• 제목/요약/키워드: Goethite

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제주도 찰흙에 함유된 Goethite에서 $Al^{3+}$ 치환 영향에 대한 Mossbauer 효과 (Mossbauer Effect on the Influences of Substituted $Al^{3+}$ of Goethit in Clay Cheju Island)

  • 강동우;김두철;고정대;홍성락;송관철
    • 한국자기학회지
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    • 제7권4호
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    • pp.196-204
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    • 1997
  • 제주도 신평리 지역 논에서 채취한 찰흙에 함유된 goethite에서 $Al^{3+}$ 이 미치는 영향을 조사하기 위하여 X-선 회절 분석과 Mossbauer 분광 실험을 실시하였다. X-선 회절 분석에서 goethite 내에 치환된 Al 이온의 함량이 높아 goethite에 의한 회절 피크가 관측되지 않았다. 이성질체 이동값은 Fe 이온들이 대부분 high spin의 +3가 상태임을 나타내며, Fe$^{3+}$ 와 치환된 반자성 $Al^{3+}$ 의 치환량은 약 15.5 mol%로 추정된다. 찰흙에 함유된 goethite의 Neel 온도와 포화 초미세자기장값은 약 250 K와 약 498 kOe로 각각 나타났다. goethite의 사중극자 분열값은 Neel 온도 이하에서 $Al^{3+}$ 의 치환에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 찰흙 시료에 함유된 goethite의 neel 온도와 초미세자기장값의 큰 감소는 격자내의 Fe$^{3+}$ 와 반자성 $Al^{3+}$ 의 치환에 의해 생긴 magnetic dilution에 기인한 것으로 보여진다.

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전자공여체와 황산염 이용 토착미생물에 의한 침철석(α-FeOOH) 환원 연구 (Biotic and Abiotic Reduction of Goethite (α-FeOOH) by Subsurface Microorganisms in the Presence of Electron Donor and Sulfate)

  • 권만재;양중석;심무준;이승학
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제19권1호
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    • pp.54-62
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    • 2014
  • To better understand dissimilatory iron and sulfate reduction (DIR and DSR) by subsurface microorganisms, we investigated the effects of sulfate and electron donors on the microbial goethite (${\alpha}$-FeOOH) reduction. Batch systems were created 1) with acetate or glucose (donor), 2) with goethite and sulfate (acceptor), and 3) with aquifer sediment (microbial source). With 0.2 mM sulfate, goethite reduction coupled with acetate oxidation was limited. However, with 10 mM sulfate, 8 mM goethite reduction occurred with complete sulfate reduction and x-ray absorption fine-structure analysis indicated the formation of iron sulfide. This suggests that goethite reduction was due to the sulfide species produced by DSR bacteria rather than direct microbial reaction by DIR bacteria. Both acetate and glucose promoted goethite reduction. The rate of goethite reduction was faster with glucose, while the extent of goethite reduction was higher with acetate. Sulfate reduction (10 mM) occurred only with acetate. The results suggest that glucose-fermenting bacteria rapidly stimulated goethite reduction, but acetate-oxidizing DSR bacteria reduced goethite indirectly by producing sulfides. This study suggests that the availability of specific electron donor and sulfate significantly influence microbial community activities as well as goethite transformation, which should be considered for the bioremediation of contaminated environments.

Comparison of the rheologies of laterite and goethite suspensions

  • James, David F.;Blakey, Brian C.
    • Korea-Australia Rheology Journal
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    • 제16권3호
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    • pp.109-115
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    • 2004
  • Comparisons in shear behaviour are made between aqueous suspensions of a laterite ore and aqueous suspensions of pure goethite ($\alpha$-FeOOH), following prior papers in which the rheologies of the two mineral suspensions were characterized individually. Drawing comparisons is appropriate because the ore sample was about 65% goethite and it was originally thought that the pure goethite might serve as a model of the more complex laterite. Viscosity measurements of the two suspensions show that, at the same solids fraction, the goethite suspensions were more viscous by an order of magnitude, even though the goethite particles had much smaller aspect ratios. Similarly, yield stresses for the goethite suspensions were at least an order of magnitude higher. The most significant difference was in transient behaviour. Time-dependent effects were investigated by subjecting a fluid to a step change or a ramp sequence in shear rate, and measuring the resulting shear stress over time. In most cases, transient behaviour could not be detected in the goethite suspensions, whereas stresses in the laterite suspensions relaxed over periods of order 10 seconds. The disparate results indicate that a goethite suspension is a poor model of a laterite slurry.

Goethite의 합성 및 형상제어 (Synthesis and Shape Control of Goethite Nano Particles)

  • 최현빈;전명표;전승엽;황진아
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제29권9호
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    • pp.552-558
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    • 2016
  • Goethite, ${\alpha}$-FeOOH have various applications such as absorbent, pigment and source for magnetic materials. Goethite particles were synthesized in a two step process, where $Fe(OH)_2$ were synthesized in nitrogen atmosphere using $FeSO_4$ as a raw material in the first process, and after that acicular goethite particles were obtained in an air oxidation process of $Fe(OH)_2$ in highly alkaline aqueous solution. Their phase and microstructure were investigated with XRD and FE-SEM. It was found that the morphology of goethite and the ratio of length-to-width (aspect ratio) of acicular goethite are dependent on the some factors such as R value ($OH^-/Fe^{2+}$), air flow rate and pH conditions. In particular, R value has the strongest influence on the synthesized goethite morphology. It is considered that the optimal value R is 4.5 because X-ray diffraction peaks of goethite have the highest intensity at that value. Morphology of goethite particles was controlled by air flow rates, showing that their size and aspect ratio are getting smaller and decrease, respectively as air flow rate increases. The largest goethite particle obtained is about 1,500 nm in length and 150 nm in diameter.

합성 Goethite에 의한 인산이온, 황산이온 및 구리이온의 흡착 특성 (Adsorption Characteristics of Phosphate, Sulfate, and Copper Ions by Synthesized Goethite)

  • 김정두;유수용;문명준;감상규;주창식;이민규
    • 한국환경과학회지
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    • 제12권9호
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    • pp.1011-1016
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    • 2003
  • Adsorption of phosphate, sulfate, and copper ion to goethite was investigated. Goethite was prepared in the alkaline solution. In the single adsorbate systems, the final equilibrium plateau reached within 20 min. The adsorption isotherms of the individual ions could be well described by the Langmuir equation. The maximum adsorption capacities (q$\_$max/) were calculated as 0.483 m㏖/g and 0.239 m㏖/g at pH 3 for phosphate and sulfate ion, and 0.117 m㏖/g at pH 6 for copper ion, respectively, In competitive adsorption system with phosphate and sulfate, phosphate ion was a stronger competitor for adsorption on goethite than sulfate ion, which was consistent with higher affinity of phosphate ion for the surface compared to sulfate ion. The existence of sulfate ion enhanced the adsorption of copper ion but the adsorption of sulfate was inhibited when copper ion was present.

석유로 오염된 토양의 과수를 이용한 처리에 관한 연구 (A Study on the Treatment of Petroleum-Contaminated Soils Using Hydrogen Peroxide)

  • 최진호;김재호;공성호
    • 한국토양환경학회지
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    • 제2권3호
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    • pp.49-57
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    • 1997
  • 천연 토양 속에 많이 존재하는 철광식인 goethite, magnetite와 과산화수소수를 이용해 펜톤 유사 반응(Fenton-like oxidation)을 유도하여 디젤과 등유로 각각 오염된 모래(silica sand)를 회분식 시스템으로 처리하여 보았다. 과산화수소수의 농도(0%, 1%, 15%), 초기 오염물의 농도(0.2, 0.5, 1.0g디젤, 등유/kg 모래), 그리고 철광석(iron minerals)의 양(0, 1, 5wt% magnetite or goethite)을 달리하여 반응조건들을 조사하였다. 모래-철광석-$H_2O$$_2$system에서의 오염물의 분해는 잔존 Total Petroleum Hydrocarbon(TPH)의 농도를 분석하여 확인하였다. 디젤이 silica sand에 오염된 경우(1.0g오염물/kg soil, 5wt% magnetite)에 과산화수소수의 농도를 0%, 1%, 그리고 15%로 달리하여 본 결과 8일후 각각 0%, 25%, 60%의 TPH 감소를 보였다. 철광석의 양이 lwt%에서 5wt%로 증가되었을 경우, 오염물의제거량이 magnetite의 경우 16%, goethite의 경우 13.1%만큼 증가하였다. 등유가 사용된 경우에 있어서의 오염물 분해는 디젤이 사용된 경우와 비슷하게 나타났다. Magnetite system은 iron(II)과 iron(III)이 공존하며, 미량의 철성분이 용해되므로 goethite system보다 오염물의 분해가 더 많이 일어나는 것으로 보인다. 그러나 용해된 철성분은 철광석 표면에 침전물의 형태로 쌓이게 되어 철광석 표면의 전자교환능력을 감소시키고 과산화수소수를 quenching시키는 것으로 사료된다. 그리하여 goethite system에서 과산화수소수가 적게 소모되어 magnetite system보다 나은 처리효율을 가지는 것으로 나타났다. 이 연구의 결과를 통하여 볼 때 천연토양속에는 magnetite와 goethite같은 철광석이 함유되어 있으므로 별도의 철성분 첨가없이 과산화수소수의 처리만으로도 석유로 오염된 토양의 처리가 가능할 것으로 보인다.

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침철석(goethite)과 비소의 흡착반응 (Adsorption of Arsenic on Goethite)

  • 김순오;이우춘;정현수;조현구
    • 한국광물학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.177-189
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    • 2009
  • 철 (산수)산화물은 높은 반응성과 큰 비표면적 등의 특성을 갖는 이차광물로서 환경관련 산업이나 연구에서 무기 및 유기 오염물질들을 효과적으로 제거할 수 있는 수착제로 널리 활용되어 오고 있다. 이러한 철 (산수)산화물들 중에서 침철석(${\alpha}$-FeOOH)은 지중에서 가장 많이 분포하고 안정된 광물로 알려져 있다. 본 연구에서는 이러한 침철석을 이용하여 비소를 제거하는데 있어서 주요한 기작인 흡착반응에 대하여 알아보았다. 순수한 침철석을 얻기 위하여 실험실에서 합성하였으며, 침철석의 다양한 광물학적, 물리화학적 특성들을 분석하여 비소와의 흡착반응을 해석하는데 이용하였다. 그리고 비소의 화학종별 침철석에 대한 흡착특성을 비교하기 위하여 흡착 등온식을 얻기 위한 평형흡착실험, pH에 따른 흡착실험, 흡착반응속도 실험 등을 수행하였다. 합성된 침철석의 영전하점(point of zero charge, PZC)은 7.6으로 다른 철 (산수)산화물들에 비해서 상대적으로 약간 높은 값으로 측정되었다. 침철석의 비표면적은 $29.2\;m^2/g$으로 다른 철 (산수)산화물들에 비해 비교적 낮게 나타나서 흡착력이 다소 떨어질 것으로 예상되었다. 침철석에 대한 친화도는 3가 비소(아비산 이온)가 5가 비소(비산 이온)보다 훨씬 더 커서 동일한 pH 조건에서 3가 비소가 5가 비소보다 침철석에 많이 흡착되는 것으로 조사되었다. pH에 따른 비소 화학종별 흡착특성을 살펴보면 3가 비소는 중성의 pH 범위(7.0~9.0)에서 가장 높은 흡착을 보였으며, 산성 또는 염기성 pH 조건에서는 흡착량이 크게 감소하는 것으로 나타났다. 5가 비소의 경우에는 낮은 pH 조건에서 가장 흡착이 잘 일어났으며 pH가 증가함에 따라서 흡착은 감소하는 것으로 나타났다. 이러한 거시적인 현상은 pH에 따라서 각 비소종의 화학적 존재형태와 침철석의 표면 전하가 변하기 때문에 발생하는 정전기적인 작용에 의한 것으로 생각된다. 침철석과 비소와의 흡착반응속도를 가장 잘 모사하는 반응속도 모델은 parabolic diffusion 모델인 것으로 평가되었으며, 회귀 분석 결과 5가 비소가 3가 비소보다 반응속도상수가 크게 나타났다.

디젤과 등유로 오염된 토양의 철광석으로 촉매화된 과수를 이용한 처리에 관한 연구 (A Study on Treatment of Soils Contaminated by Diesel and Kerosene Using Hydrogen Peroxide Catalyzed by Naturally Occurring Iron Minerals)

  • 최진호;김상대;문세기;공성호
    • 공업화학
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    • 제10권1호
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    • pp.24-29
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    • 1999
  • 천연 토양 속에 많이 존재하는 철광석인 goethite, magnetite와 과산화수소수를 이용해 펜톤 유사 반응(Fenton-like oxidation)을 유도하여 디젤과 등유가 같은 중량 비율로 오염된 silica sand를 회분식 시스템으로 처리하여 보았다. 과산화수소수의 pH(3, 7) 농도(0%, 1%, 7%, 15%, 35%), 초기 오염물의 농도(0.2, 0.5, 1.0 g-오염물/kg-모래), 그리고 철광석(iron minerals)의 양(0, 1, 5 wt % magnetite 또는 goethite)을 달리하여 반응조건들을 조사하였다. Silica sand-철광석-$H_2O_2$ system에서의 오염물의 분해는 잔존 Total Petroleum Hydrocarbon(TPH)의 농도를 분석하여 확인하였다. 최적 실험 pH는 3이었고, 철광석이 철공급원으로 사용된 경우가 $FeSO_4$ 용액이 철공급원으로 사용된 경우보다 과수의 소모가 적어서 더 효율적이었다. 초기 오염물의 농도 1.0 g-오염물/kg-모래(5 wt % magnetite)에 과산화수소수의 농도를 0%, 1%, 7%, 15%, 그리고 35%로 달리하여 본 결과 8일후 각각 0%, 24.5%, 44%, 50%, 그리고 70%의 TPH 감소를 보였다. 같은 오염물 농도하에서 15%의 과산화수소를 사용하고, 철광석의 양이 0, 1, 5, 10 wt %로 변화되었을 경우, 오염물의 제거량은 magnetite의 사용시 각각 0%, 33.5%, 50%, 60%, goethite의 사용시는 각각 0%, 29%, 41%, 53%이었다. Magnetite system은 iron(II)과 iron(III)이 공존하며, 미량의 철성분이 용해되므로 goethite system보다 오염물의 분해가 더 많이 일어나는 것으로 보인다. 그러나 용해된 철성분은 철광석 표면에 침전물의 형태로 쌓이게 되어 철광석 표면의 전자교환능력을 감소시키고 과산화수소수를 quenching시키는 것으로 사려된다. 그리하여 goethite system에서 과산화수소수가 적게 소모되어 magnetite system보다 나은 처리효율을 가지는 것으로 나타났다. 토양을 shaker를 이용하여 혼합시킨 결과 오염물의 제거량이 magnetite의 경우 41%, goethite의 경우 30%만큼 증가하였다. 이 연구의 결과를 통하여 볼 때 천연토양속에는 magnetite와 goethite같은 철광석이 함유되어 있으므로 별도의 철성분 첨가없이 과산화수소수의 처리만으로도 석유로 오염된 토양의 in-situ 또는 ex-situ한 처리가 가능할 것으로 보인다.

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합성 Goethite에 의한 인산이온, 황산이온 및 구리이온의 혼합용액에서의 흡착특성 (Adsorption Characteristics by Synthesized Goethite in the Mixed Solution Systems of Phosphate, Sulfate, and Copper Ions)

  • 감상규;이동환;이민규
    • 한국환경과학회지
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    • 제12권10호
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    • pp.1055-1060
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    • 2003
  • Adsorption on goethite of individual component from a solution containing phosphate, sulfate, or copper ion was investigated. Competitive adsorption in the binary and ternary solution systems composed of phosphate, sulfate, and copper ions was also investigated. In competitive adsorption systems with phosphate and sulfate ions, the presence of phosphate ion reduced the adsorption of sulfate ion largely. On the other hand, the presence of sulfate ion caused only a small decrease in phosphate adsorption. This result suggests that phosphate ion is a stronger competitor for adsorption on goethite than sulfate ion, which is consistent with the higher affinity of phosphate for the surface compared to sulfate ion. Compared to the results from single-sorbate systems, adsorption of copper ion in the binary system of sulfate ion and copper ion was found to be enhanced in the presence of sulfate ion. Addition of sulfate ion to the binary system of copper ion and phosphate ion resulted in a small enhancement in copper sorption. This result implies that the presence of sulfate ion promotes adsorption of the ternary complex FeOHCuSO$_4$. The adsorption isotherms could be well described by the Langmuir adsorption equation.

방사광을 이용한 괴타이트에 대한 고압 X-선 회절연구 (High Pressure X-Ray Diffraction Study on a Goethite using Synchrotron Radiation)

  • 김영호;이지은
    • 한국광물학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.75-81
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    • 1997
  • High pressure X-ray diffraction study was carried out on a natural FeO(OH)-goethite to investigate its compressibility at room temperature. Energy dispersive X-ray diffraction method was employed using Mao-Bell type diamond anvil cell with Synchrotron Radiation. MgO powder was compressed together with goethite for the high pressure determinations. Bulk modullus was determined to be 147.9 GPa by the Birch-Murnaghan equation of state under assumption of K0' of 4. This value was subjected to compare with its structural analogs and related materials.

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