• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.175.2-175.2
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• 2011

바나듐 3, 4, 5가 이온은 공기 중에서 안정하지만, 바나듐 2가 이온은 쉽게 산화된다. 그러므로 바나듐 2가 이온이 담겨져 있는 음극 탱크가 공기와 접촉하지 않게 하는 것이 중요하다. 충전 중 음극 탱크에 공기가 침투되면, 바나듐 2가 이온은 3가 이온으로 산화되기 때문에 음극과 양극의 전해질에 불균형을 초래한다. 이러한 불균형은 바나듐 레독스 흐름전지 용량저하의 원인이 된다. 본 연구에서는 공기 중 2가 이온 산화에 의한 전해질의 불균형 현상을 쉽게 보여주기 위해, 공기노출과 차단조건에서 충방전 중에 발생한 음극과 양극의 바나듐 이온 상태변화량을 UV-Visible spectrophotometer를 이용해 정량적으로 분석하였다. 분석 결과, 공기노출 조건에서 음극의 충전 시, 충방전 cycle이 진행 될수록 바나듐 2가 이온의 양이 현격히 줄어들었지만, 공기차단 조건에서는 2가 이온의 양이 공기노출 조건보다 훨씬 더 적게 줄어들었다. 즉, 공기차단 조건에서는 바나듐 2가 이온이 3가로 산화되지 않아서 음극의 충전 후 바나듐 3가에서 2가로 전환되는 양이 공기노출 조건보다 더 많은 것을 확인할 수 있었다. 이러한 영향으로 인해, 충방전 10th cycle을 진행해 본 결과, 공기차단 조건에서는 충방전 용량감소가 거의 없었지만 공기노출 조건에서는 현격한 충방전 용량 감소를 보였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2002년도 춘계학술발표논문집
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• pp.134-136
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• 2002

이온교환 수지는 이온성 물질을 제거하는 가장 신31성 있는 단위공정일 뿐만 아니라 재사용의 측면에서 매우 경제적이다. 특히 토양화학 분야에서 지난 한세기 동한 수많은 연구가 진행되어 왔으며, 이온교환은 연수 및 탈염공정, 특정물질의 제거 및 회수, 토양을 통한 이온성 물질의 이동에서 널리 이용되고 있다. 이온의 선택도는 이온의 수화반경과 용액의 농도, 이온의 원자가에 따라 좌우된다. 본 연구는 양이온 평형실험과 칼럼실험을 통해 이온사이의 선택도 순서와 바탕음이온에 따른 특성을 조사하였다. 이 실험의 결과에서 양이온의 선택성의 농도가 낮을수록, 이온의 원자가가 높을수록 증가하였다. 평형실험의 양이온 선택도 순서는 H/sup +/< K/sup +/< Cu/sup 2+/ < Co/sup 2+/ < Ca/sup 2+/ < Ce/sup 3+/ 이며, 양이온 칼럼 순서도 동일함을 알 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제3권2호
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• pp.156-159
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• 2002

이온교환은 이온성 물질을 제거하는 가장 신뢰성 있는 단위공정일 뿐만 아니라 재사용의 측면에서 매우 경제적이다. 특히 이온교환은 토양화학 분야에서 지난 한 세기 동한 수많은 연구가 진행되어 왔으며, 여러 가지 수처리 공정에 널리 이용되고 있다. 이온의 선택도는 이온의 수화반경과 용액의 농도, 이온의 원자가에 따라 좌우된다. 본 연구는 양이온 평형실험과 칼럼실험을 통해 이온들의 선택도 순서와 바탕음이온에 따른 특성을 조사하였다. 양이온의 선택성은 농도가 낮을수록, 이온의 원자가가 높을수록 증가하였다. 평형실험의 양이온 선택도 순서는 $H^+$ < $K^+$ << $Cu^{2+}$ < $Co^{2+}$ < TEX>$Ca^{2+}$ << $Ce^{3+}$ 이며, 칼럼흡착에서도 선택도 순서는 동일하였다.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2003년도 가을 학술발표회 발표논문집
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• pp.315-318
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• 2003

본 연구에서는 NaCl 용응법에 의해 fly ash로부터 합성된 swelling mica의 다양한 이온의 교환특성과 이온교환이 결정구조에 미치는 영향을 규명함으로서 swelling mica에 의한 유해 방사능 물질 및 중금속의 효과적인 제거제로서의 활용 가능성을 조사하고자 하였다. 1가 양이온이 흡착된 FA-swelling mica의 $d_{001}$/ peak의 강도는 흡착된 이온의 직경이 클수록 감소하는 경향을 나타내었으나, $d_{001}$/ value는 흡착된 이온의 직경과 뚜렷한 상관관계가 없었다. 또한 FA-swelling mica의 NH4 이온의 흡착량은 133 $cmol^{+}$/kg, K 이온은 127 $cmol^{+}$/kg, Li 이온은 23 $cmol^{+}$/kg으로서 방사성 물질과 중금속 이온에 비해 낮은 경향을 나타내었다. 2가 양이온이 흡착된 FA-swelling mica의 $d_{001}$/ peak 강도와 $d_{001}$/ value는 이온의 직경에 관계없이 비슷한 값을 나타내었으며 1가 양이온의 흡착에 비해 구조적 안정성이 높았다. Sr 및 Ba 이온의 흡착반응은 느리고 지속적으로 일어났으며 Ca와 Mg 같은 2가 양이온에 비해 선택성이 훨씬 높은 것으로 나타났다. 또한 Sr 및 Ba 이온과 같이 직경이 큰 방사성 원소들은 swelling mica의 층간에 흡착되어 결정구조가 부분적으로 붕괴됨으로서 이온을 비가역적으로 고정하는 특성을 나타내었다. Zn, Cu, Cd 및 Pb 등의 중금속 이온이 흡착된 FA-swelling mica의 $d_{001}$/ value는 12.70~12.80$\AA$으로서 매우 일정하였으며, 이온 흡착에 의한 층간 팽창정도는 이온의 크기뿐만 아니라 수화정도에 따라 상이하였다. FA-swelling mica의 중금속 이온의 흡착은 층간 붕괴에 의해 일어나는 것으로 판단되며, 선택성과 흡착능력은 층간 붕괴속도와 비례하는 경향을 나타내었다. 또한 FA-swelling mica의 중금속 이온의 선택성은 Pb>Cu>Cd$\geq$Zn 순으로 나타났다.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2001년도 정기총회 및 봄 학술발표회 초록집
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• pp.173-175
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• 2001

흡착에 필요한 최적의 세라믹 볼의 소성온도는 93$0^{\circ}C$가 가장 적당하다. 공업용수 중에 용존되어 있는 유기물 및 유해성분이 제거(COD나 $BOD_{5}$)가 가능하다. Fe와 Pb의 중 금속 제거의 경우 Pb의 경우가 제거 효율이 더 크며, 이에 따른 mechanism으로 이온교환이온이 Pb의 경우 2가 양이온이기에 더욱 효율이 크고 Fe의 경우는 수화하여 구조적인 붕괴를 일으키며, 2가와 3가의 공존하므로 Pb보다 제거율이 낮다. Fe와 Pb 중금속수를 1시간 동안 제거하여 Freundlich형 등온식에 따른 계산 결과 5,10ppm에서 1/n의 수치가 2 이상을 넘지 않고 있고, 500, 1000ppm의 경우는 등온이온교환으로 할 때 1/n의 수치가 2에 근접하므로 분말의 경우에 비해 제거율이 낮지는 않다. 그러므로 경제적 이점과 재활용면에서 볼의 사용이 우수하다는 것을 알 수 있다. 장치의 용기에 비례하여 볼 때 볼의 양은 600g이 가장 적당한 양이다. 등온교환의 경우 Apatite(HAp)를 이용한 분말의 제거율 보다 약간 낮으나 분말의 경우 사용 후 취급이 용이하지 않고 2차적 오염이 예상되므로 세라믹 볼의 경우 환경친화성재료로 여러 가지의 수처라 공정에 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• 대한화학회지
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• 제46권6호
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• pp.515-522
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• 2002

240$^{\circ}C$와 Ca/Si=2 몰 비율의 열수상태에서 합성된 고체 베타-디칼슘 실리케이트 하이드레이트($\beta-C_2$SH)는 Fe, Cu, Zn, Cd, 및 Pb와 같은 2가 금속 양이온에 대한 양이온 교환 성질을 보여준다. 그 고체에 희한 금속 양이온 흡인력은 $Fe^{2+}$〉$Cu^{2+}$〉$Zn^{2+}$〉$Cd^{2+}$ = $Pb^{2+}$의 순서로 됨이 밝혀졌다. 고체에 세슘 선택성은 $Li^+$, $Na^+$ 및 $K^+$와 같은 1가 양이온이나 $Ca^{++}$, $Mg^{++}$ 및 $Ba^{++}$와 같은 2가 양이온이 $Cs^+$보다 백배이상 진한 상태에서 나타내었다. $Cs^+$의 흡인력은 $Mg^{++}$의 존재하에서 최대치를 보여주었고, 반면에 $K^+$의 존재하에서 최소치를 보여주었다. 2가 금속이온에 대한 $\beta-C_2$SH의 다른 친화도는 이들 이온을 분리하는데 사용 할수 있다. 또한 $\beta-C_2$SH에 희한 금속 양이온 교환에 대한 반응경로 및 세슘 선택성이 연구되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.219-219
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• 1999

플라즈마 이온 주입은 진공 chamber 내에 주입하려는 이온이 포함된 플라즈마를 발생시킨 후 처리하고자 하는 시편에 negative high voltage pulse를 인가함으로써 시편 주위에 형성되어 있는 이온들을 시편에 주입하는 방법이다. 이러한 플라즈마 이온 주입 방법은 금속의 내마모성, 내부식성, 강도 및 경도를 증가시키고, 고분자 화합물의 표면 개질에 있어서 친수성 또는 소수성과 같은 표면 처리를 쉽고 간단하게 처리할 수 있다. 그리고 반도체 공정의 shallow junction doping을 효과적으로 처리할 수 있으며 특히, 대면적의 시편에 균일하게 이온을 주입할 수 있다. 플라즈마 이온 주입 방법에서 중요한 요소는 dose, 즉 이온 주입한 양과 처리하려는 시편에 주입되는 이온의 에너지이다. 여기서, 플라즈마내에 생성된 이온들의 비율을 정확히 안다면 시편에 주입되는 이온의 양과 주입되는 이온의 에너지를 충분히 예견할 수 있다. 질소 플라즈마의 경우에는 N+와 N2+가 생성되므로, 시편에 주입된 질소 이온의 실질적인 이온당 질소 원자수는 1$\times$N+% + 2$\times$N+%가 되고, N2+의 경우는 N+ 주입 에너지의 1/2 로 시편내에 주입되게 된다. 또한 질소 플라즈마의 경우 N2+ 이온이 상대적으로 N+이온보다 많다면 N+가 많은 경우보다 이온 주입 깊이는 얕아지게 된다. 본 실험에서는 Dycor M-100 residual gas analyzer와 potical emission spectrometer (Ocean Optics SQ 2000)를 사용하여 압력과 RF power를 변화시키며 플라즈마내에 생성되어지는 질소 이온의 비율을 측정하였다. 또한 Langmuir probe를 이용하여 속도차에 의한 각 이온들의 존재비율을 계산하였다. 여기에서 질소 가스의 압력이 낮을수록 N+보다 N2+의 존재비율이 높음을 보였다. 이것은 압력이 낮은 영역에서 일반적으로 전자의 평균온도가 높기 때문으로 여겨진다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제17권2호
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• pp.96-104
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• 2006

본 연구자를 위시한 많은 연구자에 의해 칼슘이 N형 칼슘통로의 비활성화를 촉진시킨다는 것이 보고되었다. 그러나 칼슘에 의한 비활성화 촉진 효과가 고전적인 칼슘의존성 기전에 의해 기인하는지는 아직 확실하지 않다. L형 칼슘통로의 칼슘의존성 비활성화기전을 밝히기 위하여 지금까지 사용해온 방법의 하나는 세포내, 외의 칼슘농도를 변화시켜보는 것이다. 그러므로 본 연구에서는 칼슘의존성 비활성화기전의 존재 여부를 알아보기 위하여 2가 양이온을 1가 양이온인 메틸아민($MA^+$)으로 치환하였다. 선행 연구를 통해 우리는 5초 동안의 긴 저분극 자극 시 바륨과 칼슘을 사용하여 얻은 전류에서 모두 빠른 성분(${\tau}{\sim}150ms$)과 느린 성분(${\tau}{\sim}2,500ms$)의 비활성화가 있음을 알 수 있었다. 본 연구에서 세포외 2가 양이온의 농도가 0이 되도록 하였을 때 빠른 비활성화가 소실된 반면 느린 비활성화에는 영향이 거의 없었다. 또한 바륨를 사용하였을 때보다 10 mV씩 과분극시킨 전압에서의 메틸암모늄 전류 데이터를 비교하여 보았을 때 느린 비활성화의 시정수가 서로 잘 일치하였으며 이 시정수는 막전압이 저분극될수록 감소하는 막전압의존성 비활성화의 특성을 보였다. 본 연구결과와 선행연구의 결과를 종합하여 볼 때 세포외 2가 양이온의 존재는 N형 칼슘통로의 빠른 비활성화가 일어나기 위하여 필수적인 조건이며 이러한 2가 양이온의존성 비활성화기전은 기존의 칼슘의존성 또는 막전압의존성 기전과 다르다는 가설을 제안한다.

• 한국농림기상학회지
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• 제7권2호
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• pp.125-131
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• 2005

본 연구는 2001년부터 2003년까지 서울 지역의 산성강하물에 의한 침착량을 산정하고, 남산에서 식생하고 있는 소나무를 대상으로 하여 잎 내의 양이온 함량을 조사하여, 산성강하물이 식물체 내의 양이온 함량 변화에 미치는 영향을 알아보고자 수행하였으며, 다음과 같은 결과를 얻었다. 1 강우의 이온균형 검토결과는 회귀직선의 기울기가 1.01,$R^2$가 0.973으로서 양이온과음이온사이에 비교적 양호한 관계를 나타내고 있다. 2 서울 지역의 강수량 가중 연평균 pH는 약산성의 경향을 보이고 있으며, 2001년에 pH5.1, 2002년에 pH5.0 그리고 2003년에 pH4.8을 나타내고 있다. 3. 음이온 성분 중에는 $SO_4\;^{2-}$가 조사기간(2001년$\~$2003년) 동안 각각 $3.505g/m^2/year,\;4.734g/m^2/year,\;5.418g/m^2/year$의 침착량이 나타냈으며, $NO_3\;^-$가 조사기간 동안 각각 $3.365g/m^2/year,\;3.717g/m^2/year,\;3.920g/m^2/year$의 침착량을 나타냈다. 양이온 성분 중에는 $NH_4\;^+$가 조사기간 동안 각각 $1.479g/m^2/year,\;1.419g/m^2/year,\;2.443g/m^2/year$의 침착량을 나타냈다. 습성강하물의 침착량을 살펴보면 강수량이 비슷했던 2001년과 2002년에는 그 양에 있어 큰 변화를 나타내지 않았으나, 강수량이 많았던 2003년에 침착량 또한 높은 수치를 나타냈다. 4. 소나무 잎 내 양이온 함량을 시기별로 보면 가을철로 갈수록 양이온 함량이 높게 나타남을 알 수 있었으며, $Al^{3+}$역시 미세한 차이지만 낙엽기에 더 높은 함량을 나타냈다. 연령별로 살펴보면 $Ca^{2+}$와 $Mn^{2+}$함량은 1년생 솔잎에서 당년생 솔잎보다 더 높은 결과를 보여 연령별 차이를 나타내었으나 $Mg^{2+}$은 1년생 솔잎에서 다소 높게 나타났으며, $Al^{3+}$은 연령별 큰 차이를 보이지 않았다. 5.소나무의 잎을 채취한 4, 7, 10월의 양이온 함량과 각 기간 동안의 습성강하물 중 이온성분의 평균농도를 나타낸 것으로, 산성강하물에 크게 관여하는 $SO_4\;^{2-},\;NO_3^-$이온 성분과 소나무 일의 염기성 양이온$(Ca^{2+},\;Mg^{2+})$함량은 역의 상관관계를 보임을 알 수 있었다. $Mn^{2+}$의 경우도 염기성 양이온과 같이 역의 상관관계를 보였으나, $Al^{3+}$의 경우에는 뚜렷한 경향을 나타내지 않았다.

• 한국광물학회지
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• 제8권2호
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• pp.118-125
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• 1995

경북 구룡포에 소재한 구룡광산에서 산출하는 불석(클리놉틸로라이트와 모데나이트의 집합체)에 대한 Pb2+, Cd2+, Zn2+, Co2+, Fe2+ 및 NH4+ 등 양이온의 치환성질을 알아보기 위하여 베치실험을 실시하였다. 60∼80 메쉬 및 230 메쉬의 시료를 사용하여 각각 50ppm의 농도를 가진 용액과 반응시켰다. 반응후의 용액은 AA 및 전극 (NH4+)으로 분석하여 치환양을 측정하였다. 본 연구결과 Pb2+와 NH4+가 다른 이온들보다 훨씬 높은 선택성을 보여 주었다. 불석에 대한 이온들의 선택성은 NH4+, Pb2+》Zn2+, Cu2-, Co2->Cd2-, Fe2+와 같다. 실험결과 불석시료가 용액으로부터 흡착한 양이 시료로부터 용액으로 추출된 양보다 훨씬 높게 나타나고 있는 바 이는 이온치환보다는 불석의 시브(sieve) 효과에 의한 이온흡착현상이 우세하게 일어났다는 것을 지시해준다. 본 실험은 이 불석이 중금속과 암모니아와 같은 오염물을 제거하는데 사용될 수 있음을 보여준다.