• Title/Summary/Keyword: 금속 이온

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The Prediction of Amorphous and Crystalline Phase Formation by Ion Beam Mixing (이온선 혼합에 의한 비정질상 및 결정상 형성 예측에 관한 연구)

  • 최정동;곽준섭;박상욱;백홍구;황정남
    • Journal of the Korean Vacuum Society
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    • v.2 no.1
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    • pp.41-49
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    • 1993
  • 두 층으로 이루어진 박막에서 이온선 혼합에 의해 형성되는 결정상 및 비정질상을 예측할 수 있는 새로운 모델을 제시하였다. 기존의 예측 모델과는 달리, 이온선 혼합 공정에서의 확산메카니즘에 영향을 미치는 변수로서 각 원소의 응집에너지와 침입형자리 크기 그리고, 이온반경을 이용하였다. 비정질상 형상 여부를 결정하는 인자로서 ADF(amorphization determinating factor)를 새로 정의하여 다음과 같이 모델식을 세웠다. 즉, ADF=C1(RB-rA)+C2(Ecoh, max/Ecoh, min)+$\alpha$이다. ADF가 양의 갓을 갖는 계는 이온선 혼합에 의해 비정질상이 형성되며 ADF가 음의 값을 갖는 계는 비정질상이 형성되지 않는다. 70여 가지의 금속/금속 및 금속/실리콘계에 대한 실험결과로부터 본 모델을 검증하였으며 아직까지 실험결과가 부족한 몇 가지 금속/실리콘계에 대해서 본 모델을 이용하여 비정질상 형성 여부를 예측하였다.

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Studies on the Sorption Behavior of Some Metal Ions using XAD-16-Chromotropic Acid Chelating Resin (XAD-16-Chromotropic Acid 킬레이트 수지를 이용한 몇 가지 금속이온의 흡착거동에 관한 연구)

  • Lee, Won;Kim, Mi-Kyoung;Kim, In-Whan;Kim, Jun-Yong;Kim, Jung-Sook
    • Analytical Science and Technology
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    • v.17 no.6
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    • pp.454-463
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    • 2004
  • The sorption behavior of some metal ions on XAD-16-CTA chelating resin was investigated by batch method. The sorption of chelating resin was highly selective for Hf(IV), Zr(IV) and Th(IV) at pH 3.0 ~ 6.0 and the maximum sorption capacity of Zr(IV) ion was 0.81 mmol/g. It was successfully applied to the separation of several rare metal ions from mixed metal solutions by using CDTA, EDTA, NTA and $NH_4F$ as masking agent. The elution order of metal ions obtained from breakthrough capacity and the overall capacity at pH 4.0 was Zr(IV)>Th(IV)>Hf(IV)>U(VI)>Cu(II)>In(III)>Pb(II). Desorption characteristics for metal ions was investigated with desorption agents such as HCl, $HNO_3$, $HClO_4$. 2 M HCl showed high desorption efficiency. Th(IV) ion can be successfully separated from mixed metal ions by using XAD-16-CTA cheating resin.

Effect of Metal Ions on Iron Oxidation Rate of Thiobacillus ferrooxidans Used in a Bioleaching Process (Bioleaching에 사용되는 Thiobacillus ferrooxidans의 철산화 속도에 미치는 금속 이온의 영향)

  • 최문성;조경숙
    • KSBB Journal
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    • v.16 no.1
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    • pp.54-60
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    • 2001
  • The activity of microorganisms is an important factor that determines the efficiency of the bacterial recovery of precious metals from low-grade ore. Metal-leaching microorganisms must have a tolerance, within the concentration levels encountered to leached metals. In this study, the tolerance levels of Thiobacillus ferroxidans to the single and mixed metal ions systems, composed of $Zn^{2+}$, $Cu^{2+}$, $Ni^{2+}$, and $Cd^{2+}$ were investigated. When single metal ions of $Zn^{2+}$ (10~60 g/L), $Cu^{2+}$ (1~6 g/L), $Ni^{2+}$ (1~6 g/L), or $Cd^{2+}$ (1~6 g/L) were added to the growth medium of T. ferrooxidans, the iron oxidation rate of this bacterium was not significantly inhibited. The maximum inhibition percentage observed on the iron oxidation rate of T. ferrooxidans was approximately 50% in the medium supplemented with two or three mixed metal ions of $Cu^{2+}$, $Ni^{2+}$, and $Cd^{2+}$. However, when $Zn^{2+}$ was also added to the medium with the other metal ions, the inhibitory effect on the iron oxidation activity of T. ferroxidans was remarkably increased.

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The Effect of Organic Acids in Decontamination Solution on Ion Exchange of Metal Ions (제염용액내 유기산이 금속이온 이온교환에 미치는 영향)

  • Yang, Yeong-Seok;Kang, Young-Ho;Jheong, Gyeong-Rak
    • Applied Chemistry for Engineering
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    • v.4 no.1
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    • pp.171-177
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    • 1993
  • In decontamination process to remove radioactive materials of reactor cooling system, the metal ions dissolved by organic acids in decontamination solution are separated by use of ion exchange resin in the column. However, organic acids in decontamination solution decrease the apparent affinity of the resin to metal ions. In light of this, some experiments were carried out on the Amberlite IRN-77 cation resin with cobalt and iron to gain a better understanding of the complexation effects on the ion exchange process. Experimental results showed that EDTA among organic acids used as chemical decontaminants predominantly caused reduction of ion exchange capacity of cobaltous ion to resin since this reagent formed the complex with the cobaltous ion stronger than that with the ferrous ion. In contrast, the effects of oxalic acid and citric acid were found to be negligible. And, single and two-component nonlinear equilibrium relationships of the metal ions were established using experimental data.

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Sorption of Ni(II), Cu(II) and Fe(III) ions from Aqueous Solutions Using Activated Carbon (활성탄소를 이용한 수용액으로부터의 Ni(II), Cu(II) 그리고 Fe(III) 이온의 흡착)

  • Hanafi, H.A.;Hassan, H.S.
    • Journal of the Korean Chemical Society
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    • v.54 no.5
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    • pp.533-540
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    • 2010
  • An activated carbon was tested for its ability to remove transition metal ions from aqueous solutions. Physical, chemical and liquid-phase adsorption characterizations of the carbon were done following standard procedures. Studies on the removal of Ni(II), Cu(II) and Fe(III) ions were attempted by varying adsorbate dose, pH of the metal ion solution and time in batch mode. The equilibrium adsorption data were fitted with Freundlich and Langmuir and the isotherm constants were evaluated, equilibrium time of the different three metal ions were determined. pH was found to have a significant role to play in the adsorption. The processes were endothermic and the thermodynamic parameters were evaluated. Desorption studies indicate that ion-exchange mechanism is operating.

The Present and the Prospects for Batteries (전지기술의 국내외 연구동향)

  • 이주성
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 1999.10a
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    • pp.1-2
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    • 1999
  • 시간과 공간의 구애를 받지 않는 양질의 음성, 화상, 문자정보의 교환을 위한 노력으로 디지털 휴대폰과 휴대용 컴퓨터가 등장하면서 음성과 문자정보의 교환분야에 커다란 진보를 이룩하였다. 그러나 현재는 휴대폰이 음성정보에 문자정보교환이 추가된 상황이기 때문에, 아직도 관련 정보교환기술 및 기기개발이 진행되고 있다. 앞으로 휴대폰과 휴대용 컴퓨터의 기능을 통합하고 화상정보까지 결합된 휴대용 정보기기를 위해서는 전자회로의 집적화 및 통신속도 증대가 필수적이다. 또한 이들 휴대용 정보기기를 구동시키기 위한 전력도 증가될 것으로 예측되기 때문에, 현재 전원으로 사용되는 2차전지보다 에너지 밀도가 더욱 증패된 전지가 요구될 것으로 예상된다. 그리고 내연기관의 배기에 의해 발생되는 환정오염문제를 해결하기 위한 방법중의 일환으로 전기자동차 개발이 진행되고 있으며, 이들 전기자동차에 2차전지를 장착하기 위해서 경제성이 있고, 고속충전이 가능하고, 안전성이 높은 고에너지 밀도의 2차 전지 개발이 요구되고 있다. 현재 2차전지는 음극재료나 양극재료에 따라 낚축전지, 니켈/카드륨(Ni/Cd) 전지, 니켈/수소(Ni/MH) 전지, 라륨 2 차전지등이 있으며, 전극재료의 고유특성에 의해 전위와 애너지 밀도가 결정된다. 특히 리튬 2차전지는 리튬의 낮은 산화환원전위와 분자량으로 인해 에너지 밀도가 높기 때문에 앞에서 언급한 휴대용 전자기기의 구동전원으로 많이 사용되고 있다. 리튬 2차전지는 음극 재료가 금속리튬인 경우는 리튬금속으로, 탄소재료인 경우는 리튬이온이라 하며, 한편으로 전해질이 고체 고분자이거나 혹은 역체 유기용매와 리튬염을 고분자와 혼성시킨 겔(gel)인 경우는 고분자로, 전해짙이 리튬염이 전리되어 있는 유동성 액체일 경우는 고분자를 생략하여 구분하고 있다. 즉 리튬금속 2 차전지(LB), 리튬이온 2 차전지(LIB), 리튬금속 고분자 2차전지(LPB), 리튬 이온 고분자 2차전지(LIPB)로 크게 구분된다. 금속리듐을 음극으로 사용하고 전해질로는 리튬염이 전리되어 있는 액체유기용매 를 사용한 리튬금속 2차전지는, 금속리튬전극이 충방전 과정을 반복하면서, 전리된 리튬이 균일하게 산화환원되지 못하고 표변에서 양극방향으로 성장하는 수지상 (dendrite) 현상으로 인해 안전성 확보에 문게가 있었다. 리튬과 알루미늄 합금형태로 음극에 사용한 동전형 전지는 상용화 되었지만, 이러한 단점을 개선하기 위해 리튬이온이 금속으로 석활되는 환원반응전위보다 높은 전위에서 전극재료가 충전되면서 리튬이온이 저장되고, 방전되면서 배출되는 탄소를 음극재료로, 그리고 리튬이온이 충방 전시 가역적으로 삼입 탈리되는 층상의 리튬금속산화물을 양극으로 구성하고, 엑체 전해질과 다공성 고분자 분리막을 사용한 것이 LIB이다. LIB에서 리튬이온의 이동이 가능한 액체전해질의 가능을 고분자 전해질이 대신함으로서 보다 높은 안정성을 확보 한 전지가 LIPB 이다. 또한 고분자 전해질을 사용한 경우 금속리튬상에서의 수지상 성장이 저하되는 현상이 관찰됨으로서, 이론용량이 3,860mAh/g 에 달하는 리튬금속 혹은 합금을 고분자 전지에서 음극으로 사용하고자 하는 2 차전지가 LPB 이다. 리튬 2차전지는 비록 1989년 액체전해질을 사용한 금속리튬 2차전지의 실패전력을 안고있지만 궁극적으로는 이론적으로 최대의 에너지밀도를 가지고 있는 LPB를 지 향할 것으로 예상되지만 가까운 장래에 실현되기는 어려울 것이다. 따라서 향후의 라튬 2차전지의 전개방향은 현재의 LIB를 고분자 전해질을 채용하는 LIPB로 진행시커면서 저가의 전극재료개발을 지속적으로 추진할 것으로 예상된다. 현재 리튬 2차전지는 소형전지에 국한되고 있지만 전기자동차나 전력저장용으로 이를 대형화시커기 위해서는 열적특성이 우수하고 저가인 전극재료개발이 선행되야하기 때문에, 저가의 탄소재료와 코발트산화물을 대신할 수 있는 철, 망칸 또는 니켈산 화물의 개발이 필요하다.

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Crystal Growth and Optical Property of Rutiles Doped with Impurity Ions (불순이온을 첨가한 Rutile의 단결정 성장에 관한 연구)

  • 이성영;김병호;정석종;유영문
    • Korean Journal of Crystallography
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    • v.10 no.1
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    • pp.83-87
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    • 1999
  • 부유대용융법에 의하여 전이금속, 희토류금속, 및 3A족 금속이온의 종류와 농도를 조절하면서 Rutile 단결정을 성장하였으며, 결정결함과 1.55 ㎛에서의 광 투과도에 미치는 각 불순이온의 영향을 조사하였다. 주입된 불순이온 중에서 양호한 결정형을 나타내는 이온은 V5+, Fe3+, Al3+, Zr4+, Ga3+, Sc3+이었으며, Al3+, Zr4+, Sc3+ 이온은 우수한 투과도를 나타내었다. 성장된 결정 중에서 가장 양호한 결정형을 제공하고, 산소결핍 및 low-angle grain boundaries의 형성을 최대로 억제하며, 양호한 투과도를 나타낸 우수한 품질의 Rutile 단결정은 TiO2 99.4 at%-Al2O3 0.6 at%로 평가되었다.

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Partitioning of Metal Cations During Synthetic Calcite Growth (방해석 결정 성장시 금속 양이온의 분해 현상에 대한 연구)

  • 윤혜온;김수진
    • Journal of the Mineralogical Society of Korea
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    • v.14 no.1
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    • pp.31-38
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    • 2001
  • 방해석 결정 성장시 나타나는 미량금속 양이온의 분배현상을 표면침전 및 연속 결정 성장과정을 통하여 관찰하였다. A, B, C 유형의 순수한 방해석이 각각 3가지 다른 초기 농도 즉 0.02, 0.2, 0.4M의 $CaCl_2$.$2H_2$O로부터 형성되었으며 이들의 표면 형태는 합성용액의 조성과 성장 속도에 의해 조절됨을 알 수 있었다. B 유형이 표면형태가 좀더 복잡하지만 A, B 유형은 대체로 단순한{1014}면을 가진 방해석과 유사한 표면형태를 보여준다. 이에 반해 C 유형에서는 {0112}면이 주로관찰되었다. 순수한 방해석 위에 $(Ca, Me)CO_3$층의 대해 {1014}면 3 방향에 대한 전자현미분석 결과 금속이온의 특징적인 분배현상을 알수 있었다. $Mn^{2+}$ /과 $Co^{2+}$ 는 {0112} 에 수직으로 반면 $Sr^{2+ }$ /는 {1014}에 수직 또는 평행한 방향으로 선택적으로 분배되는 현상이 관찰되었다. 합성 방해석 표면 형태에 따른 금속 이온들의 분배 친화도를 Mn$^{2+}$ 이 C 유형>B 유형 >A 유형 그리고 $Co^{2+}$ 은 B 유형 >A 유형 >C 유형이다. 이들중 $Sr^{2+}$는 특히 {1014}면이 잘발달된 A유형에 더 많은 친화도를 갖는 것으로 나타났다.

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Selective Metal ion Transport of PET Non-woven Fabric Supported Carrier-Facilitated Transport Membrane (PET 부직포를 매트릭스로 이용한 Carrier-Facilitated Transport Membrane의 금속이온 투과성)

  • 김용일;마석일
    • Proceedings of the Korean Fiber Society Conference
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    • 2002.04a
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    • pp.462-465
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    • 2002
  • 물에 용해되어 있는 금속이온의 분리를 위한 선택성이 있는 분리 막의 개발은 환경오염이 날로 심각해지고 있는 오늘날에 환경오염의 개선, 에너지절약, 자원의 재활용 등 문제를 해결함에 있어서 아주 중요한 작용을 하게 될 것이다. 물에 용해되어 있는 금속이온을 선택적으로 분리하기 위해 일반적으로 캐리어(carrier)를 함유한 Carrier-Facilitated Transport Membrane (CFM)을 이용하게 되는데, 이 방면에 대한 연구는 주로 유기 상에 용해되어 있는 캐리어를 microporous한 필름에 지지하게 하는 방식으로 만들어진 Supported Liquid Membrane (SLM) 혹은 Elusion Liquid Membrance (ELM)의 개발에 대한 팽대한 연구가 이루어 졌다(1). (중략)

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Solvent Extraction of Alkali Metal and Alkaline Earth Metal Cations Using a Mono-Crown Ether and Bis-(Crown Ether)s (Mono-Crown Ether와 Bis-(Crown Ether)s를 이용한 알칼리금속과 알칼리토금속 양이온들의 용매추출)

  • Shin, Young-Kook;Kim, Hae-Joong
    • Analytical Science and Technology
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    • v.10 no.1
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    • pp.60-65
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    • 1997
  • Solvent extraction of alkali metal and alkaline earth metal cations by mono-crown ether(benzo-15-crown-5) and bis-(crown ether)s(ethylenediamine bis(4'-formyl benzo-15-crown-5)) containing benzo-15-crown-5 moieties were investigated with water-chloroform system at $25^{\circ}C$. The order of the extraction equilibrium constants($K_e$) and the complexation constants($K_c$) for the alkali metal and alkaline earth metal cations with mono-crown ether and bis-(crown ether)s were Ca(II)>Na(I)>Sr(II)>K(I)>Mg(II)>Rb(I) and Sr(II)>Ca(II)>K(I)>Rb(I)>Mg(II)>Na(I) respectively. These results were explained in terms of the size effect of metal cation and electron density effect. Also, the bis-(crown ether)s was found to extract metal cations more effectively than the corresponding mono-crown ether.

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