• 한국분말재료학회지
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• 제21권2호
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• pp.131-136
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• 2014

Cathode materials and their precursors are prepared with transition metal solutions recycled from the the waste lithium-ion batteries containing NCM (nickel-cobalt-manganese) cathodes by a $H_2$ and C-reduction process. The recycled transition metal sulfate solutions are used in a co-precipitation process in a CSTR reactor to obtain the transition metal hydroxide. The NCM cathode materials (Ni:Mn:Co=5:3:2) are prepared from the transition metal hydroxide by calcining with lithium carbonate. X-ray diffraction and scanning electron microscopy analyses show that the cathode material has a layered structure and particle size of about 10 ${\mu}m$. The cathode materials also exhibited a capacity of about 160 mAh/g with a retention rate of 93~96% after 100 cycles.

• 한국분말재료학회지
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• 제24권2호
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• pp.141-146
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• 2017

$Bi_2Te_3$ powders are recovered by wet chemical reduction for waste n-type thermoelectric chips, and the recovered particles with different morphologies are prepared using various surfactants such as cetyltrimethylammonium bromide (CTAB), sodium dodecylbenzenesulfonate (SDBS), and ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA). When citric acid is added as the surfactant, the shape of the aggregated particles shows no distinctive features. On the other hand, rod-shaped particles are formed in the sample with CTAB, and sheet-like particles are synthesized with the addition of SDBS. Further, particles with a tripod shape are observed when EDTA is added as the surfactant. The growth mechanism of the particle shapes depending on the surfactant is investigated, with a focus on the nucleation and growth phenomena. These results help to elucidate the intrinsic formation mechanism of the rod, plate, and tripod structures of the $Bi_2Te_3$ recovered by the wet reduction process.

• Composites Research
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• 제27권5호
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• pp.201-206
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• 2014

Utilizing waste materials in making useful products is a globally increasing trend. This can reduce the cost and environmental issues. In this study, oyster shell powder (OSP) is reinforced as a filler in polypropylene (PP) matrix to make a new composite. The purpose is to improve fire retardant properties of PP as a result of OSP reinforcement. Mechanical, fire retardant and water absorption properties of the new composite have been studied in this research. Concentration of OSP reinforcement in PP has been varied by wt% and its effect on the above mentioned properties has been observed. SEM (scanning electron microscopy) images of tensile and bending fractured surfaces have been taken to observe the failure mechanism during mechanical tests. An increase in the fire retardancy has been observed as a result of the OSP reinforcement while tensile strength decreased. Stiffness also increased with the addition of OSP in PP.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권2호
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• pp.456-461
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• 2022

Heavy metal pollution is caused due to anthropogenic activities and is considered as a serious environmental problem which endangers human health and environment. The present study deals with biosorption, an eco-friendly technique for the removal of heavy metal Zn(II) from aqueous medium. Various natural materials have been explored for the uptake of metal ions, where most of them are physically or chemically enhanced. Dry cowdung powder (DCP) has been utilized as a low-cost, environmentally friendly humiresin without any pre-treatment, thus demonstrating the concept of Green Chemistry. Batch biosorption studies using ⁶⁵Zn(II) tracer were performed and the impact of different experimental parameters was studied. Results revealed that at pH 6, 94 ± 2% of Zn(II) was effectively biosorbed in 5 min, at 303 K. The process was spontaneous and exothermic, following pseudo-second-order reaction. The mechanism of heavy metal biosorption employing green adsorbent was therefore elucidated in order to determine the optimal method for removing Zn(II) ions. DCP has a lot of potential in the wastewater treatment industry, as seen by its ability to meet 3A's affordability, adaptability, and acceptability criteria. As a result, DCP emerges as one of the most promising challengers for green chemistry and the zero-waste idea.

• 한국분말재료학회지
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• 제31권2호
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• pp.163-168
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• 2024

As the demand for lithium-ion batteries for electric vehicles is increasing, it is important to recover valuable metals from waste lithium-ion batteries. In this study, the effects of gas flow rate and hydrogen partial pressure on hydrogen reduction of NCM-based lithium-ion battery cathode materials were investigated. As the gas flow rate and hydrogen partial pressure increased, the weight loss rate increased significantly from the beginning of the reaction due to the reduction of NiO and CoO by hydrogen. At 700 ℃ and hydrogen partial pressure above 0.5 atm, Ni and Li₂O were produced by hydrogen reduction. From the reduction product and Li recovery rate, the hydrogen reduction of NCM-based cathode materials was significantly affected by hydrogen partial pressure. The Li compounds recovered from the solution after water leaching of the reduction products were LiOH, LiOH·H₂O, and Li₂CO₃, with about 0.02 wt% Al as an impurity.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제2권4호
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• pp.335-344
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• 2014

쓰레기 소각재(소각재)를 콘크리트용 재료로 재활용하기 위하여 소각재의 품질특성에 대하여 분석하였으며, 소각재를 사용한 콘크리트의 유동특성 및 강도특성에 대하여 검토하였다. 소각재의 화학성분은 CaO 성분이 50%이상을 차지하고 있었으며, 소각재의 누적입도분포 50%의 평균입경은 $25{\mu}m$ 정도를 나타내었다. 소각재 IA1의 입자형상은 미세입자가 뭉쳐져 구형상을 나타내고 있으며, 소각재 IA2의 입자형상은 미세입자가 판상 형상으로 겹쳐져 있는 구조로 제조공정에 따라 다르게 나타났다. 소각재를 사용하므로써 콘크리트의 품질특성에도 크게 영향을 미쳤으며, 소각재 IA2를 사용한 경우 슬럼프가 증가하고 고성능감 수제 사용량이 감소하였으나, 압축강도 발현은 저하하였다. 소각재 IA2와 규조분말을 병용하여 혼합하므로써 목표슬럼프를 얻기 위한 고성능감수제의 사용량은 증가하였으나, 재령 28일 압축강도는 향상되는 효과가 있었다. 또한, 압축강도와 인장강도와의 비는 CEB-FIP 코드의 85%~105% 범위내에 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권11호
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• pp.1075-1086
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• 2008

비위생 매립지의 단층형 복토시스템을 위한 산업부산물의 응용성과 적합성을 평가하기 위하여 건설폐기물, 석탄회, 폐석고(인산석고), 슬래그(고로, 제강)와 석분슬러지를 대상으로 연구하였다. 먼저 대상 산업부산물들의 다양한 물리화학적, 수리역학적 특성들이 조사되었다. 그리고 배치실험과 장기간 용출시험을 통하여 이들 산업부산물들의 환경안정성도 검토하였다. 뿐만 아니라, 대상 산업부산물들에 식물을 조성해 봄으로써 식생의 적응성도 평가해 보았다. 산업부산물들의 물리화학적 특성 분석결과, 연구대상인 산업부산물 대부분이 매립지 복토재로 적합한 것으로 나타났다. 특히 모든 연구대상 산업부산물들에서 폐기물관리법에서 규정한 유해한 무기원소 종들의 농도가 규제치를 초과하지 않은 것으로 조사되었다. 이와 더불어, 석분슬러지만 제외하고 그 외 모든 대상 물질들에서 토양환경보전법에서 규제하는 원소들의 농도가 기준치 이하로 검출되었다. 배치실험과 장기간 용출시험 결과로부터 석탄회와 건설폐기물이 고려한 산업부산물들 중에서 매립지 복토재로서 가장 적합한 것으로 선정되었다. 식물 육종실험 결과, 석탄회가 가장 빠른 발아와 가장 큰 생육지표를 보여서 매립지 복토재로 이용될 경우 식생 조성에서 가장 효과적일 것으로 평가되었다. 일반토사와 석탄회로 혼합된 최종복토시스템에서 최적의 축분퇴비 시비는 헥타르당 40$\sim$50톤인 것으로 조사되었다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제4권2호
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• pp.133-138
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• 2006

최근 미국 ANL연구소가 개발한 다이포실 수지는 우라늄의 선택특성이 우수하나 수지의 형태가 분말형이므로 입상의 비드형으로 제조하기 위하여 다이포실 분말을 알기네이트상에 고정화하는 방법을 적용하였다. 생성된 비드의 우라늄에 대한 흡착특성을 측정한 결과, 소디움 알기네이트 자체도 우라늄 흡착특성을 최대 68%까지 나타낸 후 30% 수준으로 감소하였으며, 이는 흡착후 탈착하는 과정을 거쳐 평형에 이르는 것으로 사료된다. 또한 비드내 다이포실의 양이 증가할수록 우라늄의 흡착이 증가하며 최대 85 %정도의 흡착율을 나타내고 있다. 다이포실 수지만의 경우 반응초기에 급격한 흡착을 보이고 있으나 3일정도 이후에는 비드의 흡착율과 유사한 결과를 나타내고 있으며 비드내 함유된 순 다이포실량을 고려할 경우 알기네이트 자체의 흡착효과로 인해 비드의 흡착효율이 크게 상승되는 것으로 해석된다. 우라늄 농도의 영향은 농도의 증가에 따라 우라늄의 제거효율이 감소하였으며, 비드의 양을 2배로 증가시킨 결과 최대 90%이상의 제거효율을 얻었다. 결론적으로 다이포실 수지를 소디움 알기네이트상에 고정화하여 입자형의 비드로 제조하므로서 적은 양의 수지로 우라늄 제거특성이 우수한 비드를 얻을 수 있었으며 나아가서 연속공정에의 적용도 가능한 것으로 사료된다.

• 한국건축시공학회지
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• 제16권5호
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• pp.421-428
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• 2016

본 연구에서는 전기전도도 시험방법을 이용하여 다양한 산업부산물재료의 포졸란 반응성을 평가할 수 있는 대안을 제안하고자 하였다. 실험에 사용된 재료는 일반적으로 포졸란 재료로 활용되고 있는 산업부산물 플라이애시(class F, C) 2종, 실리카퓸(densified, undensified) 2종, 메타카올린과 포졸란 반응성이 정량적으로 증명되지 않은 산업부산물인 벤토나이트, 그라스울, 세라믹을 활용하여 포졸란 반응성을 측정 하였다. 각 재료가 $40^{\circ}C$ 포화수산화칼슘 수용액에 침지된 이후의 전기전도도의 변화를 관찰하였으며, $450{\sim}500^{\circ}C$에서 관찰된 수산화칼슘의 분해량을 통해 포졸란 반응성을 교차 검증하였다. 28일 압축강도 또한 포졸란 반응에 의한 역학적 성능의 개선여부를 검증하기 위해 활용되었다. 실험결과에 따르면, 전기전도도 최대값과 4시간후의 전기전도도의 차이를 활용하여 포졸란 반응성을 평가하는 것이 적절하다고 나타났다. 이러한 방법을 활용할 경우 수산화칼슘 함유량에 근거한 포졸란 반응성 평가와 매우 유사한 결과를 얻을 수 있었으며, 28일 압축강도 측정을 통해 얻은 결과와도 큰 차이를 보이지 않아, 전기전도도 시험법이 포졸란 반응성이 증명되지 않은 재료의 포졸란 반응성평가에도 충분히 활용될 수 있는 것으로 나타났다.

• 자원리싸이클링
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• 제18권4호
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• pp.62-69
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• 2009

반도체 웨이퍼 제조 공정 중 발생하는 질산, 불산, 초산으로 구성된 혼합폐산을 재활용하기 위한 연구를 수행하였다. 초기에 $NaNO_3$와 Si powder를 사용하여 불산을 $Na_2SiF_6$로 침전시켜 불소화합물을 제조하였고, 이 때 혼산 중 불산의 농도는 초기 127g/L에서 0.5g/L로 낮아져 불산 회수율은 99.5%였다. $Na_2SiF_6$ 제조 후 남은 혼산의 질산과 초산의 농도는 각각 502g/L, 117g/L였고, 이 혼산에 NaOH를 투입하여 pH=4로 맞춘 후 -440 mmHg, $95^{\circ}C에서 증발농축을 하여 초산 분리 회수하였다. 회수된 초산의 농도는 약 15%였고, 회수율은 85.3% 이상이었다. 또한, 농축여액을 $20^{\circ}C$까지 냉각하여 $NaNO_3$ 결정을 석출시킴으로 질산나트륨을 제조하였고, 그 회수율은 약 93%이상이었다. 제조된 $Na_2SiF_6$와 $NaNO_3$를 $90^{\circ}C$에서 건조시킨 후, XRD 분석한 결과, 순수 $Na_2SiF_6$와 $NaNO_3$만 합성된 것을 확인하였고, 그 순도는 각각 약 97%, 98%로 시판용과 유사하였다.