• 자원리싸이클링
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• 제32권1호
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• pp.21-32
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• 2023

리튬이온 배터리(LIB) 제조를 위한 리튬의 사용이 점차 증가함에 따라 그에 따라 발생되는 리튬이온배터리 폐기가 증가될 것으로 사료된다. 이에 따라 폐배터리를 재활용을 하기위한 용매 추출을 통한 재활용에 대한 활발한 연구가 니켈, 코발트 및 망간과 같은 유가금속을 제거한 후 얻은 폐 용액에서 리튬의 회수가 중요하다. 본 연구에서는 폐이차전지 재활용공정 후 발생되는 폐액에서 리튬을 회수하기위해 추출제 Di-(2-ethylhexyl) hosphoricacid(D2EHPA)와 등유의 개질제 Tri-n-butyphosphate(TBP)를 선택적으로 혼합하여 추출조건을 최적화하였다. 폐액에는 리튬과 고농도의 나트륨(Li⁺ = 0.5% ~ 1%, Na⁺ = 3 ~ 6.5%)을 함유하고 있었으며, 리튬의 추출은 유기용매의 다른 구성에서 최종적으로 20% D2EHPA + 20% TBP + 60% 등유로 구성된 유기용매에서 효과적인 추출을 조건을 확립하였다. NaOH의 비누화를 이용한 SX 시스템에서는 평형 pH 4~4.5에서 유기 대 수성(O/A)이 5일 때 약 95% 이상의 리튬이 선택적으로 추출되는 것을 확인하였다. 적은 양의 나트륨으로 염화리튬에서 탄산리튬 분말을 얻기 위해 고순도 중탄산암모늄을 처리하였다. 최종적으로 처리된 탄산리튬에 여러번 세수를 통하여 미량의 나트륨을 제거하고 고순도 탄산리튬 분말(순도 99.2%)을 제조하였다. 따라서 본 연구를 통하여 폐이차전지 재활용공정에서 발생되는 폐액을 활용하여 탄산리튬의 효율적인 제조방법을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권4호
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• pp.500-505
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• 2013

본 연구에서는 가스 하이드레이트 생성 시 첨가된 이온성 액체가 미치는 생성속도의 향상효과를 조사하였다. 이온성 액체로는 Hydroxyethyl-methyl-morpholinium chloride (HEMM-Cl)을 사용하였다. 메탄 하이드레이트의 상평형 곡선을 구하고 생성유도시간과 메탄가스의 소모량을 측정하였다. 20~20,000 ppm의 HEMM-Cl을 준비하여 하이드레이트가 생성될 수 있는 70 bar, 274.15 K 조건에서 실험을 수행하였다. 하이드레이트 생성 속에 대한 비교를 위해 순수한 물과 대표적인 촉진제인 sodium dodecyl sulfate를 같은 조건에서 실험하였다. 실험 결과, 이온성 액체인 HEMM-Cl은 상평형 곡선을 더 높은 압력과 낮은 온도 쪽으로 이동시켰다. 이온성 액체의 첨가 시에는 메탄 하이드레이트의 생성유도시간이 거의 나타나지 않는 것을 알 수 있었다. 메탄가스의 소모량은 모든 농도에서 향상되었고 1,000 ppm에서 가장 많은 양의 가스를 흡수하는 것으로 나타났다. 이온성 액체는 가스 하이드레이트 생성 촉진을 유도하는 것으로 나타났으며 가스저장, 수송 등의 응용기술 개발에 적용이 기대된다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제33권5호
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• pp.1669-1674
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• 2012

A novel superabsorbent composite was prepared by intercalation polymerization of acrylic acid (AA) and 2-acrylamido-2-methyl-1-propane sulfonic acid (AMPS) in the presence of montmorillonite (MMT), using ammonium persulfate (APS) as an initiator and $N,N'$-methylenebisacrylamide (MBA) as a cross linker. The superabsorbent composite was characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD) and thermogravimetric analysis (TGA). Maximum absorbency of the composite in distilled water and 0.9% sodium chloride solution was 722 and 108 g/g, respectively. The composite was used for removal of heavy metal ions from aqueous solutions. Maximum amount of adsorption for $Ni^{2+}$, $Cu^{2+}$ and $Pb^{2+}$ was 211.0, 159.6 and 1646.0 mg/g, respectively, and the adsorption was in accordance with both Langmuir and Freundlich model. The composite could be regenerated and reused in wastewater treatment.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2004년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.143-146
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• 2004

Natural zeolites have exhibited high sorption capacity for inorganic cations including heavy metals and ammonium. Moreover, they were proven to be effective for environmental applications such as permeable barriers for controlling the spread of cation-contaminated groundwater. However zeolites have little or no affinity for anionic species like chromium, as they possess a net negative structural charge. To achieve the simultaneous sorption for anionic contaminants, surfactant-modified zeolite (SMZ) has been employed as the possible sorbents. Current study focuses on simultaneous removal of heavy metals having different ionic form in aqueous solution, cadmium (C $d^{2+}$) and chromium (Cr $O_{4}$$^{2-}$), using newly developed materials, ZanF. ZanF, a potential alternative to SMZ, was derived from zeolite modified by Fe(II) chloride followed by reduction with sodium borohydride. Batch experiments were performed to estimate the removal efficiency of ZanF at different conditions. Under different pH ranging from 2 to 6, removal efficiency was investigated. And C $d^{2+}$ removal efficiency was estimated by varying background concentration of Cr $O_{4}$$^{2-}$, and vice versa. With the test results, ZanF was expected to be a possible reactive materials alternative to SMZ in permeable reactive barriers (PRBs) for treating the contaminated groundwater with cationic and anionic heavy metals.als.

• 멤브레인
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• 제17권2호
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• pp.93-98
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• 2007

The reliability of innovative membrane contactors technology (i.e. Gas/Liquid Membrane Contactors, Membrane Distillation/Crystallization) is today increasing for seawater desalination processes, where traditional pressure-driven membrane separation units are routinely operated. Furthermore, conventional membrane operations can be integrated with membrane contactors in order to promote possible improvements in process efficiency, operational stability, environmental impact, water quality and cost. Seawater is the most abundant aqueous solution on the earth: the amount of dissolved salts covers about 3% of its composition, and six elements (Na, Mg, Ca, K, Cl, S) account for more than 90% of ionic species. Recent investigations on Membrane Distillation-Crystallization have shown the possibility to achieve significant overall water recovery factors, to limit the brine disposal problem, and to recover valuable salts (i.e. calcium sulphate, sodium chloride, magnesium sulphate) by combining this technology with conventional RO trains. In this work, the kinetics of $CaSO_4{\cdot}2H_2O,\;NaCl\;and\;MgSO_4{\cdot}7H_2O$ crystallization is experimentally investigated in order to improve the design of the membrane-based crystallization unit.

• 공업화학
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• 제31권5호
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• pp.552-559
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• 2020

Activated carbon-nickel (II) oxide (AC-NiO) electrodes were studied as materials for the capacitive deionization (CDI) of aqueous sodium chloride solution. AC-NiO electrodes were fabricated through physical mixing and low-temperature heating of precursor materials. The amount of NiO in the electrodes was varied and its effect on the deionization performance was investigated using a single-pass mode CDI setup. The pure activated carbon electrode showed the highest specific surface area among the electrodes. However, the AC-NiO electrode with approximately 10 and 20% of NiO displayed better deionization performance. The addition of a dielectric material like NiO to the carbon material resulted in the enhancement of the electric field, which eventually led to an improved deionization performance. Among all as-prepared electrodes, the AC-NiO electrode with approximately 10% of NiO gave the highest salt adsorption capacity and charge efficiency, which are equal to 7.46 mg/g and 90.1%, respectively. This finding can be attributed to the optimum enhancement of the physical and chemical characteristics of the electrode brought by the addition of the appropriate amount of NiO.

• 한국재료학회지
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• 제16권11호
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• pp.663-667
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• 2006

CTAB(cetyltrimethylammonium bromide)-capped CdSe nanoparticles were prepared by using a 4 : 1(v/v) distilled water-isopropyl alcohol mixture. The cadmium chloride and sodium selenosulfate were used as the cadmium and selenium source. By the analysis of XRD and XPS, the resultant particle was confirmed to be cubic CdSe phase. TEM image showed CdSe nanoparticles with empty core. The CTAB-capped sample showed an maximum absorption at 418nm, blue-shifting compared with bulk CdSe, which indicated stronger quantum confinement effect compared with uncapped sample. From FT-IR analysis, it was found that the presence of the new peaks in the $850{\sim}1250cm^{-1}$ range indicated the existence of chemical bonding between CTAB and surface of CdSe nanoparticles. Also TG analysis indicated that there were two weight-loss steps for the CTAB-capped CdSe nanoparticles. It was suggested that CTAB played a significant role in protecting CdSe nanoparticles.

• 자원리싸이클링
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• 제31권2호
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• pp.40-48
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• 2022

본 연구에서는 바나듐광 염배소-수침출 과정을 거쳐 얻어지는 바나듐 함유 수용액으로부터 바나듐을 암모늄메타바나데이트로 침전시켜 회수할 때, 수용액에 존재하는 다른 성분의 이온들이 바나듐 회수에 미치는 영향을 알아보았다. 바나듐 함유 수용액은 pH가 13 정도인 강알칼리 용액으로서, 암모늄메타바나데이트 침전효율을 높이기 위해서는 수용액 pH를 9 이하로 낮춰야 한다. 그러나 황산으로 수용액 pH를 조절하는 과정에서 알루미늄 이온은 바나듐과 같이 공침되기 때문에 알루미늄 이온을 먼저 제거시켜야 한다. 본 연구에서는 소듐실리케이트를 사용하여 알루미늄-실리케이트 화합물 형태로 침전시킴으로서 알루미늄을 제거하였으며, 이 과정에서 바나듐 손실을 최소화하는 조건에 대하여 알아보았다. 알루미늄 제거 후, 황산을 이용하여 수용액 pH를 9 이하로 조절하는 과정에서 수용액의 실리케이트 성분을 침전시켜 제거하였다. 이 때 황산의 농도와 첨가속도가 바나듐 손실에 큰 영향을 미치며, 가급적 25% 묽은 황산을 사용하여 천천히 첨가함으로서 바나듐 손실을 최소화 하였다. 알루미늄 제거 그리고 수용액 pH 조절 과정을 통하여 얻은 바나듐 수용액에 3 당량의 염화암모늄을 첨가하여 상온에서 침전시킨 결과, 전체적으로 81% 이상의 바나듐을 암모늄메타바나데이트로 회수할 수 있었다. 회수된 암모늄메타바나데이트를 세척한 후 550℃에서 2시간 열처리하여 98.6% 순도의 오산화바나듐을 얻을 수 있었다

• 청정기술
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• 제29권2호
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• pp.95-101
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• 2023

폐굴껍질을 원료로 vaterite 형 침강성 탄산칼슘 제조 실험을 하였다. 굴껍질을 800℃의 온도에서 산화칼슘이 주성분인 소성 굴껍질을 제조하였다. 이 굴껍질을 질산이나 염산 용액에 녹여 0.1 M 질산칼슘이나 염화칼슘 수용액을 만들고, 여러 실험 조건에서 0.1 M 탄산나트륨 수용액과 탄산화 반응을 시켰다. 실험 조건은 aspatic acid 첨가량, 반응온도, 교반속도, NH₄OH 첨가량, 반응시간, 용해 산 종류 등이다. XRD, SEM, Size 분석을 하고 vaterite 함유량을 계산하였다. 25℃, 600 rpm, aspatic acid 0.1몰/ 1몰 CaO과 2 cm³의 NH₄OH를 첨가한 최적 조건에서 1시간 반응에서 vaterite 함유량 95.9%의 구형의 침강성 탄산칼슘을 합성하였다. 평균 입경은 12.11 ㎛이었다. 고 vaterite 함유 탄산칼슘은 의료용, 식용, 잉크첨가제 등 고부가가치 탄산칼슘으로 활용된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.64.2-64.2
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• 2010

In order to improve the overall power conversion efficiency in dye-sensitized solar cells (DSSCs), it is very important to secure the sufficient surface area of photocatalytic nanoparticles layer for absorbing dye molecules. It is because increasing the amount of dye absorbed generally results in increasing the amount of light harvesting. In this work, we proposed a new method for increasing the specific surface area of photocatalytic titanium oxide ($TiO_2$) nanoparticles by using an inorganic templating method. Salt-$TiO_2$ composite nanoparticles were synthesized in this approach by spray pyrolyzing both the titanium butoxide and sodium chloride solution. After aqueous removal of salt from salt-$TiO_2$ composite nanoparticles, mesoporous $TiO_2$ nanoparticles with pore size of 2~50 nm were formed and then the specific surface area of resulting porous $TiO_2$ nanoparticle was measured by Brunauer-Emmett-Teller (BET) method. Generally, commercially available P-25 with the average primary size of ~25 nm $TiO_2$ nanoparticles was used as an active layer for dye-sensitized solarcells, and the specific surface area of P-25 was found to be ~50 $m^2/g$. On the other hand, the specific surface area of mesoporous $TiO_2$ nanoparticles prepared in this approach was found to be ~286 $m^2/g$, which is 5 times higher than that of P-25. The increased specific surface area of $TiO_2$ nanoparticles will absorb relatively more dye molecules, which can increase the short curcuit current (Jsc) in DSSCs. The influence of nanoporous structures of $TiO_2$ on the performance of DSSCs will be discussed in terms of the amount of dye molecules absorbed, the fill factor, the short circuit current, and the power conversion efficiency.