• 한국광물학회지
• /
• 제21권4호
• /
• pp.425-434
• /
• 2008

토양과 지하수의 비소 오염은 최근 심각한 환경문제들 중 하나로 대두되고 있으며, 이러한 비소 오염은 다양한 자연적 또는 인위적 원인들로 인하여 발생할 수 있다. 지중에서 비소의 거동은 철, 망간, 알루미늄 등과 같은 여러 종류의 산화물 또는 수산화물들과 점토광물에 의하여 영향을 받고, 특히 이중에서 철 (산)수산화물이 가장 효과적으로 비소를 제어하는 것으로 알려져 있다. 이에 본 연구에서는 철 산화물의 일종인 자철석의 비소 흡착 특성을 연구하였다. 자철석이 비소의 화학종(5가와 3가 비소)에 따라서 어떠한 흡착 특성을 나타내는가 알아보기 위하여 비소 흡착에 주요하게 영향을 줄 수 있는 자철석의 물리화학적 특성들을 측정하고, 평형론적 실험과 반응속도론적 실험을 병행하여 수행하였다. 비소 흡착제로 사용하기 위하여 실험실에서 합성한 자철석의 영전하점(point of zero charge, PZC)과 비표면적은 각각 6.56과 $16.6\;g/m^2$로 다른 철 (산)수산화물들에 비해 상대적으로 낮은 간들을 나타냈다. 두 비소 화학종과 자철석의 평형실험 결과, 3가 비소가 5가 비소보다 더 많이 흡착되는 것으로 조사되어, 3가 비소가 흡착제로 사용된 자철석과 더 높은 친화력을 가지는 것으로 나타났다. 3가 비소는 pH 7에서, 5가 비소는 pH 2에서 흡착량이 가장 높았으며, 5가 비소의 경우 pH가 증가함에 따라 자철석의 표면과 전기적 반발력으로 인해 그 흡착량이 감소하는 것으로 나타났다. 이는 pH에 따른 자철석의 표면전하의 변화와 비소의 화학적 형태 등이 비소를 제어하는데 있어서 중요한 인자로 고려되어야 한다는 것을 지시한다. 시간에 따른 흡착 반응연구에서는 5가 비소가 3가 비소보다 더 빠르게 흡착됨을 알 수 있었으나, 비소의 화학적 존재형태에 관계없이 모두 4시간 이내에 평형 흡착에 도달하였다. 또한, 반응속도 실험결과를 지금까지 제안된 다양한 반응속도 모델들과 비교하였을 때, power function과 elovich 모델이 본 연구에서 사용된 자철석과 비소의 흡착을 가장 잘 모사하는 것으로 나타났다.

• Macromolecular Research
• /
• 제16권6호
• /
• pp.492-502
• /
• 2008

This study examined the adsorption of a synthetic cutting fluid and cutting fluid effluent on chitosan and SDS-modified chitosan, Chitosan and SDS-modified chitosan were prepared in form of beads and fibers. A series of batch experiments were carried out as a function of the initial concentration of cutting fluid, contact time and pH of the fluid. The contact angle study suggested that the SDS-modified chitosan was more hydrophobic than chitosan. The Zeta potential study showed that chitosan, SDS-modified chitosan and synthetic cutting fluid had a point of zero charge (PZC) at pH 7.8, 9 and 3.2, respectively. SDS-modified chitosan has a greater adsorption capacity than chitosan. The experimental results show that adsorption capacity of the cutting fluid on 1.0 g of SDS-modified chitosan at pH 3 and for a contact time of 120 min was approximately 2,500 g/kg. The adsorption capacity of chitosan and SDS-modified chitosan increased with decreasing pH. The Langmuir, Freundlich, and Brunauer Emmett and Teller (BET) adsorption models were used to explain the adsorption isotherm. The Langmuir isotherm fitted well with the experimental data of chitosan while the BET isotherm fitted well with the SDS-modified chitosan data. Pseudo first- and second-order kinetic models and intraparticle diffusion model were used to examine the kinetic data. The experimental data was fitted well to a pseudo second-order kinetic model. The significant uptake of cutting fluid on chitosan and SDS-modified chitosan were demonstrated by FT-IR spectroscopy, SEM and heat of combustion.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.2
• /
• pp.1288-1291
• /
• 2004

In this study, physical characteristics of alumina slurry on variation of pH value and the effect of non-ionic surfactants on alumina slurry for copper chemical mechanical planarization (CMP) slurry have been investigated. After pH value of the slurry with alumina abrasive was changed by adding various amount of $HNO^3$ or KOH, the differences of settling rate, particle size, and zeta-potential were estimated. Better settling rates were shown in slurries with alumina abrasive at near pH 1. Higher zeta-potential was shown at around pH 2 in alumina slurry and the point of zero charge (PZC) was measured at about pH $9\sim10$. Non-ionic surfactant was added in the slurry with 5wt% alumina abrasive to get its effect on slurry practically. Abrasive size was smaller increased when amount of surfactant increased in slurry with P-4 as abrasive; on the other side, it was smaller when amount of surfactant decreased with AES-12. Variation of zeta-potential has no tendency with adding surfactant; however, values of zeta-potential were between $35\sim50mV$. The proper amount of surfactant was $0.1\sim1.0wt%$ in slurry with P-4 and $0.5\sim1.0wt%$ in slurry with AES-12 respectively. Excellent dispersion stabilization was obtained by addition of non-ionic surfactant

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.237.1-237.1
• /
• 2016

Electrical properties of graphene-based field effect transistors (G-FETs) can be degraded in ambient conditions owing to physisorbed oxygen or water molecules on the graphene surface. Passivation technique is one of a fascinating strategy for fabrication of G-FETs, which allows to sustain electrical properties of graphene in the long term without disrupting its inherent properties: transparency, flexibility and thinness. Ironically, despite its importance in producing high performance graphene devices, this method has been much less studied compared to patterning or device fabrication processes. Here we report a novel surface passivation method by using atomically thin self-assembled alkane layers such as C18- NH2, C18-Br and C36 to prevent unintentional doping effects that can suppress the degradation of electrical properties. In each passivated device, we observe a shift in charge neutral point to near zero gate voltage and it maintains the device performance for 1 year. In addition, the fabricated PG-FETs on a plastic substrate with ion-gel gate dielectrics exhibit not only mechanical flexibility but also long-term stability in ambient conditions. Therefore, we believe that these highly transparent and ultra-thin passivation layers can become a promising candidate in a wide range of graphene based electronic applications.

• 한국물환경학회지
• /
• 제34권6호
• /
• pp.621-631
• /
• 2018

In this study, catalyst was made through incipient wetness method using palladium (Pd) as noble metal, indium (In) as secondary metal, and montmorillonite (MK10) and Al pillared montmorillonite (Al-MK10) as supporters. The nitrate reduction rate of the catalysts was measured by batch experiments where H2 gas was used as reducing agent and formic acid as pH controller. Transmission electron microscopy (TEM) equipped with energy dispersive spectroscopy (EDS) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) were all used to determine the elemental distribution of Pd, In, Al, and Si on catalysts. It was observed that Al pillaring increased the Al/Si elemental composition ratio and point of zero charge of MK10, but decreased its BET specific surface area and pore volume. The nitrate reduction rate of Al-MK10 Pd/In was 2.0 ~ 2.5 times higher than that of MK10 Pd/In using artificial groundwater (GW) in ambient temperature and pressure. Nitrate reduction rates in GW were 1.2 ~ 1.7 times lower than those in distilled deionized water (DDW). Nitrate reduction rates in acidic conditions were higher than those in neutral condition in both GW and DDW. The amount of produced NH3-N over degraded NO3- at acid conditions was lower than that of neutral condition. Even though the leaching of Pd after reaction was measured in DDW it was not detected when both Al-MK10 Pd/In and MK10 Pd/In were used in GW. The modification of montmorillonite as a supporter significantly increased the reductive catalytic activities of nitrates. However, the ratio of producing ammonia by-products to degraded nitrates in ambient temperature and pressure was similar.

• 한국환경과학회지
• /
• 제20권2호
• /
• pp.185-197
• /
• 2011

Sorption of chlorinated pesticides such as 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) and atrazine onto natural clays (montmorillonite and zeolite) modified with cationic surfactant, hexadecyltrimethyl-ammonium (HDTMA) and a natural soil was investigated using batch adsorbers. The clays were transformed from hydrophilic to hydrophobic by the cation exchange between clay surface and HDTMA up to 100% of the cation exchange capacity (CEC). Physicochemical characteristics of the sorbents such as pH, PZC (point of zero charge), organic carbon content ($f_{oc}$), fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), differential thermogravimetric analysis (DTGA) and X-ray diffraction (XRD) were analyzed. Sorption isotherm models such as Freundlich and Langmuir were fitted to the experimental data, resulting Langmuir model ($R^2$ > 0.986) was fitted better than Freundlich model ($R^2$ > 0.973). Sorption capacity ($Q^0$) for 2,4-D and atrazine was in the order of HDTMA-montmorillonite > HDTMA-zeolite > natural soil corresponding to the increase in organic carbon content ($f_{oc}$). The sorption of the pesticides was also affected by pH. The sorption of 2,4-D decreased with the increase in pH, whereas that of atrazine was not changed. This indicated that the sorption capacity ($Q^0$) of 2,4-D and atrazine was not affected by the solution pH because they exist as anionic (deprotonated) forms at pH above pKa. The results indicate that organoclay has a promising potential to reduce chlorinated pesticides in the effluent from golf courses.

• 분석과학
• /
• 제19권4호
• /
• pp.285-289
• /
• 2006

본 연구에서는 산 표면 처리한 입상 활성탄(GAC)과 활성 탄소섬유(ACF)에 의한 $Pb^{2+}$와 $Ni^{2+}$ 이온의 흡착 특성을 고찰하였다. 산 표면 처리용액으로는 1.0 M 질산 용액을 사용하였다. GAC와 ACF의 표면특성분석은 pH, 등전점(pHpzc), 그리고 원소분석기를 사용하였으며, 비표면적과 기공구조는 77K에서 $N_2$ 등온흡착 방법으로 측정하였다. 본 실험결과 GAC 와 ACF를 산으로 표면 처리한 경우 산소를 포함한 작용기가 증가하였다. 이처럼 산 표면 처리에 의해 증가된 표면 작용기에 따른 GAC 및 ACF의 기공이 막힘에도 불구하고, acidic-ACF > untreated-ACF > acdic-GAC > untreated-GAC 순으로 중금속 흡착능이 증가하였다.

• Applied Biological Chemistry
• /
• 제25권2호
• /
• pp.99-104
• /
• 1982

천연(天然) zeolite를 분리(分離)하여 동정(同定)한 후(後) $Na^+$로 포화시키고 3가지 농도의 NaCl용액 중(中)에서 P흡착현상(吸着現象)을 $P^{32}$ 동위원소(同位元素)를 이용(利用)하여 조사(調査)하였다. Na-zeolite에는 pH가 낮을수록, 반응시간(反應時間)이 길수록 또 시료량(試料量)이 많을수록 P흡착량(吸着量)이 증가(增加)됐으며 시료(試料)와 용액(溶液)의 비율(比率)이 작은 편이 단위중량당(單位重量當) 흡착량(吸着量)이 많았다. 전해질(電解質) 농도가 클수록 P의 흡착량(吸着量)이 늘었으며 최대흡착량(最大吸着量)은 1me/g 정도(程度)였으며 Na-zeolite의 ZPC는 pH 3.7 이하(以下)일 것으로 추정(推定)된다.

• 자원환경지질
• /
• 제53권4호
• /
• pp.347-362
• /
• 2020

수환경 내 철 (수산)산화물은 주로 광산 활동에 의해 생성되며 주변 환경을 교란시키는 대표적인 교질물이다. 철 (수산)산화물들 중 지표에 많이 분포하고 있는 적철석은 수환경 내 다양한 환경인자들로 인해 거동 특성이 변한다. 본 연구는 배경용액의 이온 조성과 세기, pH, 자연 유기물 등의 환경적 인자가 교질상 적철석의 거동에 미치는 영향을 살펴보고자 수행되었다. 특히, 적철석 교질물 입자들의 거동특성을 보다 더 명확하게 해석하고자 동적광산란분석기(dynamic light scatterer, DLS)와 단일입자 유도결합플라즈마질량분석기(single particle ICP-MS, spICP-MS)를 비교하여 분석을 수행하였다. 배경용액의 이온 조성과 세기가 변함에 따라 적철석 입자의 표면 확산이중층의 두께가 변화될 뿐만 아니라, 입자에 미치는 정전기적 힘과 van der Walls의 합력이 변하면서 입자의 응집/분산 특성이 달라지는 것으로 나타났다. 또한 수환경의 pH가 적철석 입자의 영전하점(point of zero charge, PZC)에서 멀어질수록 정전기적 반발력이 커져 입자들이 분산되는 것을 확인하였다. 수환경 내 자연 유기물이 적철석의 표면을 코팅함에 따라서 자연 유기물 표면에 존재하는 카르복실기와 페놀기 등과 같은 작용기들로 인하여 적철석 입자의 정전기적 안정화와 구조적 안정화가 증가하는 것으로 조사되었다. 이러한 안정화 효과는 자연 유기물의 농도가 작을수록 증가하지만, 상대적으로 이온포텐셜이 큰 2가 양이온이 1가 양이온보다 자연 유기물로 코팅된 적철석 입자들 사이에서 더 큰 가교역할을 하기 때문에 자연 유기물로 코팅된 적철석 입자들의 안정화(분산)를 방해하는 것으로 확인되었다. 결론적으로, 수환경 내 교질상 적철석의 거동 특성은 이온의 조성과 세기, pH, 그리고 자연 유기물 등과 같은 환경적 인자들에 많은 영향을 받는 것을 정량적으로 확인할 수 있었는데, 그 중 자연 유기물은 수환경에서 교질물의 거동에 매우 지배적이고 주요한 제어인자임을 알 수 있었다. 한편, 적철석 입자의 거동 특성을 정량화할 수 있는 두 분석기법을 비교한 결과, DLS 분석기법은 신속성 및 편의성에서 강점을 지니는 반면 spICP-MS의 분석기법은 입자의 모양 및 응집 형태 등을 고려할 수 있는 장점이 있기 때문에 두 분석기법을 조합하여 활용하면 수환경 내 교질물의 거동 특성을 연구하는데 보다 더 효과적일 것으로 판단된다.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제31권4호
• /
• pp.407-413
• /
• 1998

토양의 구성광물이 전혀 다른 광질토양인 규암(Eutrochrepts)과 화산회 토양인 평대(Melanudands)토양을 $2^{{\prime}{\prime}}{\times}30cm$ column에 각각 충진 후 구성성분($SO_4:NO_3$의 비율)이 다른 pH 2.0의 인공산성비(1, 2, 5 pore volume)를 토양에 처리한 결과, 산성비 구성성분에 있는 음 이온의 토양흡착은 평대(화산회)토양에서 규암(광질)토양보다 아주 많았으며, 평대토양에서 $SO_4$와 $NO_3$ 흡착이 커서 염기의 용탈이 적었으며 $SO_4$의 흡착이 $NO_3$의 흡착보다 많아 산성비의 구성 성분중 $SO_4$가 적고 $NO_3$의 양이 많은 강우에서 염기의 용탈이 많았다. 한편 규암토양은 $NaNO_3$와 $Na_2SO_4$ pH의 차이가 거의 없기 때문에 $NO_3$와 $SO_4$의 흡착이 적어 상대적으로 대응 음이온이 많아 염기의 용탈이 많았고 토양이 산성화되었으며, 토양염기의 용탈양율은 규암토양에서 컸다. 평대 토양에서는 산성비 구성 성분간의 차이로 염기의 용탈양 차이가 컸고 산성비의 구성 성분중 $NO_3$가 $SO_4$ 보다 많은 산성비 처리에서 Ca, Mg을 더 용탈시켰다. 산성비에 의한 토양염기의 용탈은 Ca>Mg>K의 순으로 많았고, 평대토양은 주로 표토, 규암토양은 전 토층을 통하여 비교적 고르게 일어났다.