• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 1998.11a
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• pp.52-56
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• 1998

최근 들어 국외에서는 오염된 지하수의 정화기술로써 0가 금속을 이용한 방법이 높은 잠재력을 가진 신기술로 알려져 있다. 본 연구에서는 0가 금속중 나노크기(1-100nm)를 가진 0가 철입자를 이용하여 수중의 NO$_3$￣를 탈질처리하는 실험을 행하였다. 본 실험에서 제조한 나노크기 0가 철입자는 상온상압의 환원적 조건에서 50, 100, 200, 400mg/$\ell$의 NO$_3$￣와 반응하여 반응시간 30분안에 95%이상 제거되는 높은 반응성을 보여주었다. 기존의 상업용 철입자(10-100$\mu\textrm{m}$)를 이용한 NO$_3$￣의 제거결과에서 보여주는 다량의 철사용, 낮은 적용 오염농도, 그리고 낮은 반응속도등의 문제점에 비하여 나노크기 철 입자는 높은 오염농도범위에서도 적은 철 주입량과 짧은 반응시간 내에 매우 높은 제거효율(10-100배)을 나타내었다. 이러한 결과로 수중의 NO$_3$￣의 고속 탈질반응속도에 영향을 주는 중요한 변수는 반응에 참여하는 철 입자의 비표면적임을 알 수 있었다. 본 연구에서 얻은 batch실험 결과를 바탕으로 NO$_3$￣로 오염된 지하수의 정화를 위한 현장 적용을 목표로 연속처리 공정의 설계를 위한 토대를 마련하고자 하였다.

• Analytical Science and Technology
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• v.23 no.6
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• pp.560-565
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• 2010

Perchlorate ion ($ClO_4^-$) has been widely used as oxidizing agent in military weapon system such as rocket and missile fuel propellant. So it has been challenging to remove the pollutant of perchlorate ion. nanoscale zero valence iron (nZVI) particles are widely employing reduction catalyst for decomposition of perchlorate ion. nZVI particles has increasingly been utilized in groundwater purification and waste water treatment. But it have strong tendency of aggregation, rapid sedimentation and limited mobility. In this study, we focused on reduction of perchlorate ion using nZVI particles immobilized in alginate polymer bead for stabilization. The stabilized nZVI particles displayed much greater surface area, and much faster reaction rates of reduction of perchlorate ion. In this study, an efficient way to immobilize nZVI particles in a support material, alginate bead, was developed by using $Ca^{2+}$ as the cross-linking cations. The efficiency and reusability of the immobilized Fe-alginate beads on the reduction of perchlorate was tested at various temperature conditions.

• Journal of Korea Soil Environment Society
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• v.4 no.3
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• pp.85-93
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• 1999

The destruction of hazardous chemicals such as chlorinated organic compounds(COCs) and nitroaromatic compounds(NACs) by zero-valent iron powder is one of the latest innovative technologies. In this paper. the rapid dechlorination of chlorinated compounds as well as transformation of nitro functional group to amine functional group in the nitroaromatic compounds using synthesized zero-valent iron powder with nanoscale were studied in anaerobic batch system. Nanoscale iron, characterized by high surface area to mass ratios(31.4$\textrm{m}^2$/g) and high reactivity, could quickly reacts with compounds such as TCE, chloroform, nitrobenzene, nitrotoluene, dinitrobenzene and dinitrotoluene, at concentration of 10mg/L in aqueous solution at room temperature and pressure. In this study, the TCE was dechlorinated to ethane and chloroform to methane and nitro groups in NACs were transformed to amino groups in less than 30min. These results indicated that this chemical method using nanoscale iron powder has the high potential for the remediation of soils and groundwater contaminated with hazardous toxic chemicals including chlorinated organic compounds and nitro aromatic compounds.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• v.7 no.1
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• pp.39-46
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• 2003

Purpose : To develop a theoretical model for magnetic relaxation behavior of the superparamagnetic nano-particle agent, which demonstrates multi-functionality such as liver- and lymp node-specificity. Based on the developed model, the computer simulation was performed to clarify the relationship between relaxation time and the applied magnetic field strength. Materials and Methods : The ultrasmall superparamagnetic iron oxide (USPIO) was encapsulated with biocompatiable polymer, to develop a relaxation model based on outsphere mechanism, which was resulting from diffusion and/or electron spin fluctuation. In addition, Brillouin function was introduced to describe the full magnetization by considering the fact that the low-field approximation, which was adapted in paramagnetic case, is no longer valid. The developed model describes therefore the T1 and T2 relaxation behavior of superparamagnetic iron oxide both in low-field and in high-field. Based on our model, the computer simulation was performed to test the relaxation behavior of superparamagnetic contrast agent over various magnetic fields using MathCad (MathCad, U.S.A.), a symbolic computation software. Results : For T1 and T2 magnetic relaxation characteristics of ultrasmall superparamagnetic iron oxide, the theoretical model showed that at low field (<1.0 Mhz), $\tau_{S1}(\tau_{S2}$, in case of T2), which is a correlation time in spectral density function, plays a major role. This suggests that realignment of nano-magnetic particles is most important at low magnetic field. On the other hand, at high field, $\tau$, which is another correlation time in spectral density function, plays a major role. Since $\tau$ is closely related to particle size, this suggests that the difference in R1 and R2 over particle sizes, at high field, is resulting not from the realignment of particles but from the particle size itself. Within normal body temperature region, the temperature dependence of T1 and T2 relaxation time showed that there is no change in T1 and T2 relaxation times at high field. Especially, T1 showed less temperature dependence compared to T2. Conclusion : We developed a theoretical model of r magnetic relaxation behavior of ultrasmall superparamagnetic iron oxide (USPIO), which was reported to show clinical multi-functionality by utilizing physical properties of nano-magnetic particle. In addition, based on the developed model, the computer simulation was performed to investigate the relationship between relaxation time of USPIO and the applied magnetic field strength.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2009.12a
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• pp.259-262
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• 2009

본 연구에서는 석탄광산 선탄장설비와 국소배기시스템의 일부를 모형화하여 포집특성과 유동특성실험을 수행하였으며 동일조건에서 수치해석을 수행하여 그 결과를 비교 검토하였다. case 5가 46.35%의 가장 높은 포집효율을 보였으며 실험의 3가지 변수 중 고무 커튼의 사용유무가 국소배기시스템의 포집효율에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 판단된다. 또한 case 1, 5, 6에 대해 포집된 입자크기 확인 결과, 포집성능이 우수한 case 5가 입경 $20{\mu}m$ 초과 입자들이 약 55%로 가장 많이 포집된 것을 알 수 있었다. 따라서 제어거리는 0.5m 이상이 적절한 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1995.05b
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• pp.921-927
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• 1995

수지충전식 전해재생조내에서 바나듐-철-Picolinate 착화물이 함유된 모의 LOMI 제염폐액의 재생거동에 대한 공정변수의 영향을 조사하였다. 전기투석에 의해 양이온종이 제염 폐액으로부터 제거되는 재생 분리효율에 대한 전류밀도, 제염폐액 공급유량 및 재생조내 수지층두께 등 공정변수의 영향은 바나듐이온이 가장 크게 받는다. 공정변수의 영향을 총괄 파라미터인 공정변수비 $\alpha$로 정의하여 나타낼 때 재생 분리효율 95%이상을 얻기 위해서는 $\alpha$가 0.2 이하로 유지되어야 한다. LOMI 제염폐액의 재생시 전기투석 flux는 공정변수비, $\alpha$값이 증가함에 따라 철이온이 바나듐이온에 비해 더욱 커지는 경향을 보였다. 재생종료 후 발생되는 음극폐액내 철 및 코발트 등 방사성이온종은 음극액의 초기 수소이온 농도를 조절하면 침전제의 첨가 얼이 음극반응에 의해 음극액의 pH를 산성에서 알카리성으로 바꿀 수 있어, 수산화물 형태의 침전물 입자로 만들어 쉽게 제거할 수 있다. 재생시 바나듐이온은 대부분 $V^{III}$(Pic)$_2$$^{+}$ 착화물형태로 전기투석된다. 음극액으로 formate용액을 사용하면 철 및 코발트 등 방사성이온종을 제거한 음극액은 농축된 LOMI제염제로 회수하여 필요시 산화가를 조정한 후 재생된 착화제와 혼합하여 제염제로 재사용할 수 있어, 더욱 효과적으로 제염폐액을 재생하는 향상된 재생방법이다.다.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.36 no.6
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• pp.396-401
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• 2014

Nanomaterials have been widely used in many fields. This study investigates the effects of metal oxide nanoparticles (CuO, NiO, $TiO_2$, $Fe_2O_3$, $Co_3O_4$, ZnO) on germination and germination index (G.I.) of seeds, Lactuca and Raphanus. Under aqueous exposure, CuO on Lactuca shows the most significant impacts on activities compared to others, showing $EC_{50s}$ for germination and G.I. as 0.46 mg/L and 0.37%, respectively. The effects of nanoparticle phytotoxicity on seed Lactuca was much higher than that of Raphanus. In general, the toxicities on seed germination and germination index were as following orders : CuO > ZnO > NiO ${\gg}$ $TiO_2$, $Fe_2O_3$, $Co_3O_4$. No measurable inhibition was observed at 1,000 mg/L (maximum exposure concentration) of $TiO_2$, $Fe_2O_3$, $Co_3O_4$.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.40 no.7
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• pp.709-714
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• 2003

Eu doped $Y_2$ $O_3$ nanoparticles were prepared with the solvothermal synthesis using the ethyleneglycol solvent at 20$0^{\circ}C$ for 3-5 h and then annealed in air at 1000-140$0^{\circ}C$ for 2-4 h. The X-ray diffraction pattern of annealed crystals at 100$0^{\circ}C$ for 2 h could be indexed as pure cubic cell of $Y_2$ $O_3$ phase with lattice parameters a=10.5856 $\AA$ which is very close to the reported data (JCPDS Card File, 41-1105 a=10.6041 $\AA$). Average size of prepared phosphor particles have about 100 nm, which were spherical morphology. The phosphor particle sizes decreased and the emission intensity increased at the annealing temperature. Though PL spectrum analysis, the 3% Eu doped $Y_{2-x}$ $O_3$:E $u_{x}$ $^{3+}$(x=0.06) phosphor showed the excitation spectrum at 250 nm wavelength and the maximum emission spectrum at 611 nm wavelength.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.198-198
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• 2019

2011년 동일본 지역에서 발생한 지진으로 인하여 후쿠시마 다이이치에 위치한 원자력 발전소에서 다양한 방사성 물질들이 바다, 하천 그리고 대기와 같은 자연환경 속으로 유출되었다. 방사성 세슘(Cesuim, $Cs^{137}$)은 다양한 방사성 물질들 가운데 반감기(Half-life)가 30.17년으로 가장 긴 물질이다. 방사성 세슘이 환경 생태계로 한번 유출될 경우 긴 반감기과 널리 퍼지는 성질로 인하여 오랜 시간동안 넓은 지역에 막심한 피해를 초래하므로 효과적인 처리방법을 통해 안전하게 처리하는 것이 아주 중요하다. 세슘을 제거하기 위하여 물리적, 화학적, 생물학적 등 다양한 방법들을 통해 연구를 진행하고 있으며, 특히 세슘을 제거하는 아주 효과적인 방법 중 하나인 프러시안 블루(Prussian Blue, PB) 흡착제를 적용하는 방법이 많이 주목받고 있다. 그러나 프러시안 블루는 미세한 분말입자로서 수처리에 사용하게 되면 처리 후 발생되는 슬러지들을 수중으로 부터 분리하기 어려운 한계점을 가지고 있다. 최근 연구에서는 프러시안 블루의 적용 한계점를 극복하기 위하여 자성체(Magnetic substance)를 물리적 지지체로 이용하여 외부 자기장을 통해 수중으로 분리하는 방법들이 연구되고 있다. 자성체란 외부 자기장이 주어지게 되면 입자들 표면에 자성력을 띄는 물질들을 말한다. 본 연구에서는 자성체 종류들 가운데 가장 높은 자성력을 지닌 강자성체(Ferromagnetic Substance)를 물리적 지지체로 하여 산화과정, 실란과정, 합성과정을 거쳐 강자성체 입자의 표면에 프러시안 블루를 합성한 새로운 형태에 합성체를 제조하고, 제조된 합성체를 이용하여 수중에 존재하는 세슘 제거 능력을 평가하였다. 제조된 합성체의 물리적 특성을 분석하기 위하여 SEM, XRD를 이용하여 합성체 입자의 표면 분석을 진행하였다. 합성체의 세슘 제거 능력을 평가하기 위하여 임의 제조된 0.5mg/L의 세슘 농도를 가진 원수 100ml에 제조된 새로운 형태의 합성체 1g을 투입한 뒤 1분간의 반응시간 동안 반응한 이후 잔류 세슘을 측정한 결과 수중의 존재하는 세슘에 대해 99.9%의 세슘 제거율을 기록하였다. 자가분리(Magnetic Seperate)의 원리를 이용하여 수중으로부터 회수율을 측정한 결과, 99%의 합성체 회수율을 얻었다. 실험결과를 통해 외부자기장이 주어지게 되면 수중으로부터 합성체를 대부분 분리하여 회수할 수 있다고 판단된다. 본 연구를 통해 개발된 새로운 형태의 합성체는 수중의 세슘 처리 공정에서 사용자가 직접 접촉하지 않고 세슘제거 및 외부자기장을 통해 수중으로부터 분리가 가능한 합성체라고 판단된다.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.27 no.2
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• pp.123-129
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• 2005

In situ permeable reactive barrier (PRB) technologies have been proposed to reductively remove organic contaminants from the subsurface environment. The major reactive material, zero valent iron ($Fe^0$), is oxidized to ferrous iron or ferric iron in the barriers, resulting in the decreased reactivity. Iron-reducing bacteria can reduce ferric iron to ferrous iron and iron reduced by these bacteria can be applied to dechlorinate chlorinated organic contaminants. Iron reduction by iron reducing bacteria, Shewanella algae BrY, was observed both in aqueous and solid phase and the enhancement of TCE removal by reduced iron was examined in this study. S. algae BrY preferentially reduced Fe(III) in ferric citrate medium and secondly used Fe(III) on the surface of iron oxides as an electron acceptor. Reduced iron formed reactive materials such as green rust ferrihydrite, and biochemical precipitation. These reactive materials formed by the bacteria can enhance TCE removal rate and removal capacity of the reactive barrier in the field.