• Environmental Sciences Bulletin of The Korean Environmental Sciences Society
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• 제1권2호
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• pp.167-175
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• 1997

This study was conducted for an efficient utilization of waste fly ash obtained from the power plant. Fly ash was used for synthesizing zeolite. Na-P1 zeolite could be easily synthesized from waste fly ash and showed the potential to remove heavy metal ions. The synthetic zeolite showed good adsorption property for heavy metal much better than raw fly ash and natural zeolites. Na-P1 exhibited the high adsorption efficiency with a maximum value of 260 Pb mg/g and strong affinity for $Pb^{2+}$ ion. The metal ion selectivity of Na-P1 was determined in a decreasing order : $Pb^{2+}>Cd^{2+}>Cu^{2+}>Zn^{2+}>Fe^{3+}$.

• 방사성폐기물학회지
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• 제20권1호
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• pp.1-12
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• 2022

Bentonite is the most probable candidate to be used as a buffer in a deep geological repository with high swelling properties, hydraulic conductivity, thermal conductivity, and radionuclide sorption ability. Among them, the radionuclide sorption ability prevents or delays the transport of radionuclides into the nearby environment when an accident occurs and the radionuclide leaks from the canister, so it needs to be strengthened in terms of long-term disposal safety. Here, we proposed a surface modification method in which some inorganic additives were added to form NaP zeolite on the surface of the bentonite yielded at Yeonil, South Korea. We confirmed that the NaP zeolite was well-formed on the bentonite surface, which also increased the sorption efficiency of Cs and Sr from groundwater conditions. Both NaP and NaX zeolite can be produced and we have demonstrated that the generation mechanism of NaX and NaP is due to the number of homogeneous/heterogeneous nucleation sites and the number of nutrients supplied from an aluminosilicate gel during the surface modification process. This study showed the potential of surface modification on bentonite to enhance the safety of deep geological radioactive waste repository by improving the radionuclide sorption ability of bentonite.

• 한국광물학회지
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• 제5권2호
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• pp.61-71
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• 1992

화산 유리질 암석인 진주암을 대상으로 60-150${\circ}C$의 온도 범위에서 다양한 농도의 알칼리 용액으로 수열 처리하므로서, 유리질 성분의 변질 양상 및 제올라이트의 합성 과정을 폐쇄계의 조건에서 연구하였다. 진주암을 속성 기원 제올라이트의 생성 환경에 해당되는 80${\circ}C$ 및 pH=8-12의 조건에서 100일간 처리하여도, 양간의 단순 용해 양상이 인지될 뿐 제올라이트는 합성되지 않았다. 여기서 처리 용액의 pH가 증가함에 따라, Si과 Al의 농도는 점진적으로 증가되지만 Si/Al의 농도비는 감소하는 경향을 나타내었다. 진주암을 0.1M 이상의 NaOH 용액으로 수열 처리하여 Na-P, 아날심, 체바자이트, Na-X와 같은 제올라이트를 합성하였다. 대개 100${\circ}C$를 경계로 60-100${\circ}C$의 온도 범위에서 Na-P, 그리고 100-150${\circ}C$에서 아날심이 주로 합성되었다. Na-P의 합성 과정에서 시료에 대한 용액의 혼합 조성비가 낮은 경우(<10ml/g)에 체바자이트, 그리고 처리 용액의 NaOH 농도가 높을 경우 (>3M)에 Na-X가 Na-P에 수반되어 생성되는 양상을 볼 수 있다. 제올라이트 합성 과정에 있어서 진주암질 유리의 알칼리 용액에 의한 변질은 화산 유리의 속성 변질에 의한 천연 제올라이트 생성 과정과 같은 용해${\cdot}$변질 반응(incongruent dissolution)의 형식으로 진행되는 것으로 해석된다. 그러나 반응 속도론적인 측면에서 보면, 이 실험으로부터 도출된 제올라이트의 합성 조건들은 화산 유리의 속성 변질에 의한 천연 제올라이트 생성 조건의 해석에 직접 적용될 수 없을 것으로 생각된다.

• 자원리싸이클링
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• 제17권4호
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• pp.57-65
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• 2008

도시 소각재 용융슬래그로부터 반응시간 및 $SiO_2/Al_2O_3$의 비를 변화시키면서 Na-A형 제올라이트의 수열합성 거동에 대하여 고찰하였다. 반응시간에 대한 Na-A형 제올라이트를 수열합성한 반응물의 거동은 반응 초기에 첨가된 규산소다와 알루민산 소다가 먼저 반응하여 핵을 생성하였다. 생성된 핵은 시간이 지남에 따라 용융슬래그로부터 용해된 $SiO_2$ 및 $Al_2O_3$ 성분들과 반응하여 Na-A형 제올라이트로 성장되었다. 수열반응은 10시간 이내에 완결되며, 반응시간이 10시간 이상으로 증가하면 생성된 Na-A형 제올라이트가 용해되면서 하이드록시소달라이트로 변환되었다. 또한 $SiO_2/Al_2O_3=0.80{\sim}1.96$에서 Na-A형 제올라이트만 형성되었으나, $SiO_2/Al_2O_3=2.54$에서 Na-A형 제올라이트와 더불어 Na-P형 제올라이트가 생성되었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제32권1호
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• pp.39-46
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• 1999

Fly ash를 이용(利用)한 zeolite성(性) 물질(物質)의 열수합성(熱水合成)에 있어서 반응재료(反應材料)의 초기구성성분(初期構成成分) 비율(比率)과 여러가지 반응조건(反應條件)이 반응생성물(反應生成物)의 CEC및 결정화도(結晶化度)에 미치는 영향(影響)과 최적반응조건(最適反應條件)을 조사(調査)하였다. $SiO_2/Al_2O_3$ 비율(比率)이 2.55이상(以上)에서는 Na-P1 zeolite가 생성(生成)되었으나, 2.25이하(以下)에서는 hydroxy sodalite가 생성(生成)되었다. 3N-NaOH, $SiO_2/Al_2O_3$ 비율(比率) 2.55, $Na_2O/Al_2O_3$ 비율(比率) 2.0, $103^{\circ}C$에서 12시간(時間) 처리(處理)한 반응생성물(反應生成物)의 CEC 가 $285cmol^+kg^{-1}$으로 다른 반응조건(反應條件)의 생성물(生成物)보다 높았으며, 결정화도(結晶化度)는 2N-NaOH, $SiO_2/Al_2O_3$ 비율(比率) 2.55 $Na_2O/Al_2O_3$ 비율(比率) 2.0, $103^{\circ}C$에서 12시간(時間) 처리(處理)한 반응생성물(反應生成物)이 45.1%로서 가장 높게 나타났다. 반응생성물(反應生成物)의 $SiO_2/Al_2O_3$ 비율(比率)은 fly ash 보다 낮았으며, ignition loss는 결품격자(結品格子) 내(內)의 흡착수(吸着水)에 의해 4.0%로 증가(增加)하였다. 반응생성물(反應生成物)의 XRD peak와 전자현미경사진(電子顯微鏡寫眞)으로 관찰(觀察)한 결과(結果) Na-P1 zeolite의 특징(特徵)을 나타내었다. Fly ash를 이용(利用)한 Na-P1 zeolite의 최적(最適) 열수합성조건(熱水合成條件)은 NaOH 농도(濃度) 2~3N, $SiO_2/Al_2O_3$, 2.55, $Na_2O/Al_2O_3$ 비율(比率) 1.5~2.0, 반응온도(反應溫度) $80{\sim}103^{\circ}C$, 반응시간(反應時間)은 12시간(時間) 이상(以上)으로 판단(判斷)된다.

• 환경위생공학
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• 제12권1호
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• pp.49-58
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• 1997

A study on the synthesis of zeolite from bituminous coal ESP fly ash as a raw material, which was emitted from the power plant, was carried out to reduce environmental problems and reuse of the industrial wastes. Bituminous coal fly ash was used as the source of silica and alumina. Zeolite was synthesized by hydrothermal reaction in aqueous NaOH solution with sodium aluminate as additive. The objective of this study is to elucidate the effect of several experimental variables on the synthesis of zeolite. The effects of preroasting temperature, mixing speed, leaching alkalinity, and molar ratio of Na$_{2}$O/SiO$_{2}$ and SiO$_{2}$/Al$_{2}$O of the products were investigated. The synthesized zeolite was proved to be NaA, which is known as 4A type, by comparing with SEM images, and X-ray diffraction analysis. And also we know that the transformation of zeolite A take places into other types of zeolites, i.e. Hydroxysodalite, zeolite P, with the variation of leaching alkalinity.

• 한국토양비료학회지
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• 제38권2호
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• pp.72-77
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• 2005

Fly ash의 zeolite화 과정에서 제한인자로 작용하는 Alumuinum을 인위적으로 첨가하여 zeolite 결정에 미치는 영향과 zeolite 합성과정에서 다량으로 발생되는 NaOH 폐용액의 재사용이 zeolite의 품질에 미치는 영향을 조사하였다. 첨가된 aluminum은 zeolite 결정구조의 급원으로 이용되어 zeolite의 품질이 크게 향상되었다. Aluminum을 첨가하여 12시간 동안 합성한 zeolite는 첨가하지 않은 zeolite에 비해 CEC는 $285cmol_c\;kg^{-1}$에서 $365cmol_c\;kg^{-1}$으로 증가하였으며, 결정화도는 44.3%에서 57.1%로 증가되었다. Aluminum을 첨가하면서 NaOH 폐용액을 연속으로 5회 재사용하여도 반응생성물의 CEC와 결정화도에는 거의 영향을 미치지 않았다. 또한 NaOH 폐용액의 재사용 휫수가 증가하여도 zeolite의 화학적 조성은 거의 변화되지 않았다. 그러므로 fly ash의 zeolite화 과정에서 aluminum 첨가에 의한 zeolite의 품질은 물론 알칼리 폐용액의 재사용으로 활성효율을 크게 향상시킴으로서 환경적 경제적 부담을 경감시킬 수 있을 것이다.

• 자원환경지질
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• 제32권6호
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• pp.575-584
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• 1999

Through alkaline hydrothermal activation processes, zeolite minerals were synthesized from fly ashes produced at Youngwol and Boryoung power plants. The syntheses were performed in a closed teflon vessel with a teflon-coated magnetic bar for continuous stirring during the reaction periods. The experiments were caeeied out at three different reaction temperatures ($100^{\circ}C$,$200^{\circ}C$, and $250^{\circ}C$), with varying NaOH concentations (0.5~8N) and reaction time (24 to 288 hours). Mineralogical characterization of the reaction products indicated that Na-p1, analcime, and hydroxysodalite were dominant zeolites formed from the both fly ashes at the given experimental conditions, The highest amount of zoelites produced from the Youngwol and Boryoung fly ash were:60 and 45wt%for Na-P1, 70 and 45wt% for analicime, 50 and 40wt% for hydroxysodalite, respectively. A small amount of zeolite A was present in NaP-dominant dample is about 250 meq/100g. This suggests the possibility of its utilization as an ion-absorbent.

• 한국환경과학회지
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• 제27권5호
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• pp.299-308
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• 2018

The adsorption characteristics of Cu ions were studied using the zeolite Na-A synthesized from Jeju volcanic rocks. The effects of various operating parameters such as initial concentration of Cu ions, contact time, solution pH, and solution temperature were investigated in batch experiments. The adsorption of Cu ions by Na-A zeolite was fitted well by pseudo-second-order kinetics and the Langmuir isotherm model. The maximum adsorption capacity determined using the Langmuir isotherm model was 152.95 mg/g. In addition, the adsorption of Cu ions by zeolite Na-A was primarily controlled by particle diffusion model in comparison with the film diffusion model. As the temperature increased from 303 K to 323 K, ${\Delta}G^o$ decreased from -2.22 kJ/mol to -3.41 kJ/mol, indicating that the adsorption of Cu ions by Na-A zeolite is spontaneous process.

• 한국토양비료학회지
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• 제31권4호
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• pp.334-341
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• 1998

Sodium hydroxide concentrations were adjusted to 2.0, 2.5, 3.0 and 3.5M by dissolution in seawater. The fly ash was hydrothermally reacted with sodium hydroxide solutions (1:8, W:V) at $100^{\circ}C$ under the closed system. X-ray diffractogram proved that Na-P1 type zeolite was produced from bituminous coal fly ash. It is different from the X-ray of artificial zeolite produced by using sodium hydroxide solution dissolving in distilled water. Solid sieve structure was developed well by hydrothermal reaction with the ash and 3.0M sodium hydroxide. However chinks were observed in the structure of the product by 3.5M sodium hydroxide. CEC of the artificial zeolite was $244.5cmol^+\;kg^{-1}$ at 2.0M, 259.8 at 3.0M, 263.4 at 3.0M and 179.8 at 3.5M after 24 hours hydrothermal reaction; Artificial zeolite having high CEC, above $244.5cmol^+\;kg^{-1}$ could produce by using lower concentration of NaOH prepared in seawater than other production methods.