감람석은 철감람석과 마그네슘감람석의 완전고용체로서 암석형 행성, 운석, 소행성, 행성간 먼지 등에 풍부하게 함유되어 있다. 감람석은 조성범위가 매우 넓기 때문에 감람석 함유 시료의 광물정량분석을 위해서는 다양한 조성의 감람석 표준물질을 구비해야 한다. 감람석 표준물질을 전기로와 스테인리스강관을 이용하여 1000~1100 ℃ 범위의 온도에서 합성하였다. 엑스선회절분석에 의하면 시료에 따라 합성불순물과 미반응물이 있으나 전반적으로 전조성 범위를 포함하는 감람석이 합성되었다. 합성 감람석들은 출발물질의 철감람석 몰비에 비례하여 단위포 치수가 선형으로 증가하는 경향을 보였으며, 회절강도도 자연산 감람석과 부합하였다. 그러나 철 함량이 높은 합성 감람석에서 불순물 함량이 증가하는 경향이 있어 아직 모든 합성 감람석을 표준물질로 사용할 수 없으며, 출발물질의 고순도화, 반응시간 및 온도 조절 등의 합성과정 개선이 필요하다.
This study was performed to investigate the removal characteristics of phosphate by adsorption on olivine, which is generated as industrial by-products from quarry. The adsorption of phosphate on olivine was significantly achieved within 1 hour and equilibrated after 3 hours. The adsorption capacity of phosphate was enhanced with decreasing pH. The maximum adsorption capacity was observed to be 0.463 mg/g in the condition of pH 3. The $Ca^{2+}$ and $Mg^{2+}$ ion amount per adsorbent eluted from olivine was increased with decreasing pH. The precipitation test showed that phosphate in aqueous phase under the condition of pH 3 ~ 9 could be eliminated largely by adsorption on olivine, not precipitation. Freundlich adsorption model were successfully applied to describe the adsorption behavior of phosphate on olivine. The $q_m$ of Langmuir adsorption model were 1.3369 mg/g, 1.0544 mg/g, 1.0288 mg/g at pH 3, 6 and 9, respectively. The $K_F$ of Freundlich adsorption model were 0.4247 mg/g, 0.3399 mg/g, 0.2942 mg/g at pH 3, 6 and 9, respectively. The olivine showed high feasibility as a adsorbent for the removal of $PO_4$-P.
감람석은 맨틀 상부의 주요 광물이고, 탄성적으로 매우 비균질하다. 맨틀암석이 고압고온에서 변형될 때, 이러한 감람석이 배열되어 격자선호방향(LPO, Lattice Preferred Orientation)이 형성된다. 감람석의 격자선호방향은 압력, 응력, 그리고 감람석 내부의 물(OH)의 양에 따라 크게 영향을 받을 수 있다. 이 논문에서는 물, 응력, 그리고 압력이 어떻게 감람석의 격자선호방향(LPO)의 형성에 영향을 주는지에 대해 그동안 발표된 논문들을 리뷰했고, 자연 맨틀암석에서 발견된 감람석의 격자선호방향들을 요약했으며, 감람석의 격자선호방향과 맨틀상부에서 나타나는 지진파의 비등방성과의 연계성에 대해 토의하였다. 그리고 최근에 맨틀암석에서 발견된 사방휘석의 네 가지 격자선호방향들을 기술하였다.
Skaergaard 암체의 감람석의 성분변화를 연구하기 위하여 Layered Series(LS), Upper Border Series (UBS), 및 Marginal Border Series(MBS)에서 산출되는 감람석의 성분을 분석하였다. 분화에 따른 원소조성변 화는 일반적으로 암체 전체에서 유사한 원소조성변화를 보여주는데 감람석의 FeO*, Ti $O_2$, 및 MnO는 증가하고, MgO와 $SiO_2$는 감소하고, $Na_2$O, $K_2$O, A1$_2$$O_3$, CaO, 및 P$_2$$O_{5}$는 분화에 따른 주목할 만한 변화를 보이지 않는다. 분화과정의 전반에 걸쳐 Skaergaard 감람석은 어떠한 급격한 원소 변화 또한 보여주지 않는다. 따라서 마그마 분화에 따라 Skaergaard의 감람석이 체계적인 원소조성변화를 보이는 것으로 Skaergaard 마그마 분화 도중에 새로운 마그마의 주입의 가능성은 배제된다. 주목할 만한 급격한 원소변화가 MnO에서 관찰된다. Layered Series(LS) 감람석의 MnO 성분은 분화가 진행됨에 따라 꾸준히 증가하다가 UZc에서 급격히 감소하는데, 유사한 경향이 UBS, 및 MBS에서도 관찰된다. 이와 같이 Skaergaard 마그마 분화 말기에 관찰되는 감람석의 MnO 성분의 급격한 변화는 liquidus상으로 갑자기 출현하는 ferrobustamite에 기인한다.
감람석은 강한 고유 탄성 이방성을 가진 상부 맨틀의 주요 광물이기 때문에 맨틀에서 발생하는 대부분의 지진파 비등방성은 감람석의 격자선호방향에서 직접적으로 기인한다. 그러나 압쇄암의 미구조가 지진파 비등방성에 미치는 영향에 대한 이해는 아직 잘 알려져 있지 않으며, 국내의 압쇄암화된 페리도타이트 암괴에서 직접적으로 추론한 지진파 비등방성 연구는 전무하다. 따라서 본 연구에서는 맨틀 전단대 내의 감람석의 변형 미구조와 격자선호방향을 소개하고, 이들의 변형 정도(원압쇄암, 압쇄암, 초압쇄암)와 격자선호방향 결과에 따른 지진파 비등방성의 특성을 계산하고 이들의 상관관계를 파악해보았다. 그 결과, 초압쇄암의 감람석 격자선호방향에서 기인한 지진파 비등방성은 가장 약하게 나타났고, 원압쇄암의 감람석 격자선호방향에서 기인한 지진파 비등방성은 가장 강하게 나타났다. 이러한 결과는 감람석의 격자선호방향의 패턴과는 관계없이 격자선호방향의 배열 강도(J-index)가 감소함에 따라 지진파 비등방성이 점차 감소하는 것으로 나타났다. 또한, 모든 샘플에서 공통적으로 빠른 S파의 편파방향이 선구조와 아평행하게 배열하는 것을 보여 주었다. 따라서 유구 페리도타이트 내 감람석에서 기인한 지진파 비등방성은 격자선호방향의 타입보다 배열 강도에 의해 지배된다고 설명할 수 있다. 이러한 서로 대조되는 지진파 비등방성의 특성을 잘 고려하면, 경기육괴 유구 지역의 맨틀의 내부 구조와 지진파 자료를 비교하고 해석하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다.
제주도 한라산 중산간지대 남부 지역에 분포하는 스코리아의 특성을 알아보기 위하여 이 지역 스코리아 시료들에 대한 광물 조성과 산화철의 원자가 상태 그리고 자기적 성질을 고찰하였다. XRD 분석으로부터 조성 광물을 확인하였으며, $M{\ddot{o}}ssbauer$ 분광법을 통해 시료 내에 존재하는 철 화합물 특성을 조사하였다. XRD 분석으로부터 구성 광물들은 석영 및 장석 anorite가 주 성분을 이루는 장석 현무암임을 알 수 있었으며, 철 화합물로는 olivine, pyroxene, ilmenite, hematite, magnetite 등으로 구성되어 있음을 알았다. 이들 철 화합물에 관한 $M{\ddot{o}}ssbauer$ 분광 분석으로부터 한라산 남부 지역에 분포하고 있는 스코리아는 대부분 6중 선의 초미세자기장을 나타내는 hematite와 magnetite로 구성되어 있고, olivine, pyroxene, ilmenite에 의한 2중선들도 함께 나타내고 있음을 볼 수 있었다. 이전 연구에서 발표했던 제주 서부 지역의 시료들과 비교한 결과, $Fe^{2+}$인 olivine의 I.S.와 Q.S. 값은 각각 1.22 mm/s와 3.09~3.13 mm/s로써 서로 비슷한 구조의 $Fe^{2+}$ olivine이 함유되어 있음을 알았고, $Fe^{3+}/Fe_{tot.}$의 비율은 85.90~92.82 %이었다. 이 결과로부터 서로 같은 시기에 육상 형성된 시료들임을 추정할 수 있었다. 시료 내의 magnetite에 대한 사면체(A site) 면적 비와 팔면체(B site) 면적 비(B/A)를 조사한 결과, 2보다 작은 0.22~0.55으로 나타났다.
The spinel Ihelzolite of ultramafic xenoliths are found in the alkali basalt from eastern part of the Cheju island, Korea. The xenolith is are mainly composed of olivine, orthopyroxene, clinopyroxene and spinel. Based on the chemical compositions of the constituent minerals, the ultramafic xenolith belong to upper mantle peridotite. Each minerals have a protogranular texture. Olivine with kink band texture partly shows undulatory extinction. Some clinopyroxenes have spongy textured rims. Brown spinels occur in the interstices between olivine and pyroxene grains. Olivine is mostly forsterite $(Fo_{89-90})$. Orthopyroxene is enstatite $(Wo_{1.3}En_{88.4}Fs_{10.3})$ with 3.87~5.25 wt% $Al_{2}O_{3}$. Clinopyroxene is diopside $(Wo_{48.0}En_{46.2}Fs_{5.8})$ with 6.75~5.03 wt% $Al_{2}O_{3}$. Spinel has the Mg value of 75.9 and its Cr-number is 10.2. According to the PoT estimations for the mantle xenoliths, equilibrium temperatures of the xenoliths range from 1023 to $1038^{\circ}C$ and pressure is 18 kbar. Spinellhelzolite from this area, which is characterized by lower Cr-number (10.2) and homogeneous chemical compositions, supports that these ultramafic xenoliths are derived from the upper mantle.
Park, Young-Uk;Shakoor, R.A.;Park, Kyu-Young;Kang, Ki-Suk
Journal of Electrochemical Science and Technology
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제2권1호
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pp.14-19
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2011
Quasi-equilibrium profiles are analyzed through galvanostatic intermittent titration technique (GITT) and potentiostatic intermittent titration technique (PITT) to study the charge/discharge mechanism in multicomponent olivine structure ($LiMn_{1/3}Fe_{1/3}Co_{1/3}PO_4$). From GITT data, the degree of polarization is evaluated for the three regions corresponding to the redox couples of $Mn^{2+}/Mn^{3+}$, $Fe^{2+}/Fe^{3+}$ and $Co^{2+}/Co^{3+}$. From PITT data, the current vs. time responses are examined in each titration step to find out the mode of lithium de-intercalation/intercalation process. Furthermore, lithium diffusivities at specific compositions (x in $Li_xMn_{1/3}Fe_{1/3}Co_{1/3}PO_4$) are also calculated. Finally, total capacity ($Q^{total}$) and diffusional capacity ($Q^{diff}$) are obtained for some selected voltage steps. The entire study consistently confirms that the charge/discharge mechanism of multicomponent olivine cathode is associated with a one-phase reaction rather than a biphasic reaction.
In the current research, thermal and catalytic thermogravimetric (TG) analysis of polyethylene terephthalate (PET) over natural zeolite (NZ), olivine, bentonite, HZSM-5, and HAl-MCM-41 were investigated using a TG analyzer and model-free kinetic analysis. Catalytic TG analysis of PET was carried out at multi-heating rates, 10, 20, 30, and 40 ℃/min, under nitrogen atmosphere. Apparent activation energy (Ea) values for the thermal and catalytic pyrolysis of PET were calculated using Flynn-Wall-Ozawa method. Although natural catalysts, NZ, olivine, and bentonite, could not lead the higher PET decomposition efficiency than synthetic zeolites, HZSM-5 and HAl-MCM-41, maximum decomposition temperatures on the differential TG (DTG) curves for the catalytic pyrolysis of PET, 436 ℃ over olivine, 435 ℃ over bentonite, and 434 ℃ over NZ, at 10 ℃/min, were definitely lower than non-catalytic pyrolysis. Calculated Ea values for the catalytic pyrolysis of PET over natural catalysts, 177 kJ/mol over olivine, 168 kJ/mol over bentonite, and 171 kJ/mol over NZ, were also not lower than those over synthetic zeolites, however, those were also much lower than the thermal decomposition, suggesting their feasibility as the proper and cost-effective catalysts on the pyrolysis of PET.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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