• 방사성폐기물학회지
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• 제6권2호
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• pp.129-139
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• 2008

본 연구에서는 국내산 경주벤토나이트를 이용하여 제조한 벤토나이트 콜로이드에 대한 산화환원 반응에 대체적으로 안정한 다가 핵종인 Eu(III)와 Th(IV)의 실험적 수착 연구를 수행하였다. 수착실험에 대한 공시험을 수행하여 반응용기 벽면에 의해, 침전에 의해, 콜로이드 형성에 의해 손실된 핵종들의 양을 평가하였다. 그리고 이러한 손실들을 반영한 Eu(III)와 Th(IV)의 벤토나이트 콜로이드에 대한 수착분배계수 $K_d$값을 구하고 조사하였다. 세 종류의 손실양을 반영한 벤토나이트 콜로이드의 순수한 수착분배계수 $K_d$ 값은 pH 변화에 따라 Eu(III)의 경우 $10^6-10^7mL/g$ 정도의 값을 가지고, Th(IV)의 경우 $7{\times}10^6-10^7\;mL/g$ 정도의 값을 가지는 것으로 관측되었다. 특히 Eu(III)의 경우엔 pH 5 이상에서 침전의 영향이 크게 나타났고, Th(IV)의 경우엔 pH 3 이후에 콜로이드 형성과 침전의 영향이 크게 나타났다. 따라서 주어진 농도에서 콜로이드 형성 및 침전 영향이 커지는 pH 이후에는 Eu(III) 및 Th(IV)과 같은 다가 핵종들의 정확한 수착분배계수를 구하기 위해서는 이러한 침전 및 콜로이드 형성과 같은 영향이 반영되어야 할 것이다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권5호
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• pp.695-700
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• 2019

본 연구에서는 유기물인 안트라퀴논(AQDS)와 템포(TEMPO)를 활물질로 사용하고 N 중성 전해질 기반 수계 유기레독스 흐름전지 성능이 멤브레인에 따라 어떻게 영향을 받는지 분석하였다. 안트라퀴논과 템포 모두 중성 전해질인 염화칼륨(KCl) 전해질에 대해 높은 전자전달성(0.068 V의 산화 반응 및 환원 반응의 피크 전위차) 및 셀전압(1.17 V)을 얻을 수 있었다. 성능비교를 위해 사용한 멤브레인으로, 상용 양이온 교환막 중 하나인 Nafion 212를 사용하였을 때, 0.1 M 활물질을 1 M 염화칼륨 전해질에 용해해서 작동한 레독스 흐름전지 완전지 테스트를 통해, 전류효율 97%, 전압 효율 59%의 성능을 나타내었지만, 방전 용량(discharge capacity)은 4 사이클에서 $0.93Ah{\cdot}L^{-1}$로 이론 용량($2.68Ah{\cdot}L^{-1}$)의 35%를 도달하였으며, 총 10사이클 동안 방전 용량의 용량 손실율(capacity loss rate)은 $0.018Ah{\cdot}L^{-1}/cycle$ 이다. 그 외에도 Nafion 117 멤브레인, SELEMION CSO 멤브레인을 사용하여 단전지 성능을 테스트하였을 때, 오히려 저항 증가 및 투과 유도로 인해 더 큰 용량 손실을 이끌었다.

• 대한화학회지
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• 제66권3호
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• pp.228-242
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• 2022

본 연구에서는 예비화학교사들이 모델의 이그노런스 교육을 교육실습에 적용할 수 있도록 교수프로그램을 제공하여 교육적 효과를 알아보았다. 교수프로그램의 구성은 Odden & Russ의 연구에서 제안한 센스메이킹 개념과 Asli 등이 제안한 교사의 센스메이킹 단계를 고려하여 구성하였다. 연구 대상은 우리나라 중부 지역에 있는 교사 양성 대학의 화학교육과 4학년 예비교사 23명이었다. 교수프로그램은 모델의 이그노런스 교육에 대한 센스메이킹 형성을 위하여, 초기 생각 도출 단계, 불일치 상황에서 모델의 이그노런스 인식 단계, 모델의 이그노런스 교육을 위한 수업 전략 구성 단계, 그리고 교육실습을 통한 수업 실행 계획 및 실천 단계 등 4단계로 구성하였다. 이 프로그램의 첫 단계를 통해 산·염기 반응의 아레니우스 모델과 브뢴스테드-로리 모델, 산화·환원 반응의 전자 이동 모델에 대한 예비교사들의 초기 아이디어를 알아보았다. 두 번째 단계를 통해 모델의 지식으로 설명할 수 없는 불일치 상황을 제시하여 모델의 이그노런스를 인식하도록 하였다. 세 번째 단계로 교과서 분석과 수업 전략 구성 활동을 통해 모델의 이그노런스 교수 역량을 기르는 활동을 하였다. 마지막 단계로 교육실습 동안 예비교사들에게 모델의 이그노런스 교육 실행을 계획하고 실천해 보도록 하였다. 이러한 모델의 이그노런스 교육에 대한 센스메이킹 형성 교수프로그램을 통해 예비교사들은 모델의 이그노런스를 인식하게 되었으며, 모델 이그노런스를 반영한 수업 전략 구성 및 실천 역량을 획득하고, 모델의 이그노런스를 가르치는 것의 교육적 가치와 필요성에 대하여 인식하게 되었다.

• 생명과학회지
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• 제23권2호
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• pp.167-174
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• 2013

Peroxiredoxin 6 (Prx 6)는 티올-특이적 항산화 단백질에 속하는 효소로서 산화적 스트레스로부터 세포를 보호할 뿐만 아니라 과산화물의 환원작용을 촉매한다. 본 연구에서는 인간 Prx 6의 promoter를 이용하여 항산화반응을 유발하는 추출물을 효과적으로 스크리닝하는 새로운 형질전환마우스를 개발하는 최종목적을 달성하기 위한 중간단계로서, hPrx 6/Luc 벡터를 개발하고, 이들 벡터의 안정적 발현과 성공적 반응성을 세포주를 이용하여 확인하고자 하였다. 이를 위해, 인간 Prx 6 promoter를 증폭하여 luciferase cDNA와 결합한 hPrx 6/Luc 벡터를 제조하였으며, 제조된 벡터를 제한효소 절단과 염기서열분석을 통해 확인하였다. hPrx 6/Luc 벡터는 NCI-H460 세포에 transfection한 후 인삼(KWG), 홍삼(KRG), 맥문동(LP), 홍문동(RLP)의 4가지 추출물을 처리하여 luciferase activity를 측정하였다. 그 결과, luciferase activity는 4가지 추출물에 의해 효과적으로 증가하였고, 특히 KRG과 LP를 처리한 그룹이 KWG과 RLP를 처리한 그룹보다 높았다. 또한, luciferase activity는 RLP 농도에 의존적으로 증가하였다. hPrx 6/Luc 벡터와 hPrx 6 mRNA반응의 차이를 비교하기 위해, 4가지 추출물을 처리한 후 hPrx 6 mRNA의 양을 RT-PCR로 분석하였다. 그러나, hPrx 6 mRNA의 양은 비록 고농도의 RLP 추출물에서는 약간의 증가가 관찰되었지만, 대조군에 비하여 4가지 추출물에서 유의적인 차이가 없었다. 한편, 4가지 추출물에 의한 superoxide dismutase (SOD) 활성의 변화는 비록 일부 차이는 있었지만 hPrx 6/Luc 벡터와 유사한 반응을 나타내었다. 따라서, 이러한 결과는 hPrx 6/Luc 벡터는 성공적으로 제조되었고, 세포내에서 안정적으로 발현하면서 항상화물질에 민감하고 정량적으로 반응할 수 있음을 제시하고 있다. 더불어, 이러한 세포주에서 확인결과를 바탕으로 형질전환마우스가 개발된다면, 항산화물질을 정량적으로 스크리닝하는 시스템으로 적용가능성이 매우 높음을 보여주고 있다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권1호
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• pp.61-71
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• 2000

수용액 속에 강력초음파를 조사(照射)하면 공동화기포 (cavitation bubble) 속의 매우 높은 온도의 열에 의해 수증기가 해리되어 OH (hydroxyl radical) 과 H (hydrogen radical) 이 생성되고 그것들이 수용액 속에 함유되어 있는 물질들을 산화 또는 환원시켜 분해시키며, 한편으로는 과산화수소를 생성한다. 따라서 생성된 과산화수소의 양과 유기물질의 초음파 분해반응메카니즘과는 상관관계가 있을 것임을 예측할 수 있으며, 이러한 예측을 확인하기 위해 공기로 포화시킨 증류수와 그 증류수에 각각 TCE, Benzene, 그리고 2,4-DCP 등 세 가지 유기물질들을 용해시킨 수용액으로부터 생성된 과산화수소의 양을 측정하고 그 결과를 분석하였다. 그 결과, 생성된 과산화수소의 양은 증류수>TCE수용액>2,4-DCP수용액 >benzene수용액의 순으로 많고 유기물질의 농도가 낮을수록 적어 TCE는 높은 온도의 수용액에서는 고온과 고압인 공동화기포내와 그 공동화기포가 파열될 때 그 주위에서 직접 열분해되고 저농도의 수용액에서는 라디칼반응에 의해 분해되며, 벤젠과 2,4-DCP는 열분해 및 라디칼반응에 의해 분해된다고 제안된 초음파 분해반응메카니즘과 일치함을 나타내었다. 사용한 실험변수인 초음파의 주파수와 음향출력, 그리고 시료물질의 농도 등의 영향은 주파수가 높고 음향출력이 낮을수록 과산화수소의 생성량이 적어 수중에 강력초음파를 조사(照射)하였을 때의 에너지원인 공동화와 이들 변수와의 관계에 대한 초음파이론과 일치하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제16권3호
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• pp.19-26
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• 2007

도심지에서 발생하는 생활폐기물들은 재활용 가능한 목재나 iron 등을 분리시킨 후 소각장으로 보내지기 때문에 자기류나 유리류 그리고 가장 많은 양을 차지하고 있는 가연성 물질로 존재하게 된다. 하지만 소각 전 분리 공정에도 불구하고 생활폐기물에서의 iron의 함유량은 약 $3{\sim}11%$에 달하고 있다. 이러한 iron은 소각로에서 소각 처리될 경우 약 $1000^{\circ}C$의 온도(로의 내부 온도)에서 산화반응에 의해 표면에 산화물 층을 형성하게 된다. 소각된 바닥재는 water-cooling냉각 처리를 통해 냉각되며 물과 접촉한 iron 표면의 산화물 층은 심한 붕괴가 일어나 부식작용이 더욱 활발히 일어나며 많은 양의 ferrous material($Fe_3O_4,\;Fe_2O_3,\;FeS_2$)을 생성하게 된다. 이러한 iron과 ferrous material은 산화 환원 작용에 의해 부피변화를 일으키기 때문에 시멘트 골재 등으로의 재활용 시 많은 문제점을 일으킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 소각 바닥재를 이용하여 각 입도별 자력선별에 따른 ferrous material의 분리 특성에 대해 연구하였다. 그 결과 전체 바닥재의 약 18.7%(ferrous product; $Fe_3O_4,\;Fe_2O_3,\;FeS_2$, iron)가 자력선별(자력세기:3800gauss)에 의해 분리 되었으며 1.18mm이상의 입도에서 전체 ferrous product의 87.7%가 분포하였다. iron의 경우 전체 바닥재의 약 3.8%의 함유량을 보였으며 1.18mm이상의 입도에서 전체 iron의 99%이상이 존재하였다.

• 전기화학회지
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• 제8권4호
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• pp.172-176
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• 2005

차세대 5V급 양극활물질로 각광받고 있는 $LiNi_{0.5}Mn_{1.5}O_4$는 기존의 $LiMn_2O_4$ spinel 물질의 $Mn^{3+}$을 $Ni^{2+}$으로 치환하여 5V 영역에서 $Ni^{2+}/Ni^{4+}$ 산화/환원 반응이 가능하게 한 물질이다. 기존의 $LiMn_2O_4$는 낮은 초기 용량과 충 방전에 따른 빠른 용량감소를 보이는 단점을 가지고 있어 이 문제를 극복하기 위해 Mn의 일부를 다른 금속으로 치환하여 $LiM_yMn_{2-y}O_4$ (M=Cr, Al, Ni, Fe, Co, Cu, Ca)을 만드는 방법이 활발히 연구되고 있다. 본 연구에서는 기계 화학적 합성법을 이용하여 합성한 $LiNi_{0.5}Mn_{1.5}O_4$의 전기화학적 특성에 대해 연구하였다. 이 물질은 기존의 $LiMn_2O_4$보다 에너지 밀도가 높으며 저가 및 친환경성 등으로 앞으로 HEV 등에서 그 활용성이 크게 기대된다. 볼밀을 이용하여 여러가지 조건(출발물질 조건, 볼밀조건, 열처리조건 등)에서 $LiNi_{0.5}Mn_{1.5}O_4$을 합성한 결과 기계화학적 방법으로는 $Ni^{2+}$가 $Mn^{3+}$를 완전히 치환하지 못하여 $4.0{\sim}4.1V$의 전압에서 $Mn^{3+}/Mn^{4+}$의 산화/환원과 관련된 peak가 발생하였다. Ni 원료 물질로써 수산화 물질을 사용하고 열처리 온도를 $800^{\circ}C$로 하였을 때 최상의 성능을 나타내었다.

• 자원환경지질
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• 제41권1호
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• pp.47-56
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• 2008

본 연구에서는 달천 폐광산 지역 내 25개 지점에서 현장수질(pH, Eh)을 측정되었고, 41개 지점에서 지하수를 채수하여 주이온 성분을 분석되었다. pH와 Eh성분은 모두 사문암 지역에서 가장 높았으며, pH는 약알칼리성에서 중성의 범위로 나타났다. 연구지역 내 지하수는 탄산염암과의 반응에 의한 산화 환원 환경이 지배적이었으며, 다른 암종에 의한 영향은 매우 적은 것으로 나타났다. 연구지역의 지하수 중 양이온은 $Ca^{2+},\;Mg^{2+}$, 음이온은 $SO_4^{2-}$ 성분이 높게 나타났다. 이는 탄산염암과 사문암, 유비철석과 황철석에 함유된 황 성분이 지하수에 다량 용해되었기 때문이다. 지하수내 이온성분 사이의 상관계수는 광미적재지에서 $Ca^{2+}$와 $SO_4^{2-}$ 성분이 0.95, $Ca^{2+}$와 $Mg^{2+}$ 성분이 0.86, $Mg^{2+}$와 $SO_4^{2-}$ 성분이 0.85로서 높게 나타났다. 또한 기반암 지하수에서는 $Mg^{2+}$와 $SO_4^{2-}$ 성분이 0.86, $Ca^{2+}$와 $SO_4^{2-}$ 성분이 0.68 정도로 나타났다. 양이온 중 $Ca^{2+}$ 성분이 광미적재지에서 $46.85\sim323.58mg/L$, 기반암에서 $3.18{\sim}207.20mg/L$로서 가장 넓은 농도 범위를 나타내었으며, 음이온 중 $SO_4^{2-}$ 성분이 광미적재지에서 $21.54{\sim}1673.17mg/L$, 기반암은 $2.04{\sim}1024.64mg/L$로 가장 넓은 농도 범위를 나타내었다. 대수층 매질 종류에 따른 파이퍼 다이아그램 분석 결과, 광미적재지는 Ca-$SO_4$형, 사문암 지역은 Mg-$SO_4$형과 Mg-$HCO_3$형, 탄산염암 지역은 Ca-$HCO_3$형, 혼펠스 지역은 Na-K형과 $CO_3+HCO_3$형이 우세한 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 달천 폐광산 지역의 광미적재지에서 $Ca^{2+},\;Mg^{2+}$ 및 $SO_4^{2-}$ 성분이 지하수에 다량 용해되어 지하수의 주 흐름 방향에 위치한 기반암 지하수에 유입되었음을 알 수 있었다.

• 자원환경지질
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• 제55권6호
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• pp.737-760
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• 2022

고준위 방사성 폐기물(High-level radioactive waste; HLW)의 지질처분을 위해서는 심부 지하 환경에 대한 이해가 선행되어야 하며, 이는 지질학적, 수리지질학적, 지구화학적, 지질공학적 조사를 통해 가능하다. 우리나라는 HLW의 지질처분을 계획하고 있으나, 심부 지하 환경의 지구화학적 특성에 관한 연구가 부족한 편이다. 이에 본 논문에서는 지질처분 부지 선정을 위한 지구화학적 조사를 중심으로 선진국의 심부 지하수 연구 동향을 살펴봄으로써 앞으로 국내 수리지구화학 분야의 연구 과제를 도출하는데 참고하고자 하였다. 해외 8개 국가(미국, 캐나다, 핀란드, 스웨덴, 프랑스, 독일, 일본, 스위스)의 심부 지하 환경 조사 방법 및 결과와 함께 지질처분 부지 결정 과정과 향후 연구 계획을 살펴본 결과, 해외 선진국에서는 심부 지하 환경의 지구화학적 특성화를 위해 지하수 및 난대수층 내 간극수의 수화학과 동위원소(예: SO₄^2-의 ³⁴S, ¹⁸O, DIC의 ¹³C, ¹⁴C, H₂O의 ²H, ¹⁸O), 균열 충전광물(fracture-filling minerals), 유기물, 콜로이드, 산화-환원 지시자(예: Eh, Fe²⁺/Fe³⁺, H₂S/SO₄^2-, NH₄⁺/NO₃^-) 등을 조사하고 있으며, 이들 지구화학 자료의 통합 해석을 통해 해당 심부 환경이 지질처분에 적합한지를 평가하였다. 국내의 경우, 인공신경망을 이용한 Self-Organizing Map(자기조직화 지도), 다변량 통계 기반 M3 모델링(지하수 혼합 모델), 반응-경로 모델(reaction path model) 등을 이용하여 심부 지하수의 수화학적 유형 분류 및 진화 패턴 규명, 천부 지하수 혼합 영향, 균열 충전광물과 지하수화학 사이의 관계를 규명한 바 있다. 그러나 지질처분 부지를 선정하는데 있어 과학적 근거를 확보하기 위해 중요한 기타 지구화학 자료(예: 동위원소, 산화-환원 지시자, 용존유기물)가 매우 부족한 현실이며, 따라서 최적의 지질 처분지를 찾기 위해서는 지역별/유형별 심부 지하수에 대한 지구화학적 자료 구축이 요구된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제36권1호
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• pp.8-15
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• 2003

하천수를 홍수터에 살포하면 퇴적층을 통과하는 동안 미생물의 작용에 의해 유기물과 질소가 동시에 제거될 수 있는데, 이러한 미생물의 작용에 미치는 근권의 효과를 홍수터 모형을 이용하여 검정하였다. 홍수터 모형은 길이와 작용에 미치는 근권의 효과를 홍수터 모형을 이용하여 검정하였다. 홍수터 모형은 길이와 직경이 각각 135 및 30 cm인 PVC관에 낙동강에서 채취한 홍수터 퇴적물을 채우고 표면에 잡초가 자라는 모형과 자라지 않는 모형으로 구분하여 제작하였다. 하천수는 $68.0L\;m^{-2}\;d^{-1}$ 유속으로 실험기간 동안 표면에 연속적으로 살포하였으며, 모형 내에서 하천수의 흐름과 미생물 반응이 정상상태(Steady state)에 도달한 이후 4주 동안 모형의 여러 깊이에서 물 시료를 채취하여 $NO_3$, $NH_4$, 용존산소, 화학적산소요구량 및 산화환원전위를 측정하였다. 표면에 잡초가 자라는 모형에서는 30 cm 깊이의 표층에서 탈질 작용이 일어날 수 있는 환원상태가 발달하였으며, 30 cm 깊이의 표층에서 탈질 작용이 일어날 수 있는 환원상태가 발달하였으며, 30 cm 깊이에서 측정된 COD와 $NO_3-N$ 농도는 유입수 중의 18.2와 $9.8mg\;L^{-1}$에 비해 각각 5.2와 $0.9mg\;L^{-1}$으로 감소하였다. $NO_3$ 제거효과는 잡초가 자라는 모형에서 현저히 높았으며, 이러한 효과는 잡초에 의한 직접적인 흡수와 근권에서의 유기물 공급과 산소의 신속한 소모에 따른 활발한 탈질작용에 기인하고, 잡초가 없는 모형에서 $NO_3$의 제거가 충분히 일어나지 못한 것은 전자수용체인 유기물의 부족 때문인 것으로 판단되었다. 이상의 결과로 미루어 볼 때 슬러지 발생과 화학약품의 사용이 필요없는 홍수터 여과 기술은 부영양상태의 하천수를 친환경적으로 처리할 수 있는 방법이 될 수 있을 것이다.