원자력시설(原子力施設)에서 방출(放出)될 수 있는 장반감기핵종중(長半減期核種中)의 하나인 $Cs^{137}$을 5개 답토양(畓土壤)에 처리(處理)하여 토양중(土壤中)에서의 흡(吸) 탈착상태(脫着狀態)를 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. $Cs^{137}$은 토양(土壤)에 다량(多量) 흡착(吸着)되며 치환성형태(置換性形態)의 탈착량(脫着量)은 K첨가에 따라서는 감소(減少)하였고, $Cs^{137}$ 처리량(處理量)의 증가에 따라서는 비례적으로 증가하였으며 치환성형태의 탈착량(脫着量)은 수용성(水溶性)에 비하여 매우 높았다. 2. 토양(土壤)에 첨가된 $Cs^{137}$의 존재형태(存在形態)는 토양(土壤)에 따라서 차이(差異)가 있으나 평균적으로 수용성(水溶性)이 5.9%, 치환성(置換性)이 17.1%, 비치환성(非置換性)이 77.0%로 나타났다. 3. 토양(土壤)에 흡착(吸着)된 $Cs^{137}$의 수용성(水溶性) 및 치환성탈착량(置換性脫着量)은 토양(土壤)pH와 치환성 염기함량의 증가에 따라 감소(減少)하였고, 유기물과 점토함량(粘土含量)의 증가에 따라서는 증가하였다. 4. 토양(土壤)에 흡착(吸着)된 $Cs^{137}$은 Illite와 Vermiculite가 많은 토양(土壤)에서 비치환성형태(非置換性形態)로의 흡착(吸着)이 많았다.
국내 포항 소재 R사의 구룡포산 천연 제올라이트의 물리·화학적 특성을 규명하기 위해 X-선 회절 분석, X-선 형광 분석, 열 시차·열 중량 분석, 양이온 교환능 분석 및 세슘(Cs), 스트론튬(Sr) 흡착 실험을 수행하였다. X-선 회절 분석 결과 모데나이트, 휼란다이트, 클라이놉티로라이트 및 일라이트와 같은 광물이 함유되어 있으며, X-선 형광 분석 결과 SiO2, Al2O3, CaO, K2O, MgO, Fe2O3 및 Na2O 원소가 함유되어 있었다. 양이온 교환능은 148.6 meq/100 g이었으며 열시차 및 열중량 분석 결과 600 ℃까지 열적으로 안정성이 우수한 것을 확인하였다. 시간에 따른 흡착 평형 실험 결과 세슘(Cs)의 경우 30분이내 스트론튬(Sr)의 경우 8시간이내에 평형에 도달하였으며 세슘(Cs) 및 스트론튬(Sr)의 흡착률은 각각 80% 및 18%를 보이고 있었다. 단일 성분 등온 흡착 실험 결과 Langmuir model에 부합하였으며 세슘(Cs) 최대 흡착량은 131.5 mg/g으로 높게 나타났으며 반면 스트론튬(Sr) 최대 흡착량은 29.5 mg/g로 낮은 흡착량을 나타내었다. 본 연구에 사용된 천연 제올라이트의 경우 클라이놉티로라이트, 휼란다이트 및 모데나이트와 같은 8-ring을 포함하는 광물의 함량이 높아 세슘(Cs)에 대한 높은 선택성을 보여주고 있다.
Ru-103, Cs-137 그리고 Ce-144를 차례로 분리하는 방법을 유기양이온 교환체 Amberite CG-120, 무기이온 교환체, silica gel과 montmorillonite를 가지고 검토하였다. Amberite CG-120으로 Ru-103, Cs-137 그리고 Ce-144를 흡착 및 탈착하는 최적조건은 각각 0.01M-, 0.01M-, 0.1M-HCl과 3M-, 3M-, 5M-HCl이다. Silica gel로 Ru-103, Cs-137 그리고 Ce-144를 흡착 및 탈착하는 최적 조건은 각각 pH 8, pH 8, pH 8과 3M-, 1M-, 1M-HCl이다. Montmorillonite로 Ru-103, Cs-137 그리고 Ce-144를 흡착 및 탈착하는 최적 조건은 각각 pH 8, 0.01M-HCl, pH 4와 1M-, 5M-, 3M-HCl이다. 낮은 이온강도에서 일어나는 흡착 그리고 탈착 이온강도의 차이는 연속적인 실험에서 혼합핵종의 분리를 위하여 이용된다. Ru-103, Cs-137 그리고 Ce-144 혼합물의 개별분리는 Amberite CG-120, silica gel에서보다 montmorillonite에서 더욱 효과적이다.
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.
Photoeffects at the p-GaP semiconductor/CsNO3 electrolyte interface were investigated in terms of their current-voltage characteristics. The photoeffects at the semiconductor-electrolyte interfaces and their photocurrent variations are verified using Ar ion laser and continuous cyclic voltammetric methods. The mechanism of charge transfer at the photogeneration in the depletion layer rather than the photodecomposition of the p-GaP semiconductor electrode surface and/or the water photoelectrolysis. The adsorption of Cs+ ions at the interface is physical adsorption.
The objective of the study, to develop adsorbent based purifier for removal of radiological and nuclear contaminants from contaminated water. In this regard, 3-aminopropyl silica functionalized with ethylenediamine tetraacetic acid (APS-EDTA) adsorbent prepared and characterized by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), Scanning Electron Microscopy (SEM) and X-ray Diffraction (XRD). Prepared APS-EDTA used for adsorptive studies of Cs(I), Co(II), Sr(II), Ni(II) and Cd(II) from contaminated water. The effect on adsorption of various parameters viz. contact time, initial concentration of metal ions and pH were also analyzed. The batch method has been employed using metal ions in solution from 1000-10000 ㎍/L, contact time 5-60 min., pH 4-10 and material quantities 50-200 mg at room temperature. The obtained adsorption data were used for drawing Freundlich and Langmuir isotherms model and both models were found suitable for explaining the metal ions adsorption on APS-EDTA. The adsorption data were followed pseudo second order reaction kinetics. The maximum adsorption capacity obtained 1.3037-1.4974 mg/g for above said metal ions. The results show that APS-EDTA have great potential to remove Cd(II), Co(II), Cs(I), Ni(II) and Sr(II) from aqueous solutions through chemisorption and physio-sorption.
몬모릴로나이트와 일라이트를 대상으로 Hybrid 모델, 세슘흡착법, CEC와 결정분석 및 전원소분석으로 계산한 영구전하량을 상호 비교하였다. 격자구조 계산에 의하면 몬모릴로나이트와 일라이트의 영구전하는 각각 $71.82cmol\;kg^{-1}$, $14.20cmol\;kg^{-1}$로 나타났고. 세슘흡착법으로 구한 영구전하는 격자 구조의 계산 값과 $3.07-6.41cmol\;kg^{-1}$ 이하의 차이를 나타내었다. 따라서 세슘흡착법으로 구한 영구전하 량은 이론적 계산치와 일치함을 알 수 있었다. Hybrid 모델로 구한 영구전하 값은 세슘흡착법과 격자계산법에 비하여 약 5-13배가 과소평가되므로 이 모델을 점토광물의 영구전하 측정에 적용하기는 어려울 것으로 판단되었다. 암모늄 이온을 이용한 양이온교환용량 값의 경우 몬모릴로나이트는 세슘흡착법으로 구한 영구전하 값과 동일하였다. 한편 일라이트에서 영구전하의 이론적 계산치와 CEC 값이 차이를 나타낸 것은 CEC측정에 사용된 암모늄 이온이 층간에 고정된 칼륨이온을 치환시킴으로서 CEC가 상대적으로 높게 평가된 것으로 판단되었다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 영구전하의 함량이 높은 점토광물이나 토양에서 영구전하를 분리 정량하고자 할 때에는 세슘흡착법을 이용하는 것이 바람직할 것으로 판단되었다.
Chitosan(CS) and cellulose acetate(CA) composite films were prepared using formic acid as a cosolvent by casting, solvent evaporating and neutralization method. This study examines if the blending method, which uses formic acid as a cosolvent is efficient in improving the mechanical properties of CS film, especially wet strength and elongation. Formic acid is an effective cosolvent for the blend of CS and CA. Under wet condition, tensile strength and elongation of the composite films were obviously higher than those of the films made from pure CS. FTIR, DSC, and X-ray diffraction showed that the composite films exhibit a high level of compatibility and that strong interaction between the CS and CA was caused by intermolecular hydrogen bonding. The affinity series of composite film to transition metal ions are Cu(II) > Cd(II) > Cr(III). The adsorption of Cu((II) ion was shown to be highly pH sensitive.
Kim, Yun Kon;Bae, Kyeonghui;Kim, Yonghwan;Harbottle, David;Lee, Jae W.
Journal of Industrial and Engineering Chemistry
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제68권
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pp.48-56
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2018
A potassium copper hexacyanoferrate (KCuHCF) embedded magnetic hydrogel bead (HCF-Mbead) was synthesized via a facile double crosslinking methods of $Fe^{3+}$ ionic binding and freeze-thaw for effective $Cs^+$ removal. The HCF-Mbead had a hierarchical porous structure facilitating fast access of $Cs^+$ ions to embedded active sites. The adsorbent showed enhanced $Cs^+$ removal properties in terms of capacity (69.2 mg/g), selectivity ($K_d=4{\times}10^4mL/g$, 1 ppm $Cs^+$ in seawater) and stability (>99.5% removal in pH 3~11) with rapid magnetic separation. This study further opens the possibility to develop an efficient material that links the integration of adsorption and recovery.
본 연구는 자성 야누스 미세 흡착제를 합성하기 위해 쉽고 빠르며 대량생산이 가능한 원심력 기반 미세유체 반응기를 개발하였다. 두 개의 정렬된 주사침과 원심분리 튜브로 구성된 다중 미세노즐을 사용함으로써 높은 균일도를 갖는 프러시안 블루와 자성 나노입자의 함입이 이루어진 미세 흡착제(PB-MNP-MAs)를 합성하였다. 등온흡착과 흡착속도 실험을 통해 다공성 구조 및 프러시안 블루 나노입자의 넓은 비표면적을 갖는 미세 흡착제의 향상된 세슘 흡착 성능을 증명하였으며 이를 통해 10분 이내의 빠른 흡착을 유도할 수 있다. 흡착 공정 후, 외부 자기장 도입을 통해 세슘 수용액 내에서 합성된 PB-MNP-MAs를 성공적으로 회수하였다. 따라서 본 연구결과를 바탕으로 생물 및 환경 제염 분야에서 기능성 흡착제 발전을 위한 새로운 방향성을 제공해 줄 것으로 기대한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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