• 한국광물학회지
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• 제30권4호
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• pp.205-217
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• 2017

간접 탄산화(indirect method) 및 양이온 공급원으로 사문암(serpentinite)을 이용하여 광물탄산화 연구를 수행하였다. 이산화탄소와 사문암 내 알칼리 토금속(칼슘과 마그네슘)의 탄산화 반응을 통해 고순도의 탄산칼슘과 탄산마그네슘을 합성할 수 있었다. 마그네슘 추출을 위해 황산암모늄을 사용하였고 Mg 추출률 향상을 위해 황산암모늄 농도, 반응온도 및 사문암과 추출 용매의 비(고액비) 등 여러 반응 변수를 검토하였다. 본 연구로부터 2 M 황산암모늄을 사용하여 $300^{\circ}C$ 반응온도에서 고액비(5 g/66 mL) 실험을 진행한 경우 약 80 wt% 이상의 Mg를 얻을 수 있었다. Mg 추출률은 추출 용매 농도 및 반응온도와 비례하여 증가하였다. 사문암의 Mg 추출 과정에서 얻어진 암모니아($NH_3$)는 회수하여 탄산화 과정에서 필요한 pH 복원제(pH swing agent)로 활용하였다. 본 연구를 통해 약 1.78 M 암모니아를 회수할 수 있었고 지구화학 모델링을 통해 사문암의 Mg 추출 과정의 핵심 단계를 해석하고자 하였다.

• 공업화학
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• 제21권1호
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• pp.24-28
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• 2010

이산화탄소의 광물고정화는 자연계의 풍화 작용을 모사한 것으로 매우 안정한 반응이지만 반응 속도가 매우 느리다. 이러한 반응 속도 증가를 위하여 광물의 전처리가 필요하다. 본 연구에서는 이산화탄소 광물고정화 속도 증가를 위한 두 가지의 전처리 방법을 소개하고 고정화 효율 증가를 확인하였다. 열적전처리는 $630^{\circ}C$에서 행해지는데, 이는 이산화탄소가 고정화되는 것을 방해하는 사문석 분자 내의 -OH기의 제거한다. FT-IR 피크를 통해 -OH기가 제거되는 것을 확인할 수 있다. 화학적전처리는 사문석 내의 주요 광물고정화 성분인 마그네슘 성분을 $75^{\circ}C$의 추출 온도에서 황산을 이용하여 추출해내는 것이다. 황산의 수소이온이 사문석 내의 결합을 약화시켜 마그네슘이 추출되도록 한다. 이는 ICP-AES와 XRF를 통하여 추출량을 확인하였다. 전처리가 끝난 사문석을 이용하여 이산화탄소 광물고정화 반응을 진행시 열적전처리의 경우 43%의 이산화탄소 고정화 효율을 나타내는데, 전처리를 하지 않았을 때 27%의 효율에 비하여 증가하였음을 확인하였다. 하지만 이 경우 많은 에너지가 소비된다는 단점이 있다. 화학적 전처리의 경우 열적전처리에 비해 45 atm, $25^{\circ}C$라는 비교적 온화한 조건에서 진행되는데, 이산화탄소 고정화 효율도 전처리 전인 24%에서 42%까지 상승하는 것을 확인할 수 있다.

• 자원리싸이클링
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• 제14권6호
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• pp.3-9
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• 2005

본 연구에서는 CRT용 폐세륨연마재 건조분말로부터 수산화세륨을 선택적으로 분리회수 하고자 하였다. 폐세륨연마재에는 산화희토류가 약 $64.5\%$ 함유되어 있으며, 이중 산화세륨은 $36.5\%$로서 전체 희토류 중 $56.3\%$를 차지한다. 산화세륨은 희토류원소들 중에서 가장 안정된 형태로 이에 대한 분해가 용이하지 않다. 그러므로 황산화반응을 이용하여 산화희토류 및 산화세륨을 분해하고 수침출을 통하여 희토류의 분리 $\cdot$회수율을 향상시키고자 하였다 침출용액의 희토류는 황산나트륨을 이용한 복염[$\Re{\cdot}Na(SO_{4})_{2}$] 형태로 회수한 후, 수산화나트륨 수용액에 투입하여 수산화희토류 슬러리를 제조하였다. 공기 접촉에 의하여 3가 수산화세륨을 4가 수산화세륨으로 산화시킨 후 산도조절에 의하여 기타 수산화희토류로부터 수산화세륨을 분리하였다.

• KSBB Journal
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• 제16권5호
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• pp.466-473
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• 2001

분리 규주는 운동성을 갖는 그람 음성 간균으로서 catalase 양성 반응을 보였으며, citrate, mannitol, sucorse, frutose, trehaslos 등을 이용하였다. Biolog test 결과, 분리 균주는 burkholderia(Pseudomonas) cepacia 이 것으로 동정되었으며, 85.5%의 유사성을 나타내었다. 분리 균주의 최적온도와 pH는 각각 3$0^{\circ}C$, 7.0이었으며, pH 4.0-8.0의 넓은 범위에서 성장이 가능하였다. 그리고 분리 균주의 유기물의 영향을 알아 본 결과 thiosulfate 배지에 yeast extract를 유일한 탄소원으로 혼합하여 첨가하면 thiosulfate 와 yeast extract 중 하나가 성장 제한 인자 중 하나의 농도를 증가시키면 세포 성장에 따른 균체량이 증가하였다. 본 실험에서는 유기물로는 glucose 보다 yeast extract를 첨가했을 때가 증식 속도와 황산화 속도가 높게 나타났다. Thiosulfate 농도에 따른 분리균주의 황산화 속도와 최대 황산화 속도는 각각 0.56.h$^{-1}$과 0.18 g-S/L.h로 나타났다. 결과는 환산화 속도는 기질 농도가 증가함에 따라 완만하게 증가하여 0.12M에서 0.2 g-S.L.에 도달하였으나 0.16M에서는 급격하게 감소하였다. 분리균의 황하 수소 제거능을 조사하기 위하여 각 flow rate 에 따른 최대 제거 속도는 Vm과 K CIn/R과 CIn의 그래프를 이용하여 Hanes-Wolf 식을 통하여 구했다. 즉, 그래프 기울기와 Y절편으로부터 계산한 flow rate 12 L/h에서의 황화 수소에 대한 Vm과 Ks는 각각 6.25 g-S.㎤.h$^{-1}$과 22.88ppm이다 높은 flow rate에서의 제거 효율과 제거 용량은 역 경향이 나타났다. 이것은 mass transfer 효과 즉, 확산 제한에 기인한 것이지 미생물의 효소 활성의 제한에 의한 것은 아니다 (19), 따라서 biofilter 내로 고농도의 황화 수소가 유입 될 때 황화 수소 가스의 flow rate를 줄이든지 또는 적절한 제거 용량에 도달하기 위해 충진물의 부피를 증가 할 필요가 있다.

• 자원환경지질
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• 제53권1호
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• pp.1-9
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• 2020

이산화탄소 고정화 및 탄산화 반응에는 칼슘(Ca)과 마그네슘(Mg)과 같은 알칼리토류 금속을 함유하고 있는 사문석(serpentine, Mg₃Si₂O₅(OH)₄) 규회석(wollastonite, CaSiO₃), 감람석(olivine, Mg₂SiO₄)과 같은 칼슘/마그네슘 실리케이트 광물(Ca/Mg-silicate mineral)들이 주로 이용되어 왔다. 특히 사문석은 탄산화가 가능한 자연물질 중 자연계 내에 풍부한 매장량을 갖고 있으며, 우수한 반응성 때문에 광물탄산화에 가장 적절한 출발물질로 인식되어 있다. 따라서 본 연구는 사문석을 출발물질로 사용하여 산성 용액 내에서 이산화탄소의 압력이 탄산화 효율에 미치는 영향력을 확인하고자 하였다. 탄산화 실험 조건은 황산용액 0.3~1 M, 반응온도 100℃ 및 150℃ 그리고 이산화탄소의 부분압력 0~3 MPa이며, 탄산화법은 수정된 직접탄산화법(modified direct method)으로 실시하였다. 또한 탄산화 효율을 높이고자 liquid pump로 NaOH 용액을 주입하여 pH를 13으로 조절하였다. 탄산화율은 황산의 농도 및 반응온도에 비례하여 증가하였으며, 3 MPa의 이화탄소를 주입한 조건에서의 탄산화율이 이산화탄소를 첨가하지 않은 조건의 탄산화율보다 높았다. 반응결과 황산용액 1 M과 이산화탄소 부분압 3 MPa, 반응온도 150℃에서 용출 및 탄산화 실험 후 약 85%의 상당히 높은 탄산화율이 분석되었다. 따라서 산성용액에서 이산화탄소의 압력이 사문석 내의 Mg 용출에 영향을 미치는 것으로 확인되었다. Mg의 용해속도는 Si의 용해속도보다 높아 반응 후 사문석의 Mg : Si의 비가 약 1.5에서 0.1미만으로 급속하게 감소하여, 사문석의 구조 내에 불완전한 Si 사면체 층 골격구조(Mg-depleted skeletal phase)가 분석되었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.385-388
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• 2008

현 국내에서 생산되고 있는 대다수의 순환잔골재는 골재표면에 부착되어 있는 구모르터 성분으로 인하여 낮은 밀도와 높은 흡수율의 물리적 특성을 나타내는 저품질 골재이다. 이러한 이유로 일반 콘크리트용 골재 또는 콘크리트 제품제조용 골재로 사용이 부적합하며 일반 성토, 매립재용으로 사용되고 있는 실정이다. 또한 골재 세척에 사용되는 공정수는 골제 세척 후 강알칼리성을 띠게 되어 추가적인 처리비용이 발생한다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 기존 파 분쇄 방법이 아닌 마쇄 방법을 사용하여 골재간의 마찰과 자유낙하에 의한 운동에너지로 골재표면에 구모르터 성분을 탈리시키고 황산수를 공정수로 사용함으로써 중화반응에 의해 중성 또는 약산성화 하는 방법으로 고품질 순환잔골재를 생산하였다. 상기의 방법으로 생산된 순환 잔골재는 구모르터 성분에 포함되어있는 수산화칼슘($Ca(OH)_2$)과 공정수에 투입한 황산($H_2SO_4$)의 중화반응에 의해 반응생성물인 석고가 생성되고, 중화반응에 의해 생성된 석고는 재생골재를 건조하는 과정에서 반수석고로 변환된다. 일반적으로 시멘트에 포함된 석고는 응결을 완화 할 뿐 아니라 단기강도를 높이고 건조수축을 감소시키며, 화학적 저항성을 향상시키는 등의 효과가 알려져 있다. 이에 본 연구는 저품질의 순환잔골재를 황산수와 습식마쇄방법을 이용하여 고품질의 순환잔골재로 생산한 후 이를 콘크리트에 적용하였을 때 반응생성물질인 반수석고가 콘크리트의 압축강도에 미치는 영향에 대하여 검토하였다. 실험 결과, 반수석고가 포함된 순환잔골재를 사용한 콘크리트가 압축강도가 가장 높게 나타났고 휨강도는 석고를 제거한 순환 잔골재를 사용한 콘크리트가 가장 높게 나타났다.

• 청정기술
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• 제19권3호
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• pp.313-319
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• 2013

본 연구에서는 유리지방산을 4% 포함한 어유로부터 바이오디젤을 제조하기 위해 산촉매를 이용한 에스테르화 반응과 염기촉매를 이용한 전이에스테르화 반응을 수행하였다. 실험에 사용된 어유는 GS바이오사(社)로부터 공급받은 베트남산 메기(catfish)에서 추출된 오일을 사용하였다. 에스테르화 반응에 대하여 불균질계 고체 산촉매로 Amberlyst-15와 Amberlyst BD-20을 이용하였으며 균질계 산촉매로 황산을 사용하였다. 에스테르화 반응에 의한 유리지방산 제거율이 가장 높은 촉매는 황산으로 나타났으며 반응시간도 가장 짧게 나타났다. 3종의 염기촉매 KOH, $NaOCH_3$, NaOH를 이용하여 어유의 전이에스테르화 반응 특성을 조사한 결과 KOH 촉매가 가장 적합한 것으로 나타났다. $NaOCH_3$와 NaOH 촉매의 경우 전이에스테르화 반응시 글리세롤과 바이오디젤이 일정한 조건에서 고형화 현상이 관찰되었으며 비누화 반응이 진행된 것으로 판단된다. KOH 촉매를 이용하여 초기 원료 산가와 메탄올 투입량이 전이에스테르화 반응에 미치는 영향을 조사한 결과 초기 원료오일의 산가는 낮을수록 좋았으며 메탄올과 오일의 몰비는 9:1이 적합한 것으로 도출되었다.

• 공업화학
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• 제8권4호
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• pp.602-609
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• 1997

공기를 산화제로 하여 황산제일철 용액에 침전제로서 KOH, NaOH, $Na_2CO_3$및 $K_2CO_3$를 사용하여 산화침전반응을 행하여 생성되는 $\alpha$-ferric oxyhydroxide입자의 생성 및 성장과정을 자유 pH 변화시험을 통해서 관찰하였다. $\alpha$-ferric oxyhydroxide입자의 생성 및 성장과정은 모든 침전제에서 동일한 형태를 나타내었으며 KOH, NaOH에 의해 생성된 $\alpha$-ferric oxyhydroxide 결정입자의 길이는 $Na_2CO_3$및 $K_2CO_3$에 의해 생성된 것보다 약 1.5배 정도 짧았다. KOH를 침전제로 황산제일철을 공기 산화한 결과 초기침전제의 몰비 $(R_o=[Fe^{2+}]_o/[OH^-]_o)$ 값이 작아질수록 결정 입자의 길이가 종축 방향으로 길게 성장하였으며 생성물은 $1{\mu}m$ 이하의 균일한 침상형의 $\alpha$-ferric oxyhydroxide였다. 또한 황산제일철에 KOH를 침전제로 공기를 산화제로 하여 고정 pH 실험법에 의하여, 공기 유속, 초기 침전제의 몰비 $(R_o=[Fe^{2+}]_o/[OH^-]_o)$ 및 반응 온도의 변화에 따른 $\alpha$-ferric oxyhydroxide의 핵성장 반응속도에 관하여 알아보았다. 공기 유속, 반응 온도 및 $R_o$값이 증가할수록 $\alpha$-ferric oxyhydroxide 입자의 핵성장 반응속도는 점차적으로 증가하였으며, 핵성장의 활성화 에너지는 16.16 KJ/mol 이며, 공기 유속, $R_o$값 및 반응온도의 영향에 대한 핵성장 반응속도 관계식은 다음과 같다. $-\frac{d[Fe^{2+}]}{dt}=1.46{\times}10^4[P_{o2}]^{0.66}[OH^-]^{2.19}exp(-\frac{16.16}{dt})$.

• 자원리싸이클링
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• 제30권1호
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• pp.44-52
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• 2021

본 연구에서는 알칼리성 침전제 종류 따라 제조되는 수산화리튬 결정화 정도 확인을 위해 폐리튬이차전지로부터 회수된 황산리튬을 원료로 사용하여 수산화리튬 제조 거동을 확인하였다. 황산리튬의 리튬염 전구체에 포함되어 있는 불순물 제거 및 높은 수산화리튬 합성효율을 위해 2차 침전법인 Double replacement reaction(DRR) 공정을 사용하였으며, 결정성 높은 수산화리튬 제조를 위하여 알칼리성 침전제(KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2)를 포함하여 전구체 몰비 ([Li]/[OH]) 및 합성온도 조건을 변수로 두어 실험을 진행하였다. 반응 후 생성된 불순물 제거를 위해 2차 고/액 분리를 실시하였고 불순물이 제거된 수산화리튬 수용액은 증발을 통해 수분 제거하여 분말을 수득하였다. 최종적으로 수득한 분말의 결정성 평가 및 제조 거동을 확인하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제5권2호
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• pp.121-128
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• 1993

나프탈렌 또는 나프톨을 황산화하고 포름알데히드와 축합 반응시켜 나프탈렌 축합물 및 나프톨 축합물을 합성하였다. 또한, 나프탈렌과 나프톨을 모두 함유하는 공축합물도 합성하였다. 이들 축합물의 확인은 핵자기공명스텍트럼, 적외분광스펙트럼, 자외분광스펙트럼으로 행하였다. 한편 이들 축합물들의 시멘트에 대한 분산성을 예측하기 위하여 시멘트 표면에의 흡착실험을 행하였다. 그 결과 수산기를 함유하는 나프톨 축합물(TSC)>나프탈렌-나프톨공축합물(NSS)의 순으로 시멘트에 대한 흡착율이 증가했다. 위의 결과들로부터 주쇄(main chain)에 나프톨을 함유하는 합성축합물(TCS, NT5)은 시멘트분산제로서의 가능성이 시사되었다.