• 한국환경과학회지
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• 제27권12호
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• pp.1215-1226
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• 2018

In this study, PAN-SZ (polyacrylonitrile scoria zeolite) beads were prepared by immobilizing Na-A zeolite (SZ-A) synthesized from Jeju volcanic rocks (scoria) on the polymer PAN. FT-IR and TGA analysis results confirmed that the SZ-A was immobilized in the PAN-SZ beads. SEM images showed that the PAN-SZ beads are a spherical shape with 2 mm diameter and exhibit a porous inner structure inside the bead. The most suitable mixing ratio of PAN to SZ-A as the adsorbent for removing Sr ions was PAN/SZ-A = 0.2 g/0.3 g. The adsorption kinetic data for Cu and Sr ions were fitted well with the pseudo-second-order model. The Cu and Sr ion uptakes followed a Langmuir isotherm model and the maximum adsorption capacities at $20^{\circ}C$ were 84.03 mg/g and 75.19 mg/g, respectively. The amount of Sr ion adsorbed by SZ-A on the PAN-SZ beads was about 160 mg/g, which was similar to that adsorbed by SZ-A powder. Thus, the PAN-SZ beads prepared in this study are considered to be effective adsorbents for removing metal ions in aqueous solutions.

• 한국항해항만학회지
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• 제39권4호
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• pp.335-344
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• 2015

본 연구에서는 반응성 피복소재인 제올라이트, 몬모릴로나이트, 제강슬래그의 피복두께에 따른 오염된 해양퇴적물 내 중금속 용출 차단 효율을 평가하였다. 실험결과, As의 용출차단에는 제올라이트, 몬모릴로나이트, 제강슬래그 모두 효과적이지 못하였다. 제올라이트는 Cr 용출 차단에 부정적인 영향을 미치는 것으로 나타났지만, 몬모릴로나이트 5 cm 피복은 Cr 용출 차단에 매우 효과적이었다. As 및 Cr과는 대조적으로 Cd, Ni, 그리고 Pb은 미피복 퇴적물에서 조차 용출되지 않았다. Cu와 Zn은 피복 조건에 따른 영향이 가장 뚜렷한 중금속이었다. Cu의 용출은 몬모릴로나이트 피복 두께 1 cm 이상 그리고 제올라이트 피복 두께 3 cm 이상에서 효과적으로 차단되었다. 해양퇴적물에서 Zn의 용출은 모든 피복 물질에서 효과적이었다. 본 연구를 통해서 제올라이트, 몬모릴로나이트, 제강슬래그를 오염된 해양퇴적물에서 Cr, Cu, Zn의 용출 차단을 위한 효과적인 피복소재로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제44권4호
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• pp.404-409
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• 2006

USY 제올라이트에 이원계의 Pd-Cu 복합촉매를 담지하여 FT-IR 분석기로 밀폐계에서 촉매의 표면반응특성을 조사하였다. 700 ppm의 톨루엔 연소반응은 고정반응기를 이용하여 $80{\sim}220^{\circ}C$에서 수행하였으며 톨루엔을 GC로 분석하였다. 촉매활성은 Pd-Cu/USY > Pd/USY > PdO-CuO/USY > PdO/USY > $PdO/Al_2O_3$의 순서임을 알 수 있었다. 저온연소반응에서 수분이 촉매의 활성에 미치는 영향을 관찰하였고 공기의 공급변화를 통하여 촉매표면에 있는 결정격자의 산소가 반응에 참여 여부를 조사하였다. 환원된 촉매들은 톨루엔의 연소활성에너지로 인해 산화된 촉매에 비해 활성이 높았다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제15권5호
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• pp.341-346
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• 1994

The frameworks of $(Cu(NH_3)_3OH^+)_x(NH_4^+)_{12-x}-A{\cdot} zH_2O$ which were prepared by the ion-exchange of zeolite A with ammoniac cupric nitrate solution are more stable than those of $Cu_xNa_{12-2x} -A$ obtained by the ion exchange with aqueous cupric nitrate solution are more stable than those of $Cu_xNa_{12-2x} -A$ obtained by the ion exchange with aqueous cupric nitrate solution. An energetic calculation was made on the relatively stable $(CuOH^+)_2(NH_4^+)_{10}-A{\cdot} 2H_2O$ prepared by the partial evacuation of $(Cu(NH_3)_3OH^+)_2(NH_4^+)_{10}-A{\cdot} zH_2O$. The mean stabilization energies of water, OH-, and $NH_4^+$ ions are -30.23 kcal/mol, -60.24 kcal/mol, and -16.65 kcal/mol, respectively. The results of calculation were discussed in terms of framework stability. The $(Cu(NH_3)_3OH^+)_2(NH_4^+)_{10}-A{\cdot} zH_2O$ zeolite shows two step deammoniation reactions. The first deammoniation around 210 $^{\circ}$C (third DSC peak) was attributed to the decomposition of $[Cu(NH_3)_3OH^+]$ ion and the second one around 380 $^{\circ}$C (fourth DSC peak) was ascribed to the decomposition of $NH_4^+$ ion. The activation energies of the first and second deammoniation reactions were 99.75 kJ/mol and 176.57 kJ/mol, respectively.

• 한국농공학회논문집
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• 제57권4호
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• pp.31-38
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• 2015

This study aims to assess the effectiveness of limestone, zeolite, and crushed concrete as capping material to block the release of heavy metals (As, Cu, Cr, Ni, and Pb) and reduce the sediment oxygen demand. The efficiency of limestone, zeolite, and crushed concrete was evaluated in a reactor in which a 1-cm thick layer of capping materials was placed on the sediments collected from Inchon north harbor. Dissolved oxygen concentration and heavy metal concentration in seawater above the uncapped sediments and capping material were monitored for 17 days. The sediment oxygen demand was in the following increasing order: crushed concrete ($288.37mg/m^2{\cdot}d$) < zeolite ($428.96mg/m^2{\cdot}d$) < limestone ($904.53mg/m^2{\cdot}d$) < uncapped ($981.34mg/m^2{\cdot}d$). The capping materials could reduce the sediment oxygen demand by blocking the release of biochemical matters consuming dissolved oxygen in seawater. It was also shown that zeolite and crushed concrete could effectively block the release of Cu, Ni, and Pb but those were not effective for the interruption of As and Cr release from marine contaminated sediments.

• 한국광물학회지
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• 제16권3호
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• pp.201-213
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• 2003

각종 산업폐수에서 심각한 환경문제를 야기시킬 수 있는 중금속(Ag, Pb, Cr, Cu, Zn, Mn) 이온들에 대한 국내산 주요 제올라이트의 흡착 성향 및 능력을 광물 조성 및 특성 분석과 일련의 흡착실험을 통해서 광석 단위로 평가해 보았다. 국내산 제올라이트 광석의 중금속 흡착 반응은 기본적으로는 양이온 교환방식에 의존되지만, 높은 CEC 값이 반드시 보다 많은 중금속 흡착능력을 의미하는 것은 아닌 것으로 나타난다. 제올라이트 광석의 중금속 흡착성향은 광종별로 다소 차이를 보이지만, 일반적으로 흡착선호도에 있어서 $Ag\geq$Pb>Cr, $Cu\geq$Zn>Mn와 같은 흡착 서열을 이루는 것으로 밝혀졌다. 휼란다이트는 Cr을 보다 더 선호하는 성향을 보이는 반면에, 클리놉틸로라이트는 Cu를 더 선호하는 경향을 나타낸다. 일반적으로 제올라이트의 광종에 관계없이 Ag와 Pb는 상대적으로 월등한 흡착선호도를 나타낸다. 특히 Ag는 Na에 의한 재용출 과정에서 전혀 유리되지 않을 정도로 제올라이트에 대한 높은 흡착성향을 보인다. 제올라이트 광석의 중금속 흡착능력은 광종별로 현격한 차이를 보인다: 페리어라이트>클리놉틸로라이트>휼란다이트. 이에 비해서 모오데나이트는 CEC 성향으로 보아 클리놉틸로라이트와 비슷한 수준인 것으로 해석된다. 제올라이트의 암모늄 이온에 대한 CEC 값과 중금속 이온 흡착능력은 엄밀히 잘 부합되지 않는 것으로 나타난다. 또한 제올라이트 광석들의 중금속 흡착능력은 대개 제올라이트의 함량, 즉 광석의 품위에 의존되는 경향을 보이지만, 광석에 따라 그 일반적 추이에서 크게 벗어난 흡착 양상을 보이기도 한다. 이는 제올라이트의 선택적 흡착특성, 중합단층의 존재와 같은 구조적 결함이나 천연상 교환성 양이온의 조성(특히 흡착선호도가 높은 K의 함유도)에 의한 효과로 추정된다. 국내산 제올라이트를 중금속 흡착제거용으로 응용하는 데에는 부존자원의 활용성, 경제성 및 성능을 고려하여 클리놉틸로라이트 계열의 광석을 사용하는 것이 합리적일 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권3호
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• pp.135-143
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• 2016

본 연구에서는 오염된 해양 퇴적물로부터 중금속(Cd, Cr, Cu, Zn) 용출 차단과 퇴적물 내에서 안정화를 위한 천연 제올라이트(natural zeolite, NZ)와 모래(sand, SD)의 피복 재료로서 적용성을 평가하였다. NZ와 SD의 중금속 차단 효율성 평가를 위해서 파랑을 발생시키는 임펠러가 부착된 수조에서 실험을 수행하였다. NZ 및 SD의 피복 두께를 0, 10, 30, 그리고 50mm로 달리하면서 실험을 수행하였으며, NZ 및 SD의 성능 평가를 위하여 해수 내 중금속 농도를 모니터링 하였다. 실험 종료 후에는 피복재료 바로 아래에 있는 퇴적물을 대상으로 중금속의 연속 추출 실험을 수행하였다. 실험 결과, 미피복 수조와 피복 수조의 pH, EC, 그리고 용존 산소 농도는 뚜렷한 차이를 나타내지 않았다. Cd, Cu 및 Zn과 같은 양이온의 용출은 NZ 및 SD 피복에 의해서 효과적으로 차단되었지만, Cr의 용출 차단은 50 mm 두께의 SD 피복에서만 나타났다. 그러나, 미피복 조건과 비교하여 50 mm의 SD 피복 시 Cr의 안정화는 이루어지지 않았다. NZ와 SD 피복은 Cd, Cu 및 Zn의 안정화에 효과적이었다. 본 연구를 통해 SD와 함께 NZ를 피복 재료로 사용은 Cd, Cr, Cu 및 Zn의 용출 차단 및 안정화에 효과적일 것으로 판단된다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제19권4호
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• pp.466-470
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• 1998

Catalytic hydrogenation of carbon dioxide for the simultaneous synthesis of methanol and dimethyl ether (together called oxygenates) over a combination of methanol synthesis and methanol dehydration catalysts has been studied. Various methanol synthesis and methanol dehydration catalysts were examined for this reaction. The addition of promotors like $Ga_2O_3\; and\; Cr_2O_3$ to Cu/ZnO catalyst gave much more enhanced yield on the formation of oxygenates. From the results, the promotional effect of $Cr_2O_3$ has been explained in terms of increase in the intrinsic activity of Cu while that of $Ga_2O_3$ being increase in the dispersion of Cu. Among the methanol dehydration catalysts examined, the solid acids bearing high population of intermediate-strength acid sites were found to be very effective for the production of oxygenates. HY zeolite which contains strong acid sites produce small amount of hydrocarbons as by-products. However, CuNaY zeolite in which the presence of strong acid sites are minimum gives very high oxygenates yield without the formation of hydrocarbons.

• 한국광물학회지
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• 제28권4호
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• pp.299-308
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• 2015

국내 경상북도 포항 지역에서 채취한 6종의 천연 제올라이트를 X-선 회절, X-선 형광분석, 열시차 분석, 열중량 분석 및 양이온교환능 분석을 통해 특성분석을 수행하였다. 이들 제올라이트의 주성분은 구룡포A (Ku-A), 구룡포B (Ku-B), 구룡포C (Ku-C), 동해A (Dh-A), 동해B (Dh-B), 동해C (Dh-C) 모두 모데나이트, 알바이트 및 석영이 함유되어 있었다. 6종의 제올라이트는 Si, Al, Na, K, Mg, Ca, Fe을 함유하고 있었으며 구룡포C (Ku-C) 제올라이트의 양이온 교환능이 다른 지역의 제올라이트 보다 높게 나타났다. 6종의 천연 제올라이트를 이용하여 $Pb^{2+}$, $Cd^{2+}$ 및 $Cu^{2+}$ 등의 중금속 이온을 제거하는데 소요되는 반응 시간의 효과를 비교하였다. 6종의 천연 제올라이트 모두 $Pb^{2+}$, $Cd^{2+}$ 및 $Cu^{2+}$ 제거율이 매우 낮게 나타났다. 이는 6종의 천연 제올라이트에 함유된 제올라이트의 함량이 매우 낮기 때문으로 판단된다. 본 연구 결과는 제올라이트 광석의 중금속 흡착능력은 제올라이트의 함량, 즉 광석의 품위에 크게 의존되는 경향을 보여주고 있다.

• 한국수처리학회지
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• 제26권6호
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• pp.13-26
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• 2018

This research was conducted to elucidate the removal mechanism of heavy metals and sulfate ion from acid mine drainage(AMD) by porous zeolite-slag ceramics (ZS ceramics) packed in a column reactor system. The average removal efficiencies of heavy metals and sulfate ion from AMD by the 1:3(Z:S) porous ZS ceramics in the column reactor under the HRT condition of 24 hours were Al 97.5%, As 98.8%, Cd 86.1%, Cu 96.2%, Fe 99.7%, Mn 64.1%, Pb 97.2%, Zn 66.7%, and $SO_4{^{2-}}$ 76.0% during 121 days of operation time. The XRD analysis showed that the ferric iron from AMD could be removed by adsorption and/or ion-exchange on the porous ZS ceramics. In addition it was known that Al, As, Cu, Mn, and Zn could adsorb or coprecipitate on the surface of Fe precipitates such as schwertmannite, ferrihydrite, or goethite. The EDS analysis revealed that Al, Fe, and Mn, which were of relatively high concentration in the AMD, would be adsorbed and/or ion-exchanged on the porous ZS ceramics and also exhibited that Al, Cu, Fe, Mn, and Zn could be precipitated as the form of metal hydroxide or sulfate and adsorbed or coprecipitated on the surface of Fe precipitates. The microscopic results on the porous ZS ceramics and precipitated sludge in a column reactor system suggested that the heavy metals and sulfate ion from AMD would be eliminated by the multiple mechanisms of coprecipitation, adsorption, ion-exchange as well as precipitation.