• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권2호
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• pp.627-636
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• 2022

In nuclear power plants and other nuclear facilities the removal of cobalt from radioactive liquid waste is needed to reduce the radioactivity concentration in effluents. In liquid wastes containing strong organic complexing agents such as EDTA cobalt removal can be problematic due to the high stability of the Co-EDTA complex. In this study, the removal of cobalt from NaNO₃ solutions using antimony oxide (Sb₂O₃) synthesized from potassium hexahydroxoantimonate was investigated in the absence and presence of EDTA. The uptake studies on the ion exchange material were conducted both in the dark (absence of UV-light) and under UV-C irradiation. Ca²⁺ or Ni²⁺ were included in the experiments as competing cations to test the selectivity of the ion exchanger. Results show that UV-C irradiation noticeably enhances the cobalt sorption efficiency on the antimony oxide. It was shown that nickel decreased the sorption of cobalt to a higher extent than calcium. Finally, the sorption data collected for Co²⁺ on antimony oxide was modeled using six different isotherm models. The Sips model was found to be the most suitable model to describe the sorption process. The Dubinin-Radushkevich model was further used to calculate the adsorption energy, which was found to be 6.2 kJ mol^-1.

• 자원환경지질
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• 제31권1호
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• pp.11-20
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• 1998

카올리나이트에 의한 세슘-137 및 스트론튬-90 흡착에 대한 지하수의 주요 양이온 ($Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $K^+$, $Na^+$ 및 음이온 ($SO_4{^{2-}}$, $HCO_3{^-}$)의 영향을 그리고 pH의 영향을 뱃치실험을 통하여 알아보았다. 세슘 및 스트론튬 흡착에 대한 지하수 양이온들의 농도, 전하, 이온반경사이의 상대적인 영향을 알아보기 위하여 통계적 방법으로 디자인된 3차원적인 Kd 모델링 방법이 시도되었다. 모델링결과 흡착에 미치는 정도는 양이온의 수화반경이 가장 큰 영향을 미치며, 그다음 이온들의 전하, 농도의 순서임이 밝혀졌다. pH변화에 따른 카올리나이트의 제타전위를 측정하고 amphoteric 반응측면에서 Cs, Sr 흡착 특성을 설명하였다. 카올리나이트의 Cs 및 Sr 흡착에 대한 경쟁양이온들의 이온강도가 pH 보다는 더 큰 영향을 미친다. 탄산수소이온의 농도는 스트론튬의 흡착거동에 상당한 영향을 미친다. 이는 탄산수소이온 ($HCO_3{^-}$)의 농도변화에 다른 pH의 변화에 기인하는 것 뿐만아니라, WATWQ4F 프로그램을 이용한 열역학적 계산에 의하면 Strontianite ($SrCO_3$)의 침전에 의한 것으로 해석된다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제21권2호
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• pp.124-131
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• 2004

The adsorption of heavy metals in the waste water carried out on the various domestic clays and waste pottery. The effect of parameters such as pH, temperature, adsorption time and coexisting cations on the adsorption ability and characteristics were investigated to find out whether the clays could be used as adsorbents. Adsorption equilibrium was reached within 20 minutes on all the clays. The optimum pH was found to be above 5. When other cations such as Cu(II) or Zn(II) coexisted with Pb(II), the adsorption amount of Pb(II) decreased because of competing adsorption.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제35권3호
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• pp.833-838
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• 2014

The energy- and time-dependent branching to the competing dissociation paths are studied by theory for coupled unimolecular dissociations of the o-, m-, and p-chlorotoluene radical cations to $C_7{H_7}^+$ (benzylium and tropylium). There are four different paths to $C_7{H_7}^+$, three to the benzylium ion and one to the tropylium ion, and all of them are coupled together. The branching to the multiple paths leads to the multiexponential decay of reactant with the branching ratio depending on both internal energy and time. To gain insights into the multipath branching, we study the detailed kinetics as a function of time and internal energy on the basis of ab inito/RRKM calculations. The number of reaction steps to $C_7{H_7}^+$ is counted for each path. Of the three isomers, the meta mostly goes through the coupling, whereas the para proceeds with little or no coupling. In the beginning, some reactants with high internal energy decay fast to the benzylium ion without any coupling and others rearrange to the other isomers. Later on all three isomers dissociate to the products via long-lived intermediates. Thus, the reactant shows a multiexponential decay and the branching ratio varies with time as the average internal energy decreases with time. The reciprocal of the effective lifetime is taken as the rate constant. The resulting rate-energy curves are in line with experiments. The present results suggest that the coupling between the stable isomers is thermodynamically controlled, whereas the branching to the product is kinetically controlled.

• 상하수도학회지
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• 제38권2호
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• pp.95-107
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• 2024

This study proposes the use of a cobalt-based Prussian blue analogue (Co-PBA; potassium cobalt hexacyanoferrate), as an adsorbent for the cost-effective recovery of aqueous ammonium ions. The characterization of Co-PBA involved various techniques, including Fourier-transform infrared spectroscopy, X-ray diffraction, scanning electron microscopy, nitrogen adsorption-desorption analysis, and zeta potential. The prepared Co-PBA reached an adsorption equilibrium for ammonium ions within approximately 480 min, which involved both surface adsorption and subsequent diffusion into the interior. The isotherm experiment revealed a maximum adsorption capacity of 37.29 mg/g, with the Langmuir model indicating a predominance of chemical monolayer adsorption. Furthermore, the material consistently demonstrated adsorption efficiency across a range of pH conditions. Notably, adsorption was observed even when competing cations were present. Co-PBA emerges as a readily synthesized adsorbent, underscoring its efficacy in ammonium removal and selectivity toward ammonium.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제42권4호
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• pp.450-459
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• 2014

파쇄한 소나무와 참나무를 수중에서 Pb(II) 제거를 위한 흡착제로서 적용성을 검토하였다. 접촉시간, 초기 Pb(II) 농도, pH, 경쟁이온, 그리고 흡착제 주입량이 Pb(II) 흡착에 미치는 영향을 파악하기 위하여 회분 흡착 실험을 수행하였다. 동역학적 실험 결과, 소나무와 참나무에 Pb(II) 흡착은 유사 1차 모델과 유사 2차 모델 모두 적합한 것으로 나타났다. 평형 흡착 실험 결과는 결정계수가 소나무의 경우 0.956, 참나무의 경우 0.950으로 Freundlich 모델이 적합한 것으로 나타났다. 소나무와 참나무의 Pb(II) 최대 흡착양은 각각 16.853과 27.989 mg/g으로 나타났다. pH가 3에서 9로 증가함에 따라서 소나무와 참나무에 Pb(II) 흡착은 증가하였다. $Na^+$, $Ca^{2+}$, 그리고 $Al^{3+}$와 같은 양이온의 존재는 Pb(II) 흡착을 감소시켰다. Pb(II) 흡착은 증류수 조건에서 보다 해수에서 흡착량이 컸으며, 이는 해수에 존재하는 $CO{_3}^{2-}$와 $OH^-$ 이온이 Pb(II)와 화합물을 형성하기 때문이다. 본 연구를 통해서 Pb(II)로 오염된 물 정화에 소나무와 참나무가 활용될 것으로 판단된다.

• Molecules and Cells
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• 제40권10호
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• pp.787-795
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• 2017

Avoiding ingestion of excessively salty food is essential for cation homeostasis that underlies various physiological processes in organisms. The molecular and cellular basis of the aversive salt taste, however, remains elusive. Through a behavioral reverse genetic screening, we discover that feeding suppression by $Na^+$-rich food requires Ionotropic Receptor 76b (Ir76b) in Drosophila labellar gustatory receptor neurons (GRNs). Concentrated sodium solutions with various anions caused feeding suppression dependent on Ir76b. Feeding aversion to caffeine and high concentrations of divalent cations and sorbitol was unimpaired in Ir76b-deficient animals, indicating sensory specificity of Ir76b-dependent $Na^+$ detection and the irrelevance of hyperosmolarity-driven mechanosensation to Ir76b-mediated feeding aversion. Ir76b-dependent $Na^+$-sensing GRNs in both L- and s-bristles are required for repulsion as opposed to the previous report where the L-bristle GRNs direct only low-$Na^+$ attraction. Our work extends the physiological implications of Ir76b from low-$Na^+$ attraction to high-$Na^+$ aversion, prompting further investigation of the physiological mechanisms that modulate two competing components of $Na^+$-evoked gustation coded in heterogeneous Ir76b-positive GRNs.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제17권7호
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• pp.631-637
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• 1996

The structures of fully dehydrated Ca2+- and Rb+-exchanged zeolite X, Ca31Rb30Si100Al92O384(Ca31Rb30-X; a=25.009(1) Å) and Ca28Rb36Si100Al92O384(Ca28Rb36-X; a=24.977(1) Å), have been determined by single-crystal X-ray diffraction methods in the cubic space group Fd&bar{3} at 21(1) ℃. Their structures were refined to the final error indices R1=0.048 and R2=0.041 with 236 reflections for Ca31Rb30-X, and R1=0.052 and R2=0.043 with 313 reflections for Ca28Rb36-X; I>3σ(I). In both structures, Ca2+ and Rb+ ions are located at six different crystallographic sites. In dehydrated Ca31Rb30-X, sixteen Ca2+ ions fill site I, at the centers of the double 6-rings (Ca-O=2.43(1) Å and O-Ca-O=93.3(3)°). Another fifteen Ca2+ ions occupy site II (Ca-O=2.29(1) Å, O-Ca-O=119.5(5)°) and fifteen Rb+ ions occupy site II opposite single six-rings in the supercage; each is 1.60 Å from the plane of three oxygens (Rb-O=2.77(1) Å and O-Rb-O=91.1(4)°). About two Rb+ ions are found at site II', 1.99 Å into sodalite cavity from their three-oxygen plane (Rb-O=2.99(1) Å and O-Rb-O=82.8(4)°). The remaining thirteen Rb+ ions are statistically distributed over site III, a 48-fold equipoint in the supercages on twofold axes (Rb-O=3.05(1) Å and Rb-O=3.38(1) Å). In dehydrated Ca28Rb36-X, sixteen Ca2+ ions fill site I (Ca-O=2.41(1) Å and O-Ca-O=93.6(3)°) and twelve Ca2+ ions occupy site II (Ca-O=2.31(1) Å, O-Ca-O=119.7(4)°). Sixteen Rb+ ions occupy site II; each is 1.60 Å from the plane of three oxygens (Rb-O=2.81(1) Å and O-Rb-O=90.6(3)°) and four Rb+ ions occupy site II'; each is 1.88 Å into sodalite cavity from their three-oxygen plane (Rb-O=2.99(1) Å and O-Rb-O=83.8(2)°). The remaining sixteen Rb+ ions are found at III site in the supercage (Rb-O=2.97(1) Å and Rb-O=3.39(1) Å). It appears that Ca2+ ions prefer sites I and II in that order, and that Rb+ ions occupy the remaining sites. Rb+ ions are too large to be stable at site I, when they are competing with other smaller cations like Ca2+ ions.

• 자원환경지질
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• 제50권3호
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• pp.215-224
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• 2017

비소는 독성이 매우 큰 물질로 지하수 환경에서 산출빈도가 높다. 지하수 내 비소는 환원환경에서 무기비소인 아비산염의 형태로 존재하며, 산화한경에서 비산염의 형태로 존재한다. 아비산염은 비산염보다 독성이 높으며, 금속(수)산화물의 표면에 흡착이 잘 되지 않아 이동성이 높다. 이러한 이유로 독성이 높은 아비산염을 비산염으로 산화시켜 독성을 저감시키는 공정에 대한 연구가 수행되어져 왔다. 특히 광산화 공정은 운전이 간단하면서 경제적이며 효율이 높다고 알려져 있다. 본 연구에서는 광산화공정에서 기존에 광촉매로 주로 사용되어온 $TiO_2$를 대신하여 자연 상에서 산출되는 침철석을 광촉매로 이용하여 지하수 내에서 아비산염을 비산염으로 산화시키는 공정의 효율에 영향을 미치는 다양한 인자들을 평가하였다. 연구결과, 용존 양이온의 종류보다는 총 농도가 아비산염의 광촉매 산화에 영향을 미치는 것을 확인하였으며, pH가 높은 환경에서 아비산염의 광촉매 산화효율이 더욱 높게 나타나는 것을 확인하였다. 아비산염과 비산염이 공존할 경우, 흡착에 의한 비소의 제거는 아비산염과 비산염의 침철석에 대한 친화도에 따라 약간의 영향을 미치는 것으로 보이나, 아비산염의 광촉매 산화에는 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 그리고 휴믹산은 아비산염의 광촉매 산화 공정간 수산화라디칼과 슈퍼옥사이드 라디칼과 같은 활성산소종과 반응하여 아비산염의 광촉매 산화 효율을 감소시키는 것으로 나타났다. 또한 아비산염의 광촉매 산화 공정간 전자 수용체로서 산소를 주입할시 가장 높게 효율이 증진되는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 연구결과를 종합할 때, 공정의 최적화를 통하여 지하수 등의 수환경 내 존재하는 아비산염의 독성은 침철석을 이용한 광촉매 산화에 의하여 저감될 수 있을 것으로 판단된다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제15권1호
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• pp.15-26
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• 2017

오염수로부터 자성분리가 가능하며, 방사성 세슘을 효율적으로 제거하기 위한 코발트 페로시아나이드(cobalt ferrocyanide, CoFC) 혹은 니켈 페로시아나이드(nickel ferrocyanide, NiFC)가 도입된 자성입자 흡착제를 제조하였다. $Fe_3O_4$ 나노입자는 공침법을 이용해 제조하였고, $Co^{2+}$와 $Ni^{2+}$ 이온을 입자 표면에 도입시키기 위해 금속이온과 금속 배위결합(metalcoordination)을 하는 카르복실기를 포함한 숙신산(succinic acid, SA)을 자성나노입자(magnetic nanoparticles, MNPs) 표면에 코팅하였다. CoFC와 NiFC는 자성나노입자 표면에 도입된 $Co^{2+}$ 혹은 $Ni^{2+}$ 이온이 hexacynoferrate와 결합하여 형성된다. 제조된 CoFC-MNPs 그리고 NiFC-MNPs는 각각 $43.2emu{\cdot}g^{-1}$, $47.7emu{\cdot}g^{-1}$의 우수한 포화자화 값을 보여주었다. X-선 회절분석(XRD), 퓨리에 변환 적외선 분광분석(FT-IR), 나노입자 입도 분석기(DLS), 투과전자현미경(TEM) 등의 분석을 통해 흡착제의 물성을 파악하고, 세슘에 대한 흡착 성능을 알아보았다. 흡착실험을 평가하기 위해 Langmuir/Freundlich 등온흡착식을 이용해 실험 결과 값을 곡선맞춤 하였고, CoFC-MNPs와 NiFC-MNPs의 최대흡착량($q_m$)은 각각 $15.63mg{\cdot}g^{-1}$, $12.11mg{\cdot}g^{-1}$이다. CoFC-MNPs와 NiFC-MNPs는 방사성 세슘에 대해서도 최저 99.09%의 제거율을 가지며, 경쟁이온의 존재에도 방사성 세슘만을 선택적으로 흡착한다.