• 한국조경학회지
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• 제43권3호
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• pp.77-91
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• 2015

본 연구는 대규모 매립지에 조성된 인천국제공항을 대상으로 수목 식재기반에 대한 구조적, 이화학적 특성을 파악함으로써 합리적인 토양관리 방향을 제시하고자 하였다. 세부 연구 대상지는 국제업무단지, 여객터미널, 공항지원단지, 자유무역지역, 진입도로 등 5개소이었다. 인천국제공항 수목생육 기반에 대한 토양 구조분석결과 표토로부터 80cm 이내에 경반층 또는 이질층의 토양층위가 존재하는 조사구는 총 27개소 중 9개소이었으며, 성토재료로 자갈 매립(4개소), 준설토와 혼합된 재료 매립(2개소), 점토가 다량 포함되어 투수가 불량한 성토 재료 사용(3개소), 폐골재를 매립한 경우(1개소) 등이었다. 토양의 물리적 특성으로 토양경도는 성토층 평균 $11.5kg/cm^2$이었고, 토성은 모래함량이 많은 사토, 사양토, 양질사토 등이었다. 화학적 특성으로서 토양산도는 성토층 평균 pH 6.7이었으며, 유기물함량은 0.7%, 전기전도도(EC)는 0.0dS/m, 교환성양이온함량은 $Ca^{2+}$ 3.4cmol/kg, $Mg^{2+}$ 1.5coml/kg, $K^+$ 0.3cmol/kg, $Na^+$ 1.0cmol/kg, 교환성양이온치환용량(CEC)은 11.0cmol/kg이었다. 성토층의 절대적 평균치는 대부분 조경설계기준을 만족하였으나 매립지토양특성상 층위별 조사구별 편차를 반영할 수 없는 한계가 있어 성토층위별로 분석한 교환성양이온별 염기포화도(BSP)는 소성토지역 $Ca^{2+}$ 29.9%, $Mg^{2+}$ 13.3%, $K^+$ 3.7%, 중성토지역 $Ca^{2+}$ 33.3%, $Mg^{2+}$ 17.0%, $K^+$ 2.7%, 대성토지역 $Ca^{2+}$ 32.6%, $Mg^{2+}$ 12.2%, $K^+$ 1.9%이었다. 교환성나트륨백분율(ESP)은 소성토지역 16.4%, 중성토지역 7.5%, 대성토지역 4.7%이었고, 나트륨흡착비(SAR)는 소성토지역 0.8, 중성토지역 0.3, 대성토지역 0.2이었다. 성토재료의 불균질과 불량, 준설토의 교란, 답압에 의한 높은 토양경도와 지중의 경반층형성, 낮은 유효토심 등의 물리적 요인과 높은 pH, 염기밸런스 불균형, 낮은 유기물, 유효인산 등은 식물생육에 영향을 주는 것으로 분석되었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제24권4호
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• pp.85-90
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• 2017

페로브스카이트 태양전지의 전자수송층(ETL)인 다공성 $TiO_2$에 $TiCl_4$를 흡착시켜 FTO 전극과 광활성층의 직접 접촉을 방지하고, 페로브스카이트 광활성층과 $TiO_2:TiCl_4$ 전자수송층 간의 전자 이동을 쉽게 함으로써 소자의 광전변환 효율을 높이고자 했다. 제작한 페로브스카이트 태양전지의 구조는 FTO/$TiO_2:TiCl_4$/Perovskite($CH_3NH_3PbI_3$)/spiro-OMeTAD/Ag이다. $TiCl_4$ 수용액에 다공성 $TiO_2$를 침지하는 시간을 변화시켜 제작한 소자의 광전기적 특성에 미치는 영향을 비교 평가하였다. $TiO_2:TiCl_4$ 전자수송층을 갖는 페로브스카이트 태양전지의 광전변환효율은 $TiCl_4$ 수용액에 $TiO_2$ 전자수송층을 30분 동안 침지하여 제작한 소자에서 가장 높은 10.46%를 얻었으며, 이는 $TiO_2$만의 전자수송층을 갖는 소자에 비해 27% 향상되었다. SEM, EDS, XPS 측정으로 $TiCl_4$ 흡착으로 인한 $TiO_2$ 층의 다공성 감소와 Cl 성분의 검출, 페로브스카이트 광활성층의 큐브형 모폴로지와 $PbI_2$ 피크의 이동을 관찰하였으며, $TiO_2:TiCl_4$ 층과 페로브스카이트 광활성층이 형성되었음을 확인하였다.

• 한국광물학회지
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• 제21권3호
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• pp.313-320
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• 2008

수열법에 의하여 합성된 헥토라이트의 물리화학적 특성을 연구하였다. 조건에 따른 저면간격의 변화양상을 관찰하기 위하여, 가열실험, pH 변화실험 및 유기용매 치환 실험을 수행하였으며, 헥토라이트의 특성평가를 위하여 IR 및 CEC, MB, 팽윤도, 비료면적 등을 측정하였다. 또한 헥토라이트의 기능성 향상을 위한 타물질과의 혼합 가능 고액비를 측정하였다. 가열 실험결과, (001)면의 저면간격은 12.63 $\AA$ (상온)으로부터 10.19 $\AA$ ($650^{\circ}C$)으로 감소하였고, pH 7인 경우 가장 낮은 저면간격$(13.33\;\AA)$을 보인 반면, 이를 기준점으로 pH > 7과 pH < 7인 영역에서 점차 증가하는 추세를 보였다. 유기용매 치환 시, (001)면의 저면간격은 디에틸에테의$(12.86\;\AA)$, 아세토니트릴$(13.31\AA)$, 메칠알콜$(13.59\;\AA)$, 에칠알콜$(14.05\;\AA)$, 아세톤$(15.69\;\AA)$ 및 에틸렌 글리콜$(17.42\;\AA)$ 순으로 증가하였다. IR 분석 결과, 기존 타연구자들의 결과와 일치하였으며, 치토라이트의 CEC, MB, 팽윤도 및 비교면적은 각각 105 cmol/, 80 cmol/kg, $68\sim74ml/2g$ 및 $213m^{2}/g$이었다. 또한 헥토라이트의 기능성 향상을 위한 타물질과의 혼합 가능비(헥토라이트/증류수)는 2/100 이하임을 확인하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제37권7호
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• pp.432-440
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• 2015

유기물의 열분해로 생성되는 바이오차는 토양 탄소 저장량을 증가시킴으로써 기후변화를 완화할 수 있는 전략으로 소개되고 있다. 또한 바이오차는 토양의 흡착능을 증대시켜 중금속으로 오염된 토양을 정화할 수 있다고 보고된다. 본 연구는 두 종류 바이오차의 토양 중금속 제거 효과와 함께 기후변화 완화효과를 동시에 알아보기 위해 수행되었다. 두 종류의 바이오차는 가시박 및 차 찌꺼기 바이오매스를 열분해 하여 준비했다. 납으로 오염된 농경지 토양은 바이오차 및 바이오매스와 혼합되어 60일 동안 배양하였다. $CO_2$, $CH_4$, $N_2O$는 배양 기간 동안 주기적으로 측정되었고 토양 분석은 배양 종료 후 아세트산을 이용한 납 추출량을 비롯한 생화학적 요소에 대해 수행하였다. 그 결과, 배양 후 납의 양은 BC_Ch에서 71% 만큼 감소했다. 배양 중 $CO_2$와 $N_2O$ 발생은 BC_Ch, TW_Ch에서 각각 BC_Bm, TW_Bm 대비 약 24%, 34% 감소하였다. $CH_4$ 발생은 바이오차 처리에 의한 유의한 차이를 나타내지 않았다. GWP 계산 과정에서 온실가스($CO_2$, $CH_4$, $N_2O$), 토양에 처리한 가시박 및 차 찌꺼기 바이오매스와 바이오차, 토양 내 총 탄소량을 고려하였으며, 바이오차 투입으로 토양 내 납의 농도가 감소한 BC_Ch를 제외한 나머지 처리구와 대조구에 제올라이트를 투입하였다고 가정하여 GWP 계산을 수행하였다. BC_Ch가 GWP 측면에서 가장 유리한 것을 보였는데, 이는 가시박 바이오차가 높은 납 흡착과 토양 내 탄소 격리 효과를 나타냈기 때문으로 사료된다. 결론적으로, 가시박으로부터 생성한 바이오차를 투입하는 것이 토양 오염 저감과 기후변화 완화 효과를 동시에 기대할 수 있는 전략임을 시사한다.

• 한국광물학회지
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• 제16권4호
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• pp.283-293
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• 2003

국내 정수장에서는 여과사를 이용하여 원수를 정수하는 급속 및 완속 여과시스템을 이용하고있다. 대부분의 여과사는 해사인 규사로써, 구성광물의 광물학적 특성이 매우 제한되어 중금속이나 유기 오염물의 여과능력이 높은 편이 아니다. 따라서 항상 예기치 않게 발생될 수 있는 오염된 원수를 효율적이고 경제적으로 여과할 수 있는 여과물질 개발이 요구되고 있다. 따라서 이 연구에서 해사를 대체할 수 있는 화강암 풍화산물인 장석질 모래에 일정량의 불석을 혼화하여 원수를 여과하였을 때 일어나는 지화학성의 변화 및 Cd, Cu, Pb와 같은 중금속의 제거능력을 시험하였다. 시험 대상 물질은 현재 정수장에서 사용하는 주문진 규사와 이 연구에서 제조된 장석질 여과사, 장석질 혼합사 I(불석 10% 혼화), 장석질 혼합사 II(불석 20% 혼화)이다. 장석질 혼합사 I 및 II는 주문진 규사와 장석질 여과사에 비해 대부분의 양이온 및 음이온이 높게 용출되었으며, Si, Ca, $SO_4$ 이온 용출은 Al,$ NO_3$, Fe, K, Mg, P 에 비해 높게 일어났다. 제올라이트의 함량을 높인 혼합사 II가 혼합사 I 비해 Na, Ca, Al과 같은 양이온의 용출농도가 보다 높게 일어났으며, 이 양이온들은 크리높틸로라이트 계열의 제올라이트로부터 주로 용출되었다. 주문진 규사와 장석질 여과사는 Cd, Cu, Pb에 대해 제거능이 거의 없거나 약한 제거율을 보였다. 이에 반하여 장석질 혼합사I, II는 Cd과 Cu에 대해 낮은 제거율을 보였으나 Pb에 대해서는 상대적으로 매우 높은 제거율을 보였다. 장석질 혼합사 I, II는 저농도(100 ppm)의 Cd, Cu, Pb에 대하여 비교적 높은 제거율을 보이는 것으로 나타났으며, 장석질 혼합사 II는 저농도(100 ppm)의 Pb 용액과 반응시킨 경우 상당히 높은 제거율 (90.7%)을 보였다. 고농도(500 ppm) 영역에서는 장석질 혼합사 I, II는 Cd의 흡착량이 Cu, Pb에 비하여 높게 나타났으며, 제거율도 각각 24.0%, 28.2%로 가장 높게 나타났다. 제올라이트의 혼합비가 10%에서 20%로 증가할수록 중금속의 흡착량과 제거율이 향상되었다. 이는 장석질 혼합사를 여과사로 이용 할 경우 제올라이트를 적정 비율로 혼화하면 높은 중금속 제거 효과가 있는 것으로 판단된다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2003년도 춘계 학술발표대회
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• pp.61-62
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• 2003

Clonal propagation of high-value forest trees through somatic embryogenesis (SE) has the potential to rapidly capture the benefits of breeding or genetic engineering programs and to improve raw material uniformity and quality. A major barrier to the commercialization of this technology is the low quality of the resulting embryos. Several factors limit commercialization of SE for Corsican pine, including low initiation rates, low culture survival, culture decline causing low or no embryo production, and inability of somatic embryos to fully mature, resulting in low germination and reduced vigour of somatic seedlings. The objective was to develop a Corsican pine maturation medium that would produce cotyledonary embryos capable of germination. Treatments were arranged in a completely randomized design. Data were analyzed by analysis of variance, and significant differences between treatments determined by multiple range test at P=0.05. Corsican pine (Pinus nigra var. maritima) cultures were initiated on modified !P6 medium. Modifications of the same media were used for culture multiplication and maintenance. Embryogenic cultures were maintained on the same medium semi solidified with 2.5 g/l Gelrite. A maturation medium, capable of promoting the development of Corsican pine somatic embryos that can germinate, is a combination of iP6 modified salts, 2% maltose, 13% polyethylene glycol (PEG), 5 mg!l abscisic acid (ABA), and 2.5 g/l Gelrite. After initiation and once enough tissue developed they were grown in liquid medium. Embryogenic cell suspensions were established by adding 0.951.05 g of 10- to 14-day-old semisolid-grown embryogenic tissue to 9 ml of liquid maintenance media in a 250ml Erlenmeyer flask. Cultures were then incubated in the dark at 2022$^{\circ}$C and rotated at 120 rpm. After 2.53 months on maturation medium, somatic embryos were selected that exhibited normal embryo shape. Ten embryos were placed horizontally on 20 ml of either germination medium ($\frac{2}{1}$strength Murashige and Skoog (1962) salts with 2.5 g/l activated charcoal) or same medium with copper sulphate adjusted to 0.25 mg/1 to compensate for copper adsorption by activated carbon. 2% and 4% maltose was substituted by 7.5% and 13% PEG respectively to improve the yield of the embryos. Substitution of' maltose with PEG was clearly beneficial to embryo development. When 2% of the maltose was replaced with 7.5% PEG, many embryos developed to large bullet-shaped embryos. At latter stages of development most embryos callused and stopped development. A few short, barrel-shaped cotyledonary embryos formed that were covered by callus on the sides and base. When 4% of the maltose was removed and substituted with 13% PEG, the embryos developed further, emerging from the callus and increasing yield slightly. Microscopic examination of the cultures showed differing morphologies, varying from mostly single cells or clumps to well-formed somatic embryos that resembled early zygotic embryos only liquid cultures with organized early-stag. A procedure for converting and acclimating germinants to growth in soil and greenhouse conditions is also tested. Seedling conversion and growth were highly related to the quality of the germinant at the time of planting. Germinants with larger shoots, longer, straighter hypocotyls and longer roots performed best. When mature zygotic embryos germinate the root emerges, before or coincident with the shoot. In contrast, somatic embryos germinate in reverse sequence, with the cotyledons greening first, then shoot emergence and then, much later, if at all, the appearance of the root. Somatic seedlings, produced from the maturation medium, showed 100% survival when planted in a field setting. Somatic seedlings showed normal yearly growth relative to standard seedlings from natural seed.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권3호
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• pp.426-438
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• 2023

차세대 전지로 주목받는 리튬-황 전지는 높은 에너지 밀도를 갖는 반면, 황의 절연 특성, 셔틀 현상 그리고 부피팽창으로 인하여 상용화에 어려움이 있다. 본 연구에서는 경제적이고 간단한 진공여과 방법으로 바인더와 집전체가 없는 프리스탠딩 전극을 제조하였고 탄소나노튜브(CNT)를 황의 전기전도도 향상을 위하여 사용하였다. 여기서 CNT는 집전체와 도전재 역할을 동시에 수행하였다. 추가로 리튬폴리설파이드의 흡착에 용이한 금속산화물(MO_x, M=Ni, Mg)을 CNT/S 전극에 첨가함으로써 리튬-황 전지의 셔틀반응을 억제하였다. MO_x@CNT/S 전극은 금속산화물을 도입하지 않은 CNT/S 전극에 비해 높은 용량 특성과 사이클 안정성을 나타내었으며, 이는 금속산화물의 우수한 리튬폴리설파이드 흡착 특성으로 인하여 황 활물질의 손실을 억제한 결과이다. MO_x@CNT/S 전극 중에서 NiO를 도입한 NiO@CNT/S 전극은 1 C에서 780 mAh g^-1의 높은 방전용량을 나타내었고 200 사이클 후 134 mAh g^-1으로 극심한 용량 감소가 나타났다. MgO@CNT/S 전극은 비록 초기 사이클에 544 mAh g^-1의 낮은 방전용량을 나타냈지만, 200 사이클까지 용량을 90% 유지하는 우수한 사이클 안정성을 나타내었다. 고용량과 사이클 안정성 확보를 위하여 Ni:Mg를 0.7:0.3의 비율로 혼합한 Ni_0.7Mg_0.3O@CNT/S 전극은 755 mAh g^-1 (1 C)의 초기 방전용량과 200 사이클 후에도 90% 이상의 용량 유지율을 나타내었다. 따라서 이원 금속산화물의 CNT/S 프리스탠딩으로의 적용은 고용량 특성뿐만 아니라 가장 큰 문제인 리튬폴리설파이드의 용출을 효과적으로 개선하여 경제적이고 고성능 리튬-황 전지의 개발이 가능함을 시사한다.

• 자원환경지질
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• 제56권6호
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• pp.899-909
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• 2023

본 연구는 전통적으로 채색문화유산의 백색 무기안료로 사용된 호분안료를 대상으로 패각의 종류 및 소성 여부에 따른 재료과학적 특성을 분석하고, 보존환경 안정성을 평가하였다. 이를 위해 벚굴, 대합 패각 2종으로 제조된 호분과 이를 1,150 ℃에서 소성한 호분 2종을 수집하였다. 성분분석 결과, 소성 전의 호분안료는 calcite, aragonite 등의 탄산칼슘이고, 소성 후에는 portlandite가 주구성 물질로 calcite가 혼재되어 있었다. FE-SEM분석 결과, 소성 전에는 패각 종류에 따라 고유의 입형 조직을 보이지만 소성 후에는 다공성 입자의 조직 형태로 변하였다. 이에 따라 안료의 흡유량이 상당히 커지는 것을 볼 수 있다. 또한 소성 전보다 소성 후 백색도가 향상되는데, 대합 호분 안료(CS)의 색도 개선율이 더 높았다. 촉진내후성 시험 결과, 호분안료 채색시편은 시험 후 색차값이 2미만으로 육안으로 인지하기 어려운 정도였다. 특히 소성 전에 비해 소성 후 호분안료의 색차값이 작은 것으로 색 안정성이 높아진 것을 알 수 있다. 반면 소성 전보다 소성 후 시편에서 채색층 도막의 안정성이 떨어지는 것을 확인하였다. 항진균 효과는 공시균으로 Aspergillus niger, Tyromyces palustris, Trametes versicolor를 사용하였고, 호분안료가 곰팡이균에 대한 예방 보호적 효과가 있는 것으로 드러났다. 특히 소성과정을 거친 안료의 항진균 효과가 우수했는데, 이는 안료의 재료적 특성상 염기성이 강해진 것에 기인된 결과로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제56권2호
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• pp.125-138
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• 2023

수계 내 세슘(cesium: Cs)을 제거하기 위하여 개발된 대부분의 기존 Cs 흡착제들은 원재료 값이 고가라는 단점과, 해수와 같이 높은 이온 강도와 낮은 Cs 농도를 가지는 대규모의 오염수를 실질적으로 정화하는데 한계를 가지고 있었다. 본 연구에서는 석탄광산배수를 처리하는 과정에서 생성되는 슬러지(CMDS)에 Na와 S를 첨가하여 친환경적이고 높은 Cs 제거 효율을 가지는 Cs 흡착제를 개발하였다. Fe 및 Ca 함량이 풍부한 CMDS를 1차 소재로 사용하였고, 열처리 과정으로 Na와 S를 첨가하여 새로운 Cs 흡착제를 제조하였다(이하 본 연구에서 개발한 흡착제는 Na-S-CMDS라 명명함). Na-S-CMDS의 Cs 흡착능 및 흡착 기작을 평가하기 위해 실험실 규모의 실험과 흡착 동역학 및 등온 모델링 연구를 수행하였으며, XRF, XRD, SEM/EDS, XPS 등의 분석을 통해 Na-S-CMDS의 물리화학적, 광물학적 특성을 조사함으로써 Cs 흡착 기작을 규명하였다. 흡착 배치 실험 결과, Cs은 빠르게 Na-S-CMDS에 흡착되어 1시간 내 평형에 도달하였으며, 낮은 Cs 농도(0.5 mg/L) 조건에서도 높은 Cs 제거 효율(> 90.0%)을 보였다. 흡착 등온 모델링 결과, 단일 흡착을 가정하는 Langmuir 흡착 등온 모델에 대응되는 경향을 보였으며, 흡착 동역학 모델링 결과 흡착 경향이 유사 2차 속도(pseudo second order kinetic) 모델과 일치하는 경향을 보였고, 이러한 결과는 단순한 물리적 흡착보다 이온 교환과 같은 화학적 흡착이 우세함을 의미한다. 고농도의 Cs 용액으로 반응시킨 Na-S-CMDS의 XRF/XRD 분석 결과, Na-S-CMDS 내 Na 함량은 감소하고 흡착 전 존재하던 erdite (NaFeS₂·2(H₂O))가 관찰되지 않는 것을 통해, Na⁺과 Cs⁺ 사이에서 활발한 이온 교환 반응이 진행되었음을 알 수 있었다. XPS 분석 결과, Na-S-CMDS에서 Cs와 S 사이의 강한 결합 작용이 관찰되었으며, 이러한 Cs와 S(또는 S-복합체)내 결합에너지 감소도 Na-S-CMDS의 Cs 흡착능을 증가시키는 요인으로 판단되었다. 본 연구를 통해 기존에 폐기물로 처리되었던 석탄광산배수슬러지를 개량하여 제조한 Na-S-CMDS는 기존의 Cs 흡착제보다 제조 비용이 저렴하고, 해수 및 지하수와 같이 이온 강도는 높지만 Cs 농도가 낮은 대규모 오염 수계에서도 Cs 흡착능이 높게 유지되어, 현장에서 효과적인 Cs 흡착제로 사용할 수 있을 것으로 기대한다.