• 한국광물학회지
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• 제31권4호
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• pp.267-275
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• 2018

본 연구는 미얀마 바간(Bagan)지역 전통 건축물의 벽체 보수에 사용되는 소석회에 대한 광물학적 특성을 분석하고 바간 지역 문화재 수리 현장과 동일한 방법으로 제조한 석회 플라스터의 물리적 특성을 파악하였다. 미얀마 소석회의 X-선 회절 분석과 열분석 결과 포틀랜다이트($Ca(OH)_2$)와 수활석($Mg(OH)_2$)이 주구성광물로 검출되었으며, 이를 통해 석회의 원석으로 백운석($CaMg(CO_3)_2$) 광물의 함량이 높은 탄산염 암석이 사용됐을 것으로 추정된다. 주사전자현미경 분석 결과 미얀마 소석회는 $0.5{\mu}m$ 이상의 불규칙한 형상을 가진 결정들과 소량의 $0.1{\mu}m$ 크기의 판상형 결정들이 응집되어 있고 전체적으로 매끄러운 조직 형태를 관찰할 수 있었는데, 국내에서 건식 소화시킨 소석회와 비교했을 때 결정의 크기나 균일도가 다른 것은 소석회 간 구성광물의 차이와 미얀마 특유의 전통 습식 소화방법에 의한 영향으로 판단된다. 28일 동안 양생한 미얀마 석회 플라스터의 압축강도 값은 평균 $1.13N/mm^2$이며, bale (Aegle marmelos) 열매의 물 추출액을 첨가한 플라스터 시편의 압축강도 값은 평균 $1.03N/mm^2$로 측정되었다. 석회는 장기간 탄산화 과정을 거쳐 강도가 발현되는 기경성 재료이므로 향후 28일 이상 장기 양생을 통해 양생기간별 물리적 특성의 변화 양상을 파악할 필요가 있다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.31-42
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• 2024

해안사구는 해안사빈의 모래가 바람에 의해 운반 및 퇴적으로 형성되어 생태계 보전 및 자연재해 보호의 역할을 한다. 해안사구의 침식에 대한 자가회복력에도 불구하고 해안사구의 면적이 지속적으로 감소하고 있어 논의가 필요하다. 미생물을 활용한 탄산칼슘 형성(microbially induced carbonate precipitation, MICP) 기술은 지반의 강성과 강도를 증진시키는 친환경적 방법으로, 본 논문에서는 MICP 기술의 해안사구 침식 저감성에 대해 논의하였다. 풍동 시험기가 해안사구의 침식 거동을 모사하기 위해 사용되었다. 무처리 모래와 MICP 처리 모래를 준비하여 침식 실험을 수행하였다. 3차원 스캐너를 통해 침식 전후의 표면 변화를 관측하여 침식 거동과 침식성 정수를 분석하였다. 염산 세척을 통해 MICP 처리된 모래의 고결도를 정량화 하였다. 실험 결과, MICP 처리가 높을수록 고결도와 강도가 올라가고, 그로 인해 침식 저항성이 증진되었다. 이 논문에서는 풍력에 의한 전단응력과 물에 의한 전단응력 간의 불일치를 발견하고 이를 해소하기 위하여 보정계수를 제안하였다. 본 연구를 통해 MICP 기술의 해안사구의 침식 저감 가능성을 확인하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제30권1호
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• pp.66-76
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• 2021

전기로 제강분진 중에는 아연(Zn), 납(Pb)등과 같은 유가금속들이, 다양한 화합물(산화물 또는 염화물 등)의 형태로 다량 함유되어 있다. 전기로 제강분진 내에 함유되어 있는 이들 유용금속원소들을, 가장 효율적이며 안정적으로 회수할 수 있는 대표적인 방법으로서는 Rotary Kiln Process가 있다. Rotary Kiln Process는 전기로 제강분진에 환원제(Coke, 무연탄)와 석회석(염기도 제어용)을 첨가하여 성형한 후에 가열함으로서, 아연성분을 조산화아연(Crude Zinc Oxide : 60% Zn)의 형태로 회수하는 방법으로 오래전에 이미 상용화되었으며, 지금도 공정 및 설비의 단점을 개선하기 위한 연구개발을 지속적으로 수행하고 있다. 현재 국내에서도 전기로 제강분진을 재활용하여 조산화아연을 생산하는 다수의 상용화공장들이 가동되고 있다. 조산화아연 중에는, 아연성분 외에도 다양한 기타의 성분원소들(Pb, Cd, Sn, In, Fe, Cl, F 등)이 산화물, 염화물, 알칼리 화합물 등의 형태로 함께 혼재되어 있다. 그러므로 조산화아연을 건식 또는 습식아연제련용 원료로서 그대로 사용하게 되면 조산화아연에 함유된 이들 불순물 성분들이 미치는 악영향으로 인하여, 아연제련과정에서 많은 문제점들이 발생하므로. 따라서 이들 불순물 성분원소들을 가능하면 모두 제거하기 위한 건식 또는 습식정제공정이 추가로 필요하다. 따라서 본 연구에서는 조산화아연의 건식휘발 정제공정에서 발생되어 백필터에 포집된 아연(Zn) 및 납(Pb)을 함유한 2차분진(2nd Dust)으로부터 아연(Zn)과 납(Pb)을 효율적으로 분리하고, 더욱 부가가치를 높이기 위하여 Zn-cementation법으로 이들 성분원소들을 금속탄산염의 형태로 분리회수할 수 있는 공정기술에 대하여 기초적인 연구를 수행하였다.

• 공업화학
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• 제19권5호
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• pp.526-532
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• 2008

이산화탄소는 산업의 발달과 더불어 배출이 증가되고 있는 온실가스 중에 하나로 발생되는 이산화탄소의 일부는 탄소순환과정에 의해 자연계로 순환되지만, 순환될 수 있는 범위를 넘어선 이산화탄소는 적절한 포획과 처리가 필요하다. 이산화탄소 처리 기술 중 광물고정화 방법은 영구적으로 이산화탄소를 처리할 수 있는 방법으로 인식되고 있다. 본 연구에서는 광물고정화의 효율을 높이기 위해, 화학적전처리법을 사용하였다. 화학적전처리법(leaching)은 규산염광물의 알칼리토금속성분(Mg, Ca)이 이산화탄소와 탄산염광물화 반응을 통해 광물고정화가 진행되는 방법임에 착안하여, 산(acid)을 이용해 알칼리토금속성분을 추출해 내 이산화탄소와의 반응 양을 증가시켜 고정화 효율을 높이는 방법이다. 다양한 농도(2 M, 4 M, 6 M)의 황산을 사문석과 반응온도(25, 50, $75^{\circ}C$)와 반응시간(1, 3, 5, 24 h)을 변화시켜 추출된 알칼리토금속성분(Mg, Ca)을 ICP-AES를 이용해 분석하였고 SEM과 BET를 이용하여 황산이 사문석 표면에 미치는 영향에 대해 알아보았는데, 사문석이 황산과 반응하여 표면이 거칠어지며, 비표면적이 $11.1209m^2/g$에서 $98.7903m^2/g$로 증가함을 알 수 있었다. 또 세 변수 모두 증가할수록 추출량도 증가하는 것으로 나타났으며, 특히 $75^{\circ}C$의 경우에는 반응 시간이 1 h 이후에는 시간과 관계없이 포화 추출점에 이르는 것을 확인하였다. 화학적 전처리의 결과 고정화 효율이 23.24%에서 46.30%까지 향상됨을 확인 하였다.

• 청정기술
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• 제20권1호
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• pp.42-50
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• 2014

본 논문은 페로니켈 슬래그를 이용하여 간접적으로 $CO_2$를 고정화시키는 기술에 대한 연구를 하였으며, 효율적으로 Mg를 추출하여 제조된 $Mg(OH)_2$의 $CO_2$ 고정화 최적 조건을 제시하고자 하였다. 실험 결과, 최적의 추출조건은 1 M $H_2SO_4$, 반응온도 333 K이었으며, 용출액에 NaOH를 첨가하여 pH값을 8까지 높일 경우, 침전물은 $Fe_2O_3$로 확인되었다. 또한 pH 값이 11까지 높아질 때, 그 성분은 $Mg(OH)_2$로 나타났다. 이렇게 제조된 $Mg(OH)_2$ slurry 용액을 $CO_2$ 고정화실험에서 준 2차 탄산화반응 모델을 통해 적용한 결과, 반응온도 및 초기 $CO_2$분압에 따라 초기 $CO_2$의 고정화 속도를 증진할 수 있는 반면 반응온도가 323 K 이상 높아질 경우, 고정화속도가 감소하는 것으로 나타났다. 또한 $CO_2$ 고정화반응 시 이온을 조사한 결과, $CO_2$를 고정화 할 수 있는 최적의 pH 조건으로 8.38 이상 유지해야 할 것으로 판단되었다. 종합적으로 본 연구에서는 페로니켈 슬래그를 이용하여 $CO_2$를 고정화하기 위한 최적의 조건을 도출하였으며, 향후 $CO_2$를 고정화 하기 위한 연구의 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 화훼연구
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• 제18권4호
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• pp.238-243
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• 2010

본 연구는 직삽 양액재배에 의한 '백마' 품종의 줄기공동화를 경감하고 절화품질 향상시키고자 양액 pH조정 비료종류와 에세폰 살포 효과를 알아보고자 실시하였다. 양액 pH조정 비료종류에 따른 pH 경시적 변화는 수산화칼륨 처리에서 pH 5.65에서 시작하여 큰 변화 없이 안정적으로 유지되었다. 화아분화기 이후 양액 pH조정 비료종류에 따른 절화장, 엽수, 절화중, 및 꽃잎수는 수산화칼륨 처리가 가장 좋았다. 중탄산칼륨처리는 경경이 두껍고 내벽이 두꺼워 동공의 크기와 면적이 가장 적었으나, 생육과 절화품질이 가장 좋은 수산화칼륨 처리구에서는 동공이 다소 큰 경향이었다. 화아분화기 이후 양액 pH조정에 따른 양분 흡수변화는 중탄산칼륨 처리는 전질소, 인산, 칼륨 및 칼슘의 흡수가 가장 적게 일어나 순환식 양액탱크내 잔류량이 가장 많은 반면 수산화칼륨의 경우 전질소, 인산, 칼륨 및 칼슘의 순환식 양액탱크내 잔류량이 적어 식물체내로 일정하게 흡수되도록 하여 생육 및 절화품질을 향상시킨 것으로 생각되었다. 에세폰 엽면 살포의 농도와 시기에 따른 생육은 관행(무처리)에 비해 500배 처리에서는 생육억제가, 1,000배와 2,000배 처리에서는 생육촉진 효과가 나타났다. 꽃잎수는 관행 302매에 비해 1,000배 개화 45일전 처리가 331개/송이로 가장 많게 나타났다. 에세폰 처리에 따른 줄기동공은 관행에 비해 2,000배 개화 30일전 처리가 크기 1.0 mm, 면적이 7% 정도 더 적은 것으로 나타났다. 따라서 국화 '백마' 양액 재배시 화아분화기 이후 수산화칼륨을 이용하여 양액 pH를 안정화시키고 에세폰 2,000배액을 개화 30일전 처리하여 줄기동공 크기를 감소시킴으로써 생육 및 절화품질향상을 도모할 수 있을 것으로 생각되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권4호
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• pp.517-524
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• 2014

이 연구는 해양환경이나, 방사선 폐기물 및 가스 저장 시설과 같은 고내구성을 요하는 철근콘크리트 구조물의 내구성 향상 기법 및 장수명화 기술의 개발을 목적으로, 우수한 성능을 갖는 비스페놀 A형 및 F형 에폭시수지와 염화물 이온 흡착제인 아질산형 하이드로칼루마이트를 병용한 폴리머 시멘트 모르타르의 염화물이온 침투 저항성, 탄산화 저항성, 건조수축 및 철근부식 촉진시험을 통하여 내구성과 방청성을 비교 검토하는 것이다. 그 결과, 폴리머 결합재비에 관계없이 칼루마이트 치환에 의해 폴리머 시멘트 모르타르의 내구성이 일부 저하하는 경향을 보였으나, 이는 폴리머 결합재비의 증가와 함께 크게 개선되었다. 방청성의 경우 비스페놀 A형 및 F형 에폭시수지 사용으로 시멘트 매트릭스 내 생성된 폴리머 필름에 의한 이온 및 가스투과 저항성이 증대하였으며, 칼루마이트의 염화물이온 흡착과 아질산이온 방출에 의해 우수한 방청효과를 보였다. 이상의 연구 결과로부터 철근콘크리트의 고성능 다기능 폴리머 혼입 시멘트 모르타르 제품의 개발이 가능할 것으로 판단된다.

• 청정기술
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• 제25권4호
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• pp.311-315
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• 2019

제철산업에서 발생하는 슬래그의 자원화를 위하여 슬래그 내 양이온 추출 및 불순물 분리 연구를 수행하였다. 두 종류(Slag-A, B)의 슬래그를 사용하였으며, XRD 및 XRF 분석을 통해 30 ~ 40%의 Ca²⁺와 함께 Fe³⁺ (20 ~ 30%), Si⁴⁺ (15%), Al³⁺ (10%), Mn²⁺ (7%), Mg²⁺ (3 ~ 5%), 등 이온으로 구성되어 있음을 확인하였다. 2 M의 HCl을 추출용제로 사용하여 S/L ratio 별로 슬래그 주입하였으며, 추출액의 ICP 분석을 통해 S/L ratio가 높아짐에 따라 Ca²⁺ 추출량이 증가하는 것을 확인하였다. Ca²⁺ 추출 시 최적 S/L ratio는 0.1이며 Ca²⁺ 추출량은 8,940 (Slag-A), 10,690 (Slag-B) mg L^-1로 나타났다. 하지만 추출액은 강산성(< pH 1)을 띠었으며 Ca²⁺ 이외에도 타이온(불순물)이 추출되었다. 슬래그를 고부가가치의 자원으로 이용하기 위해 Ca²⁺의 순도를 증진시키고자 pH-swing을 진행하였다. pH가 증가함에 따라 불순물이 침전되었으나 일정 pH 이상에서 Ca²⁺의 침전량이 급증 하였다. pH-swing을 통해 불순물을 분리하고 Ca²⁺의 선택도를 증진시킬 수 있음을 확인하였으며 pH 10.5 조건에서 Ca²⁺ 선택도는 99% 이상으로 나타났다. Ca²⁺가 선택적으로 용해되어 있는 수용액은 탄산화 공정에 적용되어 CO₂를 저감하고 탄산칼슘을 생산할 수 있을 것으로 기대된다.

• 상하수도학회지
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• 제33권2호
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• pp.95-101
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• 2019

High voltage impulse(HVI) has been gained attention as an alternate technique controlling $CaCO_3$ scale formation. Investigation of key operational parameters for HVI is important, however, those had not been reported yet. In this study, the effect of temperature and applied voltage of HVI on $Ca^{2+}$ concentration was studied. As the applied voltage from 0 to 15kV and the temperature increased from 20 to $60^{\circ}C$, the $Ca^{2+}$ concentration decreased, indicating that the aqueous $Ca^{2+}$ precipitated to $CaCO_3$. The $Ca^{2+}$ concentration decreased up to 81% under the condition of 15kV and $60^{\circ}C$. Rate constant for the precipitation reaction, k was determined under different temper1ature and voltage. The reaction rate constant under the 15kV and $60^{\circ}C$ condition was evaluated to $66{\times}10^{-3}L/(mmol{\cdot}hr)$, which was 5 times greater than the k of the reaction without HVI at same temperature. The increases in k by HVI at higher temperature region(40 to $60^{\circ}C$) was much greater than at lower temperature region(20 to $40^{\circ}C$), which implies temperature is more important parameter than voltage for reducing $Ca^{2+}$ concentration at high temperature region. These results show that the HVI induction accelerates the precipitation to $CaCO_3$, particularly much faster at higher temperature.

• Ocean and Polar Research
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• 제44권3호
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• pp.209-220
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• 2022

Carbonic anhydrase (CA) is a key controller of the carbon concentrating mechanism (CCM), and is known to be affected by ambient pH and CO₂ compositions. Herein, we characterized three novel CAs genes (PmCA1, 2, and 3) from the marine dinoflagellate Prorocentrum minimum, and evaluated the relative expressions of the PmCAs and photosynthetic genes PmatpB and PmrbcL under different pH conditions. Each PmCA was predicted to have amino acid residues constituting the zinc binding site. With signal peptide, PmCA1 and PmCA2 were predicted to be intracellular CAs located in the cytoplasm and chloroplast membrane, respectively. On the other hand, PmCA3 was predicted to be extracellular CA located in the plasma membrane. Also, PmCA1 was classified into the beta family, and PmCA2 and PmCA3 were classified into the alpha family via phylogenic analysis. The photosynthesis efficiency of P. minimum was similar at pH 7 to 9, and decreased significantly at pH 6 and pH 10. Overall, relative gene expression levels of the three PmCAs decreased at low pH, and increased as pH increased. Photosynthesis related genes, PmatpB and PmrbcL, showed similar expression patterns to those of PmCAs. These results suggest that changes in seawater pH may affect photosynthesis and CO₂ metabolism in marine dinoflagellates.