• 제목/요약/키워드: cation exchange capacity

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Behaviors of Desorption Agents During Removal of Cs From Clay Minerals and Actual Soil

  • Park, Chan Woo;Kim, Ilgook;Yoon, In-Ho;Yang, Hee-Man;Seo, Bum-Kyung
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.39-49
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    • 2021
  • The behaviors of various desorption agents were investigated during the desorption of cesium (Cs) from samples of clay minerals and actual soil. Results showed that polymeric cation exchange agents (polyethyleneimine (PEI)) efficiently desorbed Cs from expandable montmorillonite, whereas acidic desorption solutions containing HCl or PEI removed considerable Cs from hydrobiotite. However, most desorption agents could desorb only 54% of Cs from illite because of Cs's specific adsorption to selective adsorption sites. Cs desorption from an actual soil sample containing Cs-selective clay mineral illite (< 200 ㎛) and extracted from near South Korea's Kori Nuclear Power Plant was also investigated. Considerable adsorbed 137Cs was expected to be located at Cs-selective sites when the 137Cs loading was much lower than the sample's cation exchange capacity. At this low 137Cs loading, the total Cs amount desorbed by repeated washing varied by desorption agent in the order HCl > PEI > NH4+, and the highest Cs desorption amount achieved using HCl was 83%. Unlike other desorption agents with only cation exchange capabilities, HCl can attack minerals and induce dissolution of metallic elements. HCl's ability to both alter minerals and induce H+/Cs+ ion exchange is expected to promote Cs desorption from actual soil samples.

E-Beam 전조사법을 이용한 복합양이온 교환섬유의 합성 및 금속이온 흡착특성 (Synthesis of Hybrid Cation Exchange Fibers by E-Beam Preirradiation and Their Adsorption Properties for Metal Ions)

  • 백기완;노영창;황택성
    • 폴리머
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    • 제30권4호
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    • pp.305-310
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    • 2006
  • 전자선 전조사를 이용하여 PE/PP와 PET 복합섬유 기재에 스티렌을 그래프트 공중합하여 복합양이온 교환 섬유를 합성하였다. 공중합체의 그래프트율은 스티렌 단량체의 농도가 80%일때 123%이었으며 설폰화율은 스티렌 농도 70%에서 3.3 mmol/g 이었으며 그 이후에서는 큰 변화가 없었다. 또한 섬유의 인장강도는 기재에 비해 모두 낮게 나타났으며, 공중합체보다 이온교환 섬유의 인장강도가 최대 $0.206kgf/mm^2$ 로 낮게 나타났다 이온교환 섬유의 칼슘 및 마그네슘 이온에 대한 흡착파과 시간은 pH, 온도가 증가할수록 길어졌으며, 혼합 용액의 경우 단일 용액에 비해 마그네슘의 흡착파과가 늦게 나타났다. 한편 칼슘 및 마그네슘에 대한 반응속도 상수는 각각 0.012, 0.011 L/mg.h 이었으며, 최대 이온교환 흡착용량은 각각 47.06, 42.83 mg/g, 활성화 에너지는 각각 2,169, 1,534 J/mol 이었다.

초음파 표면개질에 의한 CDI 전극용 술폰화 염화비닐(PVC) 멤브레인의 제조 및 특성 (Preparation and Properties of Sulfonated Polyvinylchloride (PVC) Membrane for Capacitive Deionization Electrode by Ultra Sonication Modification)

  • 황치원;오창민;황택성
    • 접착 및 계면
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    • 제15권1호
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    • pp.1-8
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    • 2014
  • 이온 교환막은 전기투석, 확산투석, Redox flow 전지, 연료전지 등 다양하고 넓은 분야에서 사용되고 있다. 초음파를 이용하여 만들어진 PVC 양이온 교환막을 시간을 변화시켜 가면서 술폰화 반응에 의해 제조하였다. 술폰화제로 황산을 사용하였으며, 술폰화 PVC 양이온 교환막의 기본구조와 특성을 FT-IR, EDX, Water uptake, 이온교환용량(IEC), 전기저항(ER), 전도도, 이온수송수 및 표면 morphology를 SEM 분석하였다. FT-IR 스펙트럼 분석결과 술폰화 PVC 양이온 교환막에 술폰산기가 도입되었음을 확인하였으며 멤브레인의 Water uptake, IEC, 전기 저항 및 ion transport number의 최대값은 각각 40.2%, 0.87 meq/g, $35.2{\Omega}{\cdot}cm^2$ 및 0.88이었다.

Nickel Hexacyanoferrate 이온교환체의 전기화학적 특성에 관한 연구 (A Study on the Electrochemical Characteristics of the Nickel Hexacyanoferrate Ion Exchanger)

  • 황영기
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제19권4호
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    • pp.198-205
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    • 2016
  • For the study on the ion exchange of nickel hexacyanoferrate(NiHCNFe) electrode with the several cations, the film of hexacyanoferrate was prepared on the bare nickel surface by the electrochemical and chemical methods in the solution composed with 5mM K3Fe(CN)6 and 100mM KNO3. To compare the capability of the ion exchange of NiHCNFe film electrode, the repeated cyclic voltammograms were measured in the 0.5M cation nitrate solutions at $25^{\circ}C$ and pH7. It was found that the capacity of the electrochemically derivatized NiHCNFe reduced in the rate of 0.5~0.7%/cycle and was nearly exhausted at the 150th potential cycle. Better result was obtained from that the capacity loss of the chemically assembled NiHCNFe was less than 0.02%/cycle for 5,000cycles. Furthermore, the residual capacity was more than 30% at the 5,000th cycle.

새우난초(Calanthe discolor)와 금새우난초(C. sieboldii) 개체군의 식생구조와 토양특성 (Vegetation Structures and Soil Properties of Calanthe discolor and C. sieboldii Population)

  • 박혜림;김무열;권혜진;송호경
    • 한국환경복원기술학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.63-71
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    • 2010
  • This study was carried out to analyze the vegetation and soil characteristic, and ordination between Calanthe discolor and C. sieboldii population, Jeju Island. The C. discolor population was classified into Cryptomeria japonica dominant population, Miscanthus sinensis dominant population, and C. discolor typical population. The C. discolor population was located in elevation of 156m to 430m, and C. sieboldii was located in elevation of 424m to 604m in Jeju Island. In the study sites, soil organic matter, nitrogen, exchangeable potassium, exchangeable calcium, exchangeable magnesium, cation exchange capacity, and soil pH were 30.05~53.58%, 0.74~1.64%, 0.80~1.95cmol$^+$/kg, 4.35~22.53cmol$^+$/kg, 4.00~6.63cmol$^+$/kg, 25.60~51.33cmol$^+$/kg, and 4.83~5.70, respectively. C. discolor population was found in the low elevation and steep sloped area that has less organic matter, total nitrogen, and cation exchange capacity than C. sieboldii population. C. discolor typical population was found in the high elevation area that has more organic matter and total nitrogen in the C. discolor. Miscanthus sinensis dominant population was found in the shade of west direction of japanese black pine. C. sieboldii was found in a high elevation and a gentle sloped area that has high percentage organic matter, total nitrogen, and cation exchange capacity.

칼슘알지네이트 이온교환막을 활용한 경도 제거용 축전식 탈염 기술 개발 (Development of Capacitive Deionization with Calcium Alginate Based Cation Exchange Membrane for Hardness Control)

  • 윤홍식;민태진;이건희;박인용;한방우;강보식;류경하;이지호
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제24권5호
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    • pp.563-571
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    • 2021
  • In this study, calcium alginate based cation exchange membrane was prepared and used to develop membrane capacitive deionization (MCDI) system for effective hardness control. As a major result, the MCDI with Ca-alginate membrane showed 27% better deionization capacity than the MCDI with a commercial cation exchange membrane. This superior improvement in the deionization capacity was expected to be due to the high ratio of transport number/electrical resistance (Sc/Rratio) of Ca-alginate membrane. In addition, the MCDI with Ca-alginate membrane showed better deionization performance than the MCDI with Ca-alginate coating. This was because the space between the electrode and the Ca-alginate membrane was utilized for ion adsorption. The preliminary results indicated that the MCDI with Ca-alginate membrane can be a viable technique for the hardness control.

홍도원추리(Hemerocallis hongdoensis Makino) 개체군의 식생구조와 토양특성 (Vegetation Structure and Soil Properties of Hemerocallis hongdoensis Population)

  • 황용;김무열;송호경
    • 한국환경생태학회지
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    • 제26권6호
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    • pp.868-875
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    • 2012
  • 본 연구는 홍도원추리개체군을 식물사회학적 방법으로 분류하고, 식생과 환경과의 상관관계를 밝히고자 분포서열법을 사용하여 분석하였다. 홍도원추리개체군은 예덕나무 우점개체군, 산가막살나무 우점개체군, 애기며느리밥풀 우점개체군으로 분류되었다. 홍도원추리 개체군은 주로 한반도 남서해안 도서에 분포하고 해발고는 6~362m의 해안가의 낮은 사면과 섬의 능선의 평균 $36.7^{\circ}$의 경사지에 위치하고 있다. 토양의 이화학적 특성을 분석한 결과 유기물함량은 16.18~21.70%, 전질소함량 0.56~0.97%, 치환성 K $0.42{\sim}0.88cmol^+/kg$, 치환성 Ca $3.38{\sim}5.65cmol^+/kg$, 치환성 Mg $1.12{\sim}2.38cmol^+/kg$, 양이온치환용량 $25.93{\sim}41.45cmol^+/kg$이며, 토양 pH는 4.45~4.86인 것으로 조사되었다. 예덕나무 우점개체군은 사면경사가 급하고 양료 중 CEC와 전질소가 높은 지역에 분포하였고, 애기며느리밥풀 우점개체군은 사면경사가 중간이고 CEC와 전질소의 양료가 중간인 입지에 분포하였다. 그리고 산가막살나무 우점개체군은 사면경사가 완만하고, CEC와 전질소의 양료가 적은 입지에 분포하는 것으로 나타났다. 천연보호구역으로 지정된 홍도에 분포하는 홍도원추리개체군의 생육특성을 파악하고 개발로 인한 훼손으로부터 자생지의 보전을 위한 구체적인 대책 마련이 요구된다.

원자로 일차 냉각제 계통내 탈염공정의 양이온 교환수지상에서 니켈(Ni), 코발트(Co) 및 은(Ag) 이온의 흡착 특성 (Adsorption Characteristics of Ni, Co and Ag Ions on The Cation Exchange Resin of Demineralization Process in Primary Coolant System of PWR)

  • 양현수;김영호;강덕원;성기방
    • 공업화학
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    • 제10권1호
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    • pp.51-57
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    • 1999
  • 원자로 정지시 냉각제 계통내 탈염 공정의 최적운전에 도움을 줄 목적으로 Amberite IRN 77 양이온 교환수지상에서 Ni(II), Co(II) 및 Ag(I) 이온의 흡착특성을 연구하였다. 양이온 교환수지상에서 Ni(II), Co(II) 및 Ag(I) 이온 각각의 흡착 메카니즘은 Langmuir isotherm에 잘 일치하였다. 양이온교환수지의 형태에 따른 영향으로서 $H^+$-형의 수지의 흡착 및 처리 용량은 $Li^+$-형의 수지보다 우수하였다. 다성분계의 용액을 위한 연속식 이온교환공정에서 양이온교환수지의 흡착선택성은 Ni(II)${\approx}$Co(II)>Ag(I)였으며, 유속의 증가는 수지의 처리용량 뿐만 아니라 파과곡선의 기울기를 감소시켰다.

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역전기투석용 이온교환막의 연구동향 및 전망 (Research Trends and Prospects of Reverse Electrodialysis Membranes)

  • 황진표;이창현;정연태
    • 멤브레인
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    • 제27권2호
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    • pp.109-120
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    • 2017
  • 양이온($Na^+$) 및 음이온($Cl^-$)이 각각의 CEM과 AEM을 통해 선택적으로 분리되어 담수로 이동할 때 발생되는 전위차와 산화/환원(redox couple)형 전해질을 포함하고 있는 전극에서 발생하는 전류를 이용하여 전기 에너지로 전환시키는 에너지변환장치이다. RED 시스템의 핵심소재 중 하나인 이온교환막은 높은 출력 밀도를 달성하기 위해 1) 낮은 팽윤거동, 2) 적절한 이온교환능, 3) 높은 이온전도도, 4) 높은 이온선택성을 만족시켜야 한다. 본 논문에서는 이를 만족시키는 소재 및 이온교환막의 연구동향 및 전망에 대해 설명하였다.

A Numerical Solution of Transport of Mono- and Tri-valent Cations during Steady Water Flow in a Binary Exchange System

  • Ro, Hee-Myong;Yoo, Sun-Ho
    • Journal of Applied Biological Chemistry
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    • 제43권1호
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    • pp.18-24
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    • 2000
  • A one-dimensional transport of displacing monovalent ion, $A^+$, and a trivalent ion being displaced, $B^{3+}^ in a porous exchange system such as soil was approximated using the Crank-Nicolson implicit finite difference technique and the Thomas algorithm in tandem. The variations in the concentration profile were investigated by varying the ion-exchange equilibrium constant (k) of ion-exchange reactions, the influent concentrations, and the cation exchange capacity (CEC) of the exchanger, under constant flux condition of pore water and dispersion coefficient. A higher value of k resulted in a greater removal of the native ion, behind the sharper advancing front of displacing ion, while the magnitude of the penetration distance of $A^+$ was not great. As the CEC increased, the equivalent fraction of $B^{3+}^ initially in the soil was greater, thus indicating that a higher CEC adsorbed trivalent cations preferentially over monovalent ions. Mass balance error from simulation results was less than 1%, indicating this model accounted for instantaneous charge balance fairly well.

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