• Membrane and Water Treatment
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• 제8권1호
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• pp.73-88
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• 2017

Adsorption kinetics of aqueous ferric ion ($Fe^{3+}$) onto bio-natural rice grains (BRG) have been studied in a batch system. The influence of contact time (0-180 minutes), the dosage of BRG adsorbent (10, 20, 40, and $60gL^{-1}$), and ambient temperature (27, 37, 47, and $57^{\circ}C$) for the adsorption system have been reported. The equilibrium time achieved after 20 minutes of adsorption contact time. The maximum removal of ferric ion is 99% by using $60gL^{-1}$ of BRG, $T=37^{\circ}C$, and $50mgL^{-1}$ ferric ion solution. Adsorption kinetic and diffusion models, such as pseudo-first order, pseudo-second order, and Weber-Morris intra-particle diffusion model, have been used to describe the adsorption rate and mechanism of the ferric ion onto BRG surface. The sorption data results are fitted by Lagergren pseudo-second order model ($R^2=1.0$). The kinetic parameters, rate constant, and sorption capacities have been calculated. The new information in this study suggests that BRG could adsorb ferric ion from water physiosorption during the first 5 minutes. Afterward, the electrostatic interaction between ferric ion and BGR-surface could take place as a very weak chemisorptions process. Thus, there is no significant change could be noticed in the FTIR spectra after adsorption. I recommend producing BGR as a bio-natural filtering material for removing the ferric ion from water.

• 한국환경농학회지
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• 제29권4호
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• pp.402-407
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• 2010

Zerovalent iron (ZVI) is one of the most commonly used metallic reducing agents for the treatment of toxic contaminants in wastewater. Traditional ZVIs are less effective than nanoscale ZVI (nZVI) due to prolonged reaction time. However, the reactivity can be significantly increased by reducing the size of ZVI particles to nanoscale. In this study, nZVI particles were synthesized under laboratory condition and their efficiency in removing hexavalent chromium (Cr(VI)) from aqueous solutions were compared with commercially available ZVI particles. The results showed that the synthesized nZVI particles (SnZVI) reduced >99% of Cr(VI) at the application rate of 0.2% (w/v), while commercial nZVI (CnZVI) particles resulted in 59.6% removal of Cr(VI) at the same application rate. Scanning electron micrographs (SEM) and energy dispersive spectra (EDS) of the nZVI particles revealed the formation of Fe-Cr hydroxide complex after reaction. Overall, the SnZVI particles can be used in treating chromium contaminated wastewater.

• 한국재료학회지
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• 제28권7호
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• pp.376-380
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• 2018

Microalgae produce not only lipids for biodiesel production but also valuable biochemicals which are often accumulated under cellular stress mediated by certain chemicals. While the microcarriers for the application of drug delivery systems for animal cells are widely studied, their applications into microalgal research or biorefinery are rarely investigated. Here we develope dual-functional magnetic microcapsules which work not only as flocculants for microalgal harvesting but also potentially as microcarriers for the controlled release of target chemicals stimulating microalgae to enhance the accumulation of valuable chemicals. Magnetic microcapsules are synthesized by layer-by-layer(LbL) coating of PSS-PDDA on $Fe_3O_4$ nanoparticle-embedded $CaCO_3$ microparticles followed by removing $CaCO_3$ sacrificial templates. The positively charged magnetic microcapsules flocculate microalgae by electrostatic interaction which are sequentially collected by the magnetophoretic separation. The microcapsules with a polycationic outer layer provide efficient binding sites for negatively charged microalgae and by that means are further utilized as a chemical-delivery and flocculation system for microalgal research and biorefineries.

• Corrosion Science and Technology
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• 제22권6호
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• pp.399-407
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• 2023

This study investigated the formation of oxide films on 6061 aluminum (Al) alloy and their impacts on corrosion resistance efficiency by regulating anodization voltage. Despite advantageous properties inherent to Al alloys, their susceptibility to corrosion remains a significant limitation. Thus, enhancing corrosion resistance through developing protective oxide films on alloy surfaces is paramount. The first anodization was performed for 6 h with an applied voltage of 30, 50, or 70 V on the 6061 Al alloy. The second anodization was performed for 0.5 h by applying 40 V after removing the existing oxide film. Resulting oxide film's shape and roughness were analyzed using field emission-scanning electron microscopy (FE-SEM) and atomic force microscopy (AFM). Wettability and corrosion resistance were compared before and after a self-assembled monolayer (SAM) using an FDTS (1H, 1H, 2H, 2H-Perfluorodecyltrichlorosilane) solution. As the first anodization voltage increased, the final oxide film's thickness and pore diameter also increased, resulting in higher surface roughness. Consequently, all samples exhibited superhydrophilic behavior before coating. However, contact angle after coating increased as the first anodization voltage increased. Notably, the sample anodized at 70 V with superhydrophobic characteristics after coating demonstrated the highest corrosion resistance performance.

• 한국표면공학회지
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• 제57권2호
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• pp.92-97
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• 2024

The LiBr aqueous solution, which is the absorption liquid of absorption refrigerator, must be replaced periodically because the concentration of impurities such as Cu²⁺, Fe²⁺, Ca²⁺, etc., increases due to corrosion of the tubes as the period of use increases, and the refrigeration efficiency decreases significantly. In order to reuse the waste absorption liquid, flocculation-precipitation method is mainly applied to precipitate the impurities, which requires hundreds of times the concentration of impurities and generates additional waste. In this study, a process for removing Cu ion impurities from cyclone electrolyzer by electrolytic reduction is presented in a small-scale facility without additional waste. It was confirmed that Cu ion impurities can be removed down to 1 ppm by electrolytic reduction process, and to further improve the removal rate, the mass transfer rate was increased by using a cyclone electrolyzer. The removal rate of Cu ions increased with the increase of flow rate and current density, and it was confirmed that Cu was removed at a rate of 1.48 ppm/h under the condition of 330 mL/sec and 2.5 mA/cm².

• Journal of Ginseng Research
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• 제42권2호
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• pp.149-157
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• 2018

Background: Panax notoginseng leaves (PNL) exhibit extensive activities, but few analytical methods have been established to exclusively determine the dammarane triterpene saponins in PNL. Methods: Ultra-performance liquid chromatography coupled with time-of-flight mass spectrometry (UPLC/Q-TOF MS) and HPLC-UV methods were developed for the qualitative and quantitative analysis of ginsenosides in PNL, respectively. Results: Extraction conditions, including solvents and extraction methods, were optimized, which showed that ginsenosides Rc and Rb3, the main components of PNL, are transformed to notoginsenosides Fe and Fd, respectively, in the presence of water, by removing a glucose residue from position C-3 via possible enzymatic hydrolysis. A total of 57 saponins were identified in the methanolic extract of PNL by UPLC/Q-TOF MS. Among them, 19 components were unambiguously characterized by their reference substances. Additionally, seven saponins of PNL-ginsenosides Rb1, Rc, Rb2, and Rb3, and notoginsenosides Fc, Fe, and Fd-were quantified using the HPLC-UV method after extraction with methanol. The separation of analytes, particularly the separation of notoginsenoside Fc and ginsenoside Rc, was achieved on a Zorbax ODS C8 column at a temperature of $35^{\circ}C$. This developed HPLC-UV method provides an adequate linearity ($r^2$ > 0.999), repeatability (relative standard deviation, RSD < 2.98%), and inter- and intraday variations (RSD < 4.40%) with recovery (98.7-106.1%) of seven saponins concerned. This validated method was also conducted to determine seven components in 10 batches of PNL. Conclusion: These findings are beneficial to the quality control of PNL and its relevant products.

• 자원환경지질
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• 제28권3호
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• pp.259-269
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• 1995

석탄연소 폐기물 (Pulverised Fuel Ash: PFA)을 17년, 40년 매립 풍화받은 것 그리고 현재 발생하는 신선한 시료등으로 구분 영국내 2개 화력발전소로부터 각각 채취하여 주상용출시험 (Column leaching test)을 실시하였다. 용매는 증류수와 인공합성 침출수의 2가지를 이용하였다. 전자의 경우 풍화 시료의 용출행태를 주로 알아보고자 하였으며 후자의 경우 PFA시료와 용매간의 반응중에 발생하는 2차 물질형성이 폐수처리중 중금속제거에 활용가능성이 있는가를 알아보자고 함이었다. 신선한 시료로부터 매우 높은 함량의 원소방출이 관찰된다. 이는 Ca, Na, K, B, Cr, Li, Mo, Se, 그리고 $SO^{2-}_4$등을 포함한다. 이는 원소들의 분포위치에 관한 정보를 제공하며 이들원소의 입자 표면 수반을 시사한다. 풍화 받은 시료로부터 채취된 용액시료에서는 신선한 시료와는 달리 원소들의 급격한 초기방출은 관찰되지 않으며 비교적 일정함량을 보이며 매우 완만한 농도감소 현상을 보인다. 이는 17년과 40년이라는 매립기간중 표면의 용융성원소들의 방출을 의미하며 입자를 주로 구성하는 유리질물질에 수반되는 부분이 이들 시료에서의 원소방출에 중요한 역할을 하는 것으로 생각된다. 증류수를 이용한 실험결과를 여러가지 침출수배출기준, 음용수기준치 등과 비교시 PFA는 이들 기준에 초과하는 농도를 나타내는바 침출수배출시에는 희석 등의 처리가 필요할 것으로 생각되며 매립시 침출수가 지하수로 유입되지 않도록 하여야할 것으로 보인다. 인공 침출수가 PFA기둥을 통과하며 많은 중금속 - B, Fe, Zn, Hg, Ni, Li, Mo -등이 침출수로부터 제거되며 이 제거정도는 신선한 Drax > 풍화 Drax > 풍화 Meaford 시료의 순이다. 물분석시료를 지구화학 모델링 프로그램인 WATEQ4F를 이용하여 PFA 침출수내의 농도조정물질의 존재여부를 알아본 결과 Ca의 경우 $CaSO_4{\cdot}2H_2O$, Al의 경우 $Al(OH)_3$, Fe는 $Fe(OH)_3$ 등이 PFA침출수내에 각 해당원소의 농도를 제한하는 2차물질로 판단되었다.

• 보존과학회지
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• 제32권3호
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• pp.377-384
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• 2016

철불의 개금 시 표면에 남아 있는 옻칠 제거 방법에는 물리적인 방법과 화학적인 방법을 사용하고 있으나, 표면 손상 및 약품 사용으로 인한 환경오염, 보존과학자의 건강에도 매우 유해하다. 그래서 본 연구에서는 비접촉식이고 친환경적인 Nd:YAG 레이저를 이용하여 옻칠 제거 실험을 실시하였다. 시편은 크기가 $5{\times}5cm$인 철제(Fe 99.9%)시편 표면을 균일하게 연마한 후 생칠을 도포 횟수를 달리하여 각각 $10{\mu}m$, $20{\mu}m$, $30{\mu}m$의 두께 차이로 제작하였다. 본 실험에서 사용된 레이저기기는 Nd:YAG 레이저로, 적외선 영역의 1064 nm(160~800 mJ)와 가시광선 영역인 532nm(50~350 mJ)의 두 가지 파장 모드를 이용하였다. 실험은 레이저 파장 에너지 조사 횟수 등에 따른 시편 표면의 변화를 조사하였다. 레이저 조사 전 후 표면을 실체현미경과 SEM 관찰, 비접촉 표면 조도 측정기, FT-IR 등을 이용하여 옻칠의 제거 및 잔류 여부를 알아보았다. 분석 결과 1064 nm 파장을 이용하여 $1.0J/cm^2$ 밀도에서 표면 손상 없이 $10{\mu}m$, $20{\mu}m$ 두께의 옻칠이 제거됨을 확인할 수 있었다. 이와 같은 결과를 통해 철불 개금 시 잔류하고 있는 옻칠 제거 방법으로 Nd:YAG 레이저가 효율적임을 본 실험을 통해 알 수 있었다. 향후 금속뿐만 아니라 목칠 가구 등 다양한 재질의 연구가 이루어지면 표면 손상 없이 옻칠을 제거 하는데 효과적으로 활용 가능할 것으로 본다.

• 폴리머
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• 제35권1호
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• pp.66-71
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• 2011

현탁중합에 이은 프리델 크래프츠 촉매에 의한 hyper crosslinking 반응 및 hydrolysis반응으로 hydroxyl 반응 관능기를 포함하는 hyper crosslinked polymer particle(HCPP)을 합성할 시, 1) 각 단량체의 함량 변화에 따른 HCPP의 표면 모폴로지, 기공 크기 및 분포도의 변화, 2) hyper crosslinking 반응조건 변화에 따른 HCPP의 BET 비표면적 값의 변화 및 3) $CO_2$ 초임계 건조공정을 이용한 HCPP에서의 미반응 잔류 단량체, 올리고머 및 촉매의 제거 등에 관해 연구하였다. 이번 연구를 통해 초기 HCPP의 합성 시 관찰되었던 고분자 입자 표면의 균열 및 파괴현상은 hyper crosslinking 과정 중에 진행되는 microphase separated domain간의 반응과 깊은 관계가 있음을 관찰하였고, 또한 hyper crosslinking 반응 시 반응온도 반응시간 및 사용 용매의 증가는 HCPP의 BET 비표면적 값의 증가에 기여함을 관찰하였다. 그리고 hyper crosslinking을 유발하는 단량체의 함량변화는 다른 단량체에 비해 HCPP의 BET 비표면적, 기공 크기 및 분포도에 상대적으로 큰 영향을 미침을 확인하였다. 또한 HCPP에서의 미반응 잔류 단량체, 올리고머 등의 제거에 $CO_2$ 초임계 건조공정이 매우 효과적임을 확인할 수 있었고 특히 이 과정에서의 보조용매(메탄올)의 첨가는 잔류촉매(Fe)의 제거에 있어 탁월한 효과를 나타내었다.

• 환경영향평가
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• 제32권3호
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• pp.166-175
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• 2023

본 연구는 용인시 내 하천 중 일부 지점 및 구간에서 발생하는 적수현상(물이 붉은 색을 띠는 현상)에 대한 원인 규명을 목적으로 하였다. 사전조사에서 적수현상이 타나나는 3개 지점을 조사지점으로 선정하였다. 조사결과 용인시 내 하천의 주요 적수 발생원인은 지역의 토색과 철 성분에 의한 것으로 판단된다. JPS, SBS, JJS 지점 모두 적갈색과 적황색이 주를 이루는 토색 특성을 보였다. Fe 농도 평균은 각각 1.31 mg/L, 10.85 mg/L, 13.75 mg/L로 나타났으며, 일반적인 하천수 중 Fe 농도가 0.5 mg/L 이하임을 고려했을 때 상당히 높은 농도임을 확인할 수 있었다. JPS, JJS 지점은 주로 정체된 곳에서 적수현상이 발생했으며, 이는 유기물 및 미생물 등이 반응하며 적수현상이 강화되는 것으로 판단된다. SBS의 경우 물이 적색을 띠고 있으나, 실제 물색을 관찰한 결과 관거에 침착된 철 성분으로 인해 진한 적색을 띠는 착시현상을 일으키는 것으로 판단된다. 또한, 대부분이 입자성 철 성분으로 유리섬유여지로 여과한 결과 95% 이상 감소하는 결과를 통해 입자성 철 성분 제거를 통해 일반적인 하천수 농도범위로 철 농도를 감소시킬 수 있을 것으로 사료된다. 본 연구결과, 물이 정체되지 않고 유수의 흐름이 유지될 수 있도록 하도 관리가 필요하며, 식생 피복을 통한 uptake 작용과 입자상 철 처리를 위한 응집침전 및 응집여과 방법을 통해 조사지점의 적수 발생을 완화할 수 있을 것으로 사료된다.