대정준 몬테카를로 시늉을 집중적으로 수행하여 무결정 연속고체 표면 위에 흡착된 Lennard-Jones 유체의 홑층에 대해 덮힘률 $\theta$ ~ 0.8에서 1.8 까지를 연구하였다. 시늉 결과는 최근 흑연위의 알곤 홑층 녹기에 대한 열역학적 실험측정에서 관찰되어졌던 두 단계의 녹음 행태를 뚜렷이 보여 주었다. 본 연구에서 관찰된 녹음 행태는 갑작스러운 밀도 변화 후에 점진적인 상전이로 이루어진다. 홑층 구조에 대한 스냅 사진들은 녹기과정에 어긋나기 짝의 형성과 그 짝의 분리가 연루되어 있다는 것을 가르키고 있다. 계의 크기에 의한 효과를 감안하여, 갑작스러운 밀도 변화는 Kosterlitz, Thouless, Halperin, Nelson, and Young (KTHNY)의 이론과 무관할 것인 반면에, 두 번째의 점진적 전이는 KTHNY 타입의 녹기 상전이일 것이라고 사료된다.
Arsenic (As) contamination in drinking water is severe problem for about 100 million people who live in Bangladesh, Cambodia, Nepal, India, Vietnam, Myanmar, Mongolia, and Ethiopia etc. Chronic doses cause skin cancer, blackfoot disease, and cardiac damage. Even though the biosand filter (BSF) is popular in many developing countries, it could not remove effectively hazardous ions as As. Adsorbent is effective and feasible to reduce As. In this study the improved biosand filter (iBSF) was embedded with adsorbent, was tested to evaluate As removal as well as organic removal. In 20 days removal of turbidity, bacteria, and $UV_{254}$ have shown 60-95 % removal. Arsenic was removed more than 99.9 % in the columns embedded with silica oxides of ferric manganese ($FM{\alpha}$) while 5.8 ~ 38.3 % in columns without $FM{\alpha}$. Isotherm test showed that average amount of the adsorbed arsenic on the oxides was 0.56 mg/G.
The fading of dyed material by light has long been subject of investigation, yet surprisingly little is known of the fundamental photochemical reactions, because of mainly the complex nature of dye-fibre system. The effect of the chemical structure of dye on lightfastness has been mostly studied when there is substituents on the place satisfied Hammett rule. Therefore, in this investigation the effectiveness of chemical structures of Congo Red and Benzopurpurine 4B unsatisfied Hammett rule on dyeing property and lightfastness of cotton was studied. The results obtained from this study were as follows; 1. Highly polar solvents showed hypsochromic shift. 2. Adsorption isotherm curves of the two dyes were Freundlich type. And Congo Red showed good dyeing property in comparision with Benzopurpurine 4B. 3. The type of the FR curve of the two dyes was first-ordr curve. And the CF curves of the two dyes showed normal fading state during irradiation. 4. During irradiation, the Hue was changed on the part of yellowish. The Value was increasing and the Chroma was decreasing. 5. Benzopurpurine 4B showed good lightfastness in comparision with Congo Red.
Activated carbon was synthesized from bamboo charcoal by KOH activation at various temperatures for electrochemical double layer capacitor applications. The micro-structural and surface properties of all the samples were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy and N2 adsorption/desorption isotherm method. The electrochemical properties of the activated bamboo charcoal were examined by cyclic voltammetry in the potential window of -1.0 to 0.2 V in 6 M KOH electrolyte at different scan rates. An electrode made from the sample activated with 7.5 M KOH and heat treated at $750^{\circ}C$ for 3 h gave a maximum capacitance of 553 F/g at 1 mV/s and 450 F/g at 10mV/s.
In this study, the use of waste food grade aluminium foil and mild steel as a sacrificial electrode in an electrocoagulation system was developed to remove reactive red 111 from wastewater. The effect of different parameters like pH, current density, electrode material, and different electrode configurations was investigated. Optimum operating conditions for maximum COD removal were determined as, 6 mA/㎠ current density and 30 min at 5 pH for aluminium foil and 7 pH for mild steel. Maximum COD reduction obtained at optimum conditions using monopolar 4 electrodes, monopolar 2 electrodes and bipolar electrode configuration were 96.5%, 89.3%, and 90.2% for Mild steel as a sacrificial electrode and 92.1%, 84.2%, and 88.6% for aluminium foil as a sacrificial electrode. The consumption of electrode and energy for both the electrodes of different configurations were calculated and compared. Using batch experimental data, a continuous-flow reactor was developed. Sludge analysis using Fourier Transform Infra-Red Spectroscopy (FTIR) analysis was done. Different adsorption kinetic models and isotherms were developed and it was found that pseudo second-order model and Langmuir isotherm fit best with the experimental data obtained.
순환전압전류 및 교류임피던스 기법을 이용하여 다결정 Pt/0.5M $H_2SO_4$ 및 0.5M LiOH수용액 계면에서 저전위 수소흡착(UPD H) 과 전위 수소흡착(OPD H)에 관한 Langmuir 흡착등온식 $({\theta}\;vs.\;E)$ 을 연구조사 하였다. 계면에서 치적중간주파수일 때 위상이동$(0^{\circ}{\leq}{-\phi}{\leq}90^{\circ})$ 거동은 표면피복율$(1{\geq}{\theta}{\geq}0)$ 거동에 정확하게 상응한다. 위상이 동 방법 즉 최적중간주파수일 때 위상이동 변화$({-\phi}\;vs.\;E)$는 계면에서 음극 $H_2$ 발생 반응에 관한 UPD H와 OPDH의 Langmuir흡착등온식을 결정할 수 있는 새로운 전기화학적 방법으로 사용할 수 있다 다결정 Pt/0.5M $H_2SO_4$ 수용액 계면에서 OPD H의 흡착평형상수(K)와 표준자유에너지$({\Delta}G_{ads})$는 각각 $2.1\times10^{-4}$와 21.0kJ/mol 이다. 다결정 Pt/0.5M LiOH 수용액 계면에서 K는 음전위(E)에 따라 2.7 (UPD H)에서 $6.2\times10^{-6}$ (OPD H) 또는 $6.2\times10^{-6}$(OPD H)에서 2.7 (UPD H)로 전이한다. 유사하게 ${\Delta}G_{ads}$는 E에 따라 -2.5kJ/mol (UPD H)에서 29.7kJ/mol (OPD H)또는 29.7kJ/mol (OPD H)에서 -2.5kJ/mol (UPD H)로 전이한다. K와 ${\Delta}G_{ads}$의 전이는 다결정 Pt전극 표면의 상이한 UPD H와 OPD H의 흡착부위에 기인한다. 다결정 Pt전극 계면에서 UPD H와 OPD H는 음극 $H_2$ 발생 반응에 따른 순차적 과정이 아니라, 수소 흡착부위 자체에 따른 독립적 과정이다. UPD H와 OPD H의 기준은 음극 $H_2$발생 반응과 전위가 아니라, 수소 흡착부위와 과정이다. 수용액에서 음극 $H_2$발생 반응에는 다결정 Pt선 전극이 단결정 Pt(100)원반 전극보다 더 효율적이고 유용하다 위상이동 방법은 열역학적 방법과 상충적이 아니라, 보완적이다.
이화학적(理化學的) 특성(特性)이 다른 본양토(本良土), 강서토(江西土) 및 교래토(橋來土)에 대하여 카드뮴, 아연(亞鉛) 및 구리의 흡착현상(吸着現象)을 비교(比較)하였고, 본양토(本良土)에 퇴비(堆肥)와 Humic acid를 각각(各各) 처리(處理)하여 이들의 흡착(吸着)에 미치는 영향(影響)을 검토(檢討)하였다. 카드뮴, 아연(亞鉛) 및 구리의 흡대흡착량(吸大吸着量)은 ph, 유기물함량(有機物含量) 및 양(陽)이온 치환용량(置換容量)이 가장 낮은 본양토(本良土)에서 가장 낮았으며, 강서토(江西土)에 비(比)하여 유기물함량(有機物含量)과 양(陽)이온 치환용량(置換容量)이 높고 pH가 낮은 화산회토(火山灰土)인 교래토(橋來土)에서 최대흡착량(最大吸着量)은 오히려 낮았다. 카드뮴 아연(亞鉛) 및 구리의 최대흡착량(最大吸着量)은 본양토(本良土)에서 각각 양(陽)이온 치환용량(置換容量)의 23%, 23%, 27%, 강서토(江西土)에서 각각 28%, 31%, 58%, 교래토(橋來土)에서 각각 11%, 11%, 14%이였으며 결합(結合)에너지상수(常數)는 강서토(江西土)>본양토(本良土)>교래토(橋來土) 순서(順序)이었다. 3% 및 7% 퇴비(堆肥)를 처리(處理)한 본양토(本良土)에서 중금속(重金屬)의 최대흡착량(最大吸着量)은 처리전(處理前) 토양(土壤)에 비(比)해 카드뮴이 100%, 210%, 아연(亞鉛)이 90%, 230%, 그리고 구리는 130%, 290% 증가(增加)하였으며, 결합(結合)에너지 상수(常數)도 증가(增加)하였다. Humic acid 처리 시(處理 時) 카드뮴과 구리의 최대흡착량(最大吸着量) 및 결합(結合)에너지 상수(常數)는 변하지 않았으며, 아연(亞鉛)의 최대흡착량(最大吸着量)은 변하지 않았으나 결합(結合)에너지 상수(常數)는 약간 증가(增加)하였다.
PAN 기반 아크릴계 섬유와 DETA 및 $AlCl_3{\cdot}6H_2O$를 반응시켜 아민기($-NH_2$)를 가진 이온교환섬유 PADD를 합성하였다. 개발된 섬유상 소재는 FT-IR과 SEM을 이용하여 그 특성을 확인해 보았다. 회분식 실험으로 수행된 PADD를 이용한 크롬제거 실험 결과는 Langmuir 등온흡착모델에 잘 적용되었으며, 이때 계산된 이론적 최대흡착능 ($Q_{max}$)은 6.93 mmol/g으로 나타났다. 한편 동적흡착실험은 Lagergren 유사이차속도모델에 잘 부합되었다. PADD의 크롬 흡착능은 pH 2에서 가장 높은 값인 4.11 mmol/g을 나타내었고 pH 변화에 많은 영향을 받는 것으로 확인되었다. 또한, 인산과 비소(V)에 대한 공존이온 실험을 통해 PADD가 크롬에 대한 높은 선택성을 갖고 있음을 확인할 수 있었다. 산-염기 역적정으로 구한 PADD의 총이온교환능 (4.70 mmol/g)을 통해 소재의 선택적 제거 가능성을 검증하였다.
다양한 반응조에서 흄드 실리카(silica(fumed))가 질산성질소 처리를 위한 영가철 공정에 미치는 영향을 알아보기 위한 회분실험(batch experiment)을 수행하였다. 반응조는 질산성질소만 주입한 경우, 질산성질소와 지하수 환경에 존재하는 이온들을 주입한 경우, 실제 질산성질소로 오염된 지하수로 구성하였다. 지하수 환경을 가진 반응조에서 질산성질소 환원 속도가 빠르게 진행되었으며, 영가철/흄드 실리카 공정이 영가철 단독 공정에 비해 약 2.5 배의 반응 상수값($k_{obs}$)을 나타냈다. 전반적으로 주요 부산물인 암모늄은 영가철 단독 공정에서 약 70% 환원율로 발생하였으며, 영가철/흄드 실리카 공정의 경우에는 암모늄 발생율이 저감되었다. 수중 pH 는 영가철이 산화되면서 pH 가 상승하였으며, 지하수 환경에서는 상대적으로 낮게 유지되었다. 모든 반응조에서 영가철/흄드 실리카 공정의 pH 가 낮게 유지되었으며, 지하수 환경에서 질산성질소가 고농도로 존재할 경우에는 저농도에 비해 pH 상승폭이 큰 것으로 나타났다. 또한 등온흡착실험을 수행한 결과, 흄드 실리카가 암모늄에 대한 흡착능을 보였다. 전반적인 결과들을 통해 흄드 실리카가 질산성질소를 처리하는 영가철 공정에 유용한 매질임을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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