• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권1호
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• pp.1-11
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• 2007

본 연구는 NPK(질소-인-칼슘) 비료 생산을 위하여 강양이온 이온교환수지를 사용하는 모사이동층(SMB; simulated moving bed) 흡착 공정의 모델링과 모사에 관하여 다룬다. 이 공정은 생산부와 재생부로 크게 나뉘며, 원하지 않는 이온을 제외시키기 위한 2개의 세척 구역을 포함하여 6개의 구역으로 구성되어있다. 따라서 전통적인 4구역 모사이동층 공정보다 좀 더 복잡한 운전 조건을 갖는다. 이러한 6구역 모사이동층 공정의 모델링과 모사를 통하여 얻은 결과는 파일럿규모의 공정과 상용화 공정에서 얻은 실험 결과와 유사함을 보여주었다. 실험 결과로부터 확인된 이 모델식은 최적 운전 조건을 얻기 위한 최적화 문제에 적용될 수 있을 것이다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권6호
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• pp.640-647
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• 2006

도금공장에서 발생하는 폐수에는 니켈 등 중금속이 고농도로 함유되어 있어 그 처리가 매우 어려운 편이며, 최근에는 공해물질의 발생을 사전에 예방하는 공정을 도입하거나, 발생된 폐수 및 폐기물을 적절히 처리하여 재활용하는 청정기술이 도입되는 추세이다. 본 연구에서는 니켈 도금 공정에서 발생되는 폐수를 대상으로 이온교환과 전기투석 공정을 이용하여 니켈의 회수가능성 및 효율을 평가하였다. 이온교환수지 5 종을 이용한 이온교환 실험결과 S 1467(gel-type 강산성 양이온 교환수지)의 교환용량이 가장 높았으며 재생실험결과 4 N HCl을 재생재로 사용한 경우에서 재생율 및 재생농도가 가장 높았다. 전류밀도, 전극액 농도, 농축액 및 전극액 유량을 변화시켜가며 운전한 전기투석 실험결과 최적의 운전조건은 전류밀도 $250A/m^2$, 전극액 농도 2 N $H_2SO_4$, 전극액 및 농축액 유량 30 mL/min였다. 이온교환수지 500 mL를 사용한 이온교환 scale-up 실험결과 S 1467 수지의 교환용량은 1.88 eq/L resin, 재생율은 93.7% 이었고 cell pair 수를 2개로 증가시킨 전기투석의 scale-up 실험결과, 농축 및 희석효율은 증가하였으나, 전류효율은 일정하였다.

• 한국고분자학회:학술대회논문집
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• 한국고분자학회 2006년도 IUPAC International Symposium on Advanced Polymers for Emerging Technologies
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• pp.190-190
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• 2006

The approach used in present work allows achieving highly exfoliated state of layered silicate s through confinement of the charged nanobeads within the gallery of swollen pristine clay. The latter is principally promoted by ion exchange that involves polar functional groups on the surface of nanobeads and sodium cation in the interlayer gallery of layered silicates. Surface functionality of the nanobeads plays crucial role in establishment of strong interactions with silicate surface, and eventually, dispersion of individual silicate nanoplatelets.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 1998년도 총회 및 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.43-49
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• 1998

Retardation effect of heavy metals in soils caused by adsorption onto the surfaces of solids particles is well known phenomena. The adsorption of metal ions has been recognized more strong in clay mineral and organic matter contents rather than sands and gravels. In this study, we investigated the retardation effect in two sandy soils by conducting batch and column tests. The column tests were conducted to obtain the relationship between concentration and time known as breakthrough curve (BTC). We applied pulse type injection of ZnCl$_2$solution on the inlet boundary and monitored the effluent concentration at the exit boundary under steady state condition using EC-meter and ICP-AES. Batch test consisted of an equilibrium procedure for fine fractions collected from two sandy soils for various initial ZnCl$_2$concentrations, and analysis of Zn ions in equilibrated solution using ICP-AES. The results of column test showed that i) the peak concentration of Zn analyzed by ICP was far less than that detected by EC-meter for both soils and ii) travel times for peak concentration were more less identical for two different monitoring techniques. The first result can be explained by ion exchange between Zn and other cations initially present in the soil particles since ICP analysis showed a significant amount of Ca, Mg ions in the effluent. From the second result, we found that retardation effect was not present in these soils due to strong cation exchange capacity of Zn ion over other cations since we did not apply a solution containing more adsorptive cations such as Al. The result of batch test also showed high distribution coefficients (K$_{d}$) for two soils supporting the dominant ion exchange phenomena. Based on the retardation factor obtained from the Kd, we predicted the BTC using CDE model and compared with the BTC of Zn concentration obtained from ICP The predicted BTC, however, disagreed with the monitored in terms of travel time and magnitude of the peak concentrations. The only way to describe the prominent decrease of Zn ion was to introduce decay or sink coefficient in the CDE model to account for irreversible decrease of Zn ions in liquid phase.e.

• Journal of Pharmaceutical Investigation
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• 제19권2호
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• pp.99-107
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• 1989

In order to develop a pediatric liquid preparation with sustained release properties, dextromethorphan hydrobromide (DEXT) was complexed with strong cation exchange resin (CG 120) and the-complex was coated with Eudragit RS using a phase separation method by non-solvent addition. The effect of pH, ionic strength of the release medium and drug/resin ratio on the release rate of DEXT was studied. The release rate of free drug from the uncoated complex, and coated complexes with 9.5 and 18.5% Eudragit RS in artificial gastric juice were measured. The release rate from the uncoated complex was faster with higher pH, higher ionic strength of the release medium and higher drug/resin ratio. The release rate from the coated complex could be controlled by the amount of coating material, and the surface after release did not rupture into.

• 한국환경과학회지
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• 제18권6호
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• pp.645-654
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• 2009

Lab-scale Electrodialysis(ED) system with different membranes combined with before or after pyroma process were carried out to remove nitrate from two pickling acid wastewater containing high concentrations of $NO_3\;^-$(${\approx}$150,000 mg/L) and F($({\approx}$ 160,000 mg/L) and some heavy metals(Fe, Ti, and Cr). The ED system before Pyroma process(Sample A) was not successful in $NO_3\;^-$ removal due to cation membrane fouling by the heavy metals, whereas, in the ED system after Pyroma process(Sample B), about 98% of nitrate was removed because of relatively low $NO_3\;^-$ concentration (about 30,000 mg/L) and no heavy metals. Mono-selective membranes(CIMS/ACS) in ED system have no selectivity for nitrate compared to divalent-selective membranes(CMX/AMX). The operation time for nitrate removal time decreased with increasing the applied voltage from 10V to 15V with no difference in the nitrate removal rate between both voltages. Nitrate adsorption of a strong-base anion exchange resin of $Cl\;^-$ type was also conducted. The Freundlich model($R^2$ > 0.996) was fitted better than Langmuir mode($R^2$ > 0.984) to the adsorption data. The maximum adsorption capacity ($Q^0$) was 492 mg/g for Sample A and 111 mg/g for Sample B due to the difference in initial nitrate concentrations between the two wastewater samples. In the regeneration of ion exchange resins, the nitrate removal rate in the pickling acid wastewater decreased as the adsorption step was repeated because certain amount of adsorbed $NO_3\;^-$ remained in the resins in spite of several desorption steps for regeneration. In conclusion, the optimum system configuration to treat pickling acid wastewater from stainless-steel industry is the multi-processes of the Pyroma-Electrodialysis-Ion exchange.

• 멤브레인
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• 제13권3호
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• pp.143-153
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• 2003

본 연구에서는 양이온교환막 표면에 형성된 바이폴라 계면이 물분해 현상에 미치는 영향을 조사하였다. 실험결과, 전기투석 중 막표면에 형성된 고정화된 바이폴라 계면이 심각한 물분해를 유발함을 알 수 있었다. 특히, 고정화된 바이폴라 계면은 다가 양이온이 전해질로 이용되는 전기투석 시스템에서 양이온교환막 표면에 쉽게 형성됨을 알 수 있었다. 낮은 용해도적 상수를 갖는 다가 양이온들은 급격한 물분해를 유발하였는데 이는 이들이 막표면에서 쉽게 수산화물의 형태로 침적되며 따라서 수소-친화 그룹과 수산화-친화 그룹으로 구성된 바이폴라 계면이 막-용액 계면에 형성됨을 알 수 있었다. 따라서 물분해는 막 표면의 금속수산화물 층과 막의 고정전하 그룹간에 발생되는 강한 전기장에 의해 크게 활성화됨을 알수 있다. 또한 이와 유사하게 분자량이 큰 유기 상대이온들이 막표면에 누적되는 경우에도 고정화된 바이폴라 계면이 형성되어 한계전류밀도 이상에서 심각한 물분해를 유발하였다. 따라서 전기투석의 고전류 운전시 효율 향상을 위해서는 막표면에 유발되는 고정화된 바이폴라 계면의 형성을 억제하는 것이 매우 중요함을 알 수 있다.

• 공업화학
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• 제7권2호
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• pp.321-325
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• 1996

$Cu^{n+}$ 교환된 Y형 제올라이트 상에서 진행되는 NO분해반응의 특성을 양자화학적 계산을 통해 해석하였다. 제올라이트내 양이온 자리를 나타내는 Cluster모델들에 대해 CNDO/2와 같은 이론적 계산을 수행하여 전체에너지, LUMO에너지 및 Wiberg결합차수값들을 얻었다. 각 모델들의 전체에너지와 결합차수값들을 통해 제올라이트 골격내 $Cu^{n+}$ 양이온 자리에서의 NO분해반응에 대한 반응기구를 고찰하였다. 제안된 분자모델들은 각기 다른 Si/Al비와 $Cu^+$ 및 $Cu^{2+}$ 교환된 양이온의 경우로 구분하여 고찰하였다. LUMO에너지의 계산을 통해 모델분자들의 L산성도를 해석하였다. NO분해반응의 메카니즘은 NO의 흡착, $N_2$ 및 $O_2$로의 분해, $N_2$ 및 $O_2$의 탈착의 단계가 연속적으로 진행될 가능성이 있었다. 양이온 자리에서 $Cu^{2+}$는 $Cu^+$ 보다 더 강한 L산성을 나타내었다.

• 한국광물학회지
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• 제18권3호
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• pp.183-194
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• 2005

일본의 묘기 광상에서 산출되는 벤토나이트를 대상하여 광물학적, 물리화학적 성질 및 열적성질을 측정하였으며, 이 연구의 주목적은 악틴족 원소인 U, Th과 란탄족 원소인 Ce, Eu에 대해 천연산 Na-형 벤토나이트의 흡착특성을 파악하기 위함이다 묘기 벤토나이트는 pH 10.4 정도로 높은 알카리성을 나타낸다. 또한 높은 점도, 팽윤도, CEC 값을 나타내고, 수용액과의 반응에서 짧은 시간에 안정화되어 균질한 상태를 유지하였다. 화학성분 분석결과 $Na_2O$가 CaO에 비해 상대적으로 높은 함량비를 보이는 것으로 보아 묘기 벤토나이트를 구성하는 스멕타이트는 Na-형에 속한다. 열분석 결과 벤토나이트의 전암시료와 점토입자 이하 시료는 각각 $591^{\circ}C$와 $658^{\circ}C$에서 분해됨이 확인되었다. 점토입자 시료 0.2g을 U. Th, Ce그리고 Eu의 각 여러 농도별, pH별 용액 20mL와 반응시킨 흡착실험을 행하였다. 그 결과, 농도 및 pH변화에 따른 흡착량의 변화는 Ce, Th과 Eu용액의 경우 비교적 일정한 흡착량의 감소를 보이나, U용액은 농도가 높아질수록, pH가 증가될수록 급격한 흡착량의 감소를 나타내었다. 흡착능력은 Ce, Th, Eu, U 순으로 나타난다. 벤토나이트의 Ce, Eu, Th, U 흡착은 스멕타이트의 양이온교환반응과 표면흡착반응 이외에도 수용액에 존재하는 이온들이 다양한 화학종의 형성과 침전물 형성이 흡착에 큰 영향을 끼치는 것으로 판단된다. 또한 수반되는 제올라이트가 이들 원소들의 흡착에 영향을 끼쳤을 것이다.

• 대한화학회지
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• 제20권6호
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• pp.469-478
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• 1976

국내에서 산출되는 clinoptilolite 시료를 여러 농도의 염산, 황산 및 인산으로 처리하여 흡착특성 및 결정구조의 변화를 조사하였다. 염산으로 처리했을 때, 질소 흡착량은 5배까지, 벤젠 흡착량은 3배까지 증가되나 메탄올 흡착량은 별 변화가 없다. 처리하는 산의 농도가 높아져 알루미늄의 용출이 많아지면, 결정도가 감소되어 흡착량도 줄어든다. 이러한 결과는 세공 입구의 재배열과 양이온 교환에 기인하는 것으로 보인다. 산처리 시료의 벤젠 흡착량으로 부터 천연시료중의 clinoptilolite의 함량을 결정할 수 있으며, 이 방법으로 본 실험에 사용한 시료를 정량한 결과 약 40% clinoptilolite를 포함하고 있었다. 펄스방법과 microcatalytic 반응기를 사용하여 쿠멘크래킹 및 톨루엔 동종간 주고 받기 반응에서의 염산으로 처리한 clinoptilolite의 촉매 특성을 조사하였다. 쿠멘크래킹 반응에서는, 벤젠 흡착량이 최대가 되는 0.5N의 산으로 처리한 시료에서 전화율이 제일 높았다. 전화율은 반응물질의 세공을 통한 확산속도에 따라 결정된다고 본다. 톨루엔의 동종간 주고 받기 반응에서는 같은 경향을 볼 수 있으며 강산점이 있는 시료에서 활성 저하도가 크다. 이 활성저하 현상 때문에 전화율이 최대점은 처리 농도가 1N일 때의 시료로 옮겨졌다. $Ca^{2+}와 La^{3+}$로 양이온을 교환하면 세공구조내에 양이온이 있으므로 유효세공 반경이 줄어들어 촉매활성은 현저히 감소한다.