• 방사성폐기물학회지
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• 제7권4호
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• pp.219-227
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• 2009

세 종류의 산화물($TiO_2$(아나타제), $SiO_2$(비결정성) 및 $Al_2O_3$(비결정성)) 표면에 U(VI)이 흡착될 때 유기산이 미치는 영향을 연구하였다. 유기산으로는 살리실산과 피콜린산을 사용하였다. 유기산의 존재 여부에 따라 달라지는 U(VI)의 흡착률 변화를 pH 함수로 측정하였다. 또한 U(VI)의 존재 여부에 따라 달라지는 유기산의 흡착량을 pH 함수로 측정하였다. $TiO_2$의 경우, 살리실산과 피콜린산이 U(VI)과 수용성 착물을 형성함으로써 U(VI)의 흡착률을 저하시킨다. $SiO_2$의 경우, 살리실산은 U(VI) 흡착에 영향을 주지 않지만, 피콜린산은 오히려 U(VI) 흡착을 증가시킨다. 이 현상을 삼성분 표면착물(ternary surface complex) 생성으로 해석하였으며 U(VI) 흡착에 의존하는 피콜린산의 흡착량 변화, 그리고 흡착된 U(VI)의 형광 특성 변화로 이를 확인하였다. $Al_2O_3$의 경우, 살리실산과 피콜린산 모두 U(VI) 흡착과 무관하게 높은 흡착량을 보였으나 U(VI) 흡착을 감소시키지는 않았다. 따라서 삼성분 표면착물 생성을 배제할 수 없으나 이를 확인하기 위해서는 분광 분석과 같은 추가 연구가 필요하다.

• 분석과학
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• 제6권5호
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• pp.489-499
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• 1993

Aresenazo I-XAD-2 킬레이수지를 합성하고 이 수지에 대한 U(VI) 이온의 흡착 거동을 조사 검토하였다. 킬레이트수지는 Arsenazo I 킬레이트제와 Amberlite XAD-2의 디아조늄 짝지움 반응에 의해서 합성하였으며 원소 분석법과 적외선 분광법으로 확인하였다. U(VI) 이온 흡착의 최적 조건을 찾기 위해서 pH, U(VI) 이온농도와 진탕 시간에 관해서 조사하였다. U(VI) 이온에 대한 킬레이트수지의 전체 흡착능은 pH 4.0~4.5 범위에서 0.39mmol U(VI)/g resin이었고, pH값이 증가함에 따라 흡착능이 증가하였다. Aresenazo I-XAD-2 킬레이트 수지에 대한 U(VI) 이온의 흡착 메카니즘은 U(VI) 이온과 $H^+$ 이온 사이의 경쟁반응임을 확인하였다. 컬럼법으로 구한 U(VI) 이온의 돌파점 부피와 전체 흡착능은 각각 600ml, 0.38mmol U(VI)/g resin이었다. 3M $HNO_3$와 3M $Na_2CO_3$의 탈착용액을 사용하여 구한 회수율은 90~96%였다. 따라서 본 연구에서는 합성한 Arsenaso I-XAD-2 킬레이트수지는 자연수 바닷물 중에 함유된 U(VI) 이온의 분리와 농축에 매우 유용함을 알았다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제2권2호
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• pp.135-143
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• 2004

국산화강암에 대한U(VI) 수착에 대한 실험적 연구를 지화학적 매개변수들인 접촉시간, pH, 이온강도, 탄산염 농도 등의 함수로 회분식으로 수행하였다. 국산 화강암에 대한 U(VI)의 수착의 분배계수 $K_{d}$ 는 실험 조건에 따라 약 1-200 mL/g의 값의 범위를 가지는 것으로 나타났다. 화강암 입자에 대한 U(VI)의 수착은 접촉시간, pH 및 탄산염 농도 등에는 크게 의존하였으나 이온강도에는 크게 의존하지 않는 것으로 나타났다. 화강암 입자들에 대한U(VI)의 수착은 용액에서 pH와 탄산염의 농도에 의존하는 우라늄 화학종과 밀집한 관계가 있음을 알 수 있었다. 또한 속도론적 수착 실험에 의하여 2 단계 일차식 속도론적 거동이 화강암 입자들에 대한 우라늄의 속도론적 수착을 지배할 수 있는 것으로 유추되었다. pH 7 이상의 알칼리 영역에서 화강암에 대한 우라늄의 수착이 크게 감소되었는데 이는 화학종 계산에 의해 예측된 바에 따라 음이온의 U(VI)-탄산염 복합체 형성에 기인하였을 것이다.

• Advances in environmental research
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• 제2권3호
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• pp.167-177
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• 2013

We investigated that removal of aqueous U(VI) by nano-sized Zero Valent Iron (nZVI) and Fe(II) bearing minerals (controls) in this study. Iron particles showed different U(VI) removal efficiencies (Mackinawite: 99%, green rust: 95%, nZVI: 91%, magnetite: 87%, pyrite: 59%) due to their different PZC (Point of Zero Charge) values and surface areas. In addition, noticeable amount of surface Fe(II) (181 ${\mu}M$) was released from nZVI suspension in 6 h and it increased to 384 ${\mu}M$ in the presence of U(VI) due to ion-exchange of U(VI) with Fe(II) on nZVI surface. Analysis of Laser-Induced Breakdown Detection (LIBD) showed that breakdown probabilities in both filtrates by 20 and 200 nm sizes was almost 24% in nZVI suspension with U(VI), while 1% of the probabilities were observed in nZVI suspension without U(VI). It indicated that Fe(II) colloids in the range under 20 nm were generated during the interaction of U(VI) and nZVI. Our results suggest that Fe(II) colloids generated via ion-exchange process should be carefully concerned during long-term remediation site contaminated by U(VI) because U could be transported to remote area through the adsorption on Fe(II) colloids.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제16권6호
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• pp.58-65
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• 2011

The bacterial uranium(VI) reduction and its resultant low solubility make this process an attractive option for removing U from groundwater. An impact of aqueous suspending iron phase, which is redox sensitive and ubiquitous in subsurface groundwater, on the U(VI) bioreduction by Shewanella putrefaciens CN32 was investigated. In our batch experiment, the U(VI) concentration ($5{\times}10^5M$) gradually decreased to a non-detectable level during the microbial respiration. However, when Fe(III) phase was suspended in solution, bioreduction of U(VI) was significantly suppressed due to a preferred reduction of Fe(III) instead of U(VI). This shows that the suspending amorphous Fe(III) phase can be a strong inhibitor to the U(VI) bioreduction. On the contrary, when iron was present as a soluble Fe(II) in the solution, the U(VI) removal was largely enhanced. The microbially-catalyzed U(VI) reduction resulted in an accumulation of solid-type U particles in and around the cells. Electron elemental investigations for the precipitates show that some background cations such as Ca and P were favorably coprecipitated with U. This implies that aqueous U tends to be stabilized by complexing with Ca or P ions, which easily diffuse and coprecipitate with U in and around the microbial cell.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제34권5호
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• pp.445-454
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• 2002

The sorption of U(Vl) on a domestic granite is studied as a function of experimental conditions such as contact time, solution-solid ratio, ionic strength, and pH using a batch procedure. The distribution coefficients, $K_{d}$＇s, of U(VI) are about 1-100mL/g depending on the experimental conditions. The sorption of U(VI) onto granite particles is greatly dependent upon the contact time, solution-solid ratio, and pH, but very little is dependent on the ionic strength. It is noticed that an U(VI)-carbonate ternary surface complex can be formed in the neutral range of pH. In the alkaline range of pH above 7, U(VI) sorption onto granite particles is greatly decreased due to the formation of anionic U(VI)-carbonate aqueous complexes.s.

• Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology
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• 제1권1호
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• pp.65-73
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• 2013

Temperature-dependent hydrolysis behaviors of aqueous U(VI) species were investigated with time-resolved laser fluorescence spectroscopy (TRLFS) in the temperature range from 15 to $75^{\circ}C$. The formation of four different U(VI) hydrolysis species was measured at pHs from 1 to 7. The predominant presence of $UO{_2}^{2+}$, $(UO_2)_2(OH){_2}^{2+}$, $(UO_2)_3(OH){_5}^+$, and $(UO_2)_3(OH){_7}^-$ species were identified based on the spectroscopic properties such as fluorescence wavelengths and fluorescence lifetimes. With an increasing temperature, a remarkable decrement in the fluorescence lifetime for all U(VI) hydrolysis species was observed, representing the dynamic quenching behavior. Furthermore, the increase in the fluorescence intensity of the further hydrolyzed U(VI) species was clearly observed at an elevated temperature, showing stronger hydrolysis reactions with increasing temperatures. The formation constants of the U(VI) hydrolysis species were calculated to be $log\;K{^0}_{2,2}=-4.0{\pm}0.6$ for $(UO_2)_2(OH){_2}^{2+}$, $log\;K{^0}_{3,5}=-15.0{\pm}0.3$ for $(UO_2)_3(OH){_5}^+$, and $log\;K{^0}_{3,7}=-27.7{\pm}0.7$ for $(UO_2)_3(OH){_7}^-$ at $25^{\circ}C$ and I = 0 M. The specific ion interaction theory (SIT) was applied for the extrapolation of the formation constants to infinitely diluted solution. The results of temperature-dependent hydrolysis behavior in terms of the U(VI) fluorescence were compared and validated with those obtained using computational methods (DQUANT and constant enthalpy equation). Both results matched well with each other. The reaction enthalpies and entropies that are vital for the computational methods were determined by a combination of the van't Hoff equation and the Gibbs free energy equation. The temperature-dependent hydrolysis reaction of the U(VI) species indicates the transition of a major U(VI) species by means of geothermal gradient and decay heat from the radioactive isotopes, representing the necessity of deeper consideration in the safety assessment of geologic repository.

• 방사성폐기물학회지
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• 제15권2호
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• pp.101-116
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• 2017

KURT(KAERI Underground Research Tunnel) 지하수에 존재하는 천연 유기물질과 6가 우라늄(U(VI))화학종의 상호작용을 레이저 분광학 기술을 이용하여 조사하였다. 지하수 시료에 266 nm 파장의 레이저 빛을 입사시켜 자외선 및 파란색 파장 영역에서 방출되는 천연 유기물질의 발광 스펙트럼을 관측하였다. $0.034-0.788mg{\cdot}L^{-1}$ 농도 범위의 우라늄이 함유된 지하수에서는 녹색 파장 영역에서 방출되는 U(VI) 화학종의 발광 스펙트럼을 측정하였다. 지하수에 함유된 U(VI) 화학종의 발광 특성(피크 파장 및 발광 수명)이 실험실에서 제조한 표준용액에 함유된 $Ca_2UO_2(CO_3)_3(aq)$의 발광 특성과 매우 유사하다는 것을 확인하였다. 지하수에 존재하는 U(VI) 화학종의 발광 세기는 표준용액에 함유된 같은 농도의 $Ca_2UO_2(CO_3)_3(aq)$의 발광세기에 비해 약하다. 표준용액의 $Ca_2UO_2(CO_3)_3(aq)$를 천연 유기물질이 함유된 지하수에 섞었을 때에도 $Ca_2UO_2(CO_3)_3(aq)$의 발광 세기가 감소한다. 이러한 현상의 원인을 지하수의 천연 유기물질과 Ca-U(VI)-탄산염 화학종의 상호작용으로 인해 비발광성 U(VI) 착물이 형성되기 때문인 것으로 설명하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권1호
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• pp.60-65
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• 2005

연속적 전기흡착 셀에서 활성탄소섬유 부직포 전극을 사용하여 U(VI) 함유 폐액을 처리하였다. 더 낮은 전위에서 U(VI)의 전기흡착 효율을 높이기 위하여 ACFs를 화학약품으로 표면처리하고 그의 세공구조 및 관능기의 변화를 조사하였으며 처리조건이 U(VI)의 흡착에 미치는 영향을 고찰하였다. 표면처리한 모든 ACFs의 비표면적은 감소하였다. 중성염 및 염기성 용액으로 처리한 ACFs의 산성관능기는 감소했지만 산성 용액으로 처리한 ACFs의 산성관능기는 증가하였다. 산성관능기는 U(VI)의 흡착을 차단하여 산성용액 처리 ACFs 전극은 처리하지 않은 ACFs 전극에 비하여 U(VI)의 흡착용량이 감소했다. 중성염과 염기성 용액으로 처리한 ACFs 전극은 흡착용량이 크게 증가하여 -0.3 V의 낮은 전위에서도 처리하지 않은 ACFs 전극의 -0.9 V에 상응하는 결과를 얻었다. 이러한 결과는 ACFs 표면의 산성관능기 감소에 의한 이온의 차단효과(Shielding effect)가 줄어들 뿐만 아니라 음전위 가용에 의한 전기이중층 내에서의 $OH^-$의 증가로 U(VI) 흡착이 효율적으로 진행되었기 때문이다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제27권2호
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• pp.216-225
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• 1995

TBP 유기상으로 부터 질산용액으로 U(VI)의 물질 이동과 그 질산용액에서 U(VI)의 U(IV)으로 전해 환원과정을 갖는 두 상으로 구성된 계에서 U(IV)을 전해적인 방법으로 생산하기 위해 필요한 기본설계 자료로서의 운전조건 및 전극면적 계산을 위한 계의 수치해석이 수행되었다. 효과적인 U(IV)의 생산수율을 위해서는 적절한 물질전달 면적을 유지시키는 것이 전극면적을 증가시키는 것보다 중요하였으며, 전극면적과 운전시 간은 최종 수용액의 U(IV) 조성에 큰 영향을 주는 것을 알 수 있었다 또한 여러 계의 조건에서 최종 용액의 U(IV) 생산 조건을 만족시키기 위한 최적 전극면적이 계산되었다. 수용상의 최적 질산 농도는 U(IV) 생산만을 위해서는 약 0.37M이나, 용액중의 U(IV)의 가수분해를 방지하기 위해 최소한 0.5M을 유지해야 함을 알 수 있었다.