• 제목/요약/키워드: diffuse double layer

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Ionic Size Effect on the Double Layer Properties: A Modified Poisson-Boltzmann Theory

  • Lou, Ping;Lee, Jin-Yong
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제31권9호
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    • pp.2553-2556
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    • 2010
  • On the basis of a simple modified Poisson-Boltzmann (SMPB) theory, taking into account the finite ionic size, the analytic expression for the effect of ionic size on the diffuse layer potential drop at negative charge densities has been given for the simple 1:1 electrolyte. It is shown that the potential drop across the diffuse layer depends on the size of the ions in the electrolyte. For a given electrolyte concentration and electrode charge density, the diffuse layer potential drop in a small ion system is smaller than that in a large ion system. It is also displayed that the diffuse layer potential drop is always less than the value of the Gouy-Chapman (GC) theory, and the deviation increases as the electrode charge density increases for a given electrolyte concentration. These theoretical results are consistent with the results of the Monte-Carlo simulation [Fawcett and Smagala, Electrochimica Acta 53, 5136 (2008)], which indicates the importance of including steric effects in modeling diffuse layer properties.

A new method to predict swelling pressure of compacted bentonites based on diffuse double layer theory

  • Sun, Haiquan
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제16권1호
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    • pp.71-83
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    • 2018
  • Compacted bentonites were chosen as the backfill material and buffer in high level nuclear waste disposal due to its high swelling pressure, high ion adsorption capacity and low permeability. It is essential to estimate the swelling pressure in design and considering the safety of the nuclear repositories. The swelling pressure model of expansive clay colloids was developed based on Gouy-Chapman diffuse double layer theory. However, the diffuse double layer model is effective in predicting low compaction dry density (low swelling pressure) for certain bentonites, and invalidation in simulating high compaction dry density (high swelling pressure). In this paper, the new relationship between nondimensional midplane potential function, u, and nondimensional distance function, Kd, were established based on the Gouy-Chapman theory by considering the variation of void ratio. The new developed model was constructed based on the published literature data of compacted Na-bentonite (MX80) and Ca-bentonite (FoCa) for sodium and calcium bentonite respectively. The proposed models were applied to re-compute swelling pressure of other compacted Na-bentonites (Kunigel-V1, Voclay, Neokunibond and GMZ) and Ca-bentonites (FEBEX, Bavaria bentonite, Bentonite S-2, Montigel bentonite) based on the reported experimental data. Results show that the predicted swelling pressure has a good agreement with the experimental swelling pressure in all cases.

후면투사 방식의 이중스크린 3D 프로젝션 디스플레이 (Double-Layer 3D Rear Projection Display System using Scattering Polarizer Film)

  • 김태호;서종욱
    • 한국광학회지
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    • 제18권6호
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    • pp.421-425
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    • 2007
  • 앞뒤로 겹쳐진 편광 선택성 이중스크린을 이용하는 후면투사 방식의 3D 프로젝션 디스플레이 시스템을 개발하였다. 전면과 후면 스크린은 산란형 편광필름을 이용하며, 각 스크린은 입사하는 빛의 편광상태에 따라 해당 빛을 확산-혹은 비확산-투과시킨다. 서로 수직인 선편광의 빛을 이용하여 근경과 원경을 각각 전면스크린과 후면스크린에 투사한다. 새로운 시스템은 넓은 시야각에 대하여 선명한 고해상도 영상을 제공한다. 영상의 입체감이 뛰어나고 시청자의 눈에 단지 2D 디스플레이 시스템이 주는 정도의 피로감만 야기한다.

Surface characteristics of TiO$_2$ in the Alcohol-Water Cosolvent System

  • Yoon, Sun-Hee;Shin, Yong-Il;Park, Sang-Won
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2000년도 창립총회 및 춘계학술발표회
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    • pp.112-115
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    • 2000
  • Surface complex models(SCMs)은 최근 흡착모델링에 대한 관심사가 부각되면서 수질(표면수, 지하수)오염에 대한 영향을 예측하고 흡착결과를 파악하는데 많은 주목을 받고 있다. SCMs의 흡착모델의 하나인 diffuse double layer model(DDLM)은 특정조건에서 Gouy-Chapman 이론을 바탕으로 설명하고 있지만, 실제와는 상당한 차이를 보인다. 따라서 본 논문은 기존의 자료를 바탕으로 TiO$_2$/용매(수용액/ 물-에탄올(1:1))간의 거리를 추정해 감에 따라, 각 실험적 변수에 따른 electrical double layer(EDL)의 흡착형태의 변화를 알아보았다. 또한, cosolvent가 존재할때, 흡착모델 형태의 변화와 흡착결과에 대한 영향에 대해 알아보았다.

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토양의 산/염기 완충능의 모델링 (Modeling of Acid/Base Buffer Capacity of soils)

  • 김건하
    • 한국토양환경학회지
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    • 제3권3호
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    • pp.3-10
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    • 1998
  • 토양의 산/염기 완충능은 토양-오염물질-공극수로 이루어진 시스템의 pH에 직접적인 영향을 미치므로 오염물질의 토양내 거동예측시에 많은 영향을 미치는 매우 중요한 토양의 성질이다. 본 연구는 이중확산층이론과 two layer electrostatic 흡착모델을 응용하여 토양의 산/염기 완충능의 이론모델을 유도하고 이 모델의 적용절차를 제시하였다. 산-염기 적정실험을 통하여 두 종류의 카올리나이트의 완충능을 실측하고 이를 본 연구에서 개발된 모델의 예측치와 비교하였다.

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퇴적 연약점토의 오염에 따른 강도 및 변형 거동특성 (The Behaviour Characteristics of Strength and Deformation of the Deposited Soft Clay Owing to Contamination)

  • 천병식;하광현
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제21권6호
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    • pp.117-126
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    • 2005
  • 채취된 퇴적 점토시료의 화학적 특성을 규명하기 위하여 주사전자현미경(SEM) 관찰과 에너지분산분광(EDX) 분석을 수행하였다. 또한 생활하수 및 산업폐수의 유입으로 오염된 퇴적점토의 강도 및 변형특성 변화를 파악하기 위하여 NaCl 수용액과 매립장 침출수를 시료의 간극수 또는 포화수로 교체하여 삼축압축시험과 압밀시험을 실시하였다. 점토시료에 대한 화학성분 분석결과 구성비 크기는O, C, Si, Al, Fe순서를 보이고 있으며, 이 중에서 C의 비율이 높게 나타난 것은 방조제 축조로 인한 식물 플랑크톤의 증식에 기인된 것으로 추정된다. 삼축압축시험 및 압밀시험결과, NaCl의 농도가 증가할수록 전단강도는 증가하고 압축성이 커지는 것으로 나타났다. 이는 전해질의 농도가 증가할수록 확산이중층(DDL)의 두께가 감소되어 흙의 구조가 면모화되기 때문인 것으로 판단된다.

Permeability Characteristics of Sand- Bentonite Mixtures

  • Chang, Pyoung-Wuck;Chae, Yong-Suk
    • 한국농공학회지
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    • 제39권2호
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    • pp.26-31
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    • 1997
  • Abstract A series of permeability tests was performed on the mixtures with specific mixing rates of sand and bentonite using modified rigid-wall permeameter. Sand-bentonite mixtures were permeated by organics, ethanol and TCE. Permeability of bentonite with several mixing rates had a tendency to decrease up to initial one pore volume and permeability was thereafter converged to a constant value. When sand-bentonite mixtures was permeated by water, permeability was decreased at the beginning but it was thereafter converged to a constant. Among several mixing rates, permeability was greatly decreased at 15% of mixing rate. When sand-bentonite mixtures with 15% mixing rate was permeated by ethanol, permeability was about 10 times larger value than permeability of water. Peameability was shown greater values when permeated by TCE (TrichloroEthylene) followed by ethanol. Suitable mixing rate of sand-bentonite for a liner of waste landfills was detected.

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pH 변화에 따른 점토의 투수특성변화에 관한 연구 (A study on the Permeability Characteristics of Clay Contaminated with Various Degree of pH)

  • 장병욱;우철웅;김성필;김재형
    • 한국농공학회:학술대회논문집
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    • 한국농공학회 2001년도 학술발표회 발표논문집
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    • pp.375-378
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    • 2001
  • This study was peformed to understand permeability characteristic of clays with various pH values. A serious of physical properties and permeability tests, consolidation tests was performed on a clay and a marine clay. Results of the study are as follows. As pH values were decreased, coefficient of permeability was increased because of increase in effective void caused by decrease in thickness of diffuse double layer besides change in soil structures and effective grain size. As pH values were increased, coefficient of permeability of marine clay was increased. Variation of coefficient of permeability of marine clay was increased. Variation of coefficient of permeability of marine clay was largely related because of higher clay contents.

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오염물질에 의한 점토 차수재의 역학적 특성변화 및 지하수 오염거동 (The Change in Geotechnical Properties of Clay Liner and the Contamination Behavior of Groundwater Due to Contaminant)

  • 하광현;이상은;정성래;천병식
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제13권1호
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    • pp.13-23
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    • 2008
  • 오염물질로 오염된 퇴적점토의 강도, 변형 및 투수특성 변화를 파악하기 위하여 NaCl 수용액과 매립장 침출수를 시료의 간극수(포화수)로 교체하여 삼축압축시험과 압밀시험을 수행하였다. 또한, 채취된 점토시료의 화학적 특성을 규명하기 위하여 주사전자현미경(SEM) 관찰과 에너지분산분광(EDX) 분석이 수반된다. 화학성분 분석결과 O, C, Si, Al, Fe 크기 순의 구성비가 얻어졌으며, 삼축압축시험 및 압밀시험결과는 NaCl의 농도가 증가할수록 극한응력(강도)은 증가하고 압축성과 투수성이 커지는 경향을 보이는데, 이는 전해질의 농도가 증가할수록 확산이중층(DDL)의 두께가 감소되어 면모화되기 때문인 것으로 판단된다. 또한, 점토 차수재를 투과한 침출수가 지하수 오염에 미치는 영향을 분석하기 위하여 MT3D 해석모델이 이용되었으며, 지하수 오염거동 해석결과 초기 염소이온 농도가 클수록 측정농도도 커지며, 시간경과에 따라 지하수 오염농도는 비선형적으로 증가되었다. 지하수 오염농도 감쇄 관계식을 유도하여 지하수 오염 이동거리를 예측한 결과, 초기농도가 클수록 지하수 오염 이동거리도 크게 나타났다.