• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제2권3호
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• pp.17-35
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• 2001

본 연구에서는 자연점토에 납, 구리, 아연, 카드뮴의 단일 흡착 시 온도변화에 따른 흙의 구성성분별 흡착거동을 살펴보기 위해 혼합 흡착-연속추출법(combined adsorption-sequential extraction analysis, CASA)을 사용하였다. 실험결과 납과 구리의 경우 약 50%이상의 분배가 탄산염 형태로 나타났고, 카드뮴의 경우 약 80%이상의 분배가 이온교환 형태로 나타났다. 아연의 경우 $25^{\circ}C$이하의 온도에서는 이온교환 형태로의 분배가 약 60%로 나타났고, $40^{\circ}C$이상의 온도에서는 탄산염 형태로의 분배가 50%이상으로 나타났다. 흙의 각 구성성분에 대한 흡착용량의 온도에 따른 영향은 철.망간 산화물과 유기물 형태에서 주로 발생하는 것으로 나타났다. 또한 이온교환 형태를 제외한 모든 형태에 대한 중금속들의 흡착 반응은 온도의 증가에 따라 흡착량이 증가하는 흡열반응(${\Delta}H^0$ >0)인 것으로 나타났다.

• 자원리싸이클링
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• 제14권4호
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• pp.17-21
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• 2005

망간단괴 용융환원 시 철과 니켈을 주로 함유하고 있는 Ni-Cd 폐전지와 코발트 등을 함유한 석유화학 폐촉매를 대상으로 첨가 원료로서의 사용 가능성을 검토하였다. Ni-Cd 폐전지의 경우 망간단괴와의 첨가비에 관계없이 $5\%$ 코크스 첨가 시, 주회수 대상 금속인 니켈을 전량 합금상으로 회수할 수 있었다. 한편 폐촉매의 경우 폐촉매의 첨가비가 증가할수록 많은 환원제가 필요한데 이는 폐촉매 중의 코발트가 산화물 형태로 존재하여 이를 환원하기 위한 환원제가 필요하기 때문이다. 본 방법은 금속계 폐자원을 처리하고 동시에 유가금속을 회수할 수 있는 방법으로 향후 망간단괴 개발의 상용화 시 경제성을 증대시키고 폐자원의 재활용에 기여 할 것이다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권1호
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• pp.94-98
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• 2008

비정형 $MnO_2$의 초고용량 캐폐시턴스 특성을 향상시키기 위하여 망간산화물을 높은 전기전도를 갖는 나노탄소섬유(vapour-grown carbon nanofibers, VGCF)와 복합화하여 나노탄소섬유/망간 산화물(VGCF(40 wt%)/$MnO_2$) 복합 전극을 제조하여 cyclic voltammetry(CV), impedance spectroscopy 및 chronopotentiometric charge/discharge 기법을 사용하여 1.0M $Na_2SO_4$ 전해질에서 초고용량 캐폐시터 특성을 조사하였다. 40 wt% VGCF를 포함한 복합전극에서 $0.8mg/cm^2$ 망간산화물을 로딩한 $VGCF/MnO_2$ 복합전극은 주사속도 20 mV/s에서는 380 F/g, 500 mV/s에서는 230 F/g의 비용량 값을 나타냈다. 또한, $2.0mA/cm^2$의 일정전류로 충방전 실험을 수행한 결과 3,000회에서 97%의 초기용량을 유지하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제22권4호
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• pp.62-69
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• 2013

$Li(NCM)O_2$계 폐리튬전지 공정 스크랩의 재활용 연구의 일환으로서 리튬화합물의 회수와 NCM전구체를 제조하기 위한 침출거동에 대하여 살펴보았다. 우선 탄소를 이용하여 층상 구조의 NCM계 산화물 분말을 분해시켰으며, $600^{\circ}C$ 이상의 탄소반응으로 리튬은 탄산리튬으로 변화시켰다. 탄산리튬은 수세 후 농축과정을 거쳐 순도 99% 이상의 탄산리튬 분말로 회수하였다. 그리고 탄소에 의한 환원 반응율은 $800^{\circ}C$에서 약 88%을 나타내었으며, 탄소환원 처리 후 분말에 대한 황산 침출 결과, 2M 이상의 황산농도에서 코발트, 니켈, 망간의 침출율은 99% 이상이었다.

• 대한화장품학회지
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• 제28권1호
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• pp.15-30
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• 2002

최근 화장품 사용인구의 증가와 안전성에 대한 관심 증대에 따라 화장품 중 유해성분 함유에 대한 논란이 종종 있어왔다. 화장품에 대한 전문적 지식이 없는 사람들에 의하여 진행된 잘못된 정보로 인하여 화장품 중에 포함된 모든 중금속이 인체에 심각한 영향을 초래한다는 등의 오해를 불러와 관련 업계에 적지 않은 피해를 주기도 하였다. 이에 본 자료에서는 구체적 근거자료와 연구 논문들을 기반으로 유해한 중금속, 안전하여 사용이 공인된 중금속 등을 조사하여 화장품에서의 중금속의 개념을 정립하고자 하였다. 국내에서는 식품의약품안전청 고시 제2000-27호에 화장품에 포함되었을 때 유해한 중금속으로 납, 비소 및 수은을 명시하고 그 규제농도를 규정하고 있다. 규제 중금속은 아니지만 피부에 알러지를 일으키는 중금속으로는 니켈이 있는데 화장품 중 몇몇 제품군에서 소량(수∼수십ppm) 이 검출되기도 한다. 그러나 이는 일상으로 사용하는 각종 귀금속, 시계, 안경테, 클립, 지퍼 등의 금속 용품에 포함된 니켈의 양(수∼수십%)에 비하여 매우 적은 양이며 정상적인 사람에게는 무해하다. 실제 대다수의 니켈 알러지는 화장품이 아닌 귀금속이나 시계 등의 금속류 제품 등에 의하여 유발된다. 또한 많은 종류의 중금속 화합물이 화장품 원료로 사용되고 있다. 전세계적으로 널리 사용되는 것으로 크롬, 망간, 비스머스, 구리, 철, 코발트, 티타늄, 아연 등의 화합물이 있으며 이들은 각종 화장품 공정서 및 원료집 등에 수재되어 사용되고 있다. 이들 중 코발트와 크롬이 피부에 유해하다는 몇몇 보고가 있지만, 이는 이들 원소의 수용성염형태의 특정 화합물인 cobalt chloride와 chromate 및 dichromate의 염에 관한 것으로 화장품에서 사용되는 불용성 산화물인 cobalt aluminum oxide, cobalt titanium oxide, cobalt blue, chromium oxde greens 및 chromium hydroide green 등, 국제적으로 널리 사용되는 안전한 중금속 화합물과는 그 특성 및 독성이 판이하게 다르다. 따라서 화장품에서는 매우 안전한 중금속 화합물만이 사용된다. 업계는 유해 중금속에 관해서는 규제에 입각한 엄격한 품질관리에 힘쓰고 중금속의 화학적 분자구조(수용성염 vs 불용성산화물)를 구별할 수 있는 분석방법 개발에 주력하여야 한다. 그리고 안전한 화장품을 사용하고자 하는 소비자의 욕구를 충족시키고 잘못된 인식과 보도로 인하여 안전한 화장품이 유해한 것으로 오도되는 것을 막아야 할 것이다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제14권1호
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• pp.44-50
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• 2009

생물체내에 내분비계 기능을 방해하고 생식능력 감소, 암 등을 유발하는 내분비계장애물질이 상수나 폐수, 지표수, 토양 등에서 검출이 증가하는 추세이다. 본 연구에서는 토양 내 내분비계장애물질을 산화공유결합반응을 유도, 토양 유기물화 시켜 제거하기 위하여 망간 산화물인 버네사이트를 촉매로 이용하였다. 수산화 작용기를 갖는 내분비계장애물질인 bisphenol A, 2,4-dichlorophenol 및 17${\beta}$-estradiol을 각각 50, 100, 1.5 mg/L의 농도로 하여 수용액 상에서의 버네사이트 촉매 반응을 관찰한 결과, 모두 60분 이내에 99% 이상 제거되었다. 특히 bisphenol A는 5분 내에 96%이상 제거되는 등 가장 높은 제거효율을 나타냈다. 또한 산화공유결합반응은 버네사이트 표면에서 일어나는 반응으로 버네사이트의 양, 즉 반응 표면적이 넓어질수록 일차반응속도상수가 선형적으로 증가함을 확인하였다. 토양 슬러리 상에서의 각 물질의 반응성을 확인한 결과, 수용액상보다 빠르게 변환되었는데, 이는 버네사이트에 의해 생성된 페녹시 라디칼이 토양유기물과 교차결합하여 더욱 빠르게 제거되었기 ��문으로 판단된다. 이러한 수용액 및 토양에서의 빠른 반응으로 비추어 볼때, 버네사이트를 이용한 유기물화 기술은 수용액 뿐만 아니라 토양 내 내분비계장애물질의 효과적인 처리 방법이 될 것으로 보인다.

• 자원환경지질
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• 제39권6호
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• pp.653-662
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• 2006

화원면 주광리 일대의 석영맥은 선캠브리아기의 변성퇴적암류 내에 발달된 NW 또는 NE방향의 단층대를 충진한 천열수성 석영맥이다. 이들 석영맥의 연장성과 품위를 기초로, 1호 석영맥은 연장성이 200 m이며 폭은 0.1에서 3 m 정도이다. 1호 석영맥의 광화작용은 심성시기와 천성시기로 구분된다. 심성시기는 일라이트, 견운모를 수반하는 필릭대와 점토대로 구성되며 황화광물은 황철석, 유비철석, 섬아연석, 황동석, 방연석 및 함은사면동석 등이 관찰된다 천성시기는 철-망간 산화광물, 아연-철 산화광물 및 연 산화광물 등이 관찰된다. 유체포유물 자료에 의하면, 심성시기의 균일화온도와 염농도는 각각 $187{\sim}306^{\circ}C,\;0.0{\sim}6.2wt.%$로써 광화유체가 계속적인 순환수의 유입에 의한 혼입에 의해 냉각 및 희석작용이 있었음을 시사한다. 산소($-4.1{\sim}4.1%o$), 수소($-107{\sim}-88%o$)동위원소 값을 볼 때 광화유체는 순환수 기윈의 유체가 주종을 이룬 것으로 보이며 광화작용이 진행됨에 따라 계속적인 순환수의 혼입이 크게 작용한 것으로 해석할 수 있다.

• 자원환경지질
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• 제35권4호
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• pp.355-368
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• 2002

대원사 다층석탑(보물 제1112호)의 훼손도 평가와 지질학적 안전진단을 실시하였다. 이 다층석탑의 부재는 주로 화강암질 편마암으로 이루어져 있으며, 부분적으로 세립질 화강편마암과 우백질 화강편마암이 혼재한다. 보륜석은 흑운모 화강암이며 원추형 보주는 도기로 되어 있다. 탑의 부재는 박리와 박락이 심하고 탑신과 옥개석의 일부는 파손되어 시멘트로 조악하게 접착되어 있는 상태이다. 이 탑은 전체적으로 비정질 철수산화 광물의 침전과 피복으로 인하여 황갈색 또는 적갈색을 띤다. 또한 망간산화물에 의한 암갈색 각질과 시멘트 몰탈에서 용해된 석고와 방해석 침전물이 표면의 백화현상을 야기하였다. 각각의 탑신, 옥개석 및 상륜부의 구성암석에는 방사상 또는 선상 미세균열과 이를 충전한 회백색 탄산염광물들이 산재한다. 이 탑에는 균류, 조류, 지의류나 선태류가 암석의 표면에 고착되어 기생하면서 황갈색, 청남색 및 진녹색을 나타내는 반점상으로 산출된다. 한편 대원사 경내 및 계곡에 분포하는 암석도 다층석탑과 마찬가지로 심한 적화현상을 볼 수 있다. 이는 대원사 부근에 분포하는 암석이 일반적인 편마암류의 철과 망간 함량에 비하여 아주 높고, 이들이 강수 또는 지표수와의 반응에 따라 산화물을 형성하여 표면을 피복한 자연적인 현상이다. 따라서 이 탑의 이차오염을 가중시키는 적화 및 백화현상을 차단하기 위한 보존처리와 석탑의 부재와 지반의 구조적 안정을 위한 열극계의 보강과 접착이 필요하다.

• 광물과 암석
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• 제33권3호
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• pp.143-152
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• 2020

버네사이트(birnessite)는 약 7Å의 d-spacing을 가지는 대표적인 층상형 산화망간광물로 높은 양이온 교환능력을 가지기 때문에 지하수나 퇴적물 공극 유체의 화학조성을 결정짓는 중요한 역할을 한다. 버네사이트의 양이온 교환 반응 기작을 규명하기 위해서는 층간 내 양이온의 배위 환경과 결정구조에 대한 원자 수준의 이해가 매우 중요하다. 이번 연구에서는 원자 수준의 계산광물학 방법인 고전 분자동역학(classical molecular dynamics; MD) 시뮬레이션을 이용하여 기존 실험에서 보고된 화학조성을 가지는 삼사정계 Na-와 K-버네사이트의 결정구조, 층간 양이온의 배위 환경 및 적층 구조를 계산하였다. 계산 결과는 기존 X-선 실험에서 보고된 격자 상수와 층간 배위 환경을 잘 재현하여 시뮬레이션 방법의 신뢰성을 보여주었으며, X-선 실험만으로는 구분하기 어려운 층간의 양이온과 물 분자 위치를 구별한 원자 수준의 정보를 제공하였다. 망간 팔면체 층의 적층 순서는 동일하지만 층간 내 Na⁺와 K⁺의 위치가 서로 상이하고, 층간 양이온의 배위 환경과 결정구조 간의 상관관계를 보인다. 원자 수준의 분자동역학 시뮬레이션은 버네사이트의 양이온 교환 반응 기작 규명에 크게 기여할 것으로 기대한다.

• 한국광물학회지
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• 제5권2호
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• pp.102-108
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• 1992

장군광산의 산화망간광석에서 자연산 (Ca, Mg)-부서라이트를 발견하였는바, 이는 퇴적 또는 변성기원이 능망간석의 표성 풍화에 의해 형성되었다. 부서라이트는 란시아이트와 함께 세립의 부서라이트-란시아이트 염편을 이룬다. 이 (Ca, Mg)-부서라이트-란시아이트는 엽상의 작은 결정으로 산출되나. 이는 세립의 다카넬라이트 집합체 주위에 침전되어 있다. 전자현미분석 결과, 장군 광산의 (Ca, Mg)-부서라이트는 ($Ca_{.08}Mg_{.07}Mn_{.05}6{2+})Mn_{.89}^{4+}O_2{\cdot}1.46H_2O$의 화학식을 갖는다. 상대습도의 조절 및 가열에 의한 탈수실험과 상대습도 조절에 의한 재수화 실험에의하면, (Ca, Mg)-부서라이트는 90${\circ}C$에서 완전히 탈수되며 27%만이 재수화된다. 상대습도 26%에서의 (40$^{\circ}C$로 가열한 경우와 일치하는) 탈수현상은 9.86${\AA}$ 회절선의 9.60${\AA}$으로의 감소 및 강도의 감소로 특징지워진다. 이는 층간의 매우 약하게 결합된 물분자의 방출에 기인한다. 40$^{\circ}C$에서 90$^{\circ}C$까지의 가열에 의한 탈수현상은 001 회절선이 9.60${\AA}$에서 7.42${\AA}$까지 점이적 이동으로 특징지워진다. 이는 층간에 약하게 결합되어 있는 물분자의 방출에 의한 것이다.