크롬의 첨가에 따른 Raney 니켈의 특성을 파악하여 우수한 성능을 나타낼 수 있는 알칼리형 연료전지용 수소극의 촉매를 제조하였다. 또한 제조된 촉매를 이용, 실제 전극으로 제작하여 전류밀도를 측정한 뒤 최적의 전극재료의 제조조건을 확립하였다. 먼저 Ni-Al합금 제조시 크롬의 첨가량을 달리하여 Raney 니켈을 제조한 뒤 이를 이용하여 수소극을 제작, 전기화학적 특성을 고찰한 결과 크롬 첨가량이 증가함에 따라 mass activity도 증가하여 크롬 첨가량이 1 wt% 인 경우 최고 3.688 A/g을 나타내었다. 전기화학적 측정시 half cell의 운전온도는 80˚C이었으며 전해질은 6N KOH이었다. Raney 니켈 촉매의 입자크기와 비표면 적을 조사한 결과 크롬의 첨가량이 증가함에 따라 Raney 니켈 촉매의 입자크기는 12.11 μm에서 크롬의 첨가량이 1.25 wt%인 경우 11.07 μm로 감소하였고 비표면적은 0.653 m2/g에서 0.685 m2로 중가함을 알 수 있었다. 평균입자 크기가 커짐에 따라 잔존 알루미늄의 함량은 증가함을 알 수 있었다.

In this work, activated carbon fibers (ACFs) were plated with copper metal using electroless plating method and the effects of surface properties and pore structures on chromium adsorption properties were investigated. Surface properties of ACFs have been characterized using pH and acid/base values. BET data with N2 adsorption were used to obtain the structural parameters of ACFs. The electroless copper plating did significantly lead to a decrease in the surface acidity or to an increase in the surface basicity of ACFs. However, all of the samples possessed a well-developed micropore. The adsorption capacity of Cr(III) for the electroless Cu-plated ACFs was higher than that of the as-received, whereas the adsorption capacity of Cr(VI) for the former was lower than that of the latter. The adsorption rate constants (K1, K2, and K3) were also evaluated from chromium adsorption isotherms. It was found that K1 constant for Cr(III) adsorption depended largely on surface basicity. The increase of Cr(III) adsorption and the decrease of Cr(VI) adsorption were attributed to the formation of metal oxides on ACFs, resulting in increasing the surface basicity.

0.5%C-25.0%Cr-1.0%Si(합금1), 0.5%C-5.0%Cr-1.0%Si(합금2) 및 2.0%C-5.0%Cr-1.0%Si(합금3)의 3종류 크롬백주철에 있어서 기지조직 및 탄화물에 분푀도는 Cr 및 Si의 거동을 연구하였다. 15kg 용량의 고주파 유도용해로에 선철, 고철, Fe-Cr, Fe-Si 등을 장입시켜 용해시킨후 슬래그를 제거시키고 1550˚C에서 펩 주형에 주입시킨후 실온까지 냉각시켜 SEM으로 응고조직을 관찰하였으며 EPMA분석을 통하여 Cr 및 Si 의 분포거동을 관찰하였다. 합금1의 경우 초정으로 δ페라이트가 정출후 δ페라이트와 용액의 입계에서 δ페라이트와 M7C3탄화물이 공정으로 정출하였으며 합금2의 경우 용액에서 초정으로 거의 δ페라이트가 정출된 수 극히 일부분만이 δ페라이트와 M7C3탄화물의 공정으로 정출하였다. 반면 합금 3의 경우 오스테나이트가 초정으로 정출된 후 오스테나이트와 M3C탄화물이 공정으로 정출하였다. Cr은 주로 M7C3 및 M3C탄화물에 , 그리고 Si는 기지조직에 선택적으로 분배되었으며 Cr의 기지조직에 대한 분배계수는 0.56-0.68, 그리고 Si는 1.12-1.28의 범위에 걸쳐있었다. 또한 Cr의 기지조직에 대한 분배계수는 C 함량이 2.0%일때가 0.5%의 경우보다 낮았으며 M7C3탄화물내의 Cr 함량은 Cr함량이 25.0% 일때가 5.0%의 경우보다 높은값을 나타내었다. 나타내었다.

고크롬주철에 있어서 기지 및 탄화물의 조직제어는 내마모성의 향상을 위해 필수적이다. 특히 기지조직내의 잔류오스테나이트함량은 최적 내마모성을 얻기위해 반드시 조절되어야 한다. 본 연구에서는 3% C-18%(or 25%)Cr-Mo-Ni-Mn 고크롬주철을 800˚C, 900˚C, 1000˚C 및 1100˚C의 질소분위기 하에서 각각 20분 불안정화열처리를 행한 후 공냉시켰다. 잔류오스테나이트의 함량은 Xtjs 회절시험을 통해 측정하였으며 회절 peak는 α200, α220, γ220그리고 γ311을 이용하였다. 화학조성, 불안정화열처리의 온도 및 시간, 그리고 잔류오스테니이트함량강의 관계식을 도출하였다.

In this study, to evaluate the transboundary movement of magnetite waste, the treatment causing possible oxidation and reduction to the highly toxic Cr (VI), as well as other chromium ions must be considered. In this study, we tried to remove chromium using magnetite. The efficiency of chromium removal using magnetite, mixing time, mixing speed, and temperature was evaluated through a jar test. In case of magnetite, the total chromium and hexavalent chromium concentration were rapidly decreased to 0.7 g and 0.35 g, respectively. For mixing speed, the removal efficiency of total chromium was rapidly increased to 150 rpm, but that of hexavalent chromium was almost unchanged. For reaction time, the chromium concentration was almost identical. At 70℃, the removal efficiency of total and hexavalent chromium was 97.2% and 98.8%, respectively; therefore, application of magnetite to actual industrial sites where high-temperature industrial wastewater is generated can be considered.

시멘트 내 6가 크롬은 피부질환이나 암을 유발할 수 있는 유해한 인체에 유해한 이온으로 잘 알려져 있다. 본 연구에서는 사람에게 영향을 주는 시멘트 내 6가 크롬의 정량적 분석을 하고자 시멘트 및 시멘트 경화체 내 6가 크롬의 고정화에 대해 평가하였다. 국내에서 생산되는 일반 포틀랜드 시멘트 3종과 플라이애쉬, 고로슬래그 미분말, 실리카퓸을 사용하여 수용성 및 산가용성 6가 크롬을 분광광도법으로 측정하였다. 측정결과, 시멘트 내 수용성 6가 크롬의 농도는 10.5-18.9 mg/kg-cement 범위였으며 혼화재료 내 수용성 6가 크롬의 양은 매우 적게 측정되었다. 시멘트 내 산가용성 6가 크롬의 농도는 172.4-318.2 mg/kg-cement 범위로 측정되었으며 수용성 6가 크롬에 비해 증가하였다. 그러나 크롬의 pH에 의존적인 용해 특성에 따라 용매의 pH가 저감된다고 하여 산가용성 6가 크롬의 농도가 항상 크게 측정되지는 않았다. 시멘트 수화 후 수용성 6가 크롬은 2.0 mg/kg-cement 정도로 감소하였으며 이는 크롬산-에트링게이트 생성에 의한 결과임을 확인할 수 있었다.

In a attempt to verify a reduction characteristic in leaching for hexavalent chromium from concrete structures, concrete specimens blended with Loess additive was exposed to sea environment followed by measuring the concentration of Hexavalent chromium from the specimens. Additional experiments with respect to basic properties of concrete with Loess additive were also performed. The entire results of experiments revealed that the reduction characteristic was predominant for concrete with Loess additive and basic properties of concrete with Loess additive were comparable to that of concrete with OPC.

접촉성 피부염 유발제인 크롬(Cr)의 세포독성을 조사하기 위하여 chromium trioxide(CrO3)가 배양 인체피부 섬유모세포(Detroit 551)에 미치는 영향을 알아보았으며, 이와 동시에 CrO3에 대한 금은화(Lonicerae Flos, LF) 추출물의 영향을 항산화 측면에서 조사하였다. 본 연구에서 CrO3는 처리 농도에 의존적으로 배양 Detroit 551세포의 생존률을 유의하게 감소시킴으로서 세포독성을 나타냈으며 XTT50값인 midcytotoxicity value(MCV)는 29.4μM로 나타났다. 한편, CrO3의 세포독성에 대한 항산화제의 영향에 있어서, 항산화제의 일종인 vitamin E는 CrO3에 의하여 유도된 세포독성을 유의하게 방어하였다. CrO3의 세포독성에 대한 금은화 추출물의 영향에 있어서는, 금은화 추출물이 CrO3에 의하여 감소된 세포생존률을 유의하게 증가시킴으로서 CrO3의 독성을 효과적으로 방어하였다. 이와 동시에 금은화 추출물은 SOD-유사 활성을 비롯하여 지질과산화(lipid peroxidation, LP)억제 및 lactate dehydrogenase(LDH) 활성감소를 보임으로서 항산화능을 나타냈다. 이상의 결과로부터 CrO3는 배양 Deroit 551 세포에 고독성을 나타냈으며, CrO3의 세포독성에 산화적 손상이 관여하고 있는 것으로 나타났다. 한편, 금은화 추출물은 이의 항산화능에 의하여 CrO3의 산화적 손상과 관련된 세포독성을 효과적으로 방어하였다. 따라서 금은화 추출물과 같은 식물의 천연물은 크롬처럼 산화적 손상과 관련된 중금속들에 의하여 유도되는 알러지성 접촉성 피부염(contact dermatitis, CD)의 예방이나 치료적 접근을 위한 소재로서의 개발적 가치가 클 것으로 생각된다.

We investigated usefulness of chicken feather as bioadsorbent for removal of hexavalent chromium[Cr(Ⅵ)] and oil from aqueous solution. Chicken feather was chemically treated with DTPA, EDTA, NaOH and SDS, respectively. Among them, EDTA was the most effective in adsorbing Cr(Ⅵ). Cr(Ⅵ) uptake by chicken feather was increased with decreasing pH; the highest Cr(Ⅵ) uptake was observed at pH 2.0. By increasing Cr(Ⅵ) concentration, Cr(Ⅵ) uptake was increased, and maximum Cr(Ⅵ) uptake was 0.34 mmol/g. Cr(Ⅵ) adsorption by chicken feather was well described by Freundlich isotherm than Langmuir isotherm and Freundlich constant(1/n) was 0.476. As the concentration of chicken feather was increased, Cr (Ⅵ) removal efficiency was increased but Cr(Ⅵ) uptake was decreased. Most of Cr(Ⅵ) was adsorbed at early reaction stage(1 h) and adsorption equilibrium was established at 5 h. On the other hand, chicken feather adsorbed effectively oils including bunker-A and bunker-C. In conclusion, our results suggest that chicken feather waste could be used to remove heavy metal and oil; it is a potential candidate for biosorption material.

환경오염원인 삼산화크롬(chromium trioxide, CrO3)의 세포독성을 배양 대뇌신경교종세포(C6 glioma)를 재료로 산화적 손상측면에서 조사하였으며, 또한 CrO3의 세포독성에 대한 청미래덩굴(Smilax china L., SC)추출물의 영향을 세포생존율을 비롯한 전자공여능 및 lactate dehydrogenase(LDH) 활성과 같은 항산화 측면에서 분석하였다. 본 실험에서 배양 C6 glioma 세포에 15∼30uM의 CrO3를 처리한 결과 농도 의존적으로 세포생존율이 대조군에 비하여 유의하게 감소하였으며 XTT50값이 30uM에서 나타나 고독성(highly-toxic)인 것으로 나타났다. 또한, 항산화제인 catalase는 CrO3에 의하여 감소된 세포생존율을 유의하게 증가시켰다. 한편, CrO3의 세포독성에 대한 SC추출물의 영향에 있어서는, SC추출물은 CrO3에 의하여 감소된 세포생존율을 유의하게 증가시킴으로서 CrO3의 세포독성을 방어하였다. 이와 동시에, SC추출물은 전자공여능및 lactate dehydrogenase(LDH) 활성감소를 보임으로서 항산화 효과를 나타냈다. 위의 결과로 부터 CrO3의 세포독성에 산화적 손상이 관여하고 있으며, 또한 SC추출물은 항산화 효과에 의하여 CrO3의 산화적 손상을 방어함으로서 세포를 보호하는데 효과적인 것으로 나타났다.

제주도 화산회 기원 토양시료들은 전형적인 안디졸에 해당하는데 낮은 pH, 높은 수분함량, 높은 유기물함량, 식질-미사질 토성을 보여주었다. 결정질 광물 중 현무암 기원의 감람석, 휘석 등의 철고토광물과 자철석 및 적철석 등의 산화철이 주구성광물로 관찰되며 이차광물인 깁사이트가 일부 심토에서 나타나는 것이 특징이다. 그밖에 제주도 화산회 토양은 비정질 알로판 광물과 ferrihydrite 등의 결정도가 낮은 광물을 상당량 포함하고 있다. 주성분원소는 비화산회토양에 비해 상대적으로 낮은 SiO2 함량과 높은 A12O3 및 Fe2O3 함량을 보이는데 이는 전형적인 화산회토의 특성을 반영한다. 토양 내 중금속 함량 중에서 Zn, Ni, Co, Cr은 각자 84~198, 56~414, 38~150, 132~1164 mg kg-1의 범위를 보여 일반적인 세계 토양 내 함량범위를 초과하는 것으로 나타났다. 특히 Cr의 경우 1,000 ppm 이상의 함량을 가지는 토양 시료도 존재하는 등 제주도 화산회 토양은 높은 Cr 함량을 보이는 것이 특징이다. 제주도 토양의 환원능은 평균 6.53 mg L-1 reduced Cr(VI)로서 내륙의 비화산회토양에 비해 5.1배 이상 큰 것으로 나타났다. 비화산회토양의 경우 토양 환원능은 토양의 이화학적 인자 중 총 탄소함량과 매우 좋은 상관관계(R = 0.90)를 보이고 있는 것으로 보고되었으나, 총 탄소함량이 일반 토양에 비해 20배 이상 큰 제주도 화산회 토양의 경우 환원능은 탄소함량과는 오히려 약한 음의 상관관계를 보여주고 있다(R = -0.469). 이러한 결과는 제주도 화산회 토양의 환원능을 제어하는 인자가 탄소함량뿐만 아니라 또 다른 토양 이화학성에 있음을 지시한다. 주성분 원소조성과 환원능의 상관관계분석결과 화산회토 특성을 반영하는 Al과 Fe 원소와 정의 상관관계(R = 0.793, R = 0.626)를 보여주었다. 또한 중금속 원소 중 Ni, Co, Cr 등은 제주도 화산회 토양의 환원능과 정의 상관관계(R = 0.538, R = 0.647, R = 0.468)를 보이고 있다. 산화환원전위에 민감한 Cr 원소의 경우 제주도 화산회토양의 높은 환원능으로 인해 유해하고 이동성이 높은 6가 크롬의 생성 및 이동이 매우 제한될 것으로 판단된다. 또한 제주도 화산회 토양의 환원능을 제어하는 인자는 비정질인 알로판 광물 및 ferrihydrite 등의 화산회토 특성과 밀접한 관련이 있는 것으로 판단된다.