁 모델이 음이온 경쟁에 따른 비소의 흡착량과 일치하였다. 반면, 비 소의 유기 결합량의 감소와 휴믹산과의 음이온 흡착경쟁이 흡착량을 감소시키기 때문에 단순합모델은 양이온 중금속 과는 반대로 모델의 편차를 보였다. 반응 기작의 관점에서 휴믹산의 공존하에 비소 유기결합 화학종과 중성화학종의 As(III) 및 음이온의 As(V)가 속착물을 형성하며, 경쟁적으로 적철석 표면으로 이동하여 흡착하게 된다.

활성탄에 의한 Brilliant Green과 Quinoline Yellow 염료의 흡착에 대한 등온선, 동력학, 열역학 및 경쟁흡착 (Isotherm, Kinetic, Thermodynamic and Competitive for Adsorption of Brilliant Green and Quinoline Yellow Dyes by Activated Carbon)

  • 이종집
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제59권4호
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    • pp.565-573
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    • 2021
  • 활성탄에 의한 Brilliant Green(BG), Quinoline Yellow(QY) 염료의 흡착에 대한 등온선, 동력학, 열역학적 특성치와 경쟁흡착을 흡착제의 양, pH, 초기농도, 접촉시간 및 온도를 변수로 하여 수행하였다. BG와 QY는 가지고 있는 atomic nitrogen 이온(N+)의 영향으로 pH 11에서 92.4%의 최고 흡착율을 나타내었고, QY는 sulfite 이온(SO3-)의 영향으로 pH3에서 90.9%의 최고 흡착률을 나타냈다. 등온흡착 데이터로부터, BG의 경우는 Freundlich 등온식에 잘 맞아서 다분자층 흡착이었고, QY는 Langmuir 등온식이 가장 높은 일치도를 나타내어 주로 단분자층흡착이었다. Freundlich 식과 Langmuir 식의 분리계수는 활성탄에 의해 이들 염료를 효과적으로 처리할 수 있는 공정임을 나타냈다. Temkin 등온식에 의해 평가된 흡착 에너지는 활성탄에 의한 BG와 QY의 흡착이 물리 흡착임을 확인시켰다. 동력학적 실험결과는 유사 이차 반응속도식이 유사일차 반응속도식보다 일치도가 높았고 평형흡착량에 대한 오차도 더 작았다. 입자내 확산식을 이용하여 도시한 그래프는 2단계의 직선으로 나타났는데 기울기가 낮은 입자내 확산이 율속단계임을 확인하였다. 흡착공정의 활성화 에너지와 엔탈피 변화는 흡착과정이 비교적 수월하게 일어나며 흡열반응임을 나타냈다. 엔트로피 변화는 활성탄에 대한 BG와 QY 염료의 흡착이 진행됨에 따라 흡착시스템의 무질서도가 증가함을 나타냈고, Gibbs 자유 에너지 변화로 부터 흡착반응이 온도가 높아질수록 자발성이 더 커진다는 것을 알았다. 혼합용액의 경쟁흡착 결과는 상대적으로 흡착률이 높은 QY가 BG에 의해 큰 방해를 받아 흡착률이 크게 감소하는 것으로 나타났다.

생체흡착, 탈착 및 회화를 이용한 시안 용액으로부터 금의 회수 (Gold Recovery from Cyanide Solution through Biosorption, Desorption and Incineration with Waste Biomass of Corynebacterium glutamicum as Biosorbent)

  • 배민아;곽인섭;원성욱;윤영상
    • 청정기술
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    • 제16권2호
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    • pp.117-123
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    • 2010
  • 본 연구에서는 Au(I) 이온을 함유한 시안 용액으로부터 다른 형태의 금을 회수하기 위하여 생체흡착 후 탈착하는 방법과 생체흡착 후 회화하는 방법을 제안하였다. 생체흡착제로는 아미노산 발효 공정에서 발생하는 균체 폐기물(Corynebacterium glutamicum)을 사용하였다. 바이오매스의 흡착 특성을 알아 보기 위하여 pH edge 실험을 수행하였으며, 그 결과 흡착성능은 pH 2-3 부근에서 우수한 결과를 보였다. 또한, 등온흡착 실험 결과를 Langmuir 모델에 적용한 결과 Au(I)의 최대 흡착량은 pH 2.5에서 35.15 mg/g이었다. 흡착 속도론 실험을 통해 흡착 평형은 60분 이내의 짧은 시간 내에 이루어지는 것을 확인하였다. Au(I)을 회수하기 위하여 바이오매스에 흡착된 Au(I)을 탈이온수를 이용하여 탈착을 시켰으며, 탈착효율은 91%로 평가되었다. 이 결과는 바이오매스를 이용하여 흡착과 탈착을 통해 1가 금을 효과적으로 회수할 수 있음을 보여준다. 영가 형태로 회수하기 위하여, 금을 흡착하고 있는 생체흡착제를 회화하여 환원된 형태의 금을 성공적으로 회수하였으며, 회분 중 금의 순도는 85% 이상이었다. 따라서 본 연구에서 제시한 생체흡착 후 탈착(1가 형태) 공정과 생체흡착 후 회화(영가 형태) 공정은 회수하고자 하는 금의 산화수에 따라 선택하여 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

괴산 성도 연-아연 광상의 산출광물과 생성환경 (Mineralogy and Genetic Environments of the Seongdo Pb-Zn deposit, Goesan)

  • 안성열;신동복
    • 자원환경지질
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    • 제50권5호
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    • pp.325-340
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    • 2017
  • 성도 연-아연광상은 옥천층군 화전리층의 석회암을 교대한 스카른광체와 모암내 열극을 충진한 열수맥상광체로 구분된다. 스카른광물은 헤덴버자이트(hedenbergite) 계열의 휘석이 대부분이며, 그로슐라(grossular)와 안드라다이트(andradite)가 진동누대구조를 보이는 석류석, 그리고 소량의 규회석, 투각섬석, 녹염석 등이 산출되어 환원환경에서 정출된 것으로 보인다. 스카른광체에서는 섬아연석 및 방연석이 우세하고 황철석, 자류철석, 황동석이 소량 수반되며, 열수맥상광체에서는 유비철석, 섬아연석, 황동석 및 황철석과 더불어 방연석, 자연비스무스 및 황석석(stannite)이 소량 수반된다. 스카른광체에서 암회색 섬아연석의 FeS 함량은 평균 17.4 mole%, 적갈색 섬아연석은 3.6 mole%이고, 열수맥상광체에서는 10.3 mole%를 나타낸다. 이들을 국내 주요 금속광상의 FeS-MnS-CdS 함량비와 비교한 결과 스카른광체는 연-아연, 열수맥상광체는 금-은 광상 영역에 도시된다. 열수맥상광체에서 산출되는 유비철석의 As 함량은 초기 31.93~33.00 at.%에서 중기 29.58~30.21 at.%로 가면서 점차 감소하며, 이에 따른 광화온도와 황분압은 초기 $441{\sim}490^{\circ}C$, $10^{-6}{\sim}10^{-4.5}atm.$와 중기 $330{\sim}364^{\circ}C$, <$10^{-8}atm.$에 해당한다. 섬아연석과 공생하는 황석석의 Fe와 Zn 조성비를 이용한 광물상 평형온도는 $236{\sim}254^{\circ}C$의 범위를 보인다. 스카른광체 황화광물의 황동위원소 조성은 5.4~7.2‰, 열수맥상광체는 5.4~8.4‰로서 화성기원과 유사하거나 다소 높은 값을 나타내어 광상을 형성시킨 황이 대체로 마그마에서 유래되었으나 일부 모암의 영향을 받았음을 시사한다. 그러나, 스카른광체와 열수맥상광체에서의 황동위원소평형온도가 각각 $549^{\circ}C$$487^{\circ}C$로서 상평형온도 보다 현저히 높게 나타나고 있어서 이들이 동위원소적으로 충분한 평형을 이루지 못한 것으로 추정된다.

3-Azidopropane-1,2-diol로 쇄연장된 GAP/PTMG 폴리우레탄의 상거동 (Phase Behaviors of the GAP/PTMG Polyurethanes Chain Extended with 3-Azidopropane-1,2-Diol)

  • 김형석;유종성;권정옥;김정수;이동선;노시태;장영욱;김동국;권순길
    • 공업화학
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    • 제21권4호
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    • pp.377-384
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    • 2010
  • 에너지 함유 쇄연장제인 3-azidopropane-1,2-diol (AzPD)로 쇄연장된 에너지 함유 폴리우레탄의 특성을 고찰하기 위하여 비교연구법을 수행하였다. 이를 위하여 AzPD, 1,4-BD, 또는 1,5-PD 쇄연장제를 갖는 poly(glycidyl azide)/poly(tetramethylene oxide)계 에너지 함유 세그멘티드 폴리우레탄(energetic segmented polyurethane, GAP/PTMG ESPU)을 dimethyl formamide (DMF) 용매에서 합성하여 상거동을 고찰하였다. 상거동은 fourier transform infrared.attenuated total reflection spectroscopy (ATR FT.IR), differential scanning calorimetry (DSC), 및 dynamic mechanical analysis (DMA)를 이용하여 분석하였다. ATR FT.IR spectrum 분석결과 7일 경과 시편의 GAP/PTMG AzESPU의 수소결합하지 않은 C=O 분율이 0.5로 각각 0.44 및 0.41인 GAP/PTMG BDESPU 및 GAP/PTMG PDESPU 보다 높았고, 제조 후 60일 경과 시편의 경우 0.26~0.29의 범위로 큰 차가 없었다. 제조 후 7일 경과 GAP/PTMG AzESPU 시편의 DMA curves는 무정형 고분자의 거동과 유사하였으며, GAP/PTMG BDESPU과 GAP/PTMG PDESPU는 고무평탄구간과 연성 흐름 구간을 갖는 점탄성 거동을 나타냈다. 그러나, 제조 후 60일 경과 GAP/PTMG AzESPU의 DMA curves는 GAP/PTMG PDESPU와 같이 고무평탄구간과 연성 흐름 구간을 갖는 점탄성 거동을 나타냈다. ATR FT-IR, DSC 및 DMA 분석을 이용한 상거동 고찰로부터 AzPD로 쇄연장된 GAP/PTMG ESPU는 1,4-BD 또는 1,5-PD로 쇄연장된 GAP/PTMG ESPU보다 구성성분간의 상혼합이 잘 이루어지나 적절한 조건에서 상형평에 도달되면 GAP/PTMG PDESPU와 유사한 TPE의 점탄성 거동을 나타냈다.

Aqueous U(VI) removal by green rust and vivianite at phosphate-rich environment

  • Sihn, Youngho;Yoon, In-Ho
    • Membrane and Water Treatment
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    • 제11권3호
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    • pp.207-215
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    • 2020
  • Vivianite (Fe32+(PO4)2·8H2O) and green rust ([Fe42+Fe23+(OH)-12][SO42-·2H2O]2-), ferrous containing minerals, could remove aqueous U(VI) in 5 min. and the efficiencies of green rust were roughly 2 times higher than that of vivianite. The zeta potential measurement results implies that the better performance of green rust might be attributed to the favorable surface charge toward uranyl phosphate species. The removal behaviors of the minerals were well fitted by pseudo-second order kinetic model (R2 > 0.990) indicating the dominant removal process was chemical adsorption. Effects of Ca2+ and CO32- at pH 7 were examined in terms of removal kinetic and capacity. The kinetic constants of aqueous U(VI) were 8 and 13 times lower (0.492 × 10-3 g/(mg·min); 0.305 × 10-3 g/(mg·min)) compared to the value in the absence of the ions. The thermodynamic equilibrium calculation showed that the stable uranyl species (uranyl tri-carbonate) were newly formed at the condition. Surface investigation on the reacted mineral with uranyl phosphates species were carried out by XPS. Ferrous iron and U(VI) on the green rust surface were completely oxidized and reduced into Fe(III) and U(IV) after 7 d. It suggests that the ferrous minerals can retard U(VI) migration in phosphate-rich groundwater through the adsorption and subsequent reduction processes.

카르복실 이온교환수지의 암모니아 흡착에 대한 전위차 적정곡선 (The Potentiometric Titration Curves on Ammonia Absorption of Carboxylic Ion Exchanger)

  • 김태일;손원근
    • 공업화학
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    • 제10권7호
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    • pp.969-973
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    • 1999
  • 본 연구에서는 카르복실산 약산성 양이온교환수지인 Fiban K-4를 이용하여 $NH_4OH$ 용액에서의 가수분해 정도와 전위차 적정곡선에 의한 암모니아 흡착 특성을 알아보았다. 여러가지 농도의 지지전해질 $(NH_4)_2SO_4$에서 $NH_4OH$의 농도에 따른 pH 값은 실험 값과 이론 값이 잘 일치되었다. 암모니아의 평행 흡착곡선으로부터 pH에 따른 이온교환수지의 $NH_3$ 흡착량을 계산할 수 있었다. 또한 지지전해질의 농도가 낮아지거나 pH가 감소함에 따라 가수분해 정도가 증가하는 것을 알 수 있으며, 전해질의 농도가 감소함에 따라 0.01 M 이하의 모노 이온형태를 갖기 위해서는 pH값을 증가시켜야 하는 것을 알 수 있었다. 그러므로 이들의 결과로부터 전해질의 농도와 pH의 값이 결정된다.

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액체 로켓엔진에서 선형 연소 불안정 해석을 이용한 연소 안정한계 곡선 계산 (Calculation of Combustion Stability Limits Using Linear Stability Analysis in Liquid Rocket Engines)

  • 손채훈;문윤완;허환일
    • 한국항공우주학회지
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    • 제32권10호
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    • pp.93-101
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    • 2004
  • 액체 로켓엔진에서 발생하는 고주파 연소 불안정성을 예측하기 위해 선형 안정한계를 계산하는 방법을 연구하였다. 기존의 선형이론에 근거하여 유도된 선형 안정한계를 나타내는 안정한계 식을 채택하였으며, 그 식을 구성하는 각각의 항을 정량적으로 평가하는 방안들이 제시되었다. 안정한계 계산에 필요한 열-화학 물성치와 유동 변수를 열역학적 평형계산과 CFD 해석 및 실험 결과로부터 평가하는 구체적 절차들을 상세히 제시하였다. 실제 로켓엔진으로서 시험 데이터가 확보되어 있는 KSR-III 로켓엔진에 대해서 제시한 방법을 적용하여 안정한계 곡선을 구하였다. 계산결과는, 해당 엔진에 대해 정량적으로 타당한 안정한계 곡선을 보여주었다. 이를 토대로 해당 엔진의 안정성 특성을 분석하였다. 본 연구에서 제시된 선형 안정한계 계산 방법은 진정한 예측의 1차적 근사로서 활용할 만한 가치가 있으며, 엔진 개발 초기에 근사적으로 안정성 경향을 분석하기에 유용할 것이다.

$\beta$-시클로덱스트린($\beta$-Cyclodextrin)의 결합 특성과 벤젠의 생물학적 분해에의 적용에 대한 연구 (A Study on the Binding Characteristics of $\beta$-Cyclodextrin with Benzene and Its Application on the Bioremediation)

  • 최종규;손현석;조경덕
    • 한국환경보건학회지
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    • 제28권5호
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    • pp.65-70
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    • 2002
  • Recently, surfactants were frequently used in order to desorb the hydrophobic organic compounds (HOCs) from soil and to enhance the bioavailability. Among them, -cyclodextrin ($\beta$-CD) is one of those. This study was performed to investigate the binding characteristics between benzene and $\beta$-CD and to examine the bioavailability of benzene. First, we investigated binding characteristics between benzene and $\beta$-CD in water and water/soil system. Then, we examined the effect of $\beta$-CD on the biodegradation of benzene in water and water/soil system. Experimental results on the binding characteristics showed that $\beta$-CD resulted in an efficient complex formation with benzene. As -CD concentration increased, the benzene concentration complexed with $\beta$-CD rapidly increased to 30-40% initial benzene added, and reached the equilibrium. We also investigated the effect of $\beta$-CD on the desorption of benzene from soil in the water/soil system. As $\beta$-CD concentration increased, benzene concentration desorbed into water increased up to 90%. How-ever, in its application to biodegradation of benzene in water and water/soil system, the biodegradation rate of benzene did not improved in the presence of $\beta$-CD compared with in the absense of $\beta$-CD. This result indicated that $\beta$-CD was more preferentially used as a carbon source than benzene. Therefore, for remediation of benzene contaminated soils, $\beta$-CD can be used as a surfactant to desert benzene from soil, and then ex-situ chemical treatment can be applied for the remediation.