본 연구에서는 여러 몰비의 망간과 철을 함유한 용액을 사용하여 담체인 모래 표면에 이들 산화물들이 동시에 코팅된 산화철 및 산화망간 코팅사(IMCS)를 제조하였으며, X-선 회절분석을 통하여 제조한 IMCS 표면의 광물종 규명과 이들에 의한 As(III) 산화 및 As(V) 흡착능을 평가하였다. 망간과 철을 동시에 코팅한 IMCS들에서의 철 및 망간의 총량은 단일금속용액으로 코팅시킨 담체(ICS 혹은 MCS)에 비하여 감소하였지만 코팅된 철산화물은 goethite와 magnetite의 혼합물 그리고 망간 산화물은 ${\gamma}-MnO_2$로서 매우 유사하였다. IMCS에 의한 As(V) 흡착량은 코팅된 망간보다는 철 함량에 의해 크게 영향을 받았다. 그리고 IMCS에 의한 As(V) 흡착량은 1가 및 2가 이온들로 이루어진 이온세기 화학종으로 이온세기를 고정하였을 때에는 큰 영향을 받지 않았으나 $PO_4\;^{3-}$와 같은 3가 화학종을 사용한 경우에는 크게 억제되었다. 망간만 코팅시켜 얻은 MCS의 경우, NaCl 및 $NaNO_3$와 같은 1가 이온세기 화학종이 존재하는 경우는 $PO_4\;^{3-}$와 같은 3가 이온세기 화학종이 존재하는 경우에서 보다 2배 이상의 산화효율을 나타내었다. 이에 반해 망간과 철이 함께 코팅된 7:3, 5:5, 3:7 몰비의 경우에는 $PO_4\;^{3-}$를 이온세기 화학종으로 사용한 경우가 다른 이온세기 화학종이 존재하는 경우에서 보다 오히려 As(III) 산화력이 높게 나타났는데 이것은 $PO_4\;^{3-}$가 As(V)와 IMCS 표면에 대한 경쟁흡착을 함에 따른 결과로 나타났다.
Han Sang-Bo;Oda Tetsuji;Park Jae-Youn;Park Sang-Hyun;Koh Hee-Seok
한국전기전자재료학회논문지
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제19권3호
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pp.292-300
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2006
In order to improve energy efficiency in the dilute trichloroethylene removal using the nonthermal plasma process, the barrier discharge treatment combined with manganese dioxide was experimentally studied. Reaction kinetics in this process was studied on the basis of final byproducts distribution. Decomposition efficiency was improved to about $99\;\%$ at the specific energy of 40 J/L with passing through manganese dioxide. C=C ${\pi}$ bond cleavage of TCE substances gave DCAC, which has the single bond of C-C through oxidation reaction during the barrier discharge plasma treatment. Those DCAC were broken easily in the subsequent catalytic reaction due to the weak bonding energy about $3{\sim}4\;eV$ compared with the double bonding energy in TCE molecules. Oxidation byproducts of DCAC and TCAA from TCE decomposition are generated from the barrier discharge plasma treatment and catalytic surface chemical reaction, respectively. Complete oxidation of TCE into COx is required to about 400 J/L, but $CO_2$ selectivity remains about $60\;\%$.
동해 울릉분지에서 망간산화물과 철산화물의 유기물 분해 기여율을 정량화하기 위하여 6개의 박스형 시추퇴적물을 채집하였다. 수심이 2,000 m 이상인 울릉분지 표층퇴적물에서 유기탄소 함량은 2.6% 가량으로 육상기원 유기물 유입이 많은 흑해와 용승 해역인 칠레 주변해역들과 비슷했다. 울릉분지에 위치한 정점들에서 망간산화물 함량은 퇴적물 최상부에서 2% 이상으로 매우 높았고, 철산화물 함량은 울릉분지 표층 $1{\sim}4cm$ 내외에서 2% 가량의 최고값을 나타냈다. 그러나 대륙사면 정점들에서 망간산화물과 철산화물 함량은 분지처럼 높은 값을 보이지 않았다. 동해 울릉분지에서 2% 이상으로 높은 망간산화물 함량은 높은 유기탄소 함량과 사면보다 비교적 느린 퇴적속도 때문이거나 망간 이온이 저탁류를 통해 사면에서 분지로 이동한 것으로 예상된다. 망간산화물 환원율은 $0.3{\sim}0.57\;mmol\;m^{-2}\;day^{-1}$의 범위를 보였고, 철산화물 환원율은 $0.10{\sim}0.24\;mmol\;m^{-2}\;day^{-1}$의 범위를 나타냈다. 울릉분지에서 금속산화물은 유기물 분해에 $13{\sim}26%$ 정도를 차지하였으며, 이는 칠레 용승 해역과 유사하고, 덴마크 연안보다 낮은 값이다.
장군(將軍) 연(鉛) 아연(亞鉛) 망간 광상(鑛床)은 캠브로-오도뷔스기(紀)의 장군석회암(將軍石灰岩)과 춘양화강암(春陽花岡岩)과의 접촉부에 발달(發達)하는 접촉교대광상(接觸交代鑛床)이다. 광체(鑛體)는 맥상(脈狀) 및 광통형광체로 상부에는 산화(酸化)망간 및 탄산(炭酸)망간석을 주로 하는 망간광물이 우세하고 하부에는 섬아연석(閃亞鉛石)-방연석(方鉛石)-황철석(黃鐵石)-유비철석(탄산망간석)등의 황화광물(黃化鑛物)이 우세하게 발달하고 있다. 그중 망간광상의 성인에 대하여 열수교대(熱水交代)와 동시퇴적기원(同時堆積起源)으로 그 해석을 달리하고 있으며 탄산(炭酸)망간석(rhodochrosite)이 동시 퇴적기원이란 근거에서 장미암(rhodochrostone)으로 명명된 퇴적암(堆積岩)이 제안되었다(김, 1975). 본 연구에서는 탄산망간석의 기원을 규명하고 이들 광물(鑛物)의 침전환경을 추정하기 위하여 모암인 탄산염암류와 탄산망간석, 산화망간, 방해석 등의 탄소안정동위원소(炭素安定同位元素)(${\delta}^{13}C$)와 산소(酸素)동위원소(${\delta}^{18}O$)를 분석하고 이에 수반되는 황화광물(黃化廣)의 황동위원소(黃同位元素)(${\delta}^{34}S$)를 분석검토하였다. 모암인 석회암 및 돌로마이트질석회암은 ${\delta}^{13}C$=-2.6~+0.1‰ (평균 -1.5‰), ${\delta}^{18}O$=+10.9~+21.9‰ (평균 +17.5‰)이고 탄산망간석은 ${\delta}^{13}C$=-4.2~-6.3‰(평균 -5.3‰), ${\delta}^{18}O$=+7.6~+12.9‰(평균 +10.7‰)로 이들 사이에는 현저한 동위원소값의 차이를 나타내고 있다. 이는 광화용액(鑛化溶液)의 탄소(炭素) 및 산소(酸素)가 모암(母岩)인 탄산염암(炭山鹽岩)의 것과는 동일기원(同一起源)이 아님을 가르킨다. 황동위원소(黃同位元素)(${\delta}^{34}S$)의 값도 +2.0~+5‰로 좁은 범위를 나타내며 화성기원(火成起源)의 황(黃)으로 해석된다. 황동위원소지질온도계(黃同位元素地質溫度計)에 의해 추정된 광상생성온도(鑛床生成溫度)는 $288{\sim}343^{\circ}C$이다. 탄산(炭酸)망간석을 침전시킨 광화용액(鑛化溶液)의 ${\delta}^{18}O_{H_2O}$=+6.6~+10.6‰, ${\delta}^{13}C_{CO_2}$=-4.0~-5.1‰로 심부기원(深部起源)(화성기원(火成起源))으로 해석된다. 따라서 탄산(炭酸)망간석은 마그마성 열수기원에서 침전된것이다. 그러나 망간산화물은 모두 지하수면(地下水面) 상부에서 탄산망간석의 산화(酸化)에 의해 2차적(二次的)으로 형성된 표성산화(表成酸化)망간이며 산화망간광물의 산소는 순환수의 산소보다 석회암(石灰岩)의 산소와 동위원소교환(同位元素交換)이 우세하게 일어난 것으로 해석된다.
The high temperature oxidation behavior and the surface defect in Fe-25Mn-1.5A1-0.5C steel was investigated by XRD (X-ray Diffractin) and electron microscopy. The intra- and inter-granular oxides were formed by the selective oxidation of manganese and aluminum, which were identified to MnAl2O4 phase. Aluminum nitride (AlN) was formed in front of these oxides. The ${\gamma}$-matrix was transformed to ${\alpha}$- and ${\varepsilon}$- phases by the selective oxidation of manganese. The surface defect, micro-scab was induced by the difference of the high temperature ductility between the matrix and the inter-granular oxide.
Mamiya, H.;Terada, N.;Kitazawa, H.;Hoshikawa, A.;Ishigaki, T.
Journal of Magnetics
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제16권2호
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pp.134-139
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2011
Magnetic properties of highly zinc-substituted manganese ferrites are discussed on the basis of cation distribution. High throughput neutron powder diffractometry indicates that the prepared samples possess a nearly normal spinel structure, where the substitution of nonmagnetic zinc ions mainly causes the dilution of magnetic ions in the A-sublattice and consequently affects bond-randomness in the B-sublattice. On the other hand, the estimated occupancy of manganese ions in the B site indicates that random anisotropy effects due to local Jahn-Teller distortions gradually weaken with the substitution. Bulk magnetometry indicates that the substitution smears the transition from a paramagnetic phase to a soft-magnetic phase. Furthermore, at lower temperatures, such a soft-magnetic phase is destabilized and a magnetic glassy state appears. These features of the magnetic properties of dilute spinel ferrites are discussed from the viewpoint of the above-mentioned various types of disorders.
Spinel phase $LiMn_2O_4$ is of great interest as cathode materials for lithium-ion batteries. In this study, SHS (Self propagating High-temperature Synthesis) method to synthesize spinel $LiMn_2O_4$ directly from lithium nitrate, manganese oxide, manganese and sodium chloride were investigated. The influence of Li/Mn ratio, the heat-treated condition of product have been explored. The resultant $LiMn_2O_4$ synthesized under the optimum synthesis conditions shows perfect spinel structure, uniform particle size and excellent electrochemical performances.
Advanced high strength steels undergo recrystallization annealing in reducing gas atmosphere before galvanizing to improve mechanical properties. The selective oxidations of elements such as Mn, Si, Cr and Al during annealing decrease wettability of liquid zinc, resulting in bare spots and other defects. In this work, Fe-3wt%Mn steel sheet was annealed at $780^{\circ}C$ for 1200 sec. in 5% $H_2-N_2$ atmosphere and then dipped into zinc bath held at $460^{\circ}C$, which contained 0.2wt% dissolved Al. MnO crystallines in the average size of 200 nm were formed on the surface after annealing. It is estimated that MnO has been detached into bath with the formation and growth of inhibition layer with longer immersion time during galvanizing. No evidence of aluminothermic reduction of MnO has been found in this study.
Electrochemical capacitors are becoming attractive energy storage systems particularly for applications involving high power requirements such as hybrid systems consisting of batteries and electrochemical capacitors for electric vehicle propulsion. Both of amorphous cobalt oxide and manganese dioxide were prepared by sol-gel process reported in our previous work. Nanostructured supramolecular oligomer of 1,5-diaminoanthraquinone(DAAQ) coated metal oxides were successfully prepared by electrochemical oxidation from an acidic non-aqueous medium. We established process parameters of the technique for the formation of nano-structured materials. Furthermore, improved the capacitive properties of the nano structured metal oxide electrodes using controlled solution chemistry. $CoO_2$ and $MnO_2$-based composite electrode showed relatively good electrochemical behaviors in acidic electrolyte system with respect to specific capacity and scan rate dependency.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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