• 분석과학
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• 제17권3호
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• pp.199-210
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• 2004

Amberite XAD-16 다공성 수지에 4,5-dihydroxynaphthalene-2,7-disulfonic acid (chromotropic acid, CTA)를 화학적으로 결합시켜 XAD-16-CTA형 새로운 킬레이트 수지를 합성하고, 적외선분광법과 원소분석법으로 확인하였다. 이 킬레이트 수지에 대한 금속마감 산업과 관련 있는 9개 금속이온을 포함하는 Cr(III) 및 Cr(VI) 이온들의 흡착 및 탈착 특성을 뱃치법과 용리법으로 조사하였다. XAD-16-CTA 킬레이트수지는 1~5 M의 HCl, $HNO_3$ 및 NaOH 등의 산과 염기 용액에서 매우 안정하였다. pH 2에서 Cr(VI) 이온과 Cr(III) 이온이 공존하는 혼합용액으로부터 Cr(VI) 이온만을 선택적으로 분리할 수 있음을 확인하였으며, Cr(VI)의 최대 흡착용량은 1.2 mmol/g 이었다. 또한 Cr(VI) 이온의 흡착에 미치는 공존 음이온의 영향을 검토한 결과 음이온인 $F^-$, $SO{_4}^{2-}$, $CN^-$, $CH_3COO^-$, $NO{_3}^-$ 이온은 흡착율을 감소시켰으며, $PO{_4}^{3-}$와 $Cl^-$는 흡착에 큰 영향을 미치지 않았다. pH 2에서 킬레이트 수지에 의한 돌파점용량과 총괄용량으로부터 얻은 금속이온의 용리순서는 Cr(VI)>Sn(II)>Fe(III)>Cu(II)>Cd(II)${\simeq}Pb(II){\simeq}Cr(III){\simeq}Mn(II){\simeq}Ni(II){\simeq}Al(III)$이었다. 한편 $HNO_3$, HCl 및 $H_2SO_4$ 등의 탈착제에 의한 Cr(VI) 이온의 탈착특성을 조사한 결과 3 M HCl에서 높은 탈착효율을 나타내었다. 결과적으로, XAD-16-CTA 킬레이트 수지는 여러 가지 금속이온이 혼합된 금속마감산업 인공폐액 중 Cr(VI) 이온의 선택적 분리, 농축 및 회수에 매우 유용함을 알 수 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제32권6호
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• pp.45-53
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• 2023

본 연구에서는 축산 분야에서 배출되는 암모니아를 효과적으로 회수할 수 있는 흡착기술의 연구개발 동향 및 향후 전략에 대해 논의하였다. 적절한 암모니아 흡착제는 표면의 산성기나 수소결합기를 가지며 높은 비표면적과 암모니아 흡착에 적절한 표면구조를 지니어야 한다. 일반적인 암모니아 흡착제로는 활성탄이나 제올라이트 등의 광물질이 널리 쓰이나 대체로 흡착효과가 낮아 표면 개질 등을 통한 개선이 필요하다. 일례로 금속염화물이 다공성 흡착제에 포함되었을 때, 활성탄이나 제올라이트의 표면에 흡착 시보다 암모니아 흡착량이 더 증가하는 것으로 알려져 있다. 최근에는 MOFs (Metal-Organic Frameworks)나 POPs (Porous Organic Polymers) 같은 새로운 종류의 흡착제가 개발 및 적용되고 있으며 조절가능한 높은 비표면적과 다공성으로 매우 높은 암모니아 흡착용량을 보였다. 그 외에 프러시안 블루가 높은 암모니아 흡탈착성능 및 선택성을 보였는데. 이는 축산폐기물 배출 암모니아 회수에 관련하여 상대적으로 유리한 측면으로 보인다. 향후 다양한 흡착제를 이용, 축산현장에 맞는 조건에서 암모니아 흡탈착 효율 및 순도를 평가하는 연구가 더 활발히 진행되어야 할 것이다. 아울러 암모니아 회수를 극대화하기 위한 효과적인 전/후처리 공정도 병행되어야 한다.

• 청정기술
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• 제26권2호
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• pp.137-144
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• 2020

저농도 암모니아의 재생 및 농축을 위하여 초음파 함침법으로 금속 첨착 활성탄을 제조하였다. 금속으로는 마그네슘과 구리를 선정하였고, 염화물(Cl^-)과 질산염(NO₃^-) 전구체를 사용하여 활성탄 표면에 첨착하였다. 흡착제의 물리 및 화학적 특성은 TGA, BET 그리고 NH₃-TPD를 통해 분석되었다. 암모니아 파과실험은 고정층 반응기를 사용하여 암모니아(1000 mg L^-1 NH₃, balanced N₂)를 100 mL min^-1으로 주입하였으며, 온도변동 흡착법(TSA)과 압력변동 흡착법(PSA, 0.3, 0.5, 0.7, 0.9 Mpa)에서 수행하였다. 암모니아의 흡착 및 탈착 성능은 NH₃-TPD와 TSA 및 PSA 공정에서 AC-Mg(Cl) > AC-Cu(Cl) > AC-Mg(N) > AC-Cu(N) > AC 순으로 나타났다. 그 중 MgCl₂를 사용한 AC-Mg(Cl)은 TSA에서 평균 흡착량 2.138 mmol g^-1을 나타내었다. 또한 PSA 0.9 Mpa에서 3.848 mmol g^-1로 가장 높은 초기 흡착량을 나타내었다. 활성탄 표면에 금속이 첨착되면 물리흡착뿐만 아니라 화학흡착이 수반되어 흡착 및 탈착 성능이 증가하는 것을 확인하였다. 또한 흡착제는 반복적인 공정에도 안정적인 흡착 및 탈착 성능을 나타내어 TSA와 PSA 공정에서의 적용 가능성을 확인하였다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2005년도 INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON SOIL & GROUNDWATER ENVIRONMENT
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• pp.47-48
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• 2005

• Environmental Engineering Research
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• 제20권1호
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• pp.1-18
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• 2015

The biosorption process has been established as characteristics of dead biomasses of both cellulosic and microbial origin to bind metal ion pollutants from aqueous suspension. The high effectiveness of this process even at low metal concentration, similarity to ion exchange treatment process, but cheaper and greener alternative to conventional techniques have resulted in a mature biosorption technology. Yet its adoption to large scale industrial wastewaters treatment has still been a distant reality. The purpose of this review is to make in-depth analyses of the various aspects of the biosorption technology, staring from the various biosorbents used till date and the various factors affecting the process. The design of better biosorbents for improving their physico-chemical features as well as enhancing their biosorption characteristics has been discussed. Better economic value of the biosorption technology is related to the repeated reuse of the biosorbent with minimum loss of efficiency. In this context desorption of the metal pollutants as well as regeneration of the biosorbent has been discussed in detail. Various inhibitions including the multi mechanistic role of the biosorption technology has been identified which have played a contributory role to its non-commercialization.

• Environmental Sciences Bulletin of The Korean Environmental Sciences Society
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• 제10권S_4호
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• pp.189-196
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• 2001

The blue green alga, Microcystis aeruginosa, was found to accumulate proline under the stressful concentration of cupric ions. The changes of proline level in Microcystis aeruginosa in response to copper(Cu) have been monitored and the function of the accumulated proline was studied with respect to its effect on Cu uptake. Exposure of Microcystis aeruginosa elevated concentrations of Cu led to accumulation of fee proline depending on the concentrations of the metal in the external medium. The greater the toxicity or accumulation of the metal, the higher the amount of proline in algal cells were found. When proline was exogenously supplied prior to Cu treatment, the absorption of Cu was markedly reduced. When exogenous proline was supplied after Cu treatment, it resulted in a remarkable desorption of the adsorbed Cu immediately after the addition of proline. Pretreatment of Microcystis aeruginosa with proline counteracted with metal-induced lipid peroxidation. The results of the present study showed a protective elect of proline on metal toxicity through inhibition of lipid peroxidation and suggested that the accumulation of proline may be related to the tolerance mechanism for dealing with Cu stress.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.112-112
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• 2013

Well-defined surfaces of single-crystalline solid materials are starting points of self-organizationof nanostructures and chemical reactions controlled in nanoscale. Although highly ordered atomicarrangement can be obtained on semiconductor surfaces, they can be maintained only in vacuumand not in air or in aqueous environment. Since single-crystalline metal oxide surfaces arechemically stable and no further oxidation occurs, their atomic structures can be utilized fornanofabrication in liquid processes, nanoelectrochemistry and nanobiotechnology. Sapphire is oneof the most stable metal oxides and its crystalline quality is excellent, as can be applied to electronicdevices that require ultralow defect densities. We recently found that chemical phase separationoccurs on sapphire surfaces by annealing processes and the formed nanodomains exhibit specificproperties in air and in water [1,2]. In our experiments, highly selective and controllable adsorptionof various protein molecules is observed on the phase-separated surfaces though the materials andcrystallographic orientations are identical [3,4]. Planar lipid bilayers supported on thephase-separated sapphire surface also exhibit a specific formation site selectivity [5]. Chemicalnanodomains appear on other metal-oxide surfaces, such as well-ordered titania surfaces. Wedemonstrate that surface chemistry of the nanodomains can be characterized in aqueousenvironment using atomic force microscopy equipped with colloidal tips and then show adsorptionand desorption behaviors of various proteins on the phase-separated surfaces.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제34권5호
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• pp.1513-1520
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• 2013

Novel chitosan (CS) based membrane networks were developed by solution casting and followed by crosslinking with different crosslinkers such as glutaraldehyde, urea-formaldehyde, and thiourea-formaldehyde. The developed membrane networks were designated as CS-GA, CS-UF and CS-TF. Crosslinking reaction of CS membranes was confirmed by Fourier transform infrared spectroscopy. Membrane rigidity and compactness were studied by the differential scanning calorimetry. The surface morphology of CS membranes was characterized by scanning electron microscopy. The sorption behaviour with respect to contact time, initial pH and initial metal ion concentration were investigated. The maximum adsorption capacity of CS-GA, CS-UF and CS-TF sorbents was found to be 1.03, 1.2 and 1.18 mM/g for $Cu^{2+}$ and 1.48, 1.55 and 2.18 mM/g for $Ni^{2+}$ respectively. Swelling experiments have been performed on the membrane networks at $30^{\circ}C$. Desorption studies were performed in acid media and EDTA and it was found that the membranes are reusable for the metal ion removal for three cycles. The developed membranes could be successfully used for the separation of $Cu^{2+}$ and $Ni^{2+}$ metal ions from aqueous solutions.

• 공업화학
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• 제33권1호
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• pp.11-16
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• 2022

금속유기골격체(metal-organic frameworks, MOFs)는 나노사이즈의 기공을 가진 다공성 물질로, 금속이온과 유기리간드의 종류에 따라 기체흡착도 및 기공크기의 조절이 가능하다. 이러한 장점을 이용하여, 기체 포집 및 분리, 그리고 기체센서분야에서 금속유기골격체에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 신속하고, 정량적인 기체 흡탈착 분석을 위해서는, 센서 표면에 균일한 필름 형태의 다양한 MOF 구조체를 형성해야 한다. 본 총설논문에서는 양극산화알루미늄, 산화아연 나노막대, 구리 박막으로부터 직접합성법을 이용하여 각각 MIL-53 (Al), ZIF-8, Cu-BDC와 같은 MOF를 마이크로진동자 센서 표면에 균일하게 합성하는 방법에 대해 정리하였다. 또한, 대표적인 마이크로진동자인 수정진동자미세저울과 마이크로캔틸레버의 작동원리와 금속유기골격체에 기체흡착 시 변하는 신호해석에 대한 내용을 다룬다. 이를 통해, 마이크로진동자 기반 금속유기골격체의 기체 흡탈착 분석에 대한 이해를 높이고자 한다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제25권6호
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• pp.602-608
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• 2014

The sequence of bond overlap population of metal hydrogen binding is in Al-H > Fe-H > Zr-H > V-H. This results shows the binding energy of Al-H is the biggest in this metals (Al, Fe, Zr, and V) and hydrogen interaction. The Vanadium-hydrogen binding shows the weakest binding energy compared to other metals and it causes easy hydrogen desorption from the corresponding metals. The net charge of Al-H show the biggest value of 0.2248 and the severe localizations of electrons around aluminum and imply strongest covalent binding nature in these metals. This study is applicable to the purification of hydrogen in other bulk gas.