알카리 및 알카리토금속, 전이금속원소, 액티나이드원소등 10개 원소로 구성된 질산매질의 모의 방사성용액에서 옥살산에 의한 Nd와 Am의 공침전 연구를 수행하였다. 모의용액중의 질산농도와 옥살산농도에 따른 Nd과 Am의 침전율과 정제도가 연구되었다. 각 원소들의 침전율은 옥살산이 증가함에 따라서 증가하고 질산농도에 따라서는 감소하였다. 각각 0.5M인 옥살산농도와 질산농도에서 Nd과 Am의 침 전율이 99%이상이 되고, 정제도 측면을 고려할 때 가장 좋은 것으로 판단되었다. Am은 Nd와 매우 잘 공침전됨을 확인하였으며, Zr이 존재할 시 Cs, Sr, Pd등과 공침됨을 알 수 있었다.
UV/과산화수소법을 적용하여 유기염소계 농약인 chlorothalonil을 분해하는 공정에 있어서 광화학 반응의 효율을 증대시키는 방안으로 과산화수소와 옥살산염의 최적 주입농도를 선정하여 그 제거효율을 비교하였다. 그 결과 UV조사시 과산화수소의 농도가 100ppm일 때 일차반응속도 상수(k)가 0.0869로 가장 높게 나타났으며 옥살산염에서는 1mM일 때 0.1782로 높게 나타남으로써 과산화수소와 옥살산염의 최적 농도를 산출할 수가 있었다. 최적 과산화수소와 옥살산염을 조합하여 UV조사시 반응속도 상수값(k)이 0.1893으로 UV/옥살산염보다도 분해속도가 빠르게 나타났다.
ITO glass 제조공정에서 발생되는 인듐스크랩으로부터 인듐옥살산염의 제조에서 유기산의 영향을 연구하였다. 유기산의 종류, 농도 그리고 반응액의 pH, 온도, 시간 등을 변화시키면서 인듐옥살산염 제조에 미치는 영향을 조사하였다. 불순물 제거 효율은 구연산 및 옥살산 모두 비슷하였으나 구연산은 인듐과 유기산염을 형성하지 못하였다. 인듐옥살산염 제조의 최적 조건은 옥살산 농도 1.5M, pH 7, 반응온도 $80^{\circ}C$, 반응시간 6시간이었다. 한편, pH가 증가하면 회수율은 증가하지만, 순도는 감소하였다. 2회 반복으로 제조된 인듐옥살산염의 순도는 99.995% (4N5)를 나타내었다. 인듐옥살산염은 치환반응, 소성 등에 의해 인듐금속 및 인듐산화물 등으로 전환할 수 있다.
고 준위 방사성 액체 패기물의 옥살산 침전 공정을 통하여 침전여액이 발생된다. 이 침전여액에는 옥살산과 같은 유기 물질이 함유되어 있으며 이 물질의 제거는 방사성 폐기물의 긍극적인 처리 처분에 대단히 중요하다 본 연구는 모의 침전여액을 제조하고 이로부터 옥살산 제거 연구가 두 가지 방법으로 수행되었다. 첫째 과산화수소를 이용한 제거 법으로서 침전여액 내 Ru$^{+4}$ 와 Fe$^{+3}$ 는 과산화수소를 자체 분해시키기 때문에 옥살산 제거를 방해함을 알 수 있었다 둘째는 NaOH를 용액 내 첨가하는 방법으로 pH증가에 따라 침전이 발생되면서 COD는 상당히 감소함을 보여주었다. 침전물은 $Na_2$C$_2$O$_4$로 확인되었고 pH9 이상에서 99%이상 감소함을 보여 주었다.다.
본 연구에서는 질산매질에서 UV 광조사에 의한 옥살산 분해연구가 수행되었다. UV 광원은 $2537{\AA}$의 파장을 방출하는 수은램프가 사용되었다. UV 광조사에도 불구하고 옥살산 자체는 분해되지 않았다. 그러나 질산매질하에서 UV 광조사에 의해 옥살산은 쉽게 분해되었다. UV광조사에 의해 $NO_3{^-}$으로부터 발생되는 산소라디칼이 옥살산을 분해시키는 것으로 조사되었다. 옥살산 분해율은 질산 0.5M 부근에서 최대를 이루다가 질산농도 증가에 따라 점차 감소하였다. 이것 역시 산소라디칼과 $NO_3{^-}$ 사이에서 반응으로 쉽게 설명될 수 있다.
식물체 내에서 칼슘의 역할에 대하여 광범위하게 알려져 있지만, 다량원소의 흡수와 축적 및 옥살산 합성에 대한 칼슘의 영향에 대한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구는 칼슘 결핍 또는 과잉에 따른 오이생육, 다량원소 흡수, 옥살산 합성 및 칼슘-옥살산 crystal 형성에 대하여 알아보고자 수행하였다. 칼슘의 결핍 또는 과잉조건하의 오이 생육과 다량원소의 흡수는 크게 저해되는 경향을 보였으며, 특히 마그네슘과는 정반대의 흡수패턴을 보였다. 칼슘처리의 증가는 오이 잎과 뿌리 중 옥살산 함량을 증가시켰으며, 오이 엽 중 칼슘과 옥살산과의 상관관계는 매우 높은 것으로 나타났다 (0.91, P<0.001). 칼슘-옥살산 crystal의 주요 형태는 prismatic 이었고, crystal은 칼슘 처리량이 증가함에 따라 많이 생성되었다. 또한 crystal의 주요 구성성분은 칼슘, 나트륨 및 염소로 나타났다.
금속산화물에 오염된 도자기 유물을 보존처리 하기 위해서는 경우에 따라 화학적 세척과정이 필요하다. 본 연구에서는 화학적 세척과정을 침적법과 습포법으로 구분하여, 침적법에서는 옥살산과 구연산의 농도에 따른 철산화물 제거특성을 확인하고자 하였다. 나아가 앞선 침적법의 결과를 토대로 spot 테스트를 거친 후, 태안 마도에서 출토된 도자기 유물에 습포법을 적용하여 철산화물을 제거하였다. 옥살산에 60시간 침적시 도자기 빙렬 내의 철산화물은 제거되었지만, 육안관찰에서 침적 3시간 이후부터 철산화물이 관찰되지 않기 때문에 보존처리현장에서는 유물의 안정성을 고려하여 0.25M 이하의 옥살산에 1~3시간동안 침적하는 것이 적당할 것으로 판단된다. 구연산에서는 60시간 침적시 철산화물은 제거되지 않았다. 이는 옥살산과의 분자량 차이 및 산도(acidity) 등에 의한 것으로, 빙렬 내에 침투한 철산화물을 제거할 때에는 구연산보다 옥살산이 좀 더 효과적이었다. 옥살산을 용제로 제작한 습포팩(벤토나이트, 세피올라이트, 활성탄소섬유, 셀라이트)을 오염된 백자태토에 10시간동안 도포 처리하여 철산화물은 제거되었지만, 유물적용성은 벤토나이트와 세피올라이트가 뛰어났다. 그래서 앞선 침적법의 결과를 토대로, 0.25M의 옥살산과 세피올라이트를 습포 팩으로 제조하여 태안 마도 출토 청자 및 백자에 적용하였다. 습포팩 1회 처리로 유물표면의 철산화물은 대부분 제거되었으나 오염물의 형태에 따라 적용횟수는 달라질 수 있을 것으로 판단되며, 세피올라이트에 의한 2차 오염을 방지하기 위한 세척도 함께 병행되어야 할 것이다.
산성용매에서 몰리브덴-옥살산 결합의 고리열림이 일어난 다음 티오시안산과 반응하는 속도를 460nm에서 분광학적으로 측정하였다. 산성용매에서 몰리브덴-옥살산의 해리와 이 해리된 착물과 티오시안산의 반응속도를 티오시안산 및 수소이온농도에 따라 연구하였다. 몰티브덴에 결합된 옥살산리간드에 양성자첨가가 되고 이 양성자 첨가된 착물은 티오시안산이온과 반응을 빠르게 한다. 이들 결과에서부터 산성용매에서 옥살산리간드의 치환은 몰리브덴닐산소의 트란스에 결합된 산소의 결합이 끊어지는 과정과 관련되는 해리메카니즘에 의해서 설명할 수 있다.
젖산을 이용하여 안전하게 양극활물질에 있는 Co, Mn, Ni을 침출할 수 있는 방법을 개발하였다. 양극활물질을 젖산으로 침출 시켰을 때, 젖산의 농도는 1N과 4 N 이상에서 보다는 2 N에서 가장 높은 효율을 보였다. 양극활물질을 단계적으로 젖산 용액에 첨가 하였을 때, 최대 용해도는 2 N의 젖산 용액에서 1 L 당 30 g이었다. 젖산 용액에 옥살산을 첨가하였고 희유금속들은 1 L 당 4 g에서 가장 경제적인 회수율을 보였다. 본 연구를 바탕으로 해서, 양극활물질로부터 희유금속들을 회수하기 위한 최적의 조건은 무게비로 옥살산과 양극활물질이 7 : 1이라는 것을 확인할 수 있었다. 첨가하여, 옥살산에 의해서 생성된 침전물은 Co, Ni, Mn 3성분이 결합되어 있는 다핵 결정성 물질이었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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