수왕광상은 중생대 백악기 중기의 반상화강암이나 선캄브리아기의 소백산 편마암 복합체에 발달한 열극을 충진한 석영맥에서 산출된다. 광물 공생군에 대한 연구 결과 광화작용은 4차례에 걸쳐 일어났다. 섬아연석은 광화작용이 진행되는 동안 광화 I, II, III기에 각각 정출하였다. 현미경 관찰과 전자현미분석 결과 섬아연석에서 나타나는 황동석 점적과 황동석 병변은 광화 III기 초에 열수용액의 교대작용에 의하여 생성되었을 것으로 생각된다. 황동석 병변의 생성과정은 아래와 같다. (1) Fe가 풍부한 용액이 Fe가 결핍된 섬아연석의 가장자리나 틈을 통해 Fe부화 (2)광화 II기에 Fe가 결핍된 섬아연석에 황동석 점적을 형성하고 Cu를 함유한 용액에 의해 황동석 점적 주변의 섬아연석에 Fe 감소 (3)광화 III기 초에 황동석 병변을 형성하였다.
본 연구에서는 하이드라진 기조의 환원성 제염제를 이용한 마그네타이트 산화물의 용해를 다루고 있다. 마그네타이트로부터의 Fe(II) 및 Fe(III)의 용해는 protonation, surface complexation 및 reduction에 의해 지배를 받는다. 하이드라진과 황산은 산소결합을 파괴하거나 Fe(III)이온을 Fe(II)이온으로 환원시키기 위한 수소 및 전자를 각각 제공하게 된다. 속도론적 관점에서 보다 효율적인 용해를 위하여 다수의 전이금속의 영향을 분석하여 Cu(II) 이온이 효과적임을 확인한 바 있다. Cu(I) 이온은 Cu(II) 이온으로 산화되는 동안 전자를 방출하여 Fe(III) 이온을 환원시키고 다시 하이드라진에 의해 Cu(I) 이온으로 환원되게 된다. 본 연구를 통해 제염용액에 매우 적은 양의 구리 이온 (약 0.5 mM)을 첨가함에 따라 평균 40% 용해속도가 향상됨을 확인하였고, 특히 특정 조건에서는 70% 이상 용해속도가 향상 됨을 확인하였다. 구리 이온이 하이드라진과 배위결합을 이루는 지에 대해서는 아직 명확하지 않으나, 분명한 것은 $Cu(II)/H^+/N_2H_4$으로 이루어진 제염제는 효과적인 용해성능을 가지고 있다는 것이다.
연옥은 구성광물의 조직, 결합양상 및 화학조성 등에 의해 일반적인 투각섬석과 구분되며, 색, 경도 및 인성 등에 의해 등급과 가치가 달라진다. 본 연구에서는 춘천산 연옥을 대상으로 연옥의 물리적 특성(조직, 경도 및 인성) 등의 연구가 수행되었다. 춘천산 연옥은 구성광물인 투각섬석의 조직, 입도 및 공생광물(불순물)의 특성에 따라 세 가지 유형(유형 I, 유형 II, 유형 III)으로 구분된다. 유형 I은 치밀한 극미립의 초미정질(<5$\mu\textrm{m}$) 투감섬석의 치밀한 집합체로서 구성되며, 유형 II와 유형 III은 미정질(10~30$\mu\textrm{m}$) 및 세립 (>50$\mu\textrm{m}$)의 투각섬석 집합체로서 투휘석, 활석, 녹니석 및 사문석 등이 미량으로 함유된다.연옥을 구성하는 세 유형의 투각섬석의 화학조성은 Fe, Al 성분이 유형 III에서 가장 높은 함량(1.07~1.88wt.% FeO, 1.3~2.59wt.% Al2O3)을 나타내며, 유형 II(0.22~0.37wt.% FeO, 0.66~0.77wt.% Al2O3), 유형 I (0.20~0.24wt.% FeO, 0.05~0.12wt.% Al2O3)의 순으로 감소함을 보이고, SiO2 성분은 유형 I (59.13~59.67 wt.%), 유형 II(58.02~59.40wt.%), 유형 III (57.34~58.63 wt.%)순으로 함량이 낮아짐을 알 수 있다.연옥의 미경도(VHN=311~659)와 파괴인성치(2.38$\times$105~5.62$\times$105 dyne.cm-3/2)는 유형 I, 유형 II, 유형 III의 순으로 낮아진다. 이러한 결과는 조직 및 집합구조의 특성과 밀접한 관계를 갖고 있음을 반영한다.
This study aims to elucidate the mechanism involved in the hydrolysis of the hexacyanoferrate(III) complex ion (Fe(CN)63-) and the mechanism leading to the formation of Prussian blue (FeIII4[FeII(CN)6]3·xH2O, PB) in acidic aqueous solutions at moderately elevated temperatures. Hydrolysis constitutes a crucial step in generating PB through the widely used single-source or precursor method. Recent PB syntheses predominantly rely on the single-source method, where hexacyanoferrate(II/III) is the exclusive reactant, as opposed to the co-precipitation method employing bare metal ions and hexacyanometalate ions. Despite the widespread adoption of the single-source method, mechanistic exploration remains largely unexplored and speculative. Utilizing UV-vis spectrophotometry, negative-ion mode liquid chromatography-electrospray ionization-mass spectrometry (LC-ESI-MS), and a devised reaction, this study identifies crucial intermediates, including aqueous Fe2+/3+ ions and hydrocyanic acid (HCN) in the solution. These two intermediates eventually combine to form thermodynamically stable PB. The findings presented in this research significantly contribute to understanding the fundamental mechanism underlying the acid-catalyzed hydrolysis of the hexacyanoferrate(III) complex ion and the subsequent formation of PB, as proposed in the sequential mechanism introduced herein. This finding might contribute to the cost-effective synthesis of PB by incorporating diverse metal ions and potassium cyanide.
염화 철(III)을 이용한 2-에티닐피리딘의 in-situ 4차염화 중합을 통하여 이온성 폴리아세틸렌-염화 철(III) 복합체를 용이하게 합성하였다. 합성한 폴리아세틸렌-염화 철(III) 복합체의 구조를 여러 가지 분석장비를 통해 확인한 결과 설계한 염화 철(III)-피리디늄 치환기를 갖는 공액구조 고분자가 생성되었음을 확인할 수 있었다. 본 중합의 메커니즘은 첫 번째 단계에서 형성된 에티닐피리디늄 염의 중합반응이 개시되고 전파되는 것으로 분석되었다. P2EP-FeCl3 복합체의 전기 광학 및 전기화학적 특성을 연구하였다. P2EP-FeCl3 복합체의 UV-visible 스펙트럼에서 흡수 최대값은 480 nm 및 533 nm이었고 PL 최대값은 598 nm로 나타났다. P2EP-FeCl3 복합체의 순환 전압전류 특성 측정결과 산화 피크와 환원 피크가 비가역적인 전기화학적 거동을 보였으며, 복합체의 산화 환원 과정의 동역학은 스캔 속도 대비 산화 전류 값의 도표부터 확산 제어 프로세스에 가까운 것으로 확인되었다.
Fe(III)-impregnated activated carbon (Fe-AC) was applied in the treatment of synthetic wastewater containing Cu(II). To investigate the stability of Fe-AC at acidic condition, dissolution of Fe was studied with a variation of solution pH ranging from 2 to 4. Fe-AC was unstable at pH 2, showing a gradual increase of the dissoluted Fe as reaction time increased, while negligible amount of Fe was dissoluted above pH 3. This stability test suggests the applicability of Fe-AC in the treatment of wastewater above pH 3. Adsorption capacity of Cu(II) onto activated carbon (AC) and Fe-AC was investigated in a batch and a column test. In the adsorption kinetics, rapid adsorption of Cu(II) onto AC and Fe-AC was noted at initial reaction time and then reached a near complete equilibrium after 6 hrs. Adsorption trends of Cu(II) onto AC and Fe-AC were similar, showing an increased Cu(II) adsorption at higher pH. Compared with AC, Fe-AC showed a greater Cu(II) adsorption over the entire pH range studied in this research. From the adsorption isotherm obtained with variation of the concentration of Cu(II), the maximum adsorption capacity was identified as 61,700 mg/kg.
부선법에 의하여 폐수속에 함유되어 있는 철이온을 제거하기 위한 몇가지 효과적인 포수제와 최적 조건들을 알아본 실험의 결과를 요약하면 다음과 같다. 음이온 포수제인 sodium lauryl sulfate에 의해서 2가와 3가 철은 각각 pH 7과 6에서 효과적으로 제거되었다. 음이온 호수제인 aeropromotor 845에 의해서 2가와 3가철은 모두 pH pH 10~11영역에서, 3가철은 pH4~10영역에서 효과적으로 제거되었따. 따라서, 2가와 3가철은 2가와 3가 철이온침전점 이상으로 단순히 용액의 pH값을 조절하여 수산화철 침전으로 만든 다음 부선법에 의하여 효과적으로 제거된다고 할 수 있다. 그때의 효과적은 pH 조절제는 NaOH와 $Na_2CO_3$였고, 효과적인 포수제는 aeropromotor 845와 trimetyl dodecyl ammomum chloride 이었다.
Hydroxylation of anisole with $H_2O_2$ was investigated by employing Fe(III) ion and N-dodecyl-3,4-dihydroxybenzamide (DDHB) as a catalyst. The study was aimed at obtaining an insoluble catalyst with a long catalytic life, in view of the inactivation of the catechol portion of the catalyst during the reaction. The rate of decomposition of $H_2O_2$ under various conditions indicated that the reaction proceeds through the catalytic participation of $Fe(III){\cdot}DDHB$. Yield of the hydroxylation products under various conditions revealed that $Fe(III){\cdot}DDHB$ is not inactivated during the reaction.
2,2¢-Dihydroxyazobenzene (DHAB) was attached to poly(ethylenimine) (PEI) to obtain DHAB-PEI. Spectral titration revealed that uranyl, Fe(III), Cu(II), and Zn(II) ion form 1 : 1-type complexes with DHAB attached to PEI. Formation constants for the metal complexes formed by the DHAB moieties of DHAB-PEI were mea-sured by using various competing ligands. The results indicated thatthe concentrations of uranyl, Fe(III), and Cu(II) ions can be reduced to 10 -16 -10 -23 M at p 8 with DHAB-PEI when the concentration of the DHAB moiety is 1 residue M. By using cyanuric chloride as the coupling reagent, DHAB-PEI was immobilized on Sephadex G-25 resin to obtain DHAB-PEI-Seph. Binding of uranyl,Fe(III), Cu(II), and Zn(II) ion by DHAB-PEI-Seph was characterized by using competing ligands. A new method has been developed for characteriza-tion of metal sequestering ability of a chelating resin. Formation constants and metal-binding capacity of two sets of binding sites on the resin were estimated for each metal ion. DHAB-PI-Seph was applied to recovery of metals such as uranium,Fe, Cu, Zn, Pb, V, Mn, and W from seawater. The uranium recovery from seawaterby DHAB-PEI-Seph does not meet the criterion for economical feasibility partlydue to interference by Fe and Zn ions. The seawater used in the experiment was contaminated by Fe and Zn and, therefore, the efficiency of uranium extractionfrom seawater with DHAB-PEI-Seph could be improved if the experiment is carried out in a cleaner sea.
Neomycin coupled to a polymer matrix via a metal linker was prepared and evaluated for prolonging antibacterial activity. Microcrystallized cellulose was chemically modified to cellulose xanthate(MCX) to afford metal binding sites. MCX was treated with Cu(II), Fe(III) or Zn(II) followed by reaction with neomycin (Ne). The release of Ne from MCX-Zn(II)-Ne was investigated and its activity duration was measured by ditch plate method. The amount of metal bound to MCX was 0.36 mmol/g matrix, 0.26 mmol/g matrix and 0.56 mmol/g matrix for Cu(II), Zn(II) and Fe(III), respectively. Ne bound to MCX-metal chelates was 0.006 mmol, 0.07 mmol and 0.01 mmol per g MCX for Cu(II), Zn(II) and Fe(III), respectively. The Ne release from MCX-Zn(II)-Ne was sustained even after seven washes, whereas Ne from MC/Zn(II)/Ne mixture was almost completely released in two washes. Antibacterial activity was prolonged with MCX-Zn(II)-Ne and MCX-Fe(III)-Ne, but not with MCX-Cu(II)-Ne when compared with that of free Ne. Taken together, these results suggest that neomycin coupled to MCX via a proper metal linker has a potential as a polymeric antibacterial agent with sustained activity.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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