• 한국산학기술학회논문지
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• 제3권2호
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• pp.141-145
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• 2002

이온교환수지탑으로 유입된 이온은 연속적인 이온교환 평형을 이루면서 수지층을 통과한다는 가정하에 질량작용법칙과 몰 균형식을 조합하여 연속이은교환평형 칼럼모델을 개발하였다. 연속이온교환평형 칼럼모델을 이용하여 원자력발전소 복수탈염설비 탈염기의 성능을 평가한 결과, Na/sup +/및 Cl/sup -/누출 농도는 수지의 재생효율에 따라 다르며, 특정이온의 유입수 및 유출수에서 농도 비율은 용액 및 수지의 상태에 따라 달라짐을 확인하였다. 본 모델은 수지농도를 보정하여 국부 불완전 평형을 고려할 수 있고, 다성분 존재하의 경쟁적 이온교환을 묘사할 수 있는 장점을 가지고 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제3권3호
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• pp.194-197
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• 2002

이온교환은 액체상 이온과 고체상 이온간의 화학반응이며 연수 및 탈염공정, 특정물질의 제거 및 회수, 토양을 통한 이온성 물질의 이동에서 널리 이용되고 있다. 이온 선택도는 원자가가 높을수록, 수화반경이 작을수록 증가한다. 본 연구는 평형 이온교환에서 결정된 이온 선택도가 칼럼 이온교환에 적용되는 가를 조사하였다. 음이온 교환수지에 대한 이온 선택도 순서는 OH/sup -/ < F/sup -/ < HCO/sup -/ < Cl/sup -/ < Br/sup -/ ≤ NO₃/sup -/ < SO₄/sup 2-/ 이였으며, 음이온 칼럼교환에서도 동일하였다. 또한 바탕 양이온의 전하가 낮을수록 이온교환이 빠르게 진행됨을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제3권2호
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• pp.156-159
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• 2002

이온교환은 이온성 물질을 제거하는 가장 신뢰성 있는 단위공정일 뿐만 아니라 재사용의 측면에서 매우 경제적이다. 특히 이온교환은 토양화학 분야에서 지난 한 세기 동한 수많은 연구가 진행되어 왔으며, 여러 가지 수처리 공정에 널리 이용되고 있다. 이온의 선택도는 이온의 수화반경과 용액의 농도, 이온의 원자가에 따라 좌우된다. 본 연구는 양이온 평형실험과 칼럼실험을 통해 이온들의 선택도 순서와 바탕음이온에 따른 특성을 조사하였다. 양이온의 선택성은 농도가 낮을수록, 이온의 원자가가 높을수록 증가하였다. 평형실험의 양이온 선택도 순서는 $H^+$ < $K^+$ << $Cu^{2+}$ < $Co^{2+}$ < TEX>$Ca^{2+}$ << $Ce^{3+}$ 이며, 칼럼흡착에서도 선택도 순서는 동일하였다.

• 환경위생공학
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• 제23권1호
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• pp.67-72
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• 2008

Ion exchange performance to remove Ammonium in water was studied using commercially available strong acidic cationic exchange resin of $Na^+$ type in the batch and continuous column reactors. The performance was tested using the effluent concentration histories for continuous column or equilibrium concentrations for batch reactor as a function of time until resins were exhausted or reached ionic equilibrium between resin and solution. The results shoed that cationic exchange resin used in this study was more effective than activated carbon or zeolite for ammonium removal. Ammonium removal with the ion exchange resin temperature to be high qualitative recording minuteness but increases about seasonal change of temperature was judged with the public law where the adaptability is excellent. When the pH comes to be high at 11 degree, the ammonium was not effectively removed.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제4권3호
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• pp.296-300
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• 2003

다성분 양이온 교환을 위한 평형과 동역학 데이터는 질량 작용 법칙과 표면 착화 모델을 이용하여 수행 및 평가하였다. 양이온 흡착의 평형과 칼럼 실험은 양이온 교환 합성 수지 IRN 77로 H/sup +/, Li/sup +/, Na/sup +/, NH₄/sup +/, Mg²/sup +/ 이용하여 2, 3, 4, 5 성분 양이온 교환을 수행하였다. 질량 작용 법칙과 표면 착화 모델은 이온 선택도와 경쟁적 양이온 교환을 조사하기 위하여 데이터에 대해 시험하였다. 표면 착화 모델은 질량 작용 모델보다 평형과 동역학 실험 데이터를 정확히 예측하였다.

• 한국환경과학회지
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• 제7권1호
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• pp.89-95
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• 1998

Ion exchange performance to remove nitrate in water was studied using commercially available strong base anion exchange resin of Cl- type in the batch and continuous column reactors. The performance was tested using the effluent concentration histories for continuous column or equilibrium conquilibrium between resin and solution. Anion exchange resin used in this study was more effective than activated carbon or zeolite for nitrate removal. With large resin amount or low initial concentration, nitrate removal characteristics for a typical gel-type resin was Increased. On considering the relation between the breakthrough capacity and nitrate concentration of the influent, the use of anion exchange resin were suitable for the hi선or order water treatment. The nitrate removal of above 90% could be possible until the effluent of above 650 BV was passed to the column. Thus, the commercially available strong base anion exchange resin of $Cl^-$ type used in thins study could be effectively used as economic material for treatment of the groundwater. The breakthrough curves showed the sequence of resin selectivity as $SO_4^{2-}$ > $NO_3$ > $NO^{2-}$ > $HCO_3^-$. The results of this study could be scaled up and used as a design tool for the water purification system of the real groundwater and surface water treatment processes.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제2권2호
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• pp.117-121
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• 1997

Glutamic acid can be crystallized inside cation exchange column when displacer NaOH concentration is high enough to concentrate displaced glutamic acid beyond its solubility limit. Resulting crystal layer of glutamic acid was moved with liquid phase through the column, and thus could be eluted from the column and recovered in fraction collector. For the purpose of enhancing crystal recovery, effects of operating parameters on the crystal formation were investigated. The increase in the degree of crosslinking of resin favored crystal recovery because of its low degree of swelling. Higher concentration of displacer NaOH was advantageous. If NaOH concentration is too high, however, crystal recovery was lowered due to the solubility-enhancing effects of high pH and ionic strength. The decrease of mobile phase flow rate enhanced crystal recovery because enough time to attain local equilibrium could be provided, but film diffusion would control the overall crystal formation with extremely low flow rate. Lower temperature reduced solubility of glutamic acid and thus favored crystal formation unless the rate of ion exchange was severely reduced. The ion exchange operated by displacement mode coupled with crystallization was advantageous in reducing the burden of further purification steps and in preventing purity-loss resulted from overlapping between adjacent bands.

• 폴리머
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• 제26권5호
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• pp.551-558
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• 2002

술폰산형 섬유이온교환체를 이용하여 도금 폐수 중 니켈 이온 분리를 위해 각각의 조건에 따른 니켈 이온에 대한 흡착 특성을 관찰하였다. 술폰산형 섬유이온교환체의 함수율은 술폰화도 극성이 클수록 크게 나타났으며 이온교환용량은 술폰화도가 증가함에 따라 증가하였으며 술폰화도 16%에서 3.38 meq/g로 높게 나타났다. 니켈이온의 흡착은 pH 변화에 따라 크게 변화하지 않았고 모든 흡착은 10분 이내에 약 7.5 mg/min의 흡착속도로 매우 빠르게 평형에 도달하였다. 재생 시 흡착용량은 7회까지 3.15 meq/g으로 거의 100% 가까이 탈착되었으며 그 이상에서는 2.01 meq/g으로 약간 감소하는 것으로 보아 본 연구에 사용한 이온교환체는 내구성에 문제가 없는 것으로 판단되었다. 한편 흡착평형 시간은 L/D의 값이 증가함에 따라 선형적으로 증가하였으며, 최대 흡착용량은 각각 2.71∼3.01 meq/g으로 약간 증가하였고 L/D의 변화에 크게 영향이 없는 것으로 보아 L/D<2로 흡착칼럼의 설계가 가능할 것으로 사료되었다. 또한 이온교환 섬유의 충전비가 일정할 때 pH 변화에 따른 니켈 이온의 흡착량은 산성 pH에서는 큰 변화가 없는 것으로 보아 도금수세액의 pH가 산성인 점을 고려할 때 pH 5 이하가 적합한 것으로 판단되었다.

• 상하수도학회지
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• 제33권2호
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• pp.131-140
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• 2019

This study used a packed column reactor and a horizontal flow mesh reactor to examine the removal of copper ions from aqueous solutions using pine bark, a natural adsorbent prepared from Korean red pine (Pinus densiflora). Both equilibrium and nonequilibrium adsorption experiments were conducted on copper ion concentrations of 10mg/L, and the removals of copper ions at equilibrium were close to 95%. Adsorption of copper ions could be well described by both the Langmuir and Freundlich adsorption isotherms. The bark was treated with nitric acid to enhance efficiency of copper removal, and sorption capacity was improved by about 48% at equilibrium; mechanisms such as ion exchange and chelation may have been involved in the sorption process. A pseudo second-order kinetic model described the kinetic behavior of the copper ion adsorption onto the bark. Regeneration with nitric acid resulted in extended use of spent bark in the packed column. The horizontal flow mesh reactor allowed approximately 80% removal efficiency, demonstrating its operational flexibility and the potential for its practical use as a bark filter reactor.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제29권1호
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• pp.1-8
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• 2004

ANL에서 개발한 유 무기 복합의 신이온교환수지인 Diphosil은 silica 물질에 diphosphonic acid 그룹을 결합시킨 구조를 가지고 있다. Diphosil을 원전 운영 중 발생되는 방사성폐액 처리에 적용하기 위해 주대상 핵종인 $^{137}Cs,\;^{60}Co$을 사용하여 흡착 평형과 컬럼 실험을 수행하였다. 흡착 평형 실험을 통하여 $^{137}Cs$과 $^{60}Co$의 제거율과 그 제거율에 미치는 다양한 조건에서 비방사성 이온의 영향을 조사하였다. 대상 핵종에 대한 파과곡선은 모의 방사성 폐액을 이용한 실험실 수준의 컬럼 실험을 통해 구하였고, Diphosil의 제거능력을 현재 원전에서 쓰이고 있는 Amberlite IRN 77 수지와 비교하였다.