• 전기화학회지
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• 제7권4호
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• pp.211-219
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• 2004

A classical Lippmann equation valid for liquid electrodes can not describe the interfacial properties of solid electrodes due to the elastic surface strain on solid electrodes. Although there have been many attempts to derive the thermodynamic equations for solid electrodes Outing the past few decades, their validity has been still questioned by many researchers. In practice, although there are various experimental techniques to measure surface energy of solid electrodes, the results obtained by each technique are rather inconsistent due to the complexity of the surface strain on solid electrodes. This article covers these controversial issues in surface energy of solid electrodes. After giving brief summaries of the definition of the important thermodynamic parameters and the derivation of the thermodynamic equations for solid electrodes, the several experimental methods were introduced for the measurement of surface energy of solid electrodes. And then we discussed in detail the inconsistent results in the measurement of the potential of zero charge (pac) and the potential of electrocapillary maximum (ecm).

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제7권3호
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• pp.85-94
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• 2002

본 연구의 목적은 토양입자에 대한 전기화학적 특성을 평가함으로써 동전기 기술을 실제 현장에서 적용시, 오염물을 효과적으로 제거하기 위한 최적 운전방법이나 인자를 도출하는 것이다. 토양입자의 제타포텐셜을 토양용액의 pH와 계면활성제의 농도에 대하여 측정하여 전기삼투압적 흐름방향 및 흐름율과의 관계를 분석하였다. 동전기 실험동안, 전기삼투압 투과율($k_e$), 전기전도도($\delta_e$) 및 전압분포에 대한 측정을 실시하였다. Kaolinite의 PZC는 4.2정도로 측정되었으며 pH가 증가할수록 제타포텐셜 감은 점점 음의 값이 증가하는 경향을 나타내었다. 주입된 계면활성제 또한 토양 표면의 전기화학적 특성에 영향을 주어 제타포텐셜 값을 변화시키는 결과를 나타내었다. 동전기 실험이 진행되는 동안, 토양시료의 대부분에 걸쳐 낮은 pH값을 나타내었으며 이로 인하여 용액과 전기적 흐름이 낮아지는 결과를 초래하였다. 또한, 전압 분포도 시간에 따라 변화하여 용액과 전기적 흐름 특성에 영향을 주었다. 결과적으로, 낮은 pH에 의한 토양의 제타포텐셜 값의 변화와 구간별로 다른 전압차분포로 인하여 용액과 전기적 흐름이 영향을 받는다는 결과를 본 연구로부터 얻었다. 효과적인 동전기 공정의 적용을 위하여 인위적인 토양 용액의 pH 조절이나 토양의 전기적 특성을 변화시키는 물질 등을 동시에 주입함으로써 오염물을 제거하는 용매의 흐름이 계속적으로 높게 유지되도록 하는 방안이 필요하다.

• 한국광물학회지
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• 제28권2호
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• pp.95-108
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• 2015

광산배수가 지표에 노출되거나 주변 수계로 유입됨에 따라 나노크기의 철 교질물질이 형성되며, 이러한 철 교질물질은 심미적 오염을 발생시킬 뿐만 아니라 수생태계에도 악영향을 미친다. 이를 제어하기 위해 철 나노물질의 거동특성을 파악하는 것이 매우 중요한데, 아직까지 이에 대한 연구가 미흡하다. 본 연구는 영가철과 자철석을 이용하여 배경용액의 pH와 조성, 그리고 자연유기물에 따른 철 나노물질의 거동특성을 고찰하기 위해 수행되었다. 이를 위해 동적광산란분석기를 이용하여 철 나노물질의 입자크기와 표면 제타전위를 측정하였으며, DLVO (Derjaguin, Landau, Verwey, and Overbeek) 이론에 적용하여 응집 및 분산 등의 거동특성을 비교하였다. 철 나노물질은 영전하점 pH 근처에서는 입자간의 전기적 인력으로 인한 응집이 발생되며, 그보다 pH가 낮거나 높으면 전기적 반발력에 의해 분산이 잘되는 것을 확인하였다. 배경용액 내 양이온이 음이온보다 거동특성에 더 큰 영향을 끼치는 것을 확인하였으며, 특히 1가 양이온보다 2가 양이온이 입자표면간의 전기적인 인력 및 반발력에 더 큰 영향을 주는 것을 알 수 있었다. 수용상의 자연유기물은 철 나노물질을 코팅함으로써 표면을 음전하로 띠게 하여 분산이 잘 되게 하는 것을 확인하였다. 동일한 환경조건에서 자철석보다 영가철이 응집이 더 잘 되는 것으로 나타났는데, 이는 영가철의 낮은 안정성과 빠른 반응성으로 인해 철 산화물로 변질되기 때문인 것으로 판단된다.

• Clinical Nutrition Research
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• 제5권3호
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• pp.172-179
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• 2016

Acid food indicators can be used as pH indicators for evaluating the quality and freshness of fermented products during the full course of distribution. Iron oxide particles are hardly suspended in water, but partially or completely agglomerated. The agglomeration degree of the iron oxide particles depends on the pH. The pH-dependent particle agglomeration or dispersion can be useful for monitoring the acidity of food. The zeta potential of iron oxide showed a decreasing trend as the pH increased from 2 to 8, while the point of zero charge (PZC) was observed around at pH 6.0-7.0. These results suggested that the size of the iron oxide particles was affected by the change in pH levels. As a result, the particle sizes of iron oxide were smaller at lower pH than at neutral pH. In addition, agglomeration of the iron oxide particles increased as the pH increased from 2 to 7. In the time-dependent aggregation test, the average particle size was 730.4 nm and 1,340.3 nm at pH 2 and 7, respectively. These properties of iron oxide particles can be used to develop an ideal acid indicator for food pH and to monitor food quality, besides a colorant or nutrient for nutrition enhancement and sensory promotion in food industry.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제11권3호
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• pp.257-272
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• 2020

This study covers the stages of testing whether the azo dye with chemical name (E)-5-[(4-(benzyl(methyl)amino)phenyl)diazenyl]-1,4-dimethyl-1H-1,2,4-triazol-4-ium zinc (II) chloride (DMT), known as Maxilon Red GRL in the dye industry, can be used as an anticorrosive feasible inhibitory agent, especially in industrial areas other than carpet, yarn and fibre dyeing. These test stages consist of the electrochemical measurement techniques such as potentiodynamic polarization, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and linear polarization resistance (LPR) for diverse concentrations and durations. The adsorption of the viewed DMT molecule on the mild steel surface obeyed the Langmuir isotherm. The zero charge potential (PZC) of mild steel was also found to assess the inhibition mechanism in containing DMT solution. The inhibition performance of DMT on the mild steel in a 1.0 M HCl solution was also investigated using methods such as metal microscope, atomic force microscope (AFM) and field emission scanning electron microscope (FE-SEM).

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

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

• 한국환경과학회지
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• 제20권2호
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• pp.185-197
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• 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.

• 한국광물학회지
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• 제22권3호
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• pp.177-189
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• 2009

철 (산수)산화물은 높은 반응성과 큰 비표면적 등의 특성을 갖는 이차광물로서 환경관련 산업이나 연구에서 무기 및 유기 오염물질들을 효과적으로 제거할 수 있는 수착제로 널리 활용되어 오고 있다. 이러한 철 (산수)산화물들 중에서 침철석(${\alpha}$-FeOOH)은 지중에서 가장 많이 분포하고 안정된 광물로 알려져 있다. 본 연구에서는 이러한 침철석을 이용하여 비소를 제거하는데 있어서 주요한 기작인 흡착반응에 대하여 알아보았다. 순수한 침철석을 얻기 위하여 실험실에서 합성하였으며, 침철석의 다양한 광물학적, 물리화학적 특성들을 분석하여 비소와의 흡착반응을 해석하는데 이용하였다. 그리고 비소의 화학종별 침철석에 대한 흡착특성을 비교하기 위하여 흡착 등온식을 얻기 위한 평형흡착실험, pH에 따른 흡착실험, 흡착반응속도 실험 등을 수행하였다. 합성된 침철석의 영전하점(point of zero charge, PZC)은 7.6으로 다른 철 (산수)산화물들에 비해서 상대적으로 약간 높은 값으로 측정되었다. 침철석의 비표면적은 $29.2\;m^2/g$으로 다른 철 (산수)산화물들에 비해 비교적 낮게 나타나서 흡착력이 다소 떨어질 것으로 예상되었다. 침철석에 대한 친화도는 3가 비소(아비산 이온)가 5가 비소(비산 이온)보다 훨씬 더 커서 동일한 pH 조건에서 3가 비소가 5가 비소보다 침철석에 많이 흡착되는 것으로 조사되었다. pH에 따른 비소 화학종별 흡착특성을 살펴보면 3가 비소는 중성의 pH 범위(7.0~9.0)에서 가장 높은 흡착을 보였으며, 산성 또는 염기성 pH 조건에서는 흡착량이 크게 감소하는 것으로 나타났다. 5가 비소의 경우에는 낮은 pH 조건에서 가장 흡착이 잘 일어났으며 pH가 증가함에 따라서 흡착은 감소하는 것으로 나타났다. 이러한 거시적인 현상은 pH에 따라서 각 비소종의 화학적 존재형태와 침철석의 표면 전하가 변하기 때문에 발생하는 정전기적인 작용에 의한 것으로 생각된다. 침철석과 비소와의 흡착반응속도를 가장 잘 모사하는 반응속도 모델은 parabolic diffusion 모델인 것으로 평가되었으며, 회귀 분석 결과 5가 비소가 3가 비소보다 반응속도상수가 크게 나타났다.

• 자원환경지질
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• 제53권4호
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• pp.347-362
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• 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.