• 제목/요약/키워드: Metal Ions

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알칼리 수용액을 이용한 출토 철지금은장관정의 탈염처리 적용성 평가 (A Study on the Stability of Using Alkali Solution Desalination on Gilt Plated Silver-Iron Artifacts)

  • 박준현;배고운;정광용
    • 보존과학회지
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    • 제37권2호
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    • pp.179-189
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    • 2021
  • 부여 능산리 서고분군에서 출토된 철지금은장관정을 대상으로 도금된 철제유물의 탈염 가능성 및 안정한 탈염방법을 연구하였다. 철지금은장관정은 철을 소지금속으로 하여 은판을 열로 접합시킨 후 그 위에 아말감도금으로 제작한 유물이다. 본 유물은 균열 및 박락된 부위 틈 사이로 철 부식화합물이 다른 재질의 금속(Au, Ag) 표면에 고착되어 있어 탈염이 필요하다고 판단했다. 따라서 금은장부 잔존 상태별로 A·B·C등급으로 분류하고 60℃에서 0.1M 알칼리 용액법인 NaOH법과 S.S.C법으로 탈염을 진행하였다. Cl- 용출량과 탈염기간은 A등급을 제외하고 NaOH법이 S.S.C법보다 더 많은 양을 용출하였고 기간도 더 소요되었다. 탈염 전·후 금은장부의 Fe 성분을 비교하면 B등급을 제외하고 NaOH법이 S.S.C법에 비해 증가폭이 작았으나 NaOH법으로 탈염한 관정 4점의 금은장부가 일부 파손되어 유물의 안정성을 고려했을 때, S.S.C법으로 탈염하는 것이 안정할 것으로 판단된다.

방사성동위원소 추적자 기법을 이용한 제조나노입자로 오염된 토양으로부터 지렁이(Eisenia fetida)의 은과 아연 축적 연구 (Bioaccumulation of Ag and Zn in earthworms (Eisenia fetida) from soil contaminated with Ag and Zn nanoparticles using a radiotracer method)

  • 이승하;이병권
    • 환경생물
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    • 제39권4호
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    • pp.550-558
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    • 2021
  • 본 연구에서는 방사성동위원소 추적자 실험을 통해서 산화아연 또는 두 종류의 은나노물질로 오염시킨 토양에서 지렁이(Eisenia fetida)의 금속축적과 제거율을 비교하였고, 이들을 이온상의 Ag와 Zn으로 처리한 대조구와 비교하였다. 추가적으로 토양의 금속을 다단계추출법(sequential extraction method)을 이용하여 금속의 결합 형태로부터 생물이용도(bioavailability)를 예측하고 실제 생물축적(BAF, bioaccumulation factor)과 비교하였다. ZnO 처리구의 BAF (0.06)는 아연이온 처리구 BAF (1.86)보다 31배 낮았는데, 이는 토양에서 ZnO의 생물전이가 매우 낮음을 제시해 준다. 한편, 은의 BAF는 금속의 오염 형태에에 무관하게 0.11~0.17의 범위를 보였다. 다단계추출법을 통해서 아연이온 처리구의 아연은 토양에 비교적 약한 결합을 하는 형태(mobile fraction)에 35% 분포하여 아연이온처리구 값(<20%)보다 높았고, 이는 전자의 더 높은 BAF와 일치한다. 하지만, ZnO 처리구의 다단계추출은 생물이용도나 BAF를 잘 예측하지 못했으며 이는 ZnO가 토양에서 아연이온과 지화학적으로 다른 거동을 하기 때문으로 추정된다. 지렁이 체내에 축적된 은의 제거율(3.2~3.8% d-1)은 아연의 제거율(1.2~1.7% d-1)보다 2~3배 더 높았다.

증착 및 열처리 조건에 따른 AZO/Cu/AZO 박막의 전기적·광학적 특성 평가 (Effect of Deposition and Heat Treatment Conditions on the Electrical and Optical Properties of AZO/Cu/AZO Thin Film)

  • 김찬영;임하은;양가은;권숙정;강찬희;임상철;이택영
    • 한국재료학회지
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    • 제33권4호
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    • pp.142-150
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    • 2023
  • AZO/Cu/AZO thin films were deposited on glass by RF magnetron sputtering. The specimens showed the preferred orientation of (0002) AZO and (111) Cu. The Cu crystal sizes increased from about 3.7 nm to about 8.5 nm with increasing Cu thickness, and from about 6.3 nm to about 9.5 nm with increasing heat treatment temperatures. The sizes of AZO crystals were almost independent of the Cu thickness, and increased slightly with heat treatment temperature. The residual stress of AZO after heat treatment also increased compressively from -4.6 GPa to -5.6 GPa with increasing heat treatment temperature. The increase in crystal size resulted from grain growth, and the increase in stress resulted from the decrease in defects that accompanied grain growth, and the thermal stress during cooling from heat treatment temperature to room temperature. From the PL spectra, the decrease in defects during heat treatment resulted in the increased intensity. The electrical resistivities of the 4 nm Cu film were 5.9×10-4 Ω·cm and about 1.0×10-4 Ω·cm for thicker Cu films. The resistivity decreased as the temperature of heat treatment increased. As the Cu thickness increased, an increase in carrier concentration resulted, as the fraction of AZO/Cu/AZO metal film increased. And the increase in carrier concentration with increasing heat treatment temperature might result from the diffusion of Cu ions into AZO. Transmittance decreased with increasing Cu thicknesses, and reached a maximum near the 500 nm wavelength after being heat treated at 200 ℃.

태양전지 성능향상을 위한 하향변환 형광체의 합성 및 특성평가 (Synthesis and Characteristic Evaluation of Downward Conversion Phosphor for Improving Solar Cell Performance)

  • 김재호;김가람;최진토;김수종
    • 문화기술의 융합
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    • 제9권5호
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    • pp.523-528
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    • 2023
  • 금속염 수용액과 고분자 매개체를 출발물질로 사용한 액상합성법으로 적색 파장을 방출하는 형광체를 합성하여, 태양전지 성능향상을 위한 소재로서의 적용 가능성을 검토하였다. Ca, Zn, Al, Eu 등 금속의 질산염을 사용하여 수용액을 제조하고 이것을 식물성 고분자인 전분에 함침시킨 전구체를 소결하여 CaZnAlO:Eu 형광체 분말을 합성하였다. 합성한 CaZnAlO:Eu 형광체 분말의 표면구조 및 성분분석을 주사전자현미경(SEM)과 에너지분산형 X-선분광법(EDS)으로 분석하였다. PL측정 결과 650-780nm의 근적외선영역의 발광파장을 가지는 적색형광체가 성공적으로 합성되었다. XRD 분석결과 단일상을 가진 순수한 CZA:Eu3+ 형광체가 합성된 것을 확인하였다. SEM, EDS 분석 결과 합성한 Ca14Zn6Al9.93O35:Eu3+0.07 형광체 분말의 입도가 균일하며, 부활제로 사용한 Eu 이온이 존재하고 있는 것을 알 수 있다. 합성된 CZA:Eu3+ 형광체는 자외선이나 가시광선을 근적외선영역의 파장으로 하향변환하여 태양전지의 광 흡수효율을 높일 수 있는 소재로 활용될 수 있다.

Pt(1)-Fe(30)/MCM-41 촉매상에서 수소 제조를 위한 메탄의 분해 반응에서 조촉매 Pt의 효과 (Effect of Pt as a Promoter in Decomposition of CH4 to Hydrogen over Pt(1)-Fe(30)/MCM-41 Catalyst)

  • 서호준
    • 공업화학
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    • 제34권6호
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    • pp.674-678
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    • 2023
  • 고정층 상압 유통식 반응기를 사용하여 Pt(1)-Fe(30)/MCM-41와 Fe(30)/MCM-41의 촉매상에서 메탄의 분해 반응을 수행하여 수소의 수율을 구하여 Pt의 효과를 조사하였다. XRD 분석으로 반응 전 Pt(1)-Fe(30)/MCM-41 촉매에서 Fe2O3와 Pt의 결정상이 나타났다. SEM, EDS 분석과 매핑 이미지로부터 촉매 표면상에 Fe, Pt, Si, O의 나노 입자들이 균일하게 분포함을 알 수 있었다. XPS 분석으로 Pt0, Pt2+, Pt4+, Ft0, Fe2+, Fe3+ 등의 이온과 O2-, O-의 산소종이 존재함을 알 수 있었고, Fe(30)/MCM-41 촉매에 Pt를 1 wt% 첨가하면 촉매 표면상에서 Fe2p의 원자 백분율이 13.39%에서 16.14%로 증가하고 Pt4f는 1.51%이었다. 수소의 수율은 Fe(30)/MCM-41보다 3.2배 높았다. Pt로부터 Fe로 H2의 스필오버(spillover) 효과로 Fe 입자의 환원을 증가시키고, Fe, Pt와 MCM-41의 적당한 상호작용으로 미세한 나노입자를 촉매 표면상에 균일하게 분산을 증가시켜 수소수율을 향상시켰다.

${\gamma}-Al_2O_3$$SiO_2$에 입혀진 산화 구리의 승온 환원 (Temperature-Programmed Reduction of Copper Oxide Supported on ${\gamma}-Al_2O_3$ and $SiO_2$)

  • 이화경;한종수;조민수;이계수;전학제
    • 대한화학회지
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    • 제30권5호
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    • pp.415-422
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    • 1986
  • ${\gamma}-Al_2O_3$$SiO_2$에 입혀진 CuO계에서 지지체와 금속과의 상호 작용을 X선 회절법과 승온 환원법으로 연구했다. CuO/${\gamma}-Al_2O_3$계의 CuO X선 회절 피크는 구리의 농도가 약 5.0wt % 이상일 때 관찰될 수 있었으며 CuO/$SiO_2$계에서는 2.5wt%의 구리 함량에서도 볼 수 있었다. CuO/${\gamma}-Al_2O_3$의 수소에 의한 승온 환원 실험에서는 145${\circ}C$, 185${\circ}C$, 210${\circ}C$, 그리고 250${\circ}C$부근에서 네개의 주 피크가 나타났으며 CuO/$SiO_2$의 경우는 425${\circ}C$에서의 작은 피크와 함께 250${\circ}C$에서 큰 피크가 나타났었다. 1000${\circ}C$에서 소성시킨 CuO/${\gamma}-Al_2O_3$의 Cu$Al_2O_4$에 대한 승온 환원 피크들과 145${\circ}C$, 200${\circ}C$ (185${\circ}C$, 210${\circ}C$), 250${\circ}C$ 부근의 피크들을 비교해 보면 그들은 각각 ${\gamma}-Al_2O_3$와 상호작용하는 CuO격자에 있는 $Cu^+$이온, ${\gamma}-Al_2O_3$의 결함 자리들에 존재하는 $Cu^+$이온, 그리고 입자가 큰 CuO층에 있는 $Cu^{2+}$이온에 대응시킬 수 있었다. 이러한 결과들로 부터 CuO/${\gamma}-Al_2O_3$계에서는 지지체와 금속간에 상당한 상호작용이 있으며 이 상호 작용이 CuO/${\gamma}-Al_2O_3$계의 $Cu^{2+}$이온을 안정화 시킴을 알 수 있었다.

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천연색소로서 한국산 유색미 안토시아닌의 안정성 연구 (Physicochemical Stability of Anthocyanins from a Korean Pigmented Rice Variety as Natural Food Colorants)

  • 윤주미;조만호;한태룡;백영숙;윤혜현
    • 한국식품과학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.211-217
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    • 1997
  • 유용한 천연색소원으로서, 한국산 유색미에서 안토시아닌을 분리하여 pH, 온도, 금속이온, 당 및 유기산에 대한 안정성을 조사하였다. 몇가지 pH 조건에서 21일간 저장하였을 때, pH 2.0와 pH 3.0에서는 안토시아닌의 반감기가 약 36일과 17일로 나타났으며 중성과 염기성 pH에서는 하루 이내에 거의 분해되는 것으로 나타나 산성조건의 식품에서는 안정하게 이용될 수 있음을 시사하였다. 온도의 영향에 대한 실험 결과, 반감기가 $95^{\circ}C$에서 7.4시간(pH 3.0)과 0.17시간(pH 9.0), $75^{\circ}C$에서 23.6시간(pH 3.0), 0.57시간(pH 9.0), $50^{\circ}C$에서는 96.3시간(pH 3.0), 1.7시간(pH 9.0)으로 산성조건에서는 열에 대해서도 비교적 안정하였다. 금속이온 첨가에 따른 농색화 효과는 1가, 2가, 3가로 갈수록 높아졌으며 농도가 10 mM보다 100 mM 첨가시 더 높은 흡광도를 보였고, 2가이상의 금속이온들은 대부분 높은 안정화 효과를 보였다. 당 농도의 경우 단당류는 0.1 M, 이당류는 0.15 M 일때가 가장 높은 농색화 효과를 보여주었으나, 저장하는 동안 fructose가 안토시아닌 분해를 가장 촉진하는 것으로 나타났고, 당 첨가군은 모두 대조군보다 낮은 색소 잔존량을 보여주었다. 유기산 용액의 pH를 3.0으로 고정하여 몇가지 유기산의 영향을 조사한 결과, citric acid가 가장 농색화 및 안정화 효과가 있었으며, tartaric acid 첨가군은 대조군보다 불안정하였다. 20,000 lux의 빛에 노출시켜 빛이 미치는 영향을 조사한 결과, 유색미 안토시아닌의 반감기가 약 14시간으로 나타나 빛에 매우 민감함을 알 수 있었다. 함량이 많은 유리아미노산으로는 glutamic Acid, lysine, arginine, aspartic acid, histidine, leucine, alanine 등으로서 일반토하젓에서의 조성과 상이하였다. 양념토하젓은 glutamic acid를 제외한 대부분의 유리아미노산이 일반토하젓에서보다 낮았다. 일반토하젓과 양념토하젓의 핵산관련물질함량은 각각 $2.64{\sim}4.82\;{\mu}mol$$1.08{\sim}1.93\;{\mu}mol$로서 제품에 따른 차이가 많았다. 일반토하젓에서는 homarine이 $18{\sim}86\;mg$ 검출되었으나 바다새우젓의 30.7%였고 trigonelline은 비슷한 수준이었다. 양념토하젓은 homarine이 흔적${\sim}39\;mg$, trigonelline $0{\sim}5\;mg$으로서 일반토하젓보다 낮았다. 일반토하젓과 양념토하젓의 TMAO와 TMA 함량은 미량으로서 바다새우젓의 20.9%와 27.7% 수준이었다. 일반토하젓과 양념토하젓에서 분석된 각성분들에 대한 질소분포는 모두 유리아미노산이 가장 중요한 함질소성분으로서 평균 65.7%와 60.8%였고, 다음은 oligopeptide류로서 17.8%와 16.6%였다. 핵산관련물질은 3.9%와 2.2%, betaine류는 1.1%와 0.4%, TMAO와 TMA는 1.2%와 1.8%, 그리고 creatine은 0.4%와 9.6%로서 엑스분질소의 회수율은 90.3%와 91.2%였다. 이상에서 분석된 토하젓의 엑스분질소와 함질소 엑스성분들을 상관분석한 결과 엑스분 질소, betaine 총량, 유리아미노산 총량 및 유리아미노산의 일종인 phenylalanine 이 토하젓의 품질지표로 활용가능성이

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반추동물용 활성제로서 Lactobacillus sp. FFy111-1이 생산한 Lactate Dehydrogenase의 특성에 관한 연구 (Characteristics of Lactate Dehydrogenase Produced from Lactobacillus sp. FFy111-1 as a Ruminant Probiotic)

  • 성하균;김동균;배희동;신형태
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제46권4호
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    • pp.625-634
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    • 2004
  • 본 연구는 미생물 유래 lactate dehydrogenase(LDH)를 이용하여 반추위내에 lactate 축적을 예바하기 위한 기능성 검증을 목적으로 수행되었다. 미생물의 효소활성에 영향을 주는 많은 반추위내 요인들 중 대표적인 것들 즉, 온도, pH, 휘발성지방산(VFAs) 그리고 금속이온들이 Lactobacillus sp. FFy111-1의 LDH 효소활성에 미치는 영향과, 반추위액내 축적된 lactate에 대한 LDH 작용을 평가하였다. Lactobacillus sp. FFy111-1의 LDH는 각각 pH 7.5와 40$^{\circ}C$에서 가장 좋은 효소 활력을 보였다. 온도 안정성은 30$^{\circ}C$에서 가장 좋게 나타났으며 30${\sim}$50$^{\circ}C$의 온도 범위에서는 80% 이상의 활성을 유지하였다. 그리고 pH 안정성은 pH 7.0과 8.0에서 모두 가장 좋은 결과를 나타냈으며 pH 6.1과 6.5에서 64% 이상의 효소활성을 유지하였다. VFAs와 금속이온이 LDH에 미치는 영향을 측정하였을 때, VFAs 처리는 LDH 효소활성을 억제하였으나, NaCl과 $CuSO_4$를 제외한 금속 이온 처리에서는 LDH 효소활성이 증가되었다. 특히 2mM $BaCl_2$$MgSO_4$로 처리 하였을 때 가각 비처리 효소활성의 127과 124% 수준까지 효소활성이 증진되었다. 반추위액내 축적된 lactate에 대한 LDH 작용을 보기 위하여 Lactobacillus sp. FFy111-1의 효소를 산중독 반추위액에 처리하였을 때 lactate의 농도가 무처리 반추위액내 lactate 농도의 78% 수준으로 감소하였다(P<0.05). 이와 같은 lactate 감소는 LDH의 작용에 의해 나타난 현상으로 정제된 D,L-LDH를 첨가한 실험결과(34% lactate)에서 입증되었다(P<0.05). 이상의 연구 결과들을 고려하여 볼 때 미생물이 생성한 LDH는 반추위내 축적된 lactate를 감소시킬 수 있는 충분한 가능성을 갖고 있다고 사료된다. 또한 더 좋은 미생물의 발굴과 반추위 환경에서 LDH 활성을 높이기 위한 기술개발이 LDH 효소의 실제적 응용을 위하여 필수적이다.

나노여과에 의한 중금속 함유 산성 폐에칭액의 재생(I): 상용 나노여과 막의 산 안정성 평가 (Recycling of Acidic Etching Waste Solution Containing Heavy Metals by Nanofiltration (I): Evaluation of Acid Stability of Commercial Nanofiltration Membranes)

  • 염경호;신화섭;진천덕
    • 멤브레인
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    • 제19권4호
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    • pp.317-323
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    • 2009
  • 본 연구는 전자 및 반도체 산업의 각종 에칭공정에서 발생되는 중금속 함유 산성 폐에칭액을 NF 막분리법을 이용하여 에칭액 회수와 중금속 처리를 효율적으로 수행하기 위한 NF 막공정의 운전조건을 설정하기 위한 기본 자료를 확보하는데 있다. 이를 위해 3가지 종류의 상용 NF 막(General Electric Co. Duraslick NF-4040 막, Dow Co. Filmtec LP-4040 막 및 Koch Co. SelRO MPS-34 4040 막)을 대상으로 $Pb^{+2}$ 중금속을 함유한 모의 질산 폐에칭액의 회분식(dead-end) 막여과 실험을 수행하여 폐에칭액의 투과 플럭스와 $Pb^{+2}$ 중금속 이온의 총괄 배제도를 측정하여 폐에칭액 처리에 우수한 NF 막을 선정하였다. 실험결과 질산용액에의 막 보관기간이 길수록, 질산용액의 pH가 낮을수록 산에 의한 막의 손상이 심해졌으며, 질산에 의한 막의 손상은 SelRO MPS-34 4040 < Duraslick NF-4040 < Filmtec LP-4040 막의 순서로 심하게 일어났다. 또한 질산용액에의 막 보관기간이 길수록, 질산용액의 pH가 낮을수록 $Pb^{+2}$ 이온의 배제도가 낮아졌으며, 배제도 값은 Duraslick NF-4040 막의 경우에는 95% 수준의 초기 배제도 값에서 질산용액에의 4달 보관 후에는 20% 수준으로, SelRO MPS-34 4040 막의 경우에는 초기 85% 수준에서 4달 후 65% 수준으로, Filmtec LP-4040 막의 경우에는 초기 90% 수준에서 4달 후 10% 이하 수준으로까지 감소하였다. 3종류의 상용 NF 막 중 내산성 용도로 개발된 SelRO MPS-34 4040 막이 중금속 함유 산성 폐에칭액의 재생에 가장 적합하였다.

미역 폐기물의 중금속 흡탈착 특성 (Biosorption and Desorption of Heavy Metals using Undaria sp.)

  • 조주식;박일남;허종수;이영석
    • 한국환경농학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.92-98
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    • 2004
  • 본 연구에서는 생물흡착제인 미역을 사용하여 인공폐액내의 중금속의 흡착 특성을 조사하였으며, 다음과 같은 결론을 얻었다. 미역 폐기물을 이용하여 제조된 생물흡착제의 단일 중금속 흡착효율은 각 중금속 100 mg/L인 용액에 biosorbent 3g을 처리했을 때 Pb는 거의 100%였고, Cu와 Cd가 약 $85{\sim}86%$, Zn과 Cr은 약 $60{\sim}64%$, Co와 Ni은 약 57%, Mn은 약 48%였다. 복합중금속 흡착효율은 단일중금속 흡착효율에 비하여 Pb를 제외한 다른 중금속들은 크게 감소되었으나 biosorbent g당 전체 중금속 흡착량은 더 증가되었다. 온도, pH에 따른 중금속 흡착효율은 별 차이가 없었으며 전반적으로 pH는 pH $5{\sim}6$ 범위, 온도는 $20{\sim}30^{\circ}C$ 범위의 실온이 적당한 것으로 나타났다. 생물흡착제의 흡착평형은 모든 중금속이 1시간 이내에 이루어졌다. Freundlich과 Langmuir 등온흡착식을 구하여 실제폐수처리에 적용여부를 검토한 결과 Pb, Cu, Cr, Cd, Co 순으로 비교적 친화도가 큰 것으로 나타났고, Freundlich 등온 흡착식에 가장 잘 일치하였다. 모든 중금속의 Freundlich 지수 1/n값이 $0.1{\sim}0.5$ 범위에 포함되어 흡착이 용이하고, Pb, Cr, Cu, Cd 순으로 비교적 평형 흡착량이 큰 것으로 나타났으며, 이 결과는 Langmuir 흡착등온식의 결과와 거의 유사하였다. 따라서, 중금속 농도범위에 따른 한계범위를 설정하여 등온흡착식을 적용시키면 매우 높은 중금속 처리효율을 나타낼 것으로 판단된다. 생물흡착제가 중금속 흡착 후의 구조적인 특성을 조사하기 위하여 FT-IR분석 결과, 중금속 이온과 치환될 것으로 생각되는 functional group을 확인할 수 있었으며, 3,400/cm에서의 -OH group, 1,648/cm에서의 C=O bond,1,426/cm에서의 C-O bond그리고 850/cm에서의 S=O등이 전반적으로 중금속 흡착 후에 peak가 커지는 것이 관찰되었다. 생물흡착제의 재사용 가능성을 검토하기 위하여 최적의 중금속 탈착조건 검토하였는데, 탈착제 종류에 따른 중금속 탈착효율은 탈착제 종류와 중금속 종류에 따라 차이가 있었고, 전반적으로 NTA>$H_2SO_4$>HCl>EDTA 순으로 우수하였으며, 전체적으로 특정 중금속의 탈착효율이 떨어지지 않는 NTA가 탈착제로 가장 적합하였다. NTA농도에 따른 중금속 탈착효율은 NTA $0.1{\sim}0.3%$ 농도범위에서는 농도 증가에 따라 탈착 효율도 약간 증가되었으나 그 이상의 농도에서는 별 차이 없었다. 온도와 pH 변화에 따른 중금속 탈착효율은 Cr을 제외한 다른 중금속들은 크게 영향을 받지 않는 것으로 나타났으며 전반적으로 온도는 $30^{\circ}C$, pH는 2에서 높았다. 탈착제 접촉 반응시간에 따른 탈착효율은 10분 이내에 전체 탈착량의 80%이상이 탈착 되었으며 1시간 이후에는 거의 변화가 없었다.