본 연구는 아연광산(亞鉛鑛山) 주변의 논토양에 존재하는 Cd, Pb, Cu 및 Zn의 형태별 함량을 조사하여 중금속간의 분포(分布) 특성(特性)을 검토하였으며, 토양 화학적 성질이 이들의 형태별 함량 분포에 미치는 영향을 밝히기 위하여 수행되었다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 공시토양에 존재하는 Cd, Pb, Cu 및 Zn은 주로 해화물-잔류태(殘留態)로 존재하였으며, Cd와 Pb의 산화물(酸化物)-탄산염태(炭酸鹽態)와 Cu의 유기복합태(有機複合態)의 함량도 높은 편이었다. Pb와 Cu의 치환태는 소량 존재하였으며, 수용태는 Zn만 검출되었다. 2. 치환태의 분포비가 높은 토양일수록 산화물-탄산염태 및 황화물-잔류태의 분포비가 낮았다. 3. 토심이 깊어질수록 치환태 Cd 및 Zn의 분포비(分布比)는 낮아지고 항화물-잔류태의 분포비가 높아졌으며, Pb는 산화물-탄산염태의 분포비가 낮아지고 황화물-잔류태의 분포비가 높아졌다. 4. Cu는 유기물이 많은 토양일수록 Cu의 유기복합태 함량이 많았으며, Cd, Pb 및 Zn의 유기복합태는 유기물함량과 관계가 없었다. 치환태 Cd, Pb 및 Zn의 분포비는 pH가 높은 토양일수록 낮았으나, 이들의 산화물-탄산염태과 황화물-잔류태의 분포비의 합은 높았다. Pb의 산화물-탄산염태 및 황화물-잔류태의 분포비는 공시토양의 pH 전범위에서 Cd 및 Zn에 비하여 높았다.
본 논문에서는 최근 고품위 TV 및 고정세도 디스플레이용으로 화상의 정세도를 향상시키기 위해 수평주파수를 높이려는 움직임이 있어, 편향 요크용 페라이트 코아에는 고주파수 영역에 있어서도 코아로스가 낮은 재료가 요구되고 있는 실정이다. Mg-Zn 페라이트에 있어서 화학조성 및 프로세스가 미세구조에 미치는 영향에 착안하여 저온 소결화를 하였다. 저손실인 Mg-Zn계 Ferrite에 Cu를 첨가하였다. MgO, ZnO, $Fe_2$$O_3$, CuO를 선택한 후 조성비의 변화를 두며 CuO를 MgO로 치환하였다. 이 시료를 $980∼1350^{\circ}C$까지 3시간 소결하였다. 측정은 투자율, 전력손실, 수축율, 코아로스를 측정하였다. 시료의 수축율을 개시하는 온도는 $900^{\circ}C$부근이며 Cu치환에 따라 수축율이 증가하였으며, Cu 치환에 따라 소성온도가 약 $-50∼-75^{\circ}C$ 낮아졌다.
분광 광도법을 이용하여 ${\beta}$-CD와 $[Cu(dien)(sub-py)]^{2+}$ 이온 간의 복합체 형성에 관한 연구를 하였다. ${\beta}$-CD와 $Cu^{2+}$ 착물이 복합체를 형성 할 때 ${\gamma}_{max}$은 리간드에 전자 주는기($CH_3$)가 치환 된 경우는 $^2T_2{\rightarrow}^2E$로 한 곳에서, 전자 끄는기(Cl)가 치환된 경우는 $^2T_2{\rightarrow}^2E$와 MLCT에 의하여 두 곳에서 나타났다. 형성상수는 온도가 올라가면 결합에너지의 감소로 작아졌다. 모든 반응은 엔트로피의 감소를 보였으나 큰 발열반응으로 자발적 반응이었다. 치환기 상수(${\sigma}_x$)에 따른 Hammett plot 결과 좋은 직선성(${\gamma}=0.996$)을 보여 형성상수를 정량적으로 설명할 수 있었다.
$LaMnO_3$(a=$5.51\AA$, c=$13.33\AA$) 페로브스카이트형 복합산화물에서 A site인 La자리에 Sr을 치환시킨 $La_{0.9}Sr_{0.1}MnO_3$(a=$5.33\AA$, c=$13.27\AA$)와 B site인 Mn을 Cu로 치환시킨 $LaMn_{0.9}Cu_{0.1}O_3$(a=$5.52\AA$, c=$13.31\AA$) 복합산화물을 Citrate sol-gel법을 이용하여 합성하였으며 분말 X-ray회절 분석기(XRD)을 이용하여 Rhombohedral의 페로브스카이트 구조임을 확인하였다. 수소 환원분위기에서의 TRR결과에 의하면 이들 산화물의 산소 화학양론은 $LaMnO_{3.16}$, $La_{0.9}Sr_{0.1}MnO_{3.10}$, $LaMn_{0.9}Cu_{0.1}O_{3.14}$의 조성을 갖는다. $LaMnO_3$는 2단계 환원반응을 일으키지만 각 자리를 치환시킨 $LaMnO_3$ 복합산화물은 3단계 환원반응을 일으켰다.
초미세결정렵 Nd-Fe-B-Mo-Cu합금에서 Co 치환이 미세조직과 자기특성에 미치는 영향을 조사 하였다. 급속응고법으로 제조된 비정질 Nd-(Fe, Co)-B-Mo-Cu합금은 결정화에 의하여 $\alpha$-Fe기 초미세결정립 Nd-(Fe, Co)-B-Mo-Cu합금이 제조되었다. Co로의 Fe치환은 결정립 미세화에 기여하며, 이로 인하여 경자기특성이 개선되었다. 최적열처리된 초미세결정립 N $d_4$(F $e_{0.85}$$Co_{0.15}$)$_{82}$$B_{10}$M $o_3$Cul합금의 잔류자화, Curie온도는 Co가 치환되지 않은 합금에 비하여 개선된 우수한 특성을 나타내었다. 64$0^{\circ}C$, 10분 열처리된 초미세결정립 N $d_4$(F $e_{0.85}$$Co_{0.15}$)$_{82}$$B_{10}$M $o_3$Cu 합금의 평균결정립 크기는 약 15 nm이며, 이때 보자력, 잔류자화 및 최대에너지적은 각각 239kA/m, 1.4 T 및 103.5 kJ/ $m^3$이었다.
고상반응법에 의해 NiCuZn ferrite를 제조하였으며 소결온도 $900^{\circ}C$에서의 조성 및 공정변화에 따른 특성을 검토하였다. NiCuZn ferrite에서 Cu 치환 첨가량과 (Ni+Cu)/Zn의 조성비를 변화시킨 결과 ${(Ni_{0.2}Cu_{0.2}Zn_{0.6}O)}_{1.02}{(Fe_{2}O_{3})}_{0.98}$의 조성을 가질 때 초기투자율이 가장 높게 나타났다. NiCuZn ferrite의 Curie 온도 ($T_{c}$)는 Cu의 치환 첨가량이 증가함에 따라 점차 감소하였으며, Cu의 함량을 고정하고 Ni의 함량을 변화시킬 경우, (Ni+Cu)/Zn의 조성비가 증가할 수록 현저하게 증가하였다. ${(Ni_{0.2}Cu_{0.2}Zn_{0.6}O)}_{1-w}{(Fe_{2}O_{3})}_{1+w}$의 조성에서 분쇄시간을 20~80시간으로 변화시켰을 경우 $Fe_{2}O_{3}$ 결핍량(w)이 -0.015일 때 초기투자율이 가장 높았으며, Curie 온도 ($T_{c}$)는 $Fe_{2}O_{3}$ 결핍량(w)이 0에서 -0.025로 증가할 수록 점차 감소하였다.
원료물질인 $Y_2O_3$, $BaCO_3$, CuO 및 $AgNO_3$ 분말로부터 Y계 고온초전도체를 발화합성법으로 제조하였다 $YBa_2Cu_3O_{7-x}$와 Cu를 Ag로 부분 치환한 $YBa_2Cu_{3-y}Ag_yO_{7-x}$의 특성을 X-ray diffractometer, resistivity measuring equipment, SEM, and Vickers Hardness 등으로 분석하였다. $YBa_2Cu_3O_{7-x}$의 Tc,zero는 91K였고, 밀도는 $5.2g/cm^3$, 경도는 $590kg/mm^2$였다. Cu를 Ag로 0.15몰 이하 부분 치환한 $YBa_2Cu_{3-y}Ag_yO_{7-x}$의 경우 임계온도(Tc)는 거의 변하지 않으면서 미세구조, 밀도 및 경도가 향상되었다.
$LaFeO_3$ 복합산화물과 부분 치환한 $LaFeO_3$ 복합산화물을 citrate와 Cyanide 공침법으로 합성하여 공기중에서 $850^{\circ}C$로 24시간동안 열처리해 제조방법에 의한 영향을 비교하였다. XRD와 IR의 결과에 의하여면, 합성된 산화물은 Orthorhombic의 Perovskite구조를 나타냈으나 B자리에 0.5mol의 Cu가 치환된 복합산화물은 단일상을 얻지 못하였다. 또한, 이들 산화물의 환원반응은 치환하지 않은 $LaFeO_3.17$ 복합산홤루은 2단계 반응인 반면에 치환한 복합산화물은 3단계 반응으로 Dopant에 의한 새로운 환원단계가 존재함을 알았다.
흡착재료에는 hydroxyapatite(HAp), zeolite,, 분자체탄소, 활성탄, 알루미나등의 재료가 많이 사용되고 있다. 이들 흡착재료 중에서 금속이온과 양이온 교환반응이 좋은 HAp, zeolite는 폐수처리과정에서 많이 사용되고 있지만, 피러나 이 폐수처리과정에서 문제되는 것은 유해한 중금속뿐만 아니라 많은 세균들이 이 폐수에 존재하고 있어 수질오염 등의 여러 가지 문제를 야기 시키고 있다. 본 연구는 여러 중금속 흡착재료 중에서 HAp, zeolite에 항균효과가 있다고 알려진 금속이온 (Ag$^{+}$, Cu$^{2+}$, $Zn^{2+}$)들을 이온 치환시켜 항균성을 흡착재료에 부여하고자 한다. HAp, zeolite에 Ag$^{+}$, Cu$^{2+}$, $Zn^{2+}$의 금속이온들을 치환시킨 후, E. Coli로 항균효과를 측정하였다. HAp, zeolite와 여러 금속이온 치환후의 항균효과를 측정한 결과, Ag$^{+}$ 로 이온치환 시킨 HAp, zeolite에서는 1$\times$$10^{-2}$cell/ml 농도의 E. Coli에서 24시간가지 완벽한 항균효과를 보였고, Cu$^{2+}$와 $Zn^{2+}$으로 이온치환 시킨 경우에서는 좋은 항균효과를 보이지 않았다. 이러한 결과는 Feng. et. al.이 발표한 바와 같이1) Ag ion이 cell내부의 DNA에 영향을 기척, 복제능력을 떨어뜨리고 Cell을 비활성화 시키기 때문이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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