• 제목/요약/키워드: Zn$^{+2}$/Fe$^{+2}$ 이온

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Characterization of Cation Exchange and Cesium Selectivity of Synthetic Beta-Dicalcium Silicate Hydrate

  • El-Korashy, S.A.
    • 대한화학회지
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    • 제46권6호
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    • pp.515-522
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    • 2002
  • 240$^{\circ}C$와 Ca/Si=2 몰 비율의 열수상태에서 합성된 고체 베타-디칼슘 실리케이트 하이드레이트($\beta-C_2$SH)는 Fe, Cu, Zn, Cd, 및 Pb와 같은 2가 금속 양이온에 대한 양이온 교환 성질을 보여준다. 그 고체에 희한 금속 양이온 흡인력은 $Fe^{2+}$$Cu^{2+}$$Zn^{2+}$$Cd^{2+}$ = $Pb^{2+}$의 순서로 됨이 밝혀졌다. 고체에 세슘 선택성은 $Li^+$, $Na^+$$K^+$와 같은 1가 양이온이나 $Ca^{++}$, $Mg^{++}$$Ba^{++}$와 같은 2가 양이온이 $Cs^+$보다 백배이상 진한 상태에서 나타내었다. $Cs^+$의 흡인력은 $Mg^{++}$의 존재하에서 최대치를 보여주었고, 반면에 $K^+$의 존재하에서 최소치를 보여주었다. 2가 금속이온에 대한 $\beta-C_2$SH의 다른 친화도는 이들 이온을 분리하는데 사용 할수 있다. 또한 $\beta-C_2$SH에 희한 금속 양이온 교환에 대한 반응경로 및 세슘 선택성이 연구되었다.

평면코어용 Mn-Zn 페라이트의 물성 (Property of Mn-Zn Ferrite for Planar Core)

  • 김종령;오영우;이태원;김현식;이해연;송재성
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2003년도 춘계학술대회 논문집 초전도 자성체 연구회
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    • pp.96-100
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    • 2003
  • 평면형 자심재료용으로 응용하기 위한 Mn-Zn 페라이트에서 저손실 조성의 전자기적 특성과 분위기 조건에 따른 특성변화를 관찰하였다. $Fe_{2}O_{3}$ : MnO : ZnO 의 물비가 53 : 36 : 11 일 때, 가장 우수한 특성을 나타내었으며, $SiO_{2}$와 CaO는 입계 저항층 형성을 통한 손실은 감소시키고, 이로 인해 성능지수는 증가하여 100kHz ~ 200kHz 범위에서 최대값을 나타내어 전자기적 효율이 극대화되었다. 산소분압의 제어는 승온과정부터 산소분압을 제어시켜주어야만 Zn-loss 현상의 증가와 $Fe^{2+}$이온 농도의 감소 및 $Fe^{2+}-Fe^{3+}$ 이온간의 호핑(hoping)현상 등에 의한 손실을 최소화 할 수 있으며, 높은 투자율을 얻을 수 있었다. 그리고 소결 또는 냉각 중 평형 산소분압이 유지되지 못하면 다량의 결함이 출현하게 되고, 특히 $600^{\circ}C$이하에서 스피넬 상의 분해-산화반응이 일어나면서 미세구조 상에 결함으로 남게 되어 전자기적 특성이 저하되었다.

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아연백법 및 공침공정을 이용한 복합 중금속-시안착염 폐수의 현장처리(II) (The Treatment of Heavy Metal-cyanide Complexes Wastewater by Zn$^{+2}$/Fe$^{+2}$ Ion and Coprecipitation in Practical Plant (II))

  • 이종철;이영만;강익중
    • 대한환경공학회지
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    • 제30권5호
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    • pp.524-533
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    • 2008
  • 도금산업에서 배출되는 폐수는 독성이 강한 시안이온과 시안착화합물, 그리고 다양한 중금속이 함유되어 있다. 이러한 독성이 강한 시안이온 및 시안 착화합물의 처리는 알칼리염소법에 의한 시안 산화처리방법이 가장 일반적으로 잘 알려진 방법이다. 이는 시안이온은 분해 가능하나 시안 착화합물의 처리는 어려운 것으로 알려져 있고, 실제로 산업현장에서 수질환경보전법상 수질배출허용기준(나 지역) 1 mg/L을 초과하는 경우가 빈번하다. 본 연구에서는 앞서 밝힌 아연백법 및 공침공정을 이용한 복합 중금속-시안착염 폐수의 현장처리(I) (아래에서 "현장처리(I)"으로 표시 함)과 비교하여 크롬환원처리 후 Fe/Zn 공침공정을 적용하여 시안착염을 제거하고, 알칼리염소법에 의한 잔류시안 산화처리방법으로 검토하였다. 크롬처리는 6가 크롬을 3가 크롬으로 환원시 환원제로서 NaHSO$_3$를 사용하여 pH 2.0, ORP 250 mV, 반응시간 30 min.에서 99.9% 이상의 최대제거율을 얻을 수 있었다. Fe/Zn 공침에 의한 시안착염 제거실험은 pH 9.5, FeSO$_4$/ZnCl$_2$ 3.0 $\times$ 10$^{-4}$ mol, mixing rpm 240에서 시안이온의 제거효율은 98.24%(잔류시안농도: 4.50 mg/L)로 최대의 결과를 얻었다. 황화물 침전법에 의한 기타중금속(Cu, Ni)처리반응의 조건은 pH 9.0$\sim$10.0, 반응시간 30 min. mixing rpm 240에서 Cu의 경우 Na$_2$S 주입량 3.0 mol에서 99.9%, Ni의 경우 Na$_2$S 4.0 mol에서 93.86%의 최대결과를 얻었다. Fe/Zn공침처리 후 잔류시안농도 4.50 mg/L의 제거를 위하여 알칼리염소법을 실시한 결과 1차 산화반응은 pH 10.0 이상, ORP 350 mV, reaction time 30 min, 2차 산화반응은 pH 8.0 이하, ORP 650 mV, 반응시간 30 min.에서 제거효율 95.33%, 잔류시안농도 0.21 mg/L의 결과를 얻었다. 즉 (1) 크롬환원처리, (2) Fe/Zn 공침공정에 의한 시안착화합물 제거 및 기타 중금속(Cu, Ni) 처리, (3) 알칼리염소법에 의한 잔류시안 산화처리를 실시한 결과(아래에서 "현장처리(II)"로 표시 함) 시안의 잔류농도는 0.21 mg/L로서 수질 및 수생태계보전에 관한 법율의 수질배출허용기준(나 지역) 1 mg/L의 규제치 이하로 처리가 가능하다는 것을 현장 확인할 수 있었고 "현장처리(I)"보다 처리효율적인 측면이나 경제적인 측면에서 모두 양호한 결과를 얻을 수 있었다.

화학Ⅰ 금속의 반응성 실험의 문제점 분석 및 개선방안 (Problem Analysis and Improvement of an Experiment on Reactivityof Metals in ChemistryⅠ)

  • 성숙경;최취임;정대홍
    • 대한화학회지
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    • 제53권3호
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    • pp.368-376
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    • 2009
  • 이 연구는 고등학교 화학I에서 이루어지는 금속의 반응성 실험에서 발견되는 문제점을 살펴보 고 이에 대한 이해를 목적으로 한다. 금속의 반응성 실험에서 제기된 문제는 세 가지로, 첫째 Al(s)이 전혀 반응하지 않는 이유와 반응을 관찰할 수 있는 방안, 둘째 Zn(s)과 FeS$O_4$(aq)의 반응에서 기포가 관찰 되는 이유, 셋째 FeS$O_4$(aq)와 Zn(s)의 반응에서 나타나는 침전의 정체 확인이다. 연구 결과 다음과 같은 결론을 내릴 수 있었다. 첫째, Al(s)은 산화피막 생성속도가 매우 빨라 반응을 관찰할 수 없으며, 강한 염산을 이용한 경쟁 반응을 이용하여 산화막 생성이 억제된 상태에서 알루미늄과 다른 금속 이온과의 반응을 관찰할 수 있다. 둘째, 발생하는 기포는 수소이온의 환원에 의한 수소기체로, 금속과 금속이온의 반응과 함께 물속의 수소이온이 특정한 농도범위에서 경쟁적으로 금속과 반응하고 있음을 확인하였다. 셋째, FeS$O_4$(aq)와 Zn(s)의 반응에서 Fe(s)은 관찰되지 않으며 Zn(s) 표면에 생성되는 검은색의 자성을 띠는 물질은 Fe3$O_4$(s)이고 용액 속에서 침전되는 적갈색의 고체는 $Fe_2O_3$(s)임을 광전자분광(X-Ray Photoelectron Spectroscopy) 분석으로 확인하였다.

폐산화철촉매에 의한 폐수중 Ni, Cu, Fe, Zn이온 회수에 관한 기초연구 (A basic study on the recovery of Ni, Cu, Fe, Zn ions from wastewater with the spent catalyst)

  • 이효숙;오영순;이우철
    • 자원리싸이클링
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    • 제13권2호
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    • pp.3-8
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    • 2004
  • 석유화학공정에서 발생하는 산화철폐촉매를 이용하여 폐수 중 중금속회수에 관한 기초연구를 실시하였다. Zn, Ni, Cu, 및 Fe의 농도가 200mg/L인 각각의 합성폐수에 폐촉매 첨가량을 변화하여 실험한 바, 각 금속의 98% 회수율을 얻은 폐촉매 첨가량은 Cu 와 Fe 폐수 :2% 이상, Zn 폐수:3% 이상, Ni 폐수 :7% 이상이었다. 또한 폐산화철 촉매로서 Zn, Ni, Cu 및 Fe 금속의 98% 이상 회수할 수 있는 각각의 폐수 pH는 Ni: 10.6 이상, Cu: 8.0 이상, Fe:6.5 이상, Zn:8.5 이상이었다. 따라서 폐산화철 촉매에 의한 폐수 중 중금속 회수는 폐촉매의 알카리성분에 의한 침전이 주 메카니즘이고, 각 금속의 수산화침전 pH이하 폐촉매의 등전점(pH 3.0) 이상의 pH범위에서는 금속이온이 폐촉매 표면에서 물리흡착에 의해 일부 회수된다.

Hydrothermal Synthesis and Transition Metal Cations Exchange Characterization of Titanium and [Titanium+Alkali Metals] Substituted-11Å Tobermorites

  • El-Korashy, S.A.
    • 대한화학회지
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    • 제48권2호
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    • pp.129-136
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    • 2004
  • 타이테늄과 [타이테늄 + 나트륨 (칼륨)]으로 치환된 11${\AA}$의 토버모라이트 고체가 180 $^{\circ}C$의 수열반응 조건하에서 합성되었고, 이 화합물은 Fe$^{2+},\;Zn^{2+},\;Cd^{2+},\;Pb^{2+}$과 같은 중금속 양이온에 대해서 양이온 교환 성질을 보였다. 이 고체에 흡착된 중금속 양이온은 Fe$^{2+}>Zn^{2+}>Cd^{2+}>Pb^{2+}$의 순서로 그 양이 감소하였고, 10% [타이테늄 + 칼륨]으로 치환된 토버모라이트가 최대값을 보였다. 총 양이온 교환능은 10% [타이테늄 + 칼륨]으로 치환된 토버모라이트와 타이테늄으로만 치환된 토버모라이트에 대해서 각각 71에서 89 meq/100 g와 50에서 56 meq/100 g로 측정되었다. 이 결과는 10% [타이테늄 + 칼륨]치환이 비치환 토버모라이이트 보다 2.4배 이상의 양이온 교환능이 있음을 보여준다. 이는 교환체의 활성자리 수의 증가에 의한 것이다. 합성된 토버모라이트의 격자구조로의 타이테늄과 [타이테늄 + 나트륨 (칼륨)]의 포함은 각각 Ti$^{4+}\;{\Leftrightarrow}\;2Ca^{2+}$와 Ti$^{4+}+2Na^+(K^+)\;{\Leftrightarrow}\;3Ca^{2+}$의 치환에 의한 것이다. 합성과정 중 고체의 결정 격자로의 타이테늄과 [타이테늄 + 나트륨 (칼륨)]의 포함에 관한 메커니즘과 이들 고체에 의한 중금속 양이온 흡수가 연구되었다.

공정에 따른 Mn-Zn 페라이트의 자성손실 거동 (Behaviour of Magnetic Loss as a function of Process in Mn-Zn Ferrite)

  • 김종령;오영우;안용운;김현식
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2003년도 하계학술대회 논문집 Vol.4 No.1
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    • pp.541-545
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    • 2003
  • Mn-Zn 페라이트의 자심재료가 전자기 부품용 응용될 때, 소형화와 고효율화를 이루기 위한 공정변수에 따른 전자기적 특성변화를 고찰하였다. ZnO 의 몰비가 11 mole일 때, 가장 우수한 특성을 나타내었으며, $SiO_2$와 CaO는 입계 저항층 형성을 통한 손실을 감소시키고, 이로 인해 성능지수는 증가하여 $100\;kHz\;{\sim}\;200\;kHz$ 범위에서 최대값을 나타내어 전자기적 효율이 극대화되었다. 산소분압의 제어는 승온과정부터 산소분압을 제어시켜주어야만 Zn-loss 현상의 증가와 $Fe^{2+}$ 이온 농도의 감소 및 $Fe^{2+}-\;Fe^{3+}$ 이온간의 호핑(hoping)현상 등에 의한 손실을 최소화할 수 있으며, 높은 투자율을 얻을 수 있었다. 그리고 소결 또는 냉각 중 평형 산소분압이 유지되지 못하면 다량의 결함이 출현하게 되고, 특히 $600^{\circ}C$ 이하에서 스피넬 상의 분해-산화반응이 일어나면서 미세구조 상에 결함으로 남게 되어 전자기적 특성이 저하되었다.

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역상 액체크로마토그래피에 의한 1-(2-Pyridylazo)-2-Naphthol과 킬레이트를 형성하는 금속이온의 분리 (Reversed-Phase Liquid Chromatographic Separation of Metal Ions by Chelate Formation with 1-(2-Pyridylazo)-2-Naphthol)

  • 강삼우;박선자
    • 대한화학회지
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    • 제42권2호
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    • pp.197-202
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    • 1998
  • 1-(2-Pyridylazo)-2-Naphthol (PAN)은 많은 금속이온들과 착색된 착물을 형성함으로 분광시약 또는 금속지시약으로 널리 사용된다. 본 연구는 PAN을 이동상에 첨가하여 Cu(II), Ni(II) , Zn(II), Co(II) , 및 Fe(III)이온들과 착물을 형성시켜 역상 액체크로마토그래피법으로 분리하였다. 이들 금속착물들은 570nm에서 분광광도 검출기로 검출되었고, 이들 금속이온의 머무름을 조사하기 위하여 이동상의 pH, 이온세기 및 유기용매 조성의 변화에 따른 크로마토그램과 용량인자를 측정하였다. 이상의 실험결과에서 얻은 최적조건하에서 금속이온을 분리한 결과 좋은 크로마토그램을 얻었으며, 검출한계(S/N)도 ppb단위까지 검출이 가능함을 알 수 있었다.

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알긴산, 폴리글루론산 및 폴리만뉴론산에 의한 금속이온의 흡착 (Biosorption of Metal Ions by Seaweed Alginate, Polyguluronate, and Polymannuronate)

  • 장대영;손창우;김성구;김이준;정정한;이진우
    • 생명과학회지
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    • 제19권5호
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    • pp.553-560
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    • 2009
  • $P_{1/2}$ 값을 참고로 비교한 알긴산, 폴리글루론산 및 폴리만뉴론산의 금속이온들에 대한 상대적인 친화성은 다음과 같다; 1) 알긴산: $Cu^{2+}$ > $Cd^{2+}$ > $Pb^{2+}$ > $Fe^{3+}$ >> $Zn^{2+}$ > $Sr^{2+}$ > $Ca^{2+}$ > $Co^{2+}$ >> $Cr^{6+}$ > $Mn^{2+}$ >> $Hg^{2+}$, $Mg^{2+}$, $Rb^+$, 2) 폴리글루론산: $Cd^{2+}$ > $Cu^{2+}$ > $Pb^{2+}$ > $Fe^{3+}$ >> $Ca^{2+}$ > $Sr^{2+}$, $Zn^{2+}$, $Co^{2+}$ >> $Mn^{2+}$ > $Cr^{6+}$ >> $Hg^{2+}$, $Mg^{2+}$, $Rb^+$, 그리고 3) 폴리만뉴론산: $Cd^{2+}$, $Cu^{2+}$ > $Fe^{3+}$ > $Pb^{2+}$ > $Ca^{2+}$ > $Zn^{2+}$ > $Sr^{2+}$ > $Co^{2+}$ > $Cr^{6+}$ >> $Mn^{2+}$ >> $Hg^{2+}$, $Mg^{2+}$, $Rb^+$. 알기산 1 g에 흡착하는 $Cd^{2+}$, $Cu^{2+}$, $Fe^{3+}$, $Pb^{2+}$, 및 $Zn^{2+}$의 양은 $363.5{\pm}45.0$, $226.3{\pm}9.2$, $1,299.4{\pm}$81.3, 500.7${\pm}$27.7 및 165.9${\pm}$11.4 mg이었으며, 폴리글루론산 1g에 흡착하는 $Cd^{2+}$, $Cu^{2+}$, $Fe^{3+}$, $Pb^{2+}$, 및 $Zn^{2+}$의 양은 354.5${\pm}$26.5, 177.6${\pm}$8.7, 1,288.6${\pm}$60.1, 424.0${\pm}$7.4 및 140.2${\pm}$28.5 mg이었으나, 폴리만뉴론산 1 g에 흡착하는 $Cd^{2+}$, $Cu^{2+}$, $Fe^{3+}$, $Pb^{2+}$, 및 $Zn^{2+}$의 양은 329.0${\pm}$10.3, 226.9${\pm}$1.9, 1,635.6${\pm}$11.1, 419.8${\pm}$12.6 및 251.0${\pm}$49.1 mg이었다. 폴리만뉴론산은 알긴산보다 높은 용해도와 폴리글루론산보다 높은 금속이온에 대한 친화성 때문에 독성이 높은 중금속이나 경제성이 높은 금속을 선택적으로 분리하는 데 사용할 수 있을 것이다.

$M\"{o}ssbauer$ 분광 분석에 의한 $Ba_{2}{(Co,Zn)}_{2}Fe_{12}O_{22}$ 내의 이온 분포 연구 (A $M\"{o}ssbauer$ Spectroscopic Sthdy of Ion Distribution in $Ba_{2}{(Co,Zn)}_{2}Fe_{12}O_{22}$)

  • 최상준;권순주
    • 한국자기학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.73-79
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    • 1996
  • Y형 육방정 산화철$(Ba_{2}Me_{2}Fe_{12}O_{22}:Me=천이금속)$은 천이 금속으로 Co와 Zn가 포함된 경우 양호한 고주파 특성을 보이는 것으로 알려져 있다. 따라서, 결정 구조 내에 이들의 분포 상태를 파악하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 엄밀한 성분 분석, X-선 회절 분석, 자기 특성 분석을 통하여 확인된 $Co_{2}Y$$Co_{1.6}Zn_{0.4}Y$시료에 대한 $M\"{o}ssbauer$ 분광 분석 결과로부터 다음과 같은 결론을 제시하였다. (1) Co는 주로 육방정 산화철의 S-block에 위치한 4배위 자리 $(6c_{IV})$와 S-, T-block 경계의 6배위자리(18h VI)에 들어간다. (2) Co의 일부를 Zn으로 치환하여도, Fe의 분포에는 큰 영향을 미치지 않는다.

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