• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제12권2호
• /
• pp.130-137
• /
• 1991

The following new cryptand 221 complexes of lanthanides(Ⅲ) and dioxouranium(Ⅵ) nitrate have been synthesized: $(Ln(C_{16}H_{32}N_2O_5)(H_2O)_2(NO_3)_3\ and \((UO_2)_2(C_{16}H_{32}N_2O_5)(H_2O)_4(NO_3)_4$. These complexes have been identified by elemental analysis, moisture titration, conductivity measurements and various spectroscopic techniques. The proton and carbon-13 NMR as well as calorimetric measurements were used to study the interaction of cryptand 221 with La(Ⅲ), Pr(Ⅲ ), Ho(Ⅲ) and $UO_2(Ⅱ)$ ions in nonaqueous solvents. The bands of metal-oxygen atoms, metal-nitrogen atoms and O-U-O in the IR spectra shift upon complexation to lower frequencies, and the vibrational spectra ({\delta}NMN$) of metal-amide complexes in the crystalline state exhibit lattice vibrations below 300 $cm^{-1}$. The NMR spectra of the lanthanides(Ⅲ) and dioxouranium(Ⅵ) nitrate complexes in nonaqueous solvents are quite different, indicating that the ligand exists in different conformation, and also the $^1H$ and $^{13}C-NMR$ studies indicated that the nitrogen atom of the ring has greater affinity to metal ions than does the oxygen atom, and the planalities of the ring are lost by complexation with metal ions. Calorimetric measurements show that cryptand 221 forms more stable complexes with $La^{3+}$ and $Pr^{3+}$ ions than with $UO^{22+}$ ion, and $La^{3+}/Pr^{3+}$ and $UO^{22+}/Pr^{3+}$ selectivity depends on the solvents. These changes on the stabilities are dependent on the basicity of the ligand and the size of the metal ions. The absorption band (230-260 nm) of the complex which arises from the direct interaction of macrocyclic donor atoms with the metal ion is due to n-{\delta}*$ transition and also that (640-675 nm) of $UO^{22+}$-cryptand 221 complex, which arises from interaction between two-dioxouranium(Ⅵ) ions in being out of cavity of the ligand ring is due to d-d* transition.

• 한국가스학회지
• /
• 제26권5호
• /
• pp.16-21
• /
• 2022

메탄올 수증기 개질 반응을 이용하여 수소를 제조하는 촉매의 반응 속도에 대해서 연구하였다. 다공성 및 열적 안정성이 우수하고, 높은 비표면적, 약한 루이스 산점과 염기성을 가지고 있는 하이드로탈사이트를 지지체로 하여 메탄올 합성 시 자주 사용되는 구리를 주 활성금속으로 함침시켜서 제조하였으며, 제조된 촉매의 고유한 활성화 에너지 및 전 지수 인자에 대해서 파악하였다. 본 연구에서는 20wt%의 구리가 함침된 하이드로탈사이트 촉매에서 활성화 에너지는 97.4 kJ/mol, 전 지수 인자는 5.904 × 10¹⁰으로 계산되었으며, 계산된 값을 이용하여 공정모사를 수행한 결과는 실험결과와 유사함을 보여주었다.

• 청정기술
• /
• 제16권1호
• /
• pp.12-18
• /
• 2010

본 연구의 목적은 산화탈황 공정의 부산물인 dibenzothiophene sulfone의 분해반응용 KF/MgO 촉매를 개발하는 것이다. MgO 지지체에 KF를 담지시켜 KF/MgO 촉매를 제조하였다. KF 담지량 및 소성 효과 등이 촉매 특성에 미치는 영향을 BET표면적, XRF, XRD, 이산화탄소 승온탈착 실험 등을 통해서 분석하였다. Dibenzothiophene sulfone을 biphenyl 과 이산화황으로 분해하는 반응에서의 촉매 특성을 조사하였다. MgO 촉매에 KF를 담지하면 DBTS 분해반응 활성이 증가하였다. KF/MgO 촉매를 제조하여 373 K에서 건조과정만 거친 촉매의 활성이 고온에서 소성을 거친 촉매의 활성보다 높았으며, 이는 fluoride 이온 ($F^-$)이 염기도를 증가시키는 역할을 하기 때문으로 판단된다. KF를 10 wt% 담지한 촉매가 dibenzothiophene sulfone 분해 반응에서 가장 뛰어난 활성을 보였다.

• 청정기술
• /
• 제24권1호
• /
• pp.41-49
• /
• 2018

$25^{\circ}C$에서 $CO_2$ 흡착을 위한 작업용량과 $CO_2/CO$ 선택계수를 현저하게 향상시키기 위하여 서로 다른 전하와 이온반경을 갖는 $Na^+$, $N^+$, $Ca^{2+}$와 $Cu^{2+}$로 이온교환된 Y 제올라이트들이 연구되었다. 매우 소량인 0.012% $Ca^{2+}$로 이온교환된 NaY는 7회의 반복적인 $CO_2$ 흡착/탈착 싸이클 동안에도 완전히 가역적이었으므로 기존에 보고된 것들과는 달리 표면에 카보네이트는 생성되지 않는 것으로 생각된다. 4 bar 이상에서 2.00% CaY, 1.60% CuY와 1.87% LiY 모두 NaY와 매우 유사한 $CO_2$ 흡착성능을 보였다할지라도 그보다 낮은 압력에서는 이들의 흡착능은 감소하였고 그 정도는 금속이온들의 종류에 의존하였다. 0.5 ~ 2.5 bar에서 $CO_2$ 흡착성능은 NaY > 1.60% CuY > 2.00% CaY > 1.87% LiY의 순으로 나타났는데, 이들 모두 동일한 faujasite 골격과 약 2.6의 Si/Al 비율을 가지므로 골격, 골격조성, 유효세공크기와 채널구조에 있어서 차이는 없기 때문에 약한 루이스산의 특성을 갖는 $CO_2$의 구별되는 흡착거동은 이온교환에 따른 국부염기도와 흡착 포텐셜 에너지의 변화 때문일 것이다. $CO_2$ 흡착과는 다른 경향성이 CO 흡착에서 나타났고 이는 보다 약한 사극자 상호작용 때문이다. 0.012 ~ 5.23% Ca 함량을 갖는 Y 제올라이트에 $CO_2$와 CO 흡착 시 Ca 함량에 따른 현저한 의존성이 존재하였는데 0.05% 이하에서 $CO_2$ 흡착능은 증가한 반면에 그 이상에서는 감소하였다. 이러한 경향에도 불구하고 Ca 함량의 증가와 함께 작업용량과 $CO_2/CO$ 선택계수는 현저히 증가하였고, 5.23% CaY의 경우 작업용량은 $2.37mmol\;g^{-1}$, 선택계수는 4.37이었는데 본 연구에서 얻어진 작업용량은 문헌에 보고된 벤치마크와 유사한 수준이었다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제31권6호
• /
• pp.44-51
• /
• 2022

현재 전기로(EAF) 제강 공정에서는 내화재 보호 및 탈황능 개선을 위해 MgO 함유 Flux인 경소돌로마이트를 사용하고 있으며, 탈산 효과와 동시에 Slag foaming을 통한 전력에너지를 저감시키기 위해 가탄제를 투입하고 있다. 본 연구에서는 상기 효과들을 경제적으로 달성하기 위해 폐 MgO-C계 내화재를 사용하고자 한다. 폐 MgO-C계 내화재는 현재 대부분 재활용되지 못하고 폐기되고 있는 실정이지만 다량의 MgO와 흑연 성분을 함유하고 있어 제강용 Flux로서의 효용가치가 입증되면 대량 재활용이 가능할 것으로 기대된다. 본 실험에서는 상용 EAF slag 조성을 토대로 Target 조성 범위를 설정하였다. Target EAF slag가 원만히 형성될 수 있도록 하기 위해 Flux와 함께 투입될 Pre-melt base slag를 제조하였다. Pre-melt base slag는 SiO₂, Al₂O₃, FeO를 혼합하여 알루미나 도가니에 장입 후 1450℃에서 1시간 이상 가열하여 제조하였다. 이후 제조된 Pre-melt base slag에 혼합 Flux #2(경소돌로마이트+폐 MgO-C계 내화재+석회석)을 가하여 용융반응 시험을 수행하고 그 결과를 기존 제강 Flux에 해당하는 혼합 Flux #1(경소돌로마이트+석회석) 경우와 비교 평가하여 그 대체 가능성을 평가하였다. 신뢰성있는 평가를 도출하기 위해 XRD, XRF 및 Slag foam height, Slag basicity, 철 회수 등의 평가를 종합하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제51권2호
• /
• pp.279-284
• /
• 2013

암모니아수 또는 트리에틸아민(TEA)을 촉매로 사용하여 페놀과 포름알데히드로부터 구형 페놀수지를 페놀:포름알데히드=1:1~1:4의 몰 비로 $98^{\circ}C$에서 현탁중합을 통해 합성하였고, 이를 $700^{\circ}C$의 질소 환경에서 탄화시켜 구형 탄소입자를 형성하였다. 현탁중합으로 형성된 구형 페놀수지의 열적 특성으로부터 후경화가 필요함을 확인하였다. 현탁중합의 최적조건을 결정하기 위하여 페놀/포름알데히드(P/F)의 몰 비, 촉매의 pH, 안정제의 분자량이 구형 페놀입자의 크기와 수율에 미치는 영향을 나머지 변수를 고정시킨 상태에서 조사하였다. P/F 몰 비에 따라 형성되는 입자 크기는 증가하는 반면 수득율은 감소하는 것을 확인하였고, 촉매의 pH가 클수록 큰 입자가 형성되며, 또한 안정제의 분자량은 입도분포보다는 수득율에 더 큰 영향을 미치는 것을 확인하였다. 또한 후경화를 거쳐 얻어진 구형 페놀수지의 열안정성을 TGA를 통하여 조사하였으며, P/F 몰 비가 높은 경우는 dibenzyl ether의 존재로 인하여 후경화 이후에도 $220^{\circ}C$의 중량감소가 여전히 존재하며, 반면에 P/F 몰 비가 낮은 경우는 $220^{\circ}C$ 이후 $400^{\circ}C$에 걸쳐 꾸준한 중량감소가 일어나는 것으로부터 P/F 몰 비가 1:2인 경우가 열안정성이 가장 우수함을 확인하였다.

• 대한화학회지
• /
• 제24권5호
• /
• pp.380-392
• /
• 1980

6배위, 작은 스핀 철(Ⅱ)착화합물, [Fe$(DH)_2B_2$]과 [Fe(D$H_2$B(CO)]($(DH)_2$=$(CHDH)_2$-(bis(1,2-cyclohexadinedioximato)(bivalent anion),$(DPGH)_2$(bis(diphenylglyoximato) bivalent anion), $(F{\alpha}DH)_2(bis(furil-{\alpaha}$-dioximato) bivalent anion), B = neutral monodentate nitrogen base)을 합성하여 이들의 물리적 성질을 적도 방향의 리간드, $(DH)_2$에 관하여 조사하였다. 적외선 스펙트럼 분석결과, [Fe$(DH)_2B(CO)] 중에서 {\pi}$-전자받게 리간드인 CO의 신축진동수 크기의 순서는 $(F{\alpha}DH)_2$ > $(DPGH)_2$ > $(CHDH)_2 화합물의 순서이고 [Fe$(DH)_2(NH_3)_2$]중에서 ${\pi}$-전자받게 성질이 없는 $NH_3$의 신축진동수 크기의 순서는 그 반대인 $(CHDH)_2$ > $(DPGH)_2 > $(F{\alpha}DH)_2$ 화합물임을 관찰하였다. 이상의 결과와 철-질소(옥심) 및 철-질소(B)의 신축진동수 데이타로부터 다음을 알았다. 즉 $(CHDH)_2$중의 질소원자들은 $(DPGH)_2$ 및 $(F{\alpha}DH)_2$ 중의 질소원자들보다 염기도는 크지만 ${\pi}$-전자받게의 경향은 적다. 상기 착물들의 전자스펙트럼을 조사한 결과 $(DH)_2의 염기도가 증가함에 따라 철로부터 $(DH)_2$로 일어나는 전하이동띠의 에너지가 증가함을 알았다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제24권1호
• /
• pp.35-42
• /
• 2015

본 연구는 건식제련법으로 폐 PCB를 처리하는 공정에서 슬래그 중 Ni의 용해거동에 대한 기초연구로서, CaO-$SiO_2-Al_2O_3$-MgO계 슬래그와 Cu-5 wt%Ni합금 사이의 Ni 분배거동을 1623~1823 K의 $CO_2$-CO 분위기 중에서 조사하였다. 평형산소분압이 증가할수록 Ni의 분배비는 선형적으로 증가하였으며, 이 결과로부터 Ni의 슬래그 중 용해반응은 다음과 같이 나타낼 수 있다. $$Ni(l)_{metal}+\frac{1}{2}O_2(g)NiO(l)_{slag}$$ 슬래그 중 염기성 산화물(CaO와 MgO)의 농도가 증가할수록 Ni의 분배비는 선형적으로 증가하였다. 그러나 반응 온도가 높을수록 Ni의 분배비는 선형적으로 감소하였다. 이러한 결과로부터 Ni의 분배비에 미치는 실험변수의 영향을 다중 회귀분석하여 다음과 같은 경험식을 얻었다. $${\log}L_{Ni}=0.4000{\log}P_{O2}-5.1{\times}10^{-4}T+0.3375\(\frac{X_{CaO}+X_{MgO}}{X_{SiO2}}\)$$

• 대한환경공학회지
• /
• 제22권3호
• /
• pp.441-451
• /
• 2000

정수장에서 발생하는 슬러지에는 처리과정에서 주입되는 응집제로 인하여 다량의 알루미늄 성분이 함유되어 있으며, 정수장에서 널리 사용되고 있는 폴리염화알루미늄(PACI) 응집제의 원료는 전량 수입되고 있는 실정이다. 본 연구는 정수 슬러지의 효과적인 재활용을 목적으로 수행되었다. 슬러지내의 알루미늄 성분을 염산(HCI)으로 용출하고 HCI 가스를 주입하여 염화알루미늄수화물($AlCl_3{\cdot}6H_2O$)을 제조하였다. 그리고 저온($180^{\circ}C$)에서 열분해시켜 고체상태의 염기성 염화알루미늄 [$Al(OH)_xCl_{3-x}$]을 얻은 후 이것을 물에 용해시켜 PACl(Polyaluminum chloride)을 제조하였다. 슬러지 용출 실험 결과 반응시간 10분, 반응온도 $105^{\circ}C$, 염산농도 27.65wt%에서 최적 용출율을 얻을 수 있었으며, KS 규격실험 결과 순도 98.7% 이상의 염화알루미늄수화물($AlCl_3{\cdot}6H_2O$)을 제조할 수 있었다. 제조된 PACl 응집제($PACl_{re}$)는 KS 규격을 모두 만족하였고, 열분해시 최적 열분해 온도는 $180^{\circ}C$이며 이때 염기도는 열분해율에 의해 결정되었다. 제조된 PACI 응집제($PACl_{re}$)와 기존의 PACI 응집제(PACI)의 성능비교 실험 결과, 탁도, DOC, $UV_{254}$ chlorophyll-a에서 유사한 효과를 보이는 것으로 나타났다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제46권3호
• /
• pp.545-549
• /
• 2008

${\gamma}-AlO$(OH) 졸 입자 뿐만 아니라 소성처리된 ${\gamma}-Al_2O_3$ 입자의 표면특성을 ${\gamma}-AlO$(OH) 졸 제조시 숙성단계에 의하여 조절하였다. 연구결과, ${\gamma}-AlO$(OH) 졸 입자의 등전점은 숙성 증가에 따라 pH 9.25에서 pH 8.70까지 감소하였으며 ${\gamma}-Al_2O_3$ 입자의 경우는 pH 9.90에서 pH 8.86까지 감소하였다. 숙성에 따른 ${\gamma}-Al_2O_3$ 입자의 산, 염기 특성을 고찰한 결과, ${\gamma}-Al_2O_3$ 입자의 산량은 숙성시간의 증가에 따라 0.1367 mmol/g에서 0.0783 mmol/g까지 감소하였으며, Hammett 산성도함수 $H_o$는 4.8 이상의 산세기를 보였다. 한편 ${\gamma}-Al_2O_3$ 입자의 염기량은 숙성시간의 증가에 따라 0.4399 mmol/g에서 0.3074 mmol/g 까지 감소하였다. 따라서 졸-겔법에 의한 ${\gamma}-Al_2O_3$ 제조시 숙성공정이 산, 염기점의 양을 포함한 표면특성을 조절할 수 있는 중요 공정변수임을 제시하였다.