섬유상의 $Na_xTi_nO_{2n+1}$는 층상구조의 $H_2Ti_4O_9{\cdot}nH_2O$에대한 $H^+/Na^+$의 이온교환에 의해서 합성되었다. 이온교환 반응은 0.5~2.0 M NaOH 용액에서 이루어졌으며, 2.0 M NaOH의 용액에서 이온 교환할 때 73%가 치환되었다. 이 때 길이가 $10{\sim}20{\mu}m$이고 직경이 약 $0.7{\mu}m$인 비교적 균일한 형태의 섬유상을 얻을 수 있었다. 그리고 층상구조의 티탄산나트륨에 대한 상전이는 열분석을 통해 확인하였으며, 이 결과 $Na_xTi_nO_{2n+1}$ 섬유는 $200{\sim}600^{\circ}C$의 온도에서 $Na_2Ti_6O_{13}$과 $TiO_2$로 분해되었다.
탈염기 혼합 이온교환 수지탑에서 양 ㆍ 음이온의 최적혼합비율을 결정하기 위해 실험을 수행하였다. 2, 3, 4, 5 성분 양ㆍ음이온 흡착은 많은 양이온 그리고 음이온의 선택도를 얻기 위하여 small-volume batch test로부터 실험 데이터를 얻기 위해 수행되었다. Quantitative run time은 반-실험적 질량 작용과 표면 착화 모델을 이용한 이온 교환 모델에 의해서 추정될 수 있었다. 탈염기 수지층의 음이온 교환수지에 대한 양이온 교환수지의 비율을 증가시킴으로써 더 길게 사용될 수 있다.
Thin pore-filled cation and anion-exchange membranes (PFCEM and PFAEMs, $t_m=25-30{\mu}m$) were prepared using a porous polymeric substrate for efficient all-vanadium redox flow battery (VRB). The electrochemical and charge-discharge performances of the membranes have been systematically investigated and compared with those of commercially available ion-exchange membranes. The pore-filled membranes were shown to have higher permselectivity as well as lower electrical resistances than those of the commercial membranes. In addition, the VRBs employing the pore-filled membranes exhibited the respectable charge-discharge performances, showing the energy efficiencies (EE) of 82.4% and 84.9% for the PFCEM and PFAEM, respectively (cf. EE = 87.2% for Nafion 1135). The results demonstrated that the pore-filled ion-exchange membranes could be successfully used in VRBs as an efficient separator by replacing expensive Nafion membrane.
The hydroxyapatite (HAp) for the present study was prepared by precipitation method in semiconductor fabrication and the crystallized at ambient to 95$0^{\circ}C$ for 30min in electric furnace. The ion-exchange characteristics of HAp for various heavy metal ions such as $Cd^{2+}, Cu^{2+}, Mn^{2+}, Zn^{2+}, Fe^{2+}, Pb^{2+}, Al^{3+}, and Cr^{6+}$ in aqueous solution has been investigated. The removal ratio of various metal ions for HAp were investigated with regard to reaction time, concentration of standard solution, amount of HAp and pH of solution. The order of the ions exchanged amount was as follws: $Pb^{2+}, Fe^{3+}>Cu^{2+}>Zn^{2+}>Al^{3+}>Cd^{2+}>Mn^{2+}>Cr^{6+}. The Pb^{2+}$ ion was readily removed by the Hap, even in the strongly acidic region. The maximum amount of the ion-exchange equilibrium for $Pb^{2+}$ ion was about 45 mg/gram of HAp. The HAp would seem to be possible agent for the removal of heavy metal ions in waste water by recycling of waste sludge in semiconductor fabrication.
Ice film surfaces were examined by using the reactive ion scattering (RIS) of low energy (<35 eV) cesium ion beams. Neutral molecules (X) on the surface were detected in the form of cesium-molecule ion clusters (CsX+). Ionic species on the surface were desorbed from the surface via a low energy sputtering (LES) process below the threshold energy of secondary ion emission. The RIS and LES methods allowed us to study the H/D exchange reactions between H2O and D2O molecules on the surface and the associated proton transfer mechanisms. Specifically, H/D exchange kinetics was examined for D2O ice films (~10 BL) covered with a small amount of H2O (<0.5 BL), in the presence or absence of HCl adsorbates which provided excess protons on the surface.
We investigated the electrochemical behavior of an electrode coated with a nickel hexacyanoferrate/graphene oxide (NiPB/GO) composite to evaluate its potential use for the electrochemical separation of radioactive Cs as a promising approach for reducing secondary Cs waste after decontamination. The NiPB/GO-modified electrode showed electrochemically switched ion exchange capability with excellent selectivity for Cs over other alkali metals. Furthermore, the repetitive ion insertion and desertion test for assessing the electrode stability showed that the electrochemical ion exchange capacity of the NiPB/GO-modified electrode increased further with potential cycling in 1 M of $NaNO_3$. In particular, this electrochemical treatment enhanced Cs uptake by nearly two times compared to that of NiPB/GO and still retained the ion selectivity of NiPB, suggesting that the electrochemically treated NiPB/GO composite shows promise for nuclear wastewater treatment.
새로운 HDBPDA 이온교환체, {(4,5) : (13,14)-dibenzo-6,9,12-trioxa-3,15,21-triazabicyclo[15.3.l]heneicosa-(1,17,19)(18,20,21) triene ion exchanger: HDBPDA ion exchanger}의 이온교환용량은 3.8 meq/g이었다. 그리고 이 이온교환체에 대한 알칼리 및 알칼리토금속 이온들의 분포계수를 물과, 여러 농도의 염산용액중에서 측정하였다. 금속이온들의 분포계수는 염산농도의 영향을 거의 받지 않았으나, 대체적으로 염산의 농도가 감소할수록 점진적으로 약간 증가하는 경향을 보였다. 그리고 물속에서의 분포계수가 가장 컸다. HDBPDA 이온교환체를 사용하여 알칼리 및 알칼리토금속 이온들을 컬럼이온교환크로마토그래피로 분리하였으며, 이때 용리액으로 물을 사용하였다. 또한 알칼리 및 알칼리토금속 이온들의 분포계수는 그들 이온들의 이온반경이 증가함에 따라 증가하였다.
본 연구는 비드상 수지와 섬유이온교환체를 혼합한 이온교환 복합섬유의 지하수 중 질산이온의 선택흡착성능을 확인하였다. HIXF의 팽윤율은 4.45 g/g이었으며, 이온교환용량은 2.45 meq/g으로 IEC, IXF보다 높게 나타났다. 또한 NO$_{3}$$^{-}$/SO$_{3}$$^{2-}$ 농도비가 1.0 이하에서 NO$_{3}$$^{-}$의 흡착은 100%로 이루어졌으며, 반면 SO$_{3}$$^{2-}$ 은 20%흡착되었다. 한편, NO$_{3}$$^{-}$기 흡착은 pH 3까지 크게 증가하였으며 그 이상에서는 증가하지 않는 경향을 나타내었다. HIXF의 비드와 섬유이온교환체의 혼합비가 0.5 이하에서 NO$_{3}$$^{-}$에 대한 선택흡착능은 우수하였다.
Kim, H.T.;Han, H.S.;Shul, Y.G.;Moon, J.K.;Oh, W.Z.;Lee, E.H.
한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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한국방사성폐기물학회 2004년도 Proceedings of the 4th Korea-China Joint Workshop on Nuclear Waste Management
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pp.1-11
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2004
PAN-4A composite ion exchanger was more selective for Sr ion than other cations and PAN-KCoFC composite ion exchanger has much higher ion exchange capacity for Cs ion than other cations. The ion exchange capacities obtained from Dubinin-Polanyi equation were 3.93 meq/g for Sr ion and 1.50 meq/g for Cs ion using PAN-4A and PAN-KCoFC ion exchangers, respectively. The modified Dubinin-Polanyi model fit the experimental data accurately in multi-component system. The effective surface diffusivities $(D_{s, cff})$ for Sr and Cs ions of PAN-4A and PAN-KCoFC ion exchangers were slightly increased with the different particle sizes.
$K^{+}-{\beta}^{{\prime}{\prime}}$-alumina pellet를 이온교환 매체인 ammonium nitrate 수용액과 용융염으로 각각 이온교환하여, 고온형 PEMFC 전해질로 기대되는 무기소재인 $NH_4{^+}-{\beta}^{{\prime}{\prime}}$-alumina를 제조하였다. 고압반응기의 실험조건으로 온도는 130, 150, 170, $200^{\circ}C$ 에서, 시간은 2 h 간격으로 2 h에서 8 h까지 수열반응을 실시하였으며 이 때의 수용액의 농도는 5 M과 10 M을 사용하였다. 또한 $200^{\circ}C$의 가열기 위에서 ammonium nitrate를 완전히 녹여 용융염 상태의 ammonium nitrate를 이용하여 2 h 간격으로 2 h에서 8 h까지 이온교환을 실시하였다. 이온교환반응의 반복횟수에 따른 영향을 알아보기 위하여 재이온교환반응을 3차까지 반복해서 실험하였다. 이후 이온교환 된 $NH_4{^+}-{\beta}^{{\prime}{\prime}}$-alumina 구조체의 상 안정성, 이온교환율을 각각 X선 회절기(Rigaku Rint 2000, Japan)와 ICP-AES (Spectro, Modular EOP)를 사용하여 분석하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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