• 한국환경과학회지
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• 제18권6호
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• pp.595-601
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• 2009

The effects of the cation-to-anion resin ratio and bed depth on ion exchange performance of mixed-bed were studied at ultralow solution concentration. Breakthrough curves were experimentally obtained for NaCI solution as functions of resin ratio and bed depth. The bed depth affects the pattern of the sodium breakthrough curve but not the chloride breakthrough curve in beds because of the selectivity difference. Resin selectivity determines the shape of breakthrough curves, Some sodium and chloride breakthrough curves crossed at a point as a function of resin ratio. The lower cation-to-anion resin ratio showed the higher effluent concentration or treated volume of the crossover point regardless of the total resin weight.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권10호
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• pp.3665-3676
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• 2023

The use of ion exchange resins to remove ionic impurities from solution is prevalent in industrial process systems, including in the primary heat transport system (PHTS) purification circuit of nuclear power plants. Despite its extensive use in the nuclear industry, our general understanding of ion exchange cannot fully explain the complex chemistry in ion exchange beds, particularly when operated at or near their saturation limit. This work investigates the behaviour of mixed-bed ion exchange resin, saturated with species representative of corrosion products in a CANDU (Canadian Deuterium Uranium) reactor PHTS, particularly with respect to iron chemistry in the resin bed and the removal of lithium ions from solution. Experiments were performed under deaerated conditions, analogous to normal PHTS operation. The results show interesting iron chemistry, suggesting the hydrolysis of cation resin bound ferrous species and the subsequent formation of either a solid hydrolysis product or the soluble, anionic Fe(OH)₃^-.

• 한국환경과학회지
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• 제16권8호
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• pp.907-912
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• 2007

Ion exchange resin was used to remove silica ion at ultralow concentration. The effects of temperature, type of ion exchange resin and single/mixed-resin systems on removal efficiency were estimated. As temperature increased, the slope of concentration profile became stiff, and the equilibrium concentration was higher. In the single resin system, the removal of silica was continued up to 400 min, but the silica concentration was recovered to initial concentration after 400 min due to the effect of dissolved $CO_2$. In the mixed-resin system it took about 600 min to reach equilibrium. Because of faster cation exchange reaction than anion exchange reaction, the effect of $CO_2$ could be removed. Based on the experimental results carried out in the mixed-resin system, the selectivity coefficients of silica ion for each ion exchange resin were calculated at some specific temperatures. The temperature dependency of the selectivity coefficient was expressed by the equation of Kraus-Raridon type.

• 공업화학
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• 제10권2호
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• pp.206-211
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• 1999

본 연구에서는 NaCl수용액의 초저이온 농도범위 ($1.0{\times}10^{-4}M$ 이하)에서 양이온 교환수지 대 음이온 교환수지의 비, 수지량, 계의 온도를 함수로 한 혼합층 이온교환의 거동을 실험적으로 연구하였다. 실험실 크기의 연속흐름 칼럼을 통하여 양이온 교환수지와 음이온 교환수지의 교환능이 소모될 때까지의 유출농도를 처리된 유량의 함수로 측정하여 파과곡선을 구하였다. 초기누출은 수지량이 적은 경우 양이온과 음이온의 파과곡선에 나타났으나, 선택도계수가 낮은 양이온의 파과곡선에 현격하게 크게 나타났다. 선택도계수는 파과곡선의 기울기에 영향을 미쳤으며, 계수값이 큰 음이온의 파과곡선의 기울기가 급격하였다. 온도변화는 파과곡선의 기울기에 영향을 미쳤으며, 온도가 증가할수록 이온교환속도가 증가하였다. 이 온도효과는 수지비에 관계없이 수지총량이 증가할수록 또는 이온교환수지의 교환능이 감소하여 파과곡선이 평형에 가까워질수록 감소하였다.

• 공업화학
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• 제10권2호
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• pp.218-224
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• 1999

원자로 정지시 혼상 탈염기의 최적 운전방법을 제안할 목적으로 산성-산화성 분위기에서 저농도의 Ni, Co 및 Ag 이온이 함유된 모의 냉각재 용액의 연속식 이온교환특성을 연구하였다. 금속 이온의 제거 용량에 미치는 양이온 교환수지 형태의 효과로서 $H^+$형 수지의 성능은 $Li^+$형 수지의 성능보다 약 6% 정도 높은 것으로 나타났다. 혼합층 이온교환 방법인 양이온과 음이온 수지의 혼합은 비혼합시와 비교하여 금속 이온들의 제거 용량에는 영향을 미치지 않았으나 금속 이온들의 파과곡선의 기울기를 매우 조금 증가시켰다. 냉각재의 산성-산화성 분위기와 관계된 영향으로서 붕산의 첨가는 금속 이온들의 파과곡선의 기울기를 매우 작게 감소시킨 반면, 과산화수소의 첨가는 금속이온들의 제거 용량을 약간 감소시켰다.

• 상하수도학회지
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• 제35권6호
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• pp.533-544
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• 2021

전자 및 화학 산업의 초순수 생산 및 원자력 발전소의 부식 제어를 위해 이온교환 수지탑의 성능 파악이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 4종의 H 및 ETAH 형 양이온 교환수지가 채워진 양이온 및 혼상 이온교환수지탑에 미량의 NaCl를 포함하는 에탄올아민(ETA) 및 암모니아(NH₃) 용액을 주입하여 양이온 파과특성을 조사하였다. 조사 결과, 주성분인 ETAH⁺ 및 NH₄⁺와 달리, 미량성분인 Na⁺는 (이론적교환용량의 3배 이상) 시험기간 동안 수지탑 출구에서 파과 및 오버슈팅 현상이 나타나지 않았다. H형 수지탑의 파과현상은 ETAH⁺ 및 NH₄⁺가 순서대로 일어났고, 오버슈팅은 NH₄⁺가 파과할때 ETAH⁺에 대해서 발생했다. 파과영역의 너비로 결정되는 상대적 선택도는 NH₄⁺가 ETAH⁺보다 최대 51.5 % 더 높았다. 유입수 Na⁺ 농도가 높을수록, 선택도는 감소하고 오버슈팅 현상은 증가하였다. 이온교환 수지의 고유 특성을 개선하여 감소시킬 수 있는 Na⁺ 누출은, ETAH형에서 높았고 4종의 양이온수지에 대해 동일하지 않은 것으로 조사되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제4권3호
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• pp.307-311
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• 2003

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.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제46권6호
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• pp.847-856
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• 2014

Spent resin waste containing a high concentration of $^{14}C$ radionuclide cannot be disposed of directly. A fundamental study on selective $^{14}C$ stripping, especially from the IRN-150 mixed bed resin, was carried out. In single ion-exchange equilibrium isotherm experiments, the ion adsorption capacity of the fresh resin for non-radioactive $HCO_3{^-}$ ion, as the chemical form of $^{14}C$, was evaluated as 11mg-C/g-resin. Adsorption affinity of anions to the resin was derived in order of $NO_3{^-}$ > $HCO_3{^-}{\geq}H_2PO_4{^-}$. Thus the competitive adsorption affinity of $NO_3{^-}$ ion in binary systems appeared far higher than that of $HCO_3{^-}$ or $H_2PO_4{^-}$, and the selective desorption of $HCO_3{^-}$ from the resin was very effective. On one hand, the affinity of $Co^{2+}$ and $Cs^+$ for the resin remained relatively higher than that of other cations in the same stripping solution. Desorption of $Cs^+$ was minimized when the summation of the metal ions in the spent resin and the other cations in solution was near saturation and the pH value was maintained above 4.5. Among the various solutions tested, from the view-point of the simple second waste process, $NH_4H_2PO_4$ solution was preferable for the stripping of $^{14}C$ from the spent resin.

• 폴리머
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• 제27권1호
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• pp.69-74
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• 2003

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.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 2005년도 추계학술발표회
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• pp.233-234
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• 2005