• 공업화학
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• 제9권5호
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• pp.689-697
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• 1998

가교도와 희석제량을 변화시켜 제조한 인산기를 갖는 MR형 양이온 교환수지(RGP)에 대하여 우라늄의 흡착평형, 흡착속도 및 흡착 율속 단계를 고찰하였다. RGP 수지에 대한 우라늄의 흡착 평형은 가교도, 희석제량 및 흡착온도 변화 모두 Freundlich 등온식과 Langmuir 등온식으로 잘 나타났다. RGP수지에 대한 우라늄의 흡착량과 흡착속도는 흡착 온도가 증가함에 따라 증가하였으며 이때 흡착열은 ${\Delta}H=11kcal/mol$ 이었다. RGP 수지에 대한우라늄의 흡착속도는 가교도의 영향인 경우 RGP-10(50)>RGP-1(50)>RGP-2(50)>RGP-5(50)RGP-0(50)>이며, 희석제량의 영향인 경우 RGP-2(75)>RGP-2(100)>RGP-2(50)>RGP-2(30)>RGP-2(0) 순으로 증가하였다. RGP수지에 대한 우라늄의 확산저항은 분자확산<세공확산<표면확산 순이었으며, 수지내의 우라늄의 확산 율속은 세공 확산보다 표면 확산이 율속이었다.

• 자원환경지질
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• 제51권6호
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• pp.531-542
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• 2018

대나무 활성탄을 흡착제로 사용하여 우라늄으로 오염된 지하수를 정화하는 흡착 배치실험을 수행하였다. 국내에서 판매되는 두 종류의 대나무 활성탄을 사용하여 다양한 우라늄 농도를 가지는 인공오염수를 대상으로 활성탄 투입량에 따른 제거효율 변화를 측정하였다. 인공오염수의 다양한 pH, 온도, 흡착 시간 조건에서 흡착실험을 반복하여, 최적의 제거효율을 나타내는 대나무 활성탄의 적용 조건을 결정하였다. 실험 결과, 인공오염수에 대한 대나무 활성탄의 우라늄 제거효율은 70 ~ 97 %를 나타내었으며, 우라늄 농도가 0.14 mg/L인 실제 우라늄 오염지하수에 대한 제거효율도 84 %로 매우 높았다. 오염수의 온도의 경우 $10{\sim}20^{\circ}C$ 범위, pH는 5 ~ 9 범위에서 우라늄 제거효율 변화가 크지 않아, 현장에서 별도의 추가 처리 없이 오염지하수에 적용할 수 있을 것으로 판단되었다. 흡착실험 결과로부터 대표적인 흡착등온선을 도시한 결과, 우라늄에 대하여 대나무 활성탄은 Langmuir 흡착특성을 나타내었으며, A type과 C type 대나무 활성탄의 최대흡착농도($q_m:mg/g$)값은 각각 200.0 mg/g와 16.9 mg/g으로 높게 나타났다. 오염수 100 mL에 대나무 활성탄 2 g(2 wt%)을 첨가한 경우, 초기 우라늄 농도가 0.04 ~ 10.8 mg/L 범위에서 분리상수 값(separation factor: $R_L$)과 표면흡착률 값(surface coverage: ${\theta}$)이 1 이하로 낮게 유지되어, 다양한 우라늄 농도 범위를 가지는 오염지하수에 대하여 적은 양의 대나무 활성탄으로 효과적으로 정화할 수 있을 것으로 판단되었다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제4권2호
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• pp.133-138
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• 2006

최근 미국 ANL연구소가 개발한 다이포실 수지는 우라늄의 선택특성이 우수하나 수지의 형태가 분말형이므로 입상의 비드형으로 제조하기 위하여 다이포실 분말을 알기네이트상에 고정화하는 방법을 적용하였다. 생성된 비드의 우라늄에 대한 흡착특성을 측정한 결과, 소디움 알기네이트 자체도 우라늄 흡착특성을 최대 68%까지 나타낸 후 30% 수준으로 감소하였으며, 이는 흡착후 탈착하는 과정을 거쳐 평형에 이르는 것으로 사료된다. 또한 비드내 다이포실의 양이 증가할수록 우라늄의 흡착이 증가하며 최대 85 %정도의 흡착율을 나타내고 있다. 다이포실 수지만의 경우 반응초기에 급격한 흡착을 보이고 있으나 3일정도 이후에는 비드의 흡착율과 유사한 결과를 나타내고 있으며 비드내 함유된 순 다이포실량을 고려할 경우 알기네이트 자체의 흡착효과로 인해 비드의 흡착효율이 크게 상승되는 것으로 해석된다. 우라늄 농도의 영향은 농도의 증가에 따라 우라늄의 제거효율이 감소하였으며, 비드의 양을 2배로 증가시킨 결과 최대 90%이상의 제거효율을 얻었다. 결론적으로 다이포실 수지를 소디움 알기네이트상에 고정화하여 입자형의 비드로 제조하므로서 적은 양의 수지로 우라늄 제거특성이 우수한 비드를 얻을 수 있었으며 나아가서 연속공정에의 적용도 가능한 것으로 사료된다.

• 자원환경지질
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• 제41권6호
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• pp.719-729
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• 2008

본 연구에서는 지구화학 모델을 활용하여 지하수 환경에서의 우라늄의 존재 형태, 흡착 및 이동 특성을 모사해 보았다. 흡착에 의한 우라늄의 지연 이동을 효과적으로 모사하기 위하여 3차원 지하수 유동 모델과 반응성 용질 이동 모델을 활용하였다. 모사 결과, $pCO_2=10^{-3.6}$조건에서 대부분의 우라늄 흡착(최대 99.5%)은 pH 5.5와 띠에서 발생하였다. $pCO_2$가 $10^{-2.5}$인 경우 우라늄이 대부분 흡착되는 pH범위는 6에서 7사이로 매우 좁았으며, 반면 $pCO_2=10^{-4.5}$인 경우에는 흡착되는 pH가 범위가 상대적으로 넓어 pH 5.5에서 8.5사이에서 대부분 흡착되었다. 음이온 화합물을 고려한 경우에는 pH 6 이하에서는 불소착물의 형성에 의해 우라늄 흡착이 감소하였다. 본 연구를 통하여, 우라늄 이동이 pH, $pCO_2$ 및 음이온의 종류와 농도 등 지하수의 지화학적 조건에 의해 상당히 영향을 받음을 알 수 있었다. 향후 여러 부지 조사 및 평가와 관련하여 우라늄 및 기타 유해성 화합물의 환경 영향을 예측하는데 있어 지구화학 모델이 중요한 도구로 활용되어야 할 것이다.

• 폴리머
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• 제26권1호
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• pp.121-127
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• 2002

Acrylonitrile을 그라프트시킨 아미드옥심화 polypropylene 섬유이온교환체(AOPP-g-AN)의 충전 bed 높이를 변화시켜 간수 중 우라늄 이온 흡착 특성 및 흡착 공정 특성을 관찰하였다. 아미드옥심형 섬유이온교환체의 팽윤율은 그라프트율 100%, 물과 과산화수소 용매에 대하여 각각 8.54, 8.87 g/g을 나타내었다. 이온교환용량은 그라프트율이 증가함에 따라 증가하였으며, 그라프트율 100%에서 3.99 meq/g으로 최대를 나타내었다. 회분식 흡착에서 우라늄 흡착은 10분 이내에 초기 흡착 평형에 도달하며, 흡착 속도는 9.50 mg/min으로 나타났다. 최종 흡착 용량은 3.95 meq/g이었으며, pH에 따른 흡착 특성 변화는 관찰되지 않았다. 충전비에 따른 연속식 흡착시 흡착 용량은 L/D=1에서 3.92 meq/g으로 최대를 나타내었으며, L/D<2에서 편류 및 불균일 흡착에 의한 2단계 과정으로 파과가 나타남을 확인하였다. 실제 간수에 대한 우라늄 흡착 실험 결과, 흡착 용량 및 파과시간은 각각 3.63 meq/g, 26 min으로 모의용액과 비교 시 주목할만한 흡착능 저하는 관찰되지 않았다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권5호
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• pp.827-835
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• 2000

$HNO_3$ 및 NaOH 용액으로 표면 처리한 활성탄을 이용하여 방사성 액체 폐기물 내에 잔존하는 우라늄의 흡착 특성을 조사하였다. $HNO_3$ 처리후 NaOH로 처리한 활성탄(Na-OAC)은 $HNO_3$만으로 처리한 활성탄(OAC)과 NaOH만으로 처리한 활성탄(Na-AC)에 비해 우수한 우라늄 흡착 성능을 나타내었다. 이와 같은 현상을 활성탄의 표면처리에 의한 표면 관능기 증가 및 용액의 pH 상승에 따른 효과로 설명할 수 있다. 따라서, $HNO_3$ 및 NaOH 용액을 이용하여 표면 처리한 활성탄을 이용한 우라늄 흡착 제거 공정에서는 용액 pH와 표면 처리에 의해 형성된 표면 관능기가 흡착 성능을 좌우하는 중요한 인자임을 알 수 있다.

• 분석과학
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• 제17권2호
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• pp.91-97
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• 2004

1%, 2%, 5% 및 10%의 가교도를 가진 스틸렌 디비닐벤젠 공중합체에 1-aza-15-crown-5 거대고리 리간드를 치환반응으로 결합시켜 cryptand 이온교환 수지들을 합성하였다. 이들 수지의 합성은 염소 함량과 원소 분석 그리고 IR-스펙트럼으로 확인하였다. 우라늄 ($UO{_2}^{2+}$) 이온의 흡착에 미치는 pH, 시간, 수지의 가교도 그리고 용매의 유전상수에 따른 영향들을 조사하였다. 우라늄 이온은 pH 3 이상에서 큰 흡착율을 보였으며, 금속 이온들의 흡착 평형은 2시간 정도였다. 한편, 에탄올 용매에서 수지에 대한 흡착 선택성은 우라늄 ($UO{_2}^{2+}$), 마그네슘 ($Mg^{2+}$), 네오디뮴 ($Nd^{3+}$) 이온이었고, 우라늄 이온의 흡착력은 1%, 2%, 5% 및 10%의 가교도순 이었으며, 용매의 유전상수 크기에 반비례하였다.

• 공업화학
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• 제19권3호
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• pp.304-309
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• 2008

1％, 2％, 4％ 및 8％의 가교도를 가진 스타이렌(제4류 위험물) 디비닐벤젠 공중합체에 1-aza-12-crown-4 거대고리 리간드를 치환반응으로 결합시켜 cryptand계 이온교환 수지들을 합성하였다. 이들 수지의 합성은 염소 함량, 원소 분석, 전자현미경 그리고 IR-스펙트럼으로 확인하였다. 우라늄(${UO_2}^{2+}$) 이온의 흡착에 미치는 pH, 시간, 수지의 가교도 그리고 용매의 유전상수에 따른 영향들을 조사한 결과 우라늄 이온은 pH 3 이상에서 큰 흡착율을 보였으며, 금속 이온들의 흡착 평형은 2 h 정도였다. 한편, 에탄올 용매에서 수지에 대한 흡착 선택성은 우라늄(${UO_2}^{2+}$) > 니켈($Ni^{2+}$) > 가돌리늄($Gd^{3+}$) 이온이었고, 우라늄 이온의 흡착력은 1％, 2％, 4％ 및 8％의 가교도 순이었으며, 용매의 유전상수 크기에 반비례하였다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제1권1호
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• pp.81-92
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• 2003

폐기물 용액의 pH 변화에 따른 고정층에서 우라늄 및 코발트 이온의 흡착거동을 다성분 흡착시스템으로 가정하여 이론적으로 예측하였다. 즉 pH 변화에 따라 존재 분율이 달라지는 각 이온 성분들이 상호 경쟁적으로 흡착한다는 가정 하에서, 평형실험에서 얻어진 결과와 우라늄 및 코발트 이온의 용액특성 (Solution chemistry)을 상호 결합하여 각 이온 성분들의 Langmuir 평형상수 값을 Ideal Adsorbed Solution Theory를 도입하여 구하였으며, 이상의 결과를 이용하여 고정층 파과곡선을 이론적으로 계산한 결과 pH 변화에 따른 흡착거동을 비교적 잘 예측할 수 있었다 따라서 본 연구에서 시도한 방법은 이온 농도와 pH가 높은 경우를 제외하고 pH 변화에 따라 용액 내에 이온의 형태가 다양하게 존재하는 흡착 시스템을 이론적으로 예측하는 데 비교적 유용하게 사용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 공업화학
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• 제22권6호
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• pp.697-702
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• 2011

1%, 2%, 5% 및 15%의 가교도를 가진 클로로메틸화된 스타이렌-1, 4-디비닐벤젠에 $OenNdien-H_4$ 거대고리 리간드를 공중합반응으로 결합시켜 이온교환 수지를 합성하여 우라늄(${UO_2}^{2+}$), 칼륨($K^+$), 네오듐($Nd^{3+}$) 금속 이온들의 흡착 특성을 여러 가지 실험 조건하에서 조사하였다. 이들 합성수지의 확인은 염소 함량과 원소 분석 그리고 IR-스펙트럼으로 하였으며, 수지에 대한 금속 이온들의 흡착에 미치는 pH, 시간 그리고 수지의 가교도에 따른 영향들을 조사한 결과 우라늄 이온은 pH 3 이상에서 큰 흡착률을 보였으며, 금속 이온들의 흡착 평형은 2 h 정도였다. 한편, 메탄올용액에서 수지에 대한 흡착 선택성은 우라늄(${UO_2}^{2+}$) > 칼륨($K^+$) > 네오듐($Nd^{3+}$) 이온이었고, 금속 이온의 흡착력은 1%, 2%, 5% 및 15%의 가교도 순이었다.