• 방사성폐기물학회지
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• 제5권2호
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• pp.145-154
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• 2007

벤토나이트 완충재의 열수거동 실험에서는 고준위폐기물처분장 완충재로 유력하게 고려되고 있는 국산 벤토나이트를 대상으로 열수특성을 규명하고, 또 그 결과를 바탕으로 KRS 처분환경에서 벤토나이트 완충재의 장기건전성을 평가하였다. 실험결과, 벤토나이트 완충재의 열수반응은 주 구성광물인 스멕타이트의 일라이트화를 통해 진행되었으며, 온도, $K^+$농도, pH는 이러한 일라이트화에 중요한 열수반응인자 역할을 하였다. KRS 처분환경에 대한 국산벤토나이트 완충재의 장기건전성을 분석한 결과, 정상상태에서는 벤토나이트 완충재가 오랜 기간 동안 방벽재기능을 유지하였지만, 보수적인 조건에서는 약 $5{\times}10^4$년이 경과했을 때 벤토나이트 완충재를 구성하는 스멕타이트의 50%이상이 일라이트로 전환되어 방벽재로서의 팽윤능력을 상실할 수 있음을 예상할 수 있었다.

• 한국광물학회지
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• 제17권3호
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• pp.267-275
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• 2004

딕카이트[$Al_2$$Si_2$$O_{5}$ (OH)$_4$]를 출발물질로 사용하여 이팔면체형 스멕타이트를 수열합성하였다. 시료를 활성화시키기 위해 $Na_2$O 성분을 첨가하고 $800^{\circ}C$에서 4시간 열처리하였다. 합성실험은 Na-0.7 바이델라이트의 화학반응식에 의한 화학양론적 조성에 따라$ SiO_2$ 성분을 첨가하였으며 $300^{\circ}C$, 70 kgf/$\textrm{cm}^2$ 이하의 조건에서 온도, 압력, 시간 등을 변화시키면서 실험을 수행하였다. 합성실험을 위해 약 1리터 용량의 밀폐형 강철재 압력용기를 사용하였다. 스멕타이트를 합성할 수 있는 최적 조건은 반응온도 $290^{\circ}C$, 반응시간 48시간, pH 10 및 60 kgf/$\textrm{cm}^2$의 압력조건인 것으로 확인되었다 온도, 압력조건 외에 원료물질의 활성화, 반응시간, 반응용액의 초기 pH 등은 결정도에 영향을 미치는 주요 요인으로 작용하였다. 합성결과물에 대한 X-선 회절분석, 에틸렌글리콜 처리, ‘Greene-Kelly’ 측정법 등의 실험결과, 합성된 스멕타이트는 Na-바이델라이트임이 확인되었다.

• 한국광물학회지
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• 제24권3호
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• pp.165-178
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• 2011

우리나라 육상의 제3기 포항분지와 백악기 경상분지, 그리고 동해와 서해의 대륙붕 퇴적분지에 대하여 일라이트-스멕타이트 점토광물 변화에 의하여 퇴적층 온도를 인지하고, 이를 근거로 하여 석유생성과의 관련성을 연구하였다. 포항분지는 불규칙배열의 일라이트-스멕타이트만 산출되며, 이것은 석유가 생성되기 어려운 $100^{\circ}C$ 이하의 매우 낮은 온도를 지시한다. 이에 반해, 경상분지는 일라이트만 산출되면, 일라이트 결정도 값에 의하면 이 지역은 $200^{\circ}C$ 이상의 높은 온도를 지시한다. 따라서 경상분지는 석유생성 단계를 이미 지난 상태인 것으로 생각된다. 동해의 대륙붕 지역은 상위 지층에서 불규칙배열의 일라이트-스멕타이트가 산출되지만, 약 2,500 m 이상의 매몰심도에서는 석유생성을 기대할 수 있는 온도를 지시하는 R=1 규칙배열의 일라이트-스멕타이트가 신출된다. 서해 대륙붕 지역은 상위 구간에서는 불규칙 배열의 일라이트-스멕타아트(R=0 I-S)가 나타나며, 중간의 구간에서는 R=1 규칙배열의 일라이트-스멕타이트(R=1 I-S)가 나타나고, 하위의 심부 구간에서는 R=3 규칙배열의 일라이트-스멕타이트(R=3 I-S)가 나타난다. 이 지역은 석유생성단계에서 가스생성 단계에 이르는 양호한 탄화수소 생성의 온도 조건을 보여주고 있다. 일라이트-스멕타이트 점토광물로 측정된 온도는 우리나라 육상분지에서는 석유가 존재하기 어렵다는 것을 보여준다. 그러나 대륙붕 지역은 석유와 가스를 생성하기 좋은 온도조건이므로 석유가스의 발견이 기대된다.

• 한국광물학회지
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• 제23권4호
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• pp.377-393
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• 2010

제3기 마이오세 화성쇄설성 퇴적층인 범곡리충군의 주요 구성 암층인 부석질 응회암의 흡착기능성 광물자원으로서의 자원잠재성을 평가하기 위하여 그 응용광물학적 특성 및 그 규제 요인에 대하여 해석하였다. 장기 지역 범곡리층군에서 주된 암상을 이루는 부석질 응회암은 속성변질되어 저품위 제올라이트 및 벤토나이트를 이룬다. 이들은 부석편의 존재로 인한 성분적 특수성에 기인하여 일부 광석들은 양이온치환 능력, 비표면적 및 산성의 pH 농도와 연관된 우수한 흡착기능성을 나타낸다. 이 흡착기능성 광물질에서 낮은 pH 농도를 유발하는 것은 주로 결정구조상 층간에 수소 이온을 갖는 H-스멕타이트의 존재에 의한 것으로 밝혀졌다. 이 H-스멕타이트는 층간 교환성 양이온으로서 수소 이온의 존재에 의해 결정구조상 불규칙성이 야기되어 엽편상의 결정 가장자리가 다소 말린 형태를 보이고, X-선회절 분석에서는 (001) 회절선을 비롯한 주요 기저 회절선들이 일반적인 Ca-유형의 스멕타이트에 비해 상대적으로 낮은 강도를 보이는 것이 특정이다, 이 H-스멕타이트의 원물질 해석과 광물 공생관계를 토대로 이 독특한 점토광물의 생성 모델을 제시하였다. 즉, 부석질 유리편이 속성과정 동안에 필연적으로 야기되는 수화 변질의 결과로 규산이 해리되면서 생성된 수소 이온에 의해 공극수의 pH가 감소되어 단백석이 생성됨으로써 스멕타이트의 생성을 조장한 것으로 여겨진다. 강한 산성을 유발하는 이같은 H-스멕타이트의 존재에 의해서 범곡리층군의 저품위 흡착기능성 광물자원의 산업적 효용도, 특히 산성백토나 상토 부문 등에서 긍정적으로 평가될 수 있을 것으로 여겨진다.

• 한국해양학회지
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• 제26권3호
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• pp.193-203
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• 1991

태평양 클라리온-클리퍼톤 균열대 지역내 KODOS(Korea Deep Ocean Study)-89 지 역에 분포하는 퇴적물중 색상차이가 뚜렸한 표층의 밝은 황색(light yellow brown) 층 과 그 하부의 어두운 갈색(dark brown) 층의 지구화학적 특성 및 원인을 규명하였다. 연구 결과 주로 4기에 퇴적된 표층의 황색 퇴적물 (unit A)에 비해 3기에 퇴적된 하부 의 갈색 퇴적물 (unit B)중 smectite 함량, 함수량, 미세망간 단괴 및 금속함량은 높 고, 반면 POC(particulate organic carbon) 함량은 낮다. 이러한 smectite와 POC의 함 량차이 unit B 에서는 unit A에 비해 상대적으로 자생 smectite의 형성시간이 길고, 유기물 분해가 장기간 이루어져 발생한 것으로 사료된다. 또한 unit B에서 함수량이 높은 원인은 unit B 중 높은 smectite 함량에 따른 점토광물간 전기적 반발력과, 난용 성 spicule 또는 spine의 많은 잔존에 의한 성진 조직으로 커진 공극율 때문으로 생각 된다. 그리고 unit B에서 망간, 니켈, 구리 등의 금속함량이 높은 원인은 퇴적물내의 높은 미세망간단괴 함량 때문이다. 위의 결과들을 종합적으로 볼 때 unit A와 unit B 의 지구화학적 특성차이는 속성작용의 지속시간 차이에 기인했으리라 생각된다.

• Ocean and Polar Research
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• 제26권2호
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• pp.245-253
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• 2004

The Intertropical Convergence Zone (ITCZ), where the southeast and northeast trade winds converge, is the effective climatological barrier that separates the southern and northern hemispheres in dust budget. Asian and N. American dusts dominate in fhe Pacific north of the ITCZ, while Central and S. American dust prevails south of the ITCZ. In order to understand the nature of latitudinal and depth-related variations of mineral composition in terms of relative position to the ITCZ, deep-sea core sediments were collected from $9^{\circ}N$ to $17^{\circ}N$ at a $2^{\circ}N$ interval along the $131.5^{\circ}W$ meridian and analyzed for mineral composition. The amount of illite in surface sediments decreases gradually from 65% at $17^{\circ}N\;to\;31^{\circ}N$ to 31% at 9f. In contrast, smectite increases from 11% to 56% southward. The observed mineralogical variation toward the ITCZ is attributed to the increased supply of volcaniclastic material transported via the southeast trade winds from the Central and South America source regions. Smectite-illite transition, a phenomenon that the amount of smectite increases over illite, occurs at around $10^{\circ}N$, the northern margin of the ITCZ. This result indicates that the change in latitudinal position of the ITCZ in geologic past could be recorded as a form of smectite-illite transition in deep-sea cores. The studied cores show down-core variation of mineral composition from illite-rich at the surface to smectite-rich clay suit at depths, similar to the latitudinal variation. The smectite-illite transitions observed in these cores are likely the records of changes in latitudinal position of the ITCZ. The depth and age of smectite-illite transition is getting shallower and younger toward equator, implying that the ITCZ was located farther north during late Tertiary and has shifted southward to the present position of $5^{\circ}N-10^{\circ}N$.

• 한국광물학회지
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• 제16권4호
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• pp.295-305
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• 2003

이 연구는 산업체에서 다양하게 활용될 수 있는 세 종류의 유기­스멕타이트를 제조하여 Na­스멕타이트와의 제반 물성을 비교함으로서 유기­스멕타이트의 활용을 위한 과학적인 자료를 제공하고자 한다. 이 연구를 위하여 제4가 암모늄 양이온에 속하는 Hexadecyl­trimethylammonium(HDTMA), Benzyldimethyltetradecylammonium(BDTDA) 및 Cetylpyridinium(CP) 염화물을 Na­스멕타이트에 치환시켜 세 종류의 유기­스멕타이트를 제조하였다. 유기­스멕타이트인 HDTMA­, BDTDA­ 및 CP­스멕타이트는 pH 9 정도로 비교적 높은 알칼리성을 나타내었다. 이들 유기­스멕타이트는 Na­스멕타이트에 비해 극히 낮은 팽윤도, 점도를 나타내고, 짧은 시간에 강한 응집이 초래되었다. 양이온 교환능과 동일한 양의 유기 양이온을 스멕타이트에 치환시켜 제조된 유기­스멕타이트의 저면간격은 HDTMA­스멕타이트가 $23.1\AA$, BDTDA­스멕타이트가 $19.2\AA$ 및 CP­스멕타이트가 $23.2\AA$로서, Na­스멕타이트의 $12.7\AA$에 비해 강한 격자 팽창이 초래 되었다. 유기­스멕타이트에 치환된 세 종류의 유기물은 $250^{\circ}C$에서 분해하기 시작하여 40$0^{\circ}C$ 부근의 온도에서 분해가 거의 종료되었다. 이는 연구된 세 종류의 유기­스멕타이트가 $250^{\circ}C$ 미만에서 안정함을 의미한다. 연구된 세 종류의 유기­스멕타이트는 대체로 유사한 광물학적, 물리­화학적 및 열적특성을 나타낸다. 이는 세 유기물의 화학적 성질의 유사성 때문일 것이다. 경제적인 면을 고려한다면 CP로 치환시킨 CP­스멕타이트의 활용이 매우 클 것으로 예측되며, 이에 대한 다양한 연구가 요구된다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2003년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.434-437
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• 2003

The fate and the behavior of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and heavy metals in the environment are mainly controlled by their interactions with various components of soils and sediments. Due to their large surface area and abundance in many soils, smectites may greatly influence the fate and transport of the contaminants in the environment. In our experiment, PAH sorption by hexadecyltrimethylammonium (HDTMA)-modified smectite linearly increased in proportion to the amount of HDTMA added on the clay. However, trimethylammonium (TMA)-modified smectite did not show superiority in its sorption of PAH compared with the HDTMA-smectite or dodecyltrimethylammonium (DTMA)-smectite. Meanwhile, the smectites modified with the same cationic surfactants adsorbed Cd$^{2+}$ (heavy metal) significantly from water at low surfactant loading level, but the Cd$^{2+}$ adsorption linearly decreased as the loading of surfactant increased. The result shows that the sorption tendency of organoclays for organic or inorganic contaminants was significantly influenced by the amount and size of the surfactants added on the clay. It means that the stabilization and configuration of cationic surfactant formed on the clay interlayer according to the loading amount of each surfactant of different sizes may be an important factor in effectively sorbing environmental pollutants.nts.

• 방사성폐기물학회지
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• 제8권3호
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• pp.173-179
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• 2010

고준위폐기물처분장에서 완충재는 오랜 기간 동안 방사성핵종의 붕괴열과 여러가지 화학조건의 지하수에 노출되며, 이러한 열수조건은 완충재물질의 차수 및 핵종저지 방벽성능에 심각한 영향을 줄 수 있다. 본 연구에서는 국산 스멕타이트를 대상으로 열수실험을 수행하고, 열수반응에 의한 스멕타이트 점토의 팽창도, 층전하, 양이온교환능의 변화를 조사하였다. 열수실험 결과, 온도와 용액 중 칼륨농도를 증가시켰을 때, 스멕타이트의 팽창도는 감소하였고, 층전하는 더 큰 음전하를 가졌으며, 양이온교환능도 감소하였다.

• 자원환경지질
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• 제48권3호
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• pp.199-204
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• 2015

본 연구에서는 흡수성 항생제인 Amoxicillin과 Clarithromycin, 그리고 아미노글루코사이드 (Aminoglucoside) 계열 비흡수성 항생제인 Gentamicin, Tobramycin 및 Netilmicin의 스멕타이트 층간 유도를 통해 항생제-스멕타이트 복합물을 합성하고, 이 중 Clarithromycin-스멕타이트 복합물 대상 예비 용출실험을 통해 소화기계 항생제 약물전달체로의 가능성을 확인하고자 하였다. 실험 결과, 5종의 항생제 모두 수용액 상태에서의 교환반을을 통해 스멕타이트 층간에 유도되었다. Clarithromycin에 대하여 스멕타이트 층간 최대 유도 량을 결정하기 위한 농도별 평형반응실험 결과 Langmuir isotherm을 따르며, 층간 최대유도 량은 1.811 mmole/g으로 계산되었다. Clarithromycin-스멕타이트 복합물 대상 pH=2, 3 및 4 용출용액을 이용한 예비 용출실험결과 모든 용출용액에서 지속적인 용출이 일어났으며, pH 증가에 따라 용출량은 감소하였다.