• 한국수산과학회지
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• 제33권5호
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• pp.455-462
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• 2000

점증하는 적조로부터 수산피해를 줄이는 것은 시급한 문제이다. 황토를 살포하여 적조생물입자를 응집 제거하는 것이 하나의 방법이 되고 있다. 황토를 이용하여 적조생물입자에 대한 응집실험을 한 결과는 다음과 같다. 본 실험에 사용한 황토입자의 입도 분포는 정규분포를 보여주는 하나의 peak로 나타났으며, 입자의 평균 지름은 $25.0 {\mu}m$이고, 약$84.5{\%}$의 황토입자가 $9.8-55.0{\mu}m$의 범위에 속하며 변동계수는 $65.1{\%}$이었다. 황토의 금속성분을 분석한 결과는 규소 (Si)가 $48{\%}$, 알루미늄 (Al)이 $35{\%}$, 철 (Fe)이 $11{\%}$로서 $94{\%}$를 차지하며 나머지 $48{\%}$는 칼릅 (K), 구리 (Cu), 아연 (Zn), 티타늄 (Ti) 등으로 구성되어 있었다. 전자현미경 사진에 나타난 황토입자의 표면은 거칠고 다공질이며 부정형의 입자로 되어 있었다. 황토입자는 $10^(-3)M$ NaCl의 수용액 중에서 pH가 증가함에 따라 negative zeta potential 값이 증가하여 pH 9.36에서 -71.3mV를 나타내고 이후 거의 일정한 값을 나타내었으며, pH 1.98에서 +1.8 mV를 나타내어 amphoteric surface charge를 가지는 물질의 성질을 나타내었다. 전하결정이온은 $H^+, OH^-$ 이온이고, pH 2 부근에서 PZPC를 나타내었다. 용액의 전해질이 NaCl일 경우 $10^(-2)M (pNa=2)$ 이상의 농도에서는 $Na^+$ 이온의 농도가 증가함에 따라서 황토입자의 negative zeta potential 값은 일률적으로 감소하다가 $Na^+$ 이온의 농도가 1M (pNa=0)이 되었을 때 zeta potential은 0에 근접하였다. 용액의 전해질이 2 :l electrolyte ($CaCl_2$와 $MgCl_2$)의 경우 $Ca^(+2)$ 이온의 농도가 증가함에 따라서 황토입자의 negative zeta potential 값이 일률적으로 감소하다가 약 $10^(-3)M (pCa=3)$의 농도에서 등전점을 나타내고 전하역전이 일어났다. 해수중의 황토와 적조생물 입자는 비슷한 negative zeta potential을 나타내었고, 점토 중에서 해사가 가장 큰 negative zeta potential을 나타내었다. 해수중에서 황토입자와 적조생물입자의 EDL은 해수에 포함된 고농도의 염류 농도로 인하여 극히 얇게 압축되고, 이런 상태에서 두 입자가 상호 접근할 경우 모든 간격에서 LVDW attractive force의 절대값이 EDL repulsive force의 절대값보다 항상 큰 값을 나타낸다. 해수중에서 황토입자와 적조생물입자는 모든 간격에서 negative total interaction energy 값 (attractive force)을 나타내어 항상 용이하게 floe을 형성할 수밖에 없는 조건에 있다. 적조생물입자의 응집제거 효율은 황토의 농도가 증가함에 따라서 지수함수적 ($Y=36.04{\times}X^(0.11); R^2=0.9906$)으로 증가하였으며, 황토의 농도 800mg/l까지 급격한 증가를 보이다가 황토의 농도가 계속 증가함에 따라서 완만한 증가를 나타내었다. 적조생물은 황토 6,400mg/l에서 거의 $100{\%}$ 응집제거 되었다. 황토 800 mg/l을 사용하고 G-value를 $1, 6, 29, 139 sec^(-1)$로 단계적으로 증가시킴에 따라 응집제거 효율은 지수함수적으로 증가하였다. 이는 응집반응의 효율을 높이기 위해서는 황토입자와 적조생물입자 사이에 충분한 충돌이 일어날 수 있도록 교반하는 것이 매우 중요함을 나타내 주는 것이다. $800mg/l$의 농도에서 황토는 철을 함유하지 않은 다른 점토보다 $28.8{\~}60.3{\%}$ 더 높은 처리효율을 나타내었다. 황토에는 >SiOH의 음전하단과 수중의 phenolphthalein alkalinity를 소모하는 수화금속화합물의 양전하단이 공존하며, 이 수화금속화합물에 의하여 황토가 나머지 점토 특히 해사와 다른 응집특성을 보여주는 것으로 생각된다.

• 청정기술
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• 제27권2호
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• pp.182-189
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• 2021

입상 활성탄(GAC)에 의한 disperse yellow 3(DY 3) 염료의 흡착을 초기농도, 접촉 시간, 온도 및 pH를 흡착변수로 하는 실험을 통해 등온흡착과 동력학적, 열역학적 파라미터에 대해 조사하였다. pH 변화실험에서 활성탄에 대한 DY 3의 흡착은 산성영역인 pH 3에서 흡착률이 가장 높았다. 이는 양(+)으로 하전된 활성탄 표면과 DY 3의 음이온(OH^-) 사이의 정전기적 인력에 기인한 것으로 판단되었다. DY 3의 흡착평형자료로부터 Langmuir 등온흡착식에 가장 잘 맞았으며, 계산된 분리계수(R_L) 값으로부터 활성탄이 DY 3을 효과적으로 제거할 수 있다는 것을 알았다. 또한, Temkin 식의 흡착열 관련 상수의 값이 20 J mol^-1을 넘지 않아 물리 흡착 공정임을 알 수 있었다. 동력학 실험은 농도별 실험과 온도별 실험 모두 유사 이차 속도식이 오차율 10.72% 이내였다. Weber와 Morris의 입자내 확산 모델의 플로트는 두 단계의 직선으로 나타났다. Stage 2(입자내 확산)의 기울기가 stage 1(경계층 확산)의 기울기보다 작게 나타나 입자 내 확산이 속도지배단계인 것을 확인하였다. 활성탄에 의한 DY 3 흡착의 자유에너지 변화는 298 ~ 318 K에서 모두 음의 값을 나타냈으며, 온도가 증가할수록 자발성이 더 높아졌다. 활성탄에 대한 DY 3의 흡착반응의 엔탈피 변화는 0.65 kJ mol^-1 로 흡열반응이었으며, 엔트로피 변화는 2.14 J mol^-1 K^-1로 양의 값(positive value)을 나타냈다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권3호
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• pp.308-312
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• 2013

NaOH 화학적 활성화법을 사용하여 야자각 차로부터 고 비표면적과 미세기공이 발달된 활성탄을 제조하였다. 활성탄제조 공정은 탄화과정에서 활성화 약품과 야자각 차의 비율과 불활성 기체 유량과 같은 실험변수들을 분석함으로서 수행되었다. 이와 같은 NaOH 화학적 활성화에 의한 2,481 $m^2/g$의 고 비표면적과 2.32 nm의 평균 기공크기를 갖는 활성탄이 얻어졌다. 양극으로 $LiMn_2O_4$, $LiCoO_2$와 음극으로 제조된 활성탄을 사용하여 하이브리드 커패시터의 전기화학적 성능을 조사하였다. $LiPF_6$, $TEABF_4$의 유기 전해질을 사용한 하이브리드 커패시터의 전기화학적 거동은 정전류 충방전, 순환 전류 전압법, 사이클과 누설전류 테스트에 의해 특성화 되었다. $LiMn_2O_4$/AC 전극을 사용한 하이브리드 커패시터가 다른 하이브리드 시스템 보다 더 좋은 충방전 성능을 보였으며, 출력밀도 1,448 W/kg와 131 Wh/kg의 고 에너지 밀도를 전달할 수 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권5호
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• pp.593-599
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• 2017

본 연구에서는 활성탄과 납 전구체를 사용하여 나노 Pb/AC 복합소재를 제조한 후, 울트라 전지용 음극소재의 전기화학적 특성을 조사하였다. 나노 Pb/AC 복합소재는 활성탄에 나노 Pb 입자를 흡착시킨 후 감압 수세하여 제조하였다. 제조된 복합소재의 물리적 특성은 SEM, BET, EDS를 통해 분석하였으며, $1740m^2/g$, 1.95 nm의 비표면적과 평균 기공크기를 얻었다. 울트라 전지의 음극은 납 극판에 나노 Pb/AC를 딥코팅하여 제조되었다. 울트라 전지는 이산화납을 사용한 양극과 나노 Pb/AC 복합소재 음극을 사용하였으며 전해액은 5M의 황산용액($1.31g/cm^3$)을 사용하였다. 전기화학적 성능은 충 방전, 순환전압전류, 임피던스, 사이클 테스트를 통해 조사되었다. 제조된 나노 Pb/AC를 이용한 울트라 배터리는 기존의 납 축전지와 AC를 코팅한 납 축전지보다 개선된 초기 용량과 사이클 특성을 보였다. 이러한 실험 결과로부터 나노 Pb/AC의 적절한 첨가가 수소발생 반응이 억제됨에 따라 용량 및 장기 사이클 안정성을 향상시킴을 알 수 있었다.

• Journal of Dairy Science and Biotechnology
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• 제35권3호
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• pp.208-214
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• 2017

본 연구에서는 산양유 단백질 분해물과 키토올리고당을 이용하여 약 138~225 nm 크기를 지니는 구형의 나노 전달체를 성공적으로 제조하였다. 제조된 나노 전달체는 소수성 건강기능성 물질인 DHA와 레스베라트롤을 각각 ~22 mg/100 mL와 ~4.5 mg/100 mL 씩 포집가능하며, 제조 공정요인(예, TPP 농도, 산양유 단백질 분해물 농도, 키토올리고당 농도) 조절을 통해 입자 크기, 표면전하등과 같은 나노 전달체의 물리화학적 특성과 소수성 건강기능성 물질의 포집 효율을 조절할 수 있음을 알 수 있었다. 또한 산양유 단백질 분해물/키토올리고당 나노 전달체는 동결건조를 통해 분말화가 가능하기 때문에 식품 적용성이 뛰어나다. 결론적으로 본 연구에서 food-grade 물질인 산양유 단백질 분해물과 키토올리고당을 이용하여 제조한 나노 전달체는 저지방 및 무지방 유식품에 적용 가능한 무지방 기반(non-fat based)의 소수성 건강기능성 물질 전달체로 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 전기화학회지
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• 제6권4호
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• pp.255-260
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• 2003

다공성 탄소전극의 전위에 짜른 EDLC(e)ectric double-layer capacitor)특성을 조사하기 위해 복소캐패시턴스분석(complex capacitance analysis)을 수행하였다. 하나의 원통형 기공에 대해 복소캐패시턴스를 이론적으로 유도하였고, 기공의 분포를 고려하여 다공성 전극에 대하여서도 계산하였다. 복소캐패시턴스의 허수부를 주파수에 대해 도시하면 피크 형태의 곡선이 얻어지는데, 이때 피크의 면적은 캐패시턴스 값의 크기와, 피크의 위치는 다공성전극의 전기화학 파라매터와 기공구조에 의해 결정되는 $\alpha_0$와 상관관계가 있음을 알 수 있었다. 이를 이용하면, 동일한 기공구조를 갖는 전극에 대해, 전위에 따른 캐패시턴스와 기공 내 이온전도도의 변화를 측정할 수 있다. 메조포러스 탄소전극에 대하여 전위를 변화시키며 electrochemical impedance spectroscopy를 측정하고 이를 복소캐패시턴스법에 의해 분석하였다. 피크 면적으로부터 구한 전위에 따른 캐패시턴스는 0.3V부근에서 최대값을 가졌는데, 이는 cyclic voltammetry 실험결과와도 일치하였다. 한편, 피크 위치로부터 구한 기공 내 이온전도도는 0.2V에서 최대 값을 가지고 전위가 증가할 수록 서서히 감소하였다. 이를 탄소 표면전하의 증가로 인해 이온/표면의 전기적 작용력이 커졌기 때문으로 해석하였다.

• 대한화학회지
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• 제60권3호
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• pp.187-193
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• 2016

다양한 pH 환경에서 감응 할 수 있는 CNTs/Collagen Hydrogel들을 양이온성 CNT인 CNT-NH2와 그리고 음이온성 CNT인 CNT-COOH를 Collagen(CG)과의 접목을 통하여 양이온성 또는 음이온성 Hydrogel들을 합성하는데 성공하였다. 구체적으로 pH 4에서 크게 Swelling되는 양이온성 CNT-NH₂/CG Hydrogel과 pH 10에서 크게 Swelling되는 음이온성 CNT-COOH/CG Hydrogel들을 합성하였다. pH 4~10 범위에서의 제타전위 값 측정을 통해 사용된 CNT(CNT-NH₂와 CNT-COOH)들, CG, 합성된 CNT-NH₂/CG Hydrogel 및 CNT-COOH/CG Hydrogel들의 표면전하 값 변화를 추적하였다. 서로 다른 pH 조건에서 Swelling 변화 실험을 통해 CG의 Fibril사이 공극 변화를 예측해 약물 방출 가능성을 체크하였다. 양전하성 CNT-NH₂/CG Hydrogel의 경우 pH 4에서 가장 높은 Swelling(pH 7 대비 5% 상승)을 보였으며, 반대로 음전하성 CNT-COOH/CG Hydrogel의 경우에는 pH 10에서 가장 높은 Swelling(pH 7 대비 10% 상승)을 보였다. 이러한 결과는 본 연구에서 개발 한 pH 감응성 Hydrogel들이 산성(pH ~2의 위장) 또는 알칼리성(pH ~9의 소장)에서 특이적으로 확장된 다공성 구조를 통해 약물을 쉽게 방출 할 수 있는 pH 감응성 약물전달 시스템에 적용 가능함을 확인 하였다.

• The Korean Journal of Physiology
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• 제16권1호
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• pp.13-23
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• 1982

Effects of external pH and potassium concentrations on the electrical and mechanical properties were investigated on rabbit papillary muscle. Papillary muscles were perfused in horizontal chamber with Tris Tyrode solutions and action potential along with isometric tension was recorded simultaneously. Potassium concentrations were varied between 1 and 12 mM at low(6.9), normal(7.4) and high (7.9) external pH. The following results were obtained: 1) On rasing the potassium concentration from 1 to 12 mM resting membrane potentials decreased from $-88.8{\pm}2.8$ to $-66.4{\pm}1.2\;mV$ at normal pH and the amplitude of action potential decreased from $115.1{\pm}0.7$ to $97.5{\pm}2.8\;mV$. On lowering the potassium concentration, membrane hyperpolarized and at 1 mM potassium concentration resting potentials were $-107{\pm}2.2\;mV$. Duration of action potential especially $APD_{60}{\sim}APD_{90}$ increased($APD_{90}$: $214{\pm}15.8\;ms$ at 1 mM $K^+$ to $287{\pm}18.1\;ms$ at 12 mM $K^+$). 2) During acidosis membranes hyperpolarized by more than 20 mV within 1 min. and then slow recovery was observed during the following 10 min. During alkalosis membranes depolarized about 10 mV, which were maintained until washing with normal Tyrode solutions. 3) On lowering the external pH(7.9-6.5), duration of action potential increased progressively and it was most prominent at pH 6.5 and $K^+$ 1mM. 4) Magnitude of developed tension was $0.6{\pm}0.14\;g/mm^2$ at normal pH and potassium concentration (stimulus frequency : 60/min). Relative isometric tension to normal value increased along the increment of stimulus frequency($44.2{\pm}4.2%$ at 6/min to $271{\pm}86.7%$ at 180/min). Force-frequency relations were altered quantitatively during the perfusion with different external pH solutions. 5) Developed tension did not show marked variation within the range of $2{\sim}8\;mM$ potassium concentrations. Positive inotropism was observed at less than 2 mM $K^+$ and negative inotropism beyond 12 mM $K^+$ concentrations. From the above results we concluded that the effects of potassium ion concentration on electrical and mechanical properties of rabbit papillary muscle are related to the changes in surface negative charge due to acid base disturbances.