• 제목/요약/키워드: Metal solubility

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불순물을 주입한 텅스텐(W) 박막의 확산방지 특성과 박막의 물성 특성연구 (Characteristics and Physical Property of Tungsten(W) Related Diffusion Barrier Added Impurities)

  • 김수인;이창우
    • 한국진공학회지
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    • 제17권6호
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    • pp.518-522
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    • 2008
  • 반도체 집적도의 비약적인 발전으로 박막은 더욱 다층화 되고 선폭은 더욱 미세화가 진행되었다. 이러한 악조건에서 소자의 집적도를 계속 향상시키기 위하여 많은 연구가 진행되고 있다. 특히 소자 집적도 향상으로 금속 배선 공정에서는 선폭의 미세화와 배선 길이 증가로 인한 RC지연이 발생하게 되었다. 이를 방지하기 위하여 Al보다 비저항이 작은 Cu를 배선물질로 사용하여야 하며, 또한 일부 공정에서는 이미 사용하고 있다. 그러나 Cu를 금속배선으로 사용하기 위해 해결해야 할 가장 큰 문제점은 저온에서 쉽게 Si기판과 반응하는 문제이다. 현재까지 본 실험실에서는 tungsten (W)을 주 물질로 W-C-N (tungsten- carbon - nitrogen) 확산방지막을 증착하여 연구를 하였으며, $\beta$-ray, XRD, XPS 분석을 통하여 고온에서도 Cu의 확산을 효과적으로 방지한다는 연구 결과를 얻었다. 이 연구에서는 기존 연구에 추가적으로 W-C-N 확산방지막의 표면을 Nano-Indenter System을 이용하여 확산방지막 표면강도 변화를 분석하여 확산방지막의 물성 특성을 연구하였다. 이러한 연구를 통하여 박막내 불순물인 질소가 포함된 박막이 고온 열처리 과정에서 보다 안정적인 표면강도 변화를 나타내는 연구 결과를 얻었으며, 이로부터 박막의 물성 분석을 실시하였다.

미생물학적 황산염 환원에 의한 토양 내 비소와 구리의 원위치 침전 (In-situ Precipitation of Arsenic and Copper in Soil by Microbiological Sulfate Reduction)

  • 장해영;전효택;이종운
    • 자원환경지질
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    • 제42권5호
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    • pp.445-455
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    • 2009
  • 미생물학적 황산염 환원은 황산염을 전자수용체로 이용하는 황산염 환원 박테리아에 의해 황산염이 황화이온으로 변환되는 과정이다. 형성된 황화이온은 주변의 용존 금속 이온과 결합하여 용해도가 낮은 금속 황화물로 침전된다. 이 연구에서는 비소와 중금속으로 오염된 송천 금은광산 일대 토양을 대상으로 하여 토착 박테리아에 의한 황산염 환원을 유도함으로써 독성 원소의 원위치 고정화 기술의 효율성을 평가하였다. 왕수 분해 결과, 대상 토양 내 비소, 구리, 납의 함량은 각각 1,311 mg/kg, 146 mg/kg, 294 mg/kg 등으로 나타나 특히 비소의 오염이 심각한 상태였다. 회분식 실험 결과, 미생물학적 황산염 환원에 의하여 pH 증가, 산화환원전위 감소, 황산염 함량 감소, 비소와 구리 함량 감소 등이 관찰되었다. 이 때 가장 높은 중금속 침전 효율을 유도하는 탄소원과 황산염의 농도 범위는 각각 0.2~0.5%, 100~200 mg/L로 나타났다. 미생물학적 또는 화학적으로 황화물 침전을 유도하게 고안된 컬럼 실험 수행 결과, 비소와 구리는 두 컬럼에서 모두 98% 이상 제거되었다. 그러나 산소를 다량 포함한 용액을 주입한 후, 화학적으로 황화물 침전을 유도한 컬럼에서는 즉각적인 비소와 구리의 재용출 현상이 나타났으나, 미생물학적 황산염 환원을 유도한 컬럼에서는 침전물이 30일 이상 장기간 안정성을 보였다. 미생물학적 컬럼 내에 형성된 검은색 침전물을 분석한 결과 FeS와 CuS로 나타났으며 비소는 대부분 철 황화물에 흡착되어 있는 것으로 확인되었다.

알긴산, 폴리글루론산 및 폴리만뉴론산에 의한 금속이온의 흡착 (Biosorption of Metal Ions by Seaweed Alginate, Polyguluronate, and Polymannuronate)

  • 장대영;손창우;김성구;김이준;정정한;이진우
    • 생명과학회지
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    • 제19권5호
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    • pp.553-560
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    • 2009
  • $P_{1/2}$ 값을 참고로 비교한 알긴산, 폴리글루론산 및 폴리만뉴론산의 금속이온들에 대한 상대적인 친화성은 다음과 같다; 1) 알긴산: $Cu^{2+}$ > $Cd^{2+}$ > $Pb^{2+}$ > $Fe^{3+}$ >> $Zn^{2+}$ > $Sr^{2+}$ > $Ca^{2+}$ > $Co^{2+}$ >> $Cr^{6+}$ > $Mn^{2+}$ >> $Hg^{2+}$, $Mg^{2+}$, $Rb^+$, 2) 폴리글루론산: $Cd^{2+}$ > $Cu^{2+}$ > $Pb^{2+}$ > $Fe^{3+}$ >> $Ca^{2+}$ > $Sr^{2+}$, $Zn^{2+}$, $Co^{2+}$ >> $Mn^{2+}$ > $Cr^{6+}$ >> $Hg^{2+}$, $Mg^{2+}$, $Rb^+$, 그리고 3) 폴리만뉴론산: $Cd^{2+}$, $Cu^{2+}$ > $Fe^{3+}$ > $Pb^{2+}$ > $Ca^{2+}$ > $Zn^{2+}$ > $Sr^{2+}$ > $Co^{2+}$ > $Cr^{6+}$ >> $Mn^{2+}$ >> $Hg^{2+}$, $Mg^{2+}$, $Rb^+$. 알기산 1 g에 흡착하는 $Cd^{2+}$, $Cu^{2+}$, $Fe^{3+}$, $Pb^{2+}$, 및 $Zn^{2+}$의 양은 $363.5{\pm}45.0$, $226.3{\pm}9.2$, $1,299.4{\pm}$81.3, 500.7${\pm}$27.7 및 165.9${\pm}$11.4 mg이었으며, 폴리글루론산 1g에 흡착하는 $Cd^{2+}$, $Cu^{2+}$, $Fe^{3+}$, $Pb^{2+}$, 및 $Zn^{2+}$의 양은 354.5${\pm}$26.5, 177.6${\pm}$8.7, 1,288.6${\pm}$60.1, 424.0${\pm}$7.4 및 140.2${\pm}$28.5 mg이었으나, 폴리만뉴론산 1 g에 흡착하는 $Cd^{2+}$, $Cu^{2+}$, $Fe^{3+}$, $Pb^{2+}$, 및 $Zn^{2+}$의 양은 329.0${\pm}$10.3, 226.9${\pm}$1.9, 1,635.6${\pm}$11.1, 419.8${\pm}$12.6 및 251.0${\pm}$49.1 mg이었다. 폴리만뉴론산은 알긴산보다 높은 용해도와 폴리글루론산보다 높은 금속이온에 대한 친화성 때문에 독성이 높은 중금속이나 경제성이 높은 금속을 선택적으로 분리하는 데 사용할 수 있을 것이다.

표면활성유리에의 결정석출을 이용한 용액중 황산염 이온 제거 (${SO_4}^{2-}$ ion Removal from Solution by Crystal Precipitation on Surface Active Glasses)

  • 남명식;김철영
    • 한국세라믹학회지
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    • 제35권12호
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    • pp.1286-1293
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    • 1998
  • 폐수 중에 존재하는 황산염 이온은 여러 금속 이온과의 반응으로 폐수 운송관 내에서 스케일 현상을 일으켜 문제점을 발생시킬 수 있다. 본 실험에서는 여러 조성의 표면활성유리를 이용하여 산성 용액 중에 있는 황산염 이온을 제저하려 하였다. pH 1~4까지의 황산염 이온이 함유된 산성 용액과 $SiO_2-Na_2O-B_2O_3-RO$(R=Mg, Ca, Sr, Ba)계조성의 표면활성유리를 여러 시간 반응시킨 후 표면을 XRD,SEM으로 관찰하였고 용액내에 존재하는 모든 이온을 정량 분석하였다. 용액 중의 황산염 이온은 유리에서 공급한 2가 양이온과 결합하여 유리 표면에 황산염 결정으로 석출되면서 용액으로부터 제거되었다. 이들 황산염 이온 제거 능률은 유리표면에 석출되는 황산염 결정의 용해도곱 상수와 큰 연관을 갖고 있었으며, MgO가 포함된 유리에서는 황산염 결정 석출이 크지 않은 반면 SrO, BaO를 함유한 유리조성에서는 황산염 결정 석출이 쉬워서 황산염 이온 제거 효율이 매우 높게 나타났다.

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함안지역 함 동 광화작용의 지화학적 환경 (Geochemical Environments of Copper-bearing Ore Mineralization in the Haman Mineralized Area)

  • 최상훈
    • 자원환경지질
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    • 제42권1호
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    • pp.1-8
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    • 2009
  • 함안광화대는 한반도 남동부 백악기 경상퇴적분지 내에 위치한다. 함안광화대에는 함동 다금속 열수 맥상 광화작용이 진행되어, 함동광물을 포함한 황화광물들과 철산화광물 및 황염광물 등이 열극을 충진하여 발달한 전기석, 석영 및 탄산염광물 맥 내에 산출한다. 본 광화대 내에는 군북, 제일군북 및 함안 광상 등이 분포한다. 광화대의 광화작용은 함철 및 함동 광화작용이 주로 진행된 광화 I 기와 주된 동광화작용이 진행되어 황화광물과 황염광물이 산출하는 광화 II 기 및 금속광물의 산출이 이루어지지 않은 방해석맥으로 이루어진 광화 III 기로 구분된다. 광물공생관계와 광물의 지화학적 조성특성 등이 고려된 열역학적 연구결과 주된 함동광물인 황동석의 침전은 약 $350^{\circ}C$ 에서 시작되어 약 $250^{\circ}C$ 까지 진행되었다. 동은 주로 염화복합체로 이동되었으며, 상기 온도의 냉각과정에 수반된 지화학적 환경요인 ($fs_2$, $fo_2$, pH 등)들의 변화에 의한 함동 염화복합체의 용해도 감소에 의하여 침전되었다.

토양 중금속의 단일침출방법과 유효도 비교 (Comparisons of Simple Extraction Methods and Availability for Heavy Metals in Paddy Soils)

  • 정구복;김원일;문광현;유인수
    • 한국환경농학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.314-318
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    • 2000
  • 토양의 중금속 침출액간의 침출정도 및 유효도를 구명하기 위하여 휴${\cdot}$폐광산 인근 7개 지역 30개 지점 논토양을 대상으로 4종 단일침출법 및 총함량법에 의한 중금속함량 및 같은 지점에서 재배된 현미의 중금속함량을 분석하였다. 토양의 총 중금속에 대한 침출액별 함량비율은 $Cd\;12.1{\sim}39.1$, $Cu\;20.5{\sim}45.5$, $Pb\;10.6{\sim}30.7$, $Zn\;6.7{\sim}13.0%$였고, 특히 토양 pH 및 Ca함량이 높은 지역에서 0.1M-HCl 및 $0.1M-HNO_3$침출성 Cu, Pb의 함량비율이 매우 낮았고 0.005M-DTPA 및 0.05M-EDTA 침출성 Pb은 매우 높았다. Cd Cu 및 Zn의 토양 침출액 및 전함량간의 상호관계는 고도의 정의 상관을 보였으나 Pb은 비슷한 형태를 침출하는 0.1M-HCl과 $0.1M-HNO_3$, 0.05M-DTPA와 0.05M-EDTA만이 상관을 보였다. 토양의 총 중금속에 대한 현미 중 함량비율(Plant metal/Soil metal)은 Zn>Cd>Cu>Pb 순으로 각각 12.41, 10.92, 6.60, 0.06%였고, 특히 토양 pH 및 Ca함량이 높은 지역에서 Cd, Pb 및 Zn의 함량비율이 매우 낮게 나타났다. 토양의 Cd과 Zn함량은 모든 침출액에서 현미와 정의 상관을 보였고, 특히 침출액중 0.1M-HCl이 다른 침출액보다 상관성이 높은 것으로 나타났다. 토양 침출엑별 중금속과 현미와의 관계 및 토양의 총 중금속에 대한 현미중 함량비율로 볼 때 토양내 유효도와 식물로의 흡수이행성은 Cu, Pb보다 Cd, Zn가 높은 것으로 생각되었다.

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전이금속촉매를 사용한 DFP 분해 성능 연구 (Decomposition Studies of DFP Using Transition Metal Catalysts)

  • 계영식;정근홍;정우영
    • 공업화학
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    • 제21권1호
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    • pp.1-5
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    • 2010
  • Cu(II)와 diamine, aminothiol 그리고 dithiol과의 착물을 합성하여, 동일한 조건 하에서 DFP 분해반응성을 평가하였다. 실험결과 Lewis basicity가 높은 유기물질일수록 DFP의 분해반응을 촉진시키는 것으로 나타났다. N donor인 diamine에 비해 전자를 더 잘 제공하는 S donor를 가진 aminothiol과 결합된 Cu(II) 착물이 DFP의 가수분해 반응에 약 3배 정도 효과적인 것으로 분석되었다. Lewis basicity가 더 높은 dithiol 리간드를 사용한 경우 Cu(II)(1,2-ethane dithiol)$(NO_3)_2$의 난용성으로 인해 heterogeneous 조건하에서 반응속도를 측정하였음에도 homogeneous 조건하에서 측정한 Cu(II) (ethylenediamine)$(NO_3)_2$ 반응보다 약 1.6배 효과적이었다. DFP 분해에 대한 제올라이트의 반응성 평가에서 NaY의 경우 DFP 가수분해 반응을 촉진시키지 못하였으며, RuNaY는 DFP분해 반응이 Cu(II)-organic complex의 반응성에 비해서는 효과가 떨어지는 것으로 관찰되었다.

젖산과 옥살산을 이용한 폐 이차 리튬이온 전지 양극 활물질로부터 희유금속들의 회수 (Recovery of Rare Metals from the Waste Secondary Lithium Ion Battery Cathode Active Materials Using Lactic Acid and Oxalic acid)

  • 김연정;한지선;최식영;오인경;홍용표;유건상
    • 대한화학회지
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    • 제63권6호
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    • pp.446-452
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    • 2019
  • 젖산을 이용하여 안전하게 양극활물질에 있는 Co, Mn, Ni을 침출할 수 있는 방법을 개발하였다. 양극활물질을 젖산으로 침출 시켰을 때, 젖산의 농도는 1N과 4 N 이상에서 보다는 2 N에서 가장 높은 효율을 보였다. 양극활물질을 단계적으로 젖산 용액에 첨가 하였을 때, 최대 용해도는 2 N의 젖산 용액에서 1 L 당 30 g이었다. 젖산 용액에 옥살산을 첨가하였고 희유금속들은 1 L 당 4 g에서 가장 경제적인 회수율을 보였다. 본 연구를 바탕으로 해서, 양극활물질로부터 희유금속들을 회수하기 위한 최적의 조건은 무게비로 옥살산과 양극활물질이 7 : 1이라는 것을 확인할 수 있었다. 첨가하여, 옥살산에 의해서 생성된 침전물은 Co, Ni, Mn 3성분이 결합되어 있는 다핵 결정성 물질이었다.

폐니켈수소전지에서 회수된 희토류복합 침전분말로부터 세륨 회수에 대한 연구 (A Study on the Separation of Cerium from Rare Earth Precipitates Recovered from Waste NiMH Battery)

  • 김보람;안낙균;이상우;김대원
    • 자원리싸이클링
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    • 제28권6호
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    • pp.18-25
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    • 2019
  • 폐니켈수소전지에 함유되어 있는 세륨을 회수하기 위하여 침출 및 침전을 통해 회수한 희토류복합 침전분말을 수산화나트륨(NaOH) 수용액에 반응온도 70 ℃ 및 반응시간 4시간의 조건에서 이온치환반응을 통하여 희토류 수산화물로 변환시켰다. 이후 희토류 수산화물은 반응온도 80 ℃에서 반응시간 4시간의 조건에서 공기를 주입하며 산화반응을 통해 세륨을 Ce3+에서 Ce4+로 전환시켰다. 세륨의 산화율은 XPS 분석을 통해 약 25 %로 확인하였으며, 산화반응이 완료된 분말은 묽은 황산에 대한 용해도 차이를 이용하여 세륨과 나머지 희토류를 분리하였다. 최종적으로 회수된 분말은 XRD 분석을 통해 수산화세륨(Ce(OH)4)의 결정상을 확인하였으며, 이때 세륨의 순도는 약 94.6 %, 회수율은 97.3 %를 나타내었다.

Air Pollution Protection onboard by Seawater and Electrolyte

  • An Suk-Heon
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제30권1호
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    • pp.93-101
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    • 2006
  • This research makes a new attempt to apply the activated seawater by electrolysis in the development of two-stage wet scrubber system to control the exhaust gas of large marine diesel engines. First, with using only seawater that is naturally alkaline (pH typically around 8.1). the $SO_2\;and\;SO_3$ are absorbed by relatively high solubility compared to other components of exhaust pollutants, and PM (Particulate Matter) is removed through direct contact with sprayed seawater droplets. Besides, the electrolyzed alkaline seawater by electrolysis, which contains mainly NaOH together with alkali metal ions $(i.e.\;Na^+,\;Mg^{2+},\;Ca^{2+})$, is used as the absorption medium of NOx and $CO_2$. Especially, to increase NOx absorption rate into the alkaline seawater. nitric oxide (NO) is adequately oxidized to nitrogen dioxide $(NO_2)$ in the acidic seawater, which means both volume fractions are adjusted to identical proportion. The results found that the strong acidic seawater was a valid oxidizer from NO to $NO_2$ and the strong alkaline seawater was effective in $CO_2$ absorption In the scrubber test, the SOx reduction of nearly $100\%$ could be achieved and also led to a sufficientPM reduction. Hence, the author believes that applying seawater and its electrolyte would bring the marine air pollution control system to an economical measure. Additionally it is well known that NOx and SOx concentration has a considerable influence on the $N_2O$ emission of green house gas. Although the $N_2O$ concentration exhausted from diesel engines is not as high, the green house gas effect is around 300 times greater than an equivalent volume of $CO_2$. Therefore, we investigated the $N_2O$ removal efficiency with using the electrolyzed seawater too. Finally this research would also plan to treat the effluent by applying electro-dialysis and electro-flotation technique s in the future.