본 연구는 방사성 폐액의 처리를 목적으로 화학처리와 한외여과막(UF)의 결합공정에 의해서 세슘이온의 제거특성을 조사하였다. 이 공정은 대상핵종과 선택성이 크고 한외여과막에 의해서 분리가 가능한 거대분자를 주입하여 핵종을 결합시키고, 이를 한외여과막에 의해서 분리 제거하는 개념이다. 실험은 흡착제로서 K2Cu3(Fe(CN6)2)를 제조하여 주입하였고 회분식 UF stirred cell를 이용하였으며, 용액의 pH, 세슘이온의 농도 및 K2Cu3(Fe(CN6)2)의 농도에 따라 세슘이온의 제거효율을 측정하였다. 세슘의 제거효율은 pH 및 K2Cu3(Fe(CN6)2)의 몰비에 따라 결정되며, pH가 5∼6에서 높은 제거율을 나타내었고 Cs/K2Cu3(Fe(CN6)2)의 몰비가 1.5 이하에서 90% 이상 제거되었다. K2Cu3(Fe(CN6)2)에 대한 Cs의 결합특성은 Langmuir isotherm형태의 식으로 나타내어 평가하였으며, 이때 세슘이온의 최대 흡착용량은 1.72 mM/mM K2Cu3(Fe(CN6)2) 이었다.
국내 금 광산 폐광미로부터 비금속광물을 분리, 선별하는 공정 중에서 황비철광, 방연광 등이 혼합된 금속광물이 부산물로 회수되며, 이 부산물에는 Au, Pb, As, Fe 성분들이 매우 높게 농축되어진다. 이 부산물로부터 Au의 효율적 회수를 위해서는 우선 금 제련공정에 해로운 거동을 나타내는 금속성분들을 분리, 제거할 필요가 있다. 본 연구에서는 금 광산 폐광미로부터 회수된 금속광물 부산물로부터 Pb, As, Fe등을 제거, 분리하는 실험을 수행하였다. Pb는 알칼리 가압산화침출에 의하여 $120^{\circ}C$, 2M NaOH, 100psi $Po_2$, 250r.p.m., 4 wt.% 고체, 30 min. 침출조건에서 3% 이하 까지 제거시킬 수 있었으며, 침출잔사를 배소 및 자력선별처리하여 As 0.2% 이하, Fe 3% 이하 및 8,000 ppm 이상의 Au 함량을 갖는 비자성산물을 얻을 수 있었다.
PVDF는 측쇄에 C=O기를 갖는 고분자인 PMMA와 PVAc와의 블렌드 및 주쇄에 C=O기를 갖는 poly(1,4-butylene adipate) (PBA)와의 블렌드에서 PVDF의 융점보다 상당히 높은 온도에서 LCST거동을 보이고 있음이 알려져 있다. 그런데 PVDF/PMMA와 PVDF/PVAC 블렌드계에서는 LCST가 고분자의 열분해온도와 유사하여 LCST거동을 실험적으로 관찰하기 어려웠다. 그런데 PVDF/PBA 블렌드계에서는 실험적으로 측정할 수 있을 정도로 LCST가 낮아지긴 하였지만 PBA의 열분해를 완전히 배제하기엔 아직도 높은 온도이다.[1] (중략)
Al(III)-thorin 착물에 대한 분광학적 정량 방법을 연구하였다. pH, 리간드와 계면활성제의 농도 및 안정화 시간에 대한 최적 조건을 결정하였다. thorin 리간드는 Fe(III), Ni(II), Cu(II), Pb(II) 그리고 Co(II)를 포함한 시료용액으로부터 Al(III)을 선택적으로 분리할 수 있도록 해준다. 여러 계면활성제중에서 비이온성인 Triton X-100에서 가장 안정한 상태를 나타냈고 수용액 중에서 Al(III)-Thorin-Triton X-100 착물은 526 nm에서 최대 흡광도를 가진다. 이 방법은 혼합된 시료용액에서 Al(III)을 정량하는데 이용되었다. 그리고, 분리 및 예비농축과정은 resoreinol-fermaldehyde 수지로 채워진 컬럼을 이용하였다. 컬럼 단계에서 수지의 흡착 능력은 pH변화에 매우 민감하기 때문에 pH를 조절하는 것이 필수적이다. 분리과정은 0.2 M acetic acid-sodium acetate 완충용액 (pH 4.5)와 1.0 M $HNO_3$용액으로 이루어졌다.
식물근권에서 분리된 협생의 미호기성 및 내산성인 A. amazonense Kpl의 질소고정은 용존산소농도 0.2 KPa에서 최대활성을 보였다. 혐기상태 또는 고농도의 산소조건에서는 가역적으로 활성이 저해되였고, 암모늄처리는 350mM 농도까지 점차적으로 활성을 억제하였다. 최대 질소고정활성을 갖는 균체로부터의 효소추출액을 DEAE-52 크로마토그래피, 열처리 및 PAGE에 의해 순수분리한 질소고정효소계인 MoFe 단백질은 분자량이 210,000달톤으로 55,000 및 50,000 달톤인 각각 2개의 서브유닛트를 갖고,2원자의 MO,24원자의 Fe 및 28원자의 S를 함유하며, 등전점이 5.2 그리고 최대비활성이 2,200nM $C_2H_4mg^{-1} min^{-1}$였다. Fe 단백질은 분자량이 66,000달톤으로 35,000 및 30,000달톤인 서브 유닛트로써 구성되고, 4원자의 Fe 및 6원자의 S를 함유하며, 등전점이 4.6으로 산성이고, 최대비활성이 1.700nM $C_2H_4mg^{-1} min^{-1}$였다. 이 효소계는 pH7, 온도 $35^{\circ}C$에서 최척할성을 나타내었고, $4^{\circ}C$에서 MoFe 단백질과 Fe단백질은 각각 30일과 10일 정도 활성을유지하였다.
모의폐액으로 제조한 50ppm의 코발트이온을 Fe(III) 및 Al(III)의 응집제와 sodium lauryl sulfate의 계면활성제를 사용하여 흡착 교질 포말부선법으로 제거하였다. 용액의 pH, 계면활성제 농도, Fe(III) 및 Al(III) 농도, 공급기체의 유속 등을 변수로 하여 실험한 결과, Fe(III)를 응집제로 사용한 경우 초기 코발트이온농도 50ppm, pH 8.5, 공급기체유속 $70mell$/min, 제거시간 15분 등의 조건에서 99.8%의 제거율을 나타내었다. 코발트 이온 제거에 앞서 모의폐액에 35% $H_2O_2$를 첨가하여 폐액을 전처리하였다. 그 결과, 최적 pH 및 처리 후 잔존용액의 pH가 낮아졌고, 넓은 범위의 pH에서 높은 제거율을 나타내었다. Fe(III) 50 ppm을 사용하여 코발트이온과 공침시킨 후 20ppm의 Al(III)를 첨가한 결과, Fe(III) 또는 Al(III)를 각각 단독으로 사용하였던 경우에 비하여 제거 가능한 pH 범위가 더욱 더 확대되었다. 이 현상은 zeta potential 의 증가 및 공침효과의 상승요인으로 추측되었다. $NO_3^-$, $SO_4^{2-}$, $Na^+$, $Ca^{2+}$를 첨가하여 외부이온의 영향을 관찰하였으며, $SO_4^{2-}$가 0.1M 함유된 코발트용액을 Fe(III) 및 Al(III)를 사용하여 처리한 결과 제거효율은 99%를 나타내었다.
전기차의 수요가 증가함에 따라 리튬이온전지의 시장 또한 급증하고 있다. 리튬이온전지의 배터리 수명은 제한되어 있으며, 수명을 다한 배터리의 교체 필연적이므로 폐리튬이온전지 배터리가 발생하게 된다. 이에 리튬이온전지 중 폐리튬인산철(LiFePO4, 이하 LFP라고 함) 양극재 분말에서부터 리튬은 선택적으로 선침출하고 인산철(FePO4) 분말을 회수하였다. 회수된 인산철 분말은 탄산나트륨(Na2CO3) 분말과 혼합하여 열처리하여 그 결정상을 확인하였다. 열처리 온도를 변수로 하였고, 이후 증류수를 이용하여 수침출 후 각 성분의 침출률 및 분말 특성을 비교하였다. 본 연구에서 리튬은 약 100% 침출률을 보였고 800 ℃에서 열처리한 분말의 경우 인이 약 99% 침출되었으며, 침출 잔사는 Fe2O3 단일 결정상으로 확인되었다. 따라서 본 연구에서는 폐LFP 분말로부터 리튬, 인 그리고 철 성분을 개별적으로 분리 및 회수할 수 있었다.
1-(2-Pyridylazo)-2-Naphthol (PAN)은 많은 금속이온들과 착색된 착물을 형성함으로 분광시약 또는 금속지시약으로 널리 사용된다. 본 연구는 PAN을 이동상에 첨가하여 Cu(II), Ni(II) , Zn(II), Co(II) , 및 Fe(III)이온들과 착물을 형성시켜 역상 액체크로마토그래피법으로 분리하였다. 이들 금속착물들은 570nm에서 분광광도 검출기로 검출되었고, 이들 금속이온의 머무름을 조사하기 위하여 이동상의 pH, 이온세기 및 유기용매 조성의 변화에 따른 크로마토그램과 용량인자를 측정하였다. 이상의 실험결과에서 얻은 최적조건하에서 금속이온을 분리한 결과 좋은 크로마토그램을 얻었으며, 검출한계(S/N)도 ppb단위까지 검출이 가능함을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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