• 제목/요약/키워드: cation substitution

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구봉 금-은 광상일대 시추코아(04-1)에서 산출되는 녹니석과 백색운모의 산상 및 화학조성 (Occurrence and Chemical Composition of Chlorite and White Mica from Drilling Core (No. 04-1) at Gubong Au-Ag Deposit Area, Republic of Korea)

  • 유봉철
    • 광물과 암석
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    • 제36권4호
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    • pp.273-288
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    • 2023
  • 구봉 금-은 광상은 과거 한국에서 운산 광상, 대유동 광상, 광양 광상 등과 함께 가장 큰 금-은 광상으로써 선캠브리아기의 변성퇴적암류내에 발달된 열극대를 충진한 8개조의 석영맥(조산형과 intrusion-related형이 혼합된 광상)으로 구성된다. 대한광업진흥공사는 1989년 수행된 시추에서 깊이 -728 ML(시추 90-12공)에서 맥폭 0.9 m의 석영맥(6호맥, 27.9 g/t Au)을 착맥하였으며 2004년 6호맥의 재개발 가능성 검토를 위해 시추(04-1)를 수행하였다. 저자는 2004년 04-1 시추공에서 채취된 모암, 모암변질 및 석영맥 시료들을 이용하여 녹니석과 백색운모의 산상과 화학조성을 연구하였다. 연구된 시료들에서 관찰되는 모암변질작용은 녹니석화작용, 견운모화작용, 규화작용 및 황철석화작용 등이다. 깊이 -275 ML의 광화대에서 관찰되는 녹니석과 백색운모는 모암변질대와 석영맥에서 석영, 칼리장석, 방해석, 금홍석 및 황철석과 함께 산출되며 깊이 -779 ML의 광맥(6호맥)에서 관찰되는 녹니석과 백색운모는 모암변질대와 석영맥에서 석영, 방해석, 인회석, 저어콘, 금홍석, 티탄철석, 자류철석 및 황철석과 함께 산출된다. 깊이 -779 ML에서 산출되는 녹니석은 깊이 -275 ML에서 산출되는 녹니석보다 Al, Mg 원소들 함량이 높고 Si, Fe 원소들 함량이 낮으며 더불어 이들 깊이에서 산출되는 녹니석은 이론적인 녹니석보단 약간 Si 함량이 높다. 깊이 -275 ML에서 산출되는 녹니석의 화학조성 변화는 주로 팬자이틱 또는 Tschermark 치환[Al3+,VI+Al3+,IV <-> (Fe2+ 또는 Mg2+)VI+(Si4+)IV]에 의해 일어났지만 깊이 -779 ML에서 산출되는 녹니석의 화학조성 변화는 팔면체적 Fe2+ <-> Mg2+ (Mn2+) 치환 메카니즘에 의해 일어났음을 알 수 있다. 깊이 -279 ML과 깊이 -779 ML에서 산출되는 백색운모의 층간 양이온(K+Na+Ca+Ba+Sr)은 각각 0.76~0.82 apfu, 0.72~0.91 apfu로써 다소 낮은 함량을 갖지만 팔면체 자리의 양이온(Fe+Mg+Mn+Ti+Cr+V+Ni) 함량은 각각 2.09~2.13 apfu, 2.06~2.14 apfu로써 약간 높은 함량을 갖는다. 깊이 -279 ML에서 산출되는 백색운모의 화학조성 변화는 팬자이틱 또는 Tschermark 치환[(Al3+)VI+(Al3+)IV <-> (Fe2+ 또는 Mg2+)VI+(Si4+)IV]과 illitic 치환 및 직접적인 (Fe3+)VI <-> (Al3+)VI 치환 메카니즘에 의해 일어났지만 깊이 -779 ML에서 산출되는 백색운모의 화학조성 변화는 팬자이틱 또는 Tschermark 치환[(Al3+)VI+(Al3+)IV <-> (Fe2+ 또는 Mg2+)VI+(Si4+)IV] 및 직접적인 (Fe3+)VI <-> (Al3+)VI 치환 메카니즘에 의해 일어났음을 알 수 있다.

Crystallographic and Magnetic Properties of Co, Zn, Ni-Zn Substituted Nano-size Manganese Ferrites Synthesized by Sol-gel Method

  • Noh, Kwang Mo;Lee, Young Bae;Kwon, Woo Hyun;Kang, Jeoung Yun;Choi, Won-Ok;Chae, Kwang Pyo
    • Journal of Magnetics
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    • 제21권3호
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    • pp.308-314
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    • 2016
  • Cobalt-, zinc-, and nickel-zinc-substituted nano-size manganese ferrite powders, $MnFe_2O_4$, $Mn_{0.8}Co_{0.2}Fe_2O_4$, $Mn_{0.8}Zn_{0.2}Fe_2O_4$ and $Mn_{0.8}Ni_{0.1}Zn_{0.1}Fe_2O_4$, were fabricated using a sol-gel method, and their crystallographic and magnetic properties were subsequently studied. The $MnFe_2O_4$ ferrite powder annealed at temperatures above 523 K exhibited a spinel structure, and the particle size increased as the annealing temperature increased. All ferrites annealed at 773 K showed a single spinel structure, and the lattice constants and particle size decreased with the substitution of Co, Zn, and Ni-Zn. The $M{\ddot{o}}ssbauer$ spectrum of the $MnFe_2O_4$ ferrite powder annealed at 523 K only showed a doublet due to its superparamagnetic phase, and the $M{\ddot{o}}ssbauer$ spectra of the $MnFe_2O_4$, $Mn_{0.8}Co_{0.2}Fe_2O_4$, and $Mn_{0.8}Zn_{0.2}Fe_2O_4$ ferrite powders annealed at 773 K could be fitted as the superposition of two Zeeman sextets due to the tetrahedral and octahedral sites of the $Fe^{3+}$ ions. However, the $M{\ddot{o}}ssbauer$ spectrum of the $Mn_{0.8}Ni_{0.1}Zn_{0.1}Fe_2O_4$ ferrite powder annealed at 773 K consisted of two Zeeman sextets and one quadrupole doublet due to its ferrimagnetic and paramagnetic behavior. The area ratio of the $M{\ddot{o}}ssbauer$ spectra could be used to determine the cation distribution equation, and we also explained the variation in the $M{\ddot{o}}ssbauer$ parameters by using this cation distribution equation, the superexchange interaction and the particle size. Relative to pure $MnFe_2O_4$, the saturation magnetizations and coercivities were larger in $Mn_{0.8}Co_{0.2}Fe_2O_4$ and smaller in $Mn_{0.8}Zn_{0.2}Fe_2O_4$, and $Mn_{0.8}Ni_{0.1}Zn_{0.1}Fe_2O_4$. These variations could be explained using the site distribution equations, particle sizes and magnetic moments of the substituted ions.

산화물 자성체의 결정학적 및 뫼스바우어 분광학적 특성 연구 (A Study on Crystallographic and Mossbauer Spectroscopic Properties of Magnetic Oxide)

  • Park, Seung-Han
    • 한국재료학회지
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    • 제9권7호
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    • pp.701-706
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    • 1999
  • 산화물 자성체 (F $e_2$ $O_3$)$_{5}$(A $l_2$ $O_3$)$_{4-x}$(G $a_2$ $O_3$)$_{x}$)SiO계에 대한 결정구조 및 자기적 특성을 X-선 회절법과 Mossbauer분광법을 이용하여 연구하였다. Mossbauer분광법을 통해 Ga 이온의 치환량과 온도변화에 따른 자기구조의 변화를 조사하고 초전도 양자간섭장치 (SQUID)에 의한 거시적 자성정보와 비교하였다. X-선 회절법에 의한 결정구조는 Ga 이온의 치환량에 따라 입방정스피델 구조에서 사방정 구조로의 결정학적 전이가 관측되었으며 양이온 빈자리가 상당수 포함된 새로운 형태의 페라이트임을 알았다. 비자성 Ga 이온의 치환량 증가로 초상자성 군집체 (cluster)가 형성되어 치환전의 준강자성체 질서가 점차로 초상자성 군집체와 공존하는 초상자성체 특성을 보였다 x > 0.2 경우 상온이하 온도영역에서 Mossbauer 스펙트럼은 다양하고 복잡한 형태를 보이는데 이것은 초상자성 군집체의 동결에 의한 것으로 설명된다. 또한 SQUID 측정에서 나타난 50K 이하에서의 급격한 자화값의 감소는 스핀 canting의 효과로 설명된다.명된다.다.

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바나듐 페라이트 박막의 결정구조 및 자기적 성질에 관한 뫼스바우어 분광학적 연구 (Mössbauer Study of Crystallographic and Magnetic Properties in Vanadium Ferrite(VxFe3-xO4) Thin Films)

  • 박재윤;김광주
    • 한국자기학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.19-23
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    • 2008
  • Sol-gel 법을 이용하여 $V_xFe_{3-x}O_4$(x=0.0, 0.15, 0.5, 1.0) 박막 시료을 만들어 V 치환에 따른 $Fe_3O_4$의 결정구조적 특성을 X-ray diffraction(XRD)과 X-ray photoelectron spectroscopy(XPS)로 조사하였다. 특히 Fe 이온의 전하상태와 거동에 관하여 강력하게 조사할 수 있는 conversion electron $M\"{o}ssbauer$(CEMS) 분광법을 이용하여 양이온들의 거동과 초미세 자기적 성질을 분석하였다. X-선 회절실험의 결과 $V_xFe_{3-x}O_4(X{\leq}1.0)$ 박막 시료들의 결정구조는 스피넬구조로서 V 조성값 증가에 따라 격자상수값이 약간 증가함을 보여준다. XPS 조사에서 x값 증가에 따라 처음에는 $V^{3+}$ 이온이 B-자리의 $Fe^{3+}$ 이온을 주로 치환하고 x값이 더 커지면서 $V^{2+}$ 이온의 $Fe^{2+}$ 치환도 발생되는 것으로 나타났다. 이것은 격자상수값이 증가하는 분석 결과를 잘 설명하여 준다. CEMS 측정 결과에서 나타난 양이온 거동은 주로 B-자리의 $Fe^{3+}$ 이온에 대한 $V^{3+}$ 이온 치환이 나타나고, V 조성값이 더 크게 증가함에 따라 $V^{2+}$ 이온의 $Fe^{2+}$ 치환도 발생됨을 알 수 있었다. 그리고 이것은 V 치환이 Fe 이온 주위의 국부적 전하분포와 대칭성의 변화를 가져와 초미세 자기적 성질의 변화를 초래함을 의미한다.

SBR/Organoclay Nanocomposites for the Application on Tire Tread Compounds

  • Kim, Wook-Soo;Lee, Dong-Hyun;Kim, Il-Jin;Son, Min-Jin;Kim, Won-Ho;Cho, Seong-Gyu
    • Macromolecular Research
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    • 제17권10호
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    • pp.776-784
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    • 2009
  • N,N-dimethyldodecylamine (tertiary amine)-modified MMT (DDA-MMT) was prepared as an organically modified layered silicate (OLS), after which styrene-butadiene rubber (SBR) nanocomposites reinforced with the OLS were manufactured via the latex method. The layer distance of the OLS and the morphology of the nanocomposites were characterized by X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM). By increasing the amount of N,N-dimethyldodecylamine (DDA) up to 2.5 g, the maximum values of torque, tensile strength and wear resistance of the SBR nanocomposites were increased due to the increased dispersion of the silicate layers in the rubber matrix and the increased crosslinking of the SBR nanocomposites by DDA itself. When SBR nanocomposites were manufactured by using the ternary filler system (carbon black/silica/OLS) to improve their dynamic properties as a tire tread compound, the tan $\delta$(at $0^{\circ}C$ and $60^{\circ}C$) property of the compounds was improved by using metal stearates instead of stearic acid. The mechanical properties and wear resistance were increased by direct substitution of calcium stearate for stearic acid because the filler-rubber interaction was increased by the strong ionic effect between the calcium cation and silicates with anionic surface. However, as the amount of calcium stearate was further increased above 0.5 phr, the mechanical properties and wear resistance were degraded due to the lubrication effect of the excessive amount of calcium stearate. Consequently, the SBR/organoclay nanocomposites that used carbon black, silica, and organoclay as their ternary filler system showed excellent dynamic properties, mechanical properties and wear resistance as a tire tread compound for passenger cars when 0.5 phr of calcium stearate was substituted for the conventionally used stearic acid.

이가 양이온 금속 친환 및 유기 첨가제를 이용하여 분무열분해법으로 제조된 Y2O3:Eu3+ 적색 형광체의 휘도 개선 (Photoluminescence Enhancement of Y2O3:Eu3+ Red Phosphor Prepared by Spray Pyrolysis using Aliovalent Cation Substitution and Organic Additives)

  • 민병호;정경열
    • 한국분말재료학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.146-153
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    • 2020
  • The co-doping effect of aliovalent metal ions such as Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+, and Zn2+ on the photoluminescence of the Y2O3:Eu3+ red phosphor, prepared by spray pyrolysis, is analyzed. Mg2+ metal doping is found to be helpful for enhancing the luminescence of Y2O3:Eu3+. When comparing the luminescence intensity at the optimum doping level of each Mg2+ ion, the emission enhancement shows the order of Zn2+ ≈ Ba2+ > Ca2+ > Sr3+ > Mg2+. The highest emission occurs when doping approximately 1.3% Zn2+, which is approximately 127% of the luminescence intensity of pure Y2O3:Eu3+. The highest emission was about 127% of the luminescence intensity of pure Y2O3:Eu3+ when doping about 1.3% Zn2+. It is determined that the reason (Y, M)2O3:Eu3+ has improved luminescence compared to that of Y2O3:Eu3+ is because the crystallinity of the matrix is improved and the non-luminous defects are reduced, even though local lattice strain is formed by the doping of aliovalent metal. Further improvement of the luminescence is achieved while reducing the particle size by using Li2CO3 as a flux with organic additives.

Characterization of AprE176, a Fibrinolytic Enzyme from Bacillus subtilis HK176

  • Jeong, Seon-Ju;Heo, Kyeong;Park, Ji Yeong;Lee, Kang Wook;Park, Jae-Yong;Joo, Sang Hoon;Kim, Jeong Hwan
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제25권1호
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    • pp.89-97
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    • 2015
  • Bacillus subtilis HK176 with high fibrinolytic activity was isolated from cheonggukjang, a Korean fermented soyfood. A gene, aprE176, encoding the major fibrinolytic enzyme was cloned from B. subtilis HK176 and overexpressed in E. coli BL21(DE3) using plasmid pET26b(+). The specific activity of purified AprE176 was 216.8 ± 5.4 plasmin unit/mg protein and the optimum pH and temperature were pH 8.0 and 40℃, respectively. Error-prone PCR was performed for aprE176, and the PCR products were introduced into E. coli BL21(DE3) after ligation with pET26b(+). Mutants showing enhanced fibrinolytic activities were screened first using skim-milk plates and then fibrin plates. Among the mutants, M179 showed the highest activity on a fibrin plate and it had one amino acid substitution (A176T). The specific activity of M179 was 2.2-fold higher than that of the wild-type enzyme, but the catalytic efficiency (kcat/Km) of M179 was not different from the wild-type enzyme owing to reduced substrate affinity. Interestingly, M179 showed increased thermostability. M179 retained 36% of activity after 5 h at 45℃, whereas AprE176 retained only 11%. Molecular modeling analysis suggested that the 176th residue of M179, threonine, was located near the cation-binding site compared with the wild type. This probably caused tight binding of M179 with Ca2+, whichincreased the thermostability of M179.

김해지역 상동광상산 견운모의 광물화학 및 안전동위원소 조성 (Mineral Chemistry and Stable Isotope Composition of Sericite from the Sangdong Sericite Mine in the Kimhae Area)

  • 김종대;문희수;김생금;김인준
    • 자원환경지질
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    • 제25권3호
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    • pp.275-282
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    • 1992
  • Mineral chemistry and stable isotope compositions of sericites from the Sangdong mine in the Kimhae area, Kyungsangnamdo, were studied. The Sangdong sericite deposit occurs in rhyolitic tuff of late Cretaceous age and considers to have been fonned by the hydrothennal alteration. The sericites are classified as $2M_1$ polytype and are characterized by less celadonite substitution indicating muscovite-phengite series. Their compositions are very close to that of the ideal muscovite but net layer charge ranges 1.71~1.91 which is less than 2 per formula unit of ideal muscovite. Predominant interlayer cation is K and K/(K+Na) ratio ranges 0.91 and 0.93. ${\delta}^{18}O$ values of sericites and quartz separated from the ore range 7.70~9.07 and 8.20~10.87‰, respectively. The formation temperature of sericite can be estimated as $315{\sim}340^{\circ}C$( based on ${\delta}^{18}O$ value of sericite and ${\delta}D$ value of of Cretaceous meteoric water. Their formation temperature discrepancy between coexisting sericite and quartz indicates that they are in isotopically inequilibrium. Two types of quartz, coarse grained phenocrysts and micrcrystalline aggregates are observed and the former must have been formed during volcanic eruption and remained isotopically unexchanged during hydrothermal alteration period. ${\delta}^{14}S$ values of pyrites range 1.9~4.5‰ which is within a range of volcanogenic sulfur, indicating magmatic source.

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이온성 고분자를 이용한 나트륨 섭취 감소 효과 (Effect of Ionic Polymers on Sodium Intake Reduction)

  • 박세현;이영주;이종휘
    • 폴리머
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    • 제37권4호
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    • pp.533-538
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    • 2013
  • 염화나트륨은 우리 몸의 체액에 존재하며, 혈액 속에 약 0.9 wt%의 농도로 존재하여 삼투압을 유지하는 중요한 역할을 하고 있다. 그러나 사람들이 섭취하는 소금의 양은 증가하는 추세이며, 과량 섭취로 인해 고혈압 등의 원인이 되기도 한다. 본 연구에서는 생체적합성 이온성 고분자들의 특정 반대이온을 칼슘과 칼륨으로 치환시켜 나트륨 이온과의 이온교환을 통해 고분자에 나트륨이 흡착되어 대변으로 배출시킬 수 있는지를 in vitro 실험과 in vivo 실험을 통해 연구하였다. 조사된 고분자들 중 칼슘과 칼륨의 폴리스티렌설폰산, 칼슘 치환된 카라기난과 타마린드가 우수한 나트륨 치환 능력을 보유하고 있음을 확인하였고, 체온과 인공위액 및 인공장액의 조건에서도 나트륨 치환능을 유지하는 것을 확인하였다. 이러한 고분자들의 난용성 특징을 통해 구강 내에서는 맛의 변화를 주지 않으면서 나트륨을 흡착해 배설하는 메카니즘을 나트륨 과다 섭취에 따른 문제 해결을 위해 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

Mg와 Zn의 복합치환에 따른 LiMn2-yMyO4 정극 활물질의 결정 구조 및 전기화학적 특성 (Crystal Structure and Electrochemical Properties of LiMn2-yMyO4 Cathode Material by Complex Substitution of Mg and Zn)

  • 정인성;정해덕;구할본
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제15권4호
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    • pp.361-366
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    • 2002
  • Spinel $LiMn_{2-y}M_yO_4$ and $LiMn_{2-y}M_yO_4$ (M=Mg, Zn) powders were synthesized by solid-state method at $800^{\circ}C$ for 37h. Crystal structure and electrochemical properties were analyzed by X-ray diffraction, charge-discharge test, cyclic voltammetry and ac impedance to $LiMn_{2-y}M_yO_4$. All cathode material showed spinel structure in X-ray diffraction. Ununiform distortion which calculated by (111) face and (222) face was almost constant in spite of the change of the kind and the substituting ratio of the metal cation in $LiMn_{2-y}M_yO_4$ (M=Mg, Zn). $LiMn_{1.9}Mg_{0.05}Zn_{0.05}O_4/Li$ cell substituted $Mg^{+2}$ and $Zn^{+2}$ showed excellent discharge capacities than other cells, which it presented about 120mAh/g at the 1st cycle and about 73mAh/g at the 250th cycle, respectively. AC impedance of $LiMn_{2-y}M_yO_4/Li$ cells showed the similar resistance of about 65~110$\Omega$ before cycling.