기존에 많이 이용되고 있는 전기탈이온(EDI) 공정은 전기투석법과 이온교환수 지법을 혼합한 공정이다. 이 공정에 이용되는 모듈은 전기투석을 위한 양･음이 온교환막, 두 막 사이에 이온교환수지로 채워지는 형태이다. 하지만 이온교환수지와 양･음이온교환막으로 인해 모듈의 크기가 커지는 단점이 있다. 이러한 점 들을 바탕으로 현재 이온교환수지를 글라인딩하여 바이폴라형태의 막으로 만든 전기흡착탈이온 공정 모듈이 생산되고 있다. 본 연구는 모듈에 적용할 수 있는 높은 이온교환능력을 가지는 이온교환고분자를 합성하고, 이온교환수지을 대신 할 이온교환그룹을 가진 나노입자를 제조하여 이 둘을 적절하게 조절하여 하이브리드막을 제조하였다. 그리고 제조된 하이브리드막은 다양한 특성평가를 실시하였고, 그에 따른 고찰을 진행하였다.

목 적 : 본 연구는 석시닐-키토산(succinyl-chitosan)을 합성하고 p(HEMA) 하이드로겔과의 상호 침투 고분자 구조 결합을 통해 제조한 콘택트렌즈의 물리적 성질 및 단백질 흡착특성에 대하여 알아보고자 한다. 방 법 : 키토산과 succinic anhydride를 교반하여 석시닐-키토산을 합성 한 다음 HEMA, EGDMA, NVP, AIBN을 공중합하여 건조시킨 콘택트렌즈와 상호침투가교방법으로 콘택트렌즈를 제조하였다. 제조된 콘택트 렌즈의 물리적 특성을 평가하기 위해 함수율, 접촉각, 광투과율, 표면의 거칠기를 측정하였으며, 인공눈물을 제조 한 다음 로리 단백질 정량법을 이용하여 단백질의 흡착특성을 평가하였다. 결 과 : 석시닐-키토산이 가교 되어 있는 콘택트렌즈의 경우 석시닐-키토산이 가교되어 있지 않은 대조 군에 비해 단백질 흡착량의 감소를 나타냈으며, 가교한 석시닐-키토산의 분자량이 클수록 단백질 흡착량이 감소하는 것을 알 수 있었다. 또한 석시닐-키토산의 분자량이 클수록 함수율은 증가하고 접촉각은 감소하여 습윤성의 증가를 확인할 수 있었다. 결 론 : 석시닐-키토산을 p(HEMA) 하이드로겔과 상호 침투 가교 하는 방법을 통해 기존의 콘택트렌즈가 가지는 물성을 해치지 않으면서 습윤성이 뛰어나고 단백질의 흡착을 줄일 수 있는 콘택트렌즈 제조가 가능 할 것으로 사료된다.

In this study, the electroless nickel plating method has been investigated for the coating of Ni nanoparticles onto fine Al powder as promising energetic materials. The adsorption of nickel nanoparticles onto the surface of Al powders has been studied by varying various process parameters, namely, the amounts of reducing agent, complexing agent, and pH-controller. The size of nickel nanoparticles synthesized in the process has been optimized to approximately 200 nm and they have been adsorbed on the Al powder. TGA results clearly show that the temperature at which oxidation of Al mainly occurs is lowered as the amount of Ni nanoparticles on the Al surface increases. Furthermore, the Ni-plated Al powders prepared for all conditions show improved exothermic reaction due to the selfpropagating high-temperature synthesis (SHS) between Ni and Al. Therefore, Al powders fully coated by Ni nanoparticles show the highest exothermic reactivity: this demonstrates the efficiency of Ni coating in improving the energetic properties of Al powders.

Mill scale, an iron waste, was used to separate magnetite particles for the adsorption of phosphate from aqueous solution. Mill scale has a layered structure composed of wustite (FeO), magnetite (Fe3O4), and hematite (Fe2O3). Because magnetite shows the highest magnetic property among these iron oxides, it can be easily separated from the crushed mill scale particles. Several techniques were employed to characterize the separated particles. Mill scale-derived magnetite particles exhibited a strong uptake affinity to phosphate in a wide pH range of 3-7, with the maximum adsorptive removal of 100%, at the dosage of 1 g/L, pH 3-5. Langmuir isotherm model well described the equilibrium data, exhibiting maximum adsorption capacities for phosphate up to 4.95 and 8.79 mg/g at 298 and 308 K, respectively. From continuous operation of the packed-bed column reactor operated with different EBCT (empty bed contact time) and adsorbent particle size, the breakthrough of phosphate started after 8-22 days of operation. After regeneration of the column reactor with 0.1N NaOH solution, 95-98% of adsorbed phosphate could be detached from the column reactor.

천연색소는 색을 발현할 수 있는 물질로서 식품, 화장품, 의약품 등에 사용된다. 천연색소는 동・식물에서 추출하여 만들기 때문에 크기가 균일하지 않으며 특히 적색색소의 경우, 다른 색의 색소 에 비해 친유성이 강해 수용액 상태에서 쉽게 응집이 되는 경향이 있다. 또한 응집에 의한 크기변화로 인해 색의 재현이 어려운 문제점이 있다. 적색색소로 기존에 사용했던 동물성 색소인 코치닐 추출 색 소는 알레르기를 유발하고 식용으로서의 거부감이 있는 등의 문제점으로 인하여 사용이 기피되는 추 세이다. 본 연구에서는 적색의 식물성 색소인 라이코펜 추출물과 치자황색소를 사용하였고 Ball-milling을 이용하여 색소의 크기를 균일하게 만든 후 Asymmetrical flow field-flow fractionation(AsFlFFF), Dynamic light scattering(DLS)를 이용하여 크기를 분석하고 색차계를 이용하 여 색을 확인하는 연구를 진행하였다. 실험결과 milling 전에는 색소 입자의 크기가 크고 크기분포가 넓었으나, milling 후에는 크기가 감소하고 크기분포가 좁아짐을 확인하였다. 색차계 측정 결과, milling 시간이 증가함에 따라 밝기, 적색도, 황색도가 높아져서 밝은 적색을 나타내었다.

Pb를 흡착처리하기 위해 자외선 유도 그라프트 중합을 사용하여 박테리아 셀룰로스에 아크릴산을 모디피케이션한 흡착제를 제조하였다. 제조된 흡착제는 SEM, FTIRATR등의 기기분석에 의해 평가되었고, 흡착실험 결과를 흡착속도의 거동을 고찰하기 위한 방법으로 pseudo-first-order로 언급되어지는 Benaissa 모델과 pseudo- second-order로 언급되어 지는 Kurniawan 모델에 적용하였다. 제조된 흡착제는 Benaissa 모델에 보다 더 일치함을 보여주었다.

Carbonaceous materials have widely been used as sorbents. For advanced applications, fine-tuning porosity and polarity of carbonaceous materials is highly desired. Various control methods for porosity and polarity of carbonaceous materials are introduced and the designed carbonaceous materials are implemented for their intrinsic adsorption applications for various gas molecules (e.g., CO2, N2, H2), organic molecules, and metal ions.

Isosteric heat of hydrogen adsorption is one of the most important parameters required to describe solid-state hydrogen storage systems. Typically, it is calculated from adsorption isotherms measured at 77K (liquid N2) and 87K (liquid Ar). This simple calculation, however, results in a high degree of uncertainty due to the small temperature range. Therefore, the original Sievert type setup is upgraded using a heating and cooling device to regulate the wide sample temperature. This upgraded setup allows a wide temperature range for isotherms (77K ~ 117K) providing a minimized uncertainty (error) of measurement for adsorption enthalpy calculation and yielding reliable results. To this end, we measure the isosteric heats of hydrogen adsorption of two prototypical samples: activated carbon and metal-organic frameworks (e.g. MIL-53), and compared the small temperature range (77~87K) to the wide one (77K ~ 117K).

오염수로부터 자성분리가 가능하며, 방사성 세슘을 효율적으로 제거하기 위한 코발트 페로시아나이드(cobalt ferrocyanide, CoFC) 혹은 니켈 페로시아나이드(nickel ferrocyanide, NiFC)가 도입된 자성입자 흡착제를 제조하였다. Fe3O4 나노 입자는 공침법을 이용해 제조하였고, Co2+와 Ni2+ 이온을 입자 표면에 도입시키기 위해 금속이온과 금속 배위결합(metalcoordination) 을 하는 카르복실기를 포함한 숙신산(succinic acid, SA)을 자성나노입자(magnetic nanoparticles, MNPs) 표 면에 코팅하였다. CoFC와 NiFC는 자성나노입자 표면에 도입된 Co2+ 혹은 Ni2+ 이온이 hexacynoferrate와 결합하여 형성된 다. 제조된 CoFC-MNPs 그리고 NiFC-MNPs는 각각 43.2 emu·g-1, 47.7 emu·g-1의 우수한 포화자화 값을 보여주었다. X- 선 회절분석(XRD), 퓨리에 변환 적외선 분광분석(FT-IR), 나노입자 입도 분석기(DLS), 투과전자현미경(TEM) 등의 분석을 통해 흡착제의 물성을 파악하고, 세슘에 대한 흡착 성능을 알아보았다. 흡착실험을 평가하기 위해 Langmuir/Freundlich 등 온흡착식을 이용해 실험 결과 값을 곡선맞춤 하였고, CoFC-MNPs와 NiFC-MNPs의 최대흡착량(qm)은 각각 15.63 mg·g-1, 12.11 mg·g-1이다. CoFC-MNPs와 NiFC-MNPs는 방사성 세슘에 대해서도 최저 99.09%의 제거율을 가지며, 경쟁이온의 존재에도 방사성 세슘만을 선택적으로 흡착한다.

본 연구에서는 고염/고방사성 폐액 내 함유된 주요 고방사성핵종인 Cs 제거를 목적으로 고효율의 복합 흡착제(potassium cobalt ferrocyanide (PCFC)-loaded chabazite (CHA)) 합성 및 이의 적용성을 평가하였다. 복합 흡착제는 Cs을 비롯한 다 른 입자를 수용할 수 있는 CHA를 지지체로 선정하였으며, CoCl2 및 K4Fe(CN)6 용액의 단계적인 함침/침전을 통해 PCFC를 CHA 세공 내에 고정화함으로써 합성하였다. 복합 흡착제의 합성 시 평균 입자크기가 10 ㎛ 이상의 CHA를 지지체로 사용할 경우, PCFC 입자는 안정적인 형태로 고정화되었다. 또한, 합성 시 복합 흡착제의 정제를 증가시키는 세척 방법을 최적화함으로써, 복합 흡착제의 물리적 안정성이 향상되었다. 최적의 합성법을 통해 얻은 복합 흡착제에 의한 Cs 흡착 시, 담수(무염 조건) 및 해수(고염 조건)에서 모두 빠른 흡착 속도를 보였으며, 염 농도와 무관하게 비교적 높은 분배계수 값(104 mL·g-1 이상)을 나타내었다. 그러므로, 본 연구에서 합성한 복합 흡착제는 CHA 및 PCFC가 각각 가지고 있는 물리적 안정성과 Cs 에 높은 선택성 등을 고려하여 촤적화한 소재이며, 고염/고방사성폐액에 함유되어 있는 Cs을 고효율로 신속하게 제거할 수 있음을 알 수 있다.

This study describes the effects of polyurethane/loess powder (PU/LP) nanofiber thin films composite produced from electrospun for absorption volatile organic compounds (VOCs) from air. Environmental issue has become a focus with improving people's living quality. The VOCs are one of the factors that affect the environmental safety. So, in order to improve the environment and safety for people, many air cleaning techniques have been investigated. One of the methods is nanofiber filtration technology. In this study, the PU nanofiber thin film has been studied that it has the adsorption of VOCs capacity, and LP nanoparticles (NPs) can be used as an additive to load into PU nanofiber thin film by electrospinning. For studying PU/LP nanofiber thin films's absorption of VOCs capacity, 4 samples (0, 10, 30, and 50 wt% LP with respect to PU) were manufactured, respectively. The results show that PU composite mats containing 30 wt% LP NPs has the highest VOCs absorption capacity, and the adsorption capacity for toluene was the highest compared to benzene and chloroform.

This study was carried out to investigate the characterization of iron oxide nanotubes (INTs) by anodization method and applied adsorption isotherms and kinetic models for phosphate adsorption. SEM analysis was conducted to examine the INTs surface formation. Further XRD and XPS analysis were performed to observe the crystal structure of INTs before and after phosphate adsorption. AFM analysis was conducted to determine of Fe foil surface before and after anodization. Phosphate stock solution for adsorption experiment was prepared by KH2PO4. The batch experiment was conducted using 20 ml phosphate stock solution and 40 cm3 of INTs in 50 ml conical tube. Adsorption isotherms were applied Langmuir and Freundlich models for adsorption equilibrium test of INTs. Pseudo first order and pseudo second order models were applied for interpretation of adsorption rate by reaction time. The determination coefficient (R2) values of Langmuir and Freundlich models were 0.9157 and 0.8876 respectively.

Adsorption technology can effectively handle the volatile organic compounds (VOCs) from waste gas. However the adsorption of VOCs at elevated temperature (>30oC) and high humidity conditions results in competitive adsorption between VOCs and the moisture. Furthermore, physical adsorption at an elevated temperature is the cause of degradation in the regeneration process performance. In this study, toluene as waste organic solvent in air at elevated temperature and high humidity was used to measure performance. The effects of the SiO2/Al2O3 ratio of zeolites, the adsorbent material coated on adsorption regenerative rotors, on the adsorption performance of toluene with respect to temperature (30~50oC) and relative humidity (50~90%RH) have been investigated. The adsorption of toluene decreased as relative humidity and adsorption temperature rose. The result shows that Htype ZSM5 (SiO2/Al2O3=100) zeolite exhibited the highest adsorption capacity for toluene at elevated temperature and humidity conditions. The physical and chemical adsorption of toluene on acid sites of zeolite were confirmed by this study.

One of the issues currently facing nuclear power plants is how to store spent nuclear waste materials which are contaminated with radionuclides such as 134Cs, 135Cs, and 137Cs. Bioremediation processes may offer a potent method of cleaning up radioactive cesium. However, there have only been limited reports on Cs+ tolerant bacteria. In this study, we report the isolation and identification of Cs+ tolerant bacteria in environmental soil and sediment. The resistant Cs+ isolates were screened from enrichment cultures in R2A medium supplemented with 100 mM CsCl for 72 h, followed by microbial community analysis based on sequencing analysis from 16S rRNA gene clone libraries (NCBI’s BlastN). The dominant Bacillus anthracis Roh-1 and B. cereus Roh-2 were successfully isolated from the cesium enrichment culture. Importantly, B. cereus Roh- 2 is resistant to 30% more Cs+ than is B. anthracis Roh-1 when treated with 50 mM CsCl. Growth experiments clearly demonstrated that the isolate had a higher tolerance to Cs+. In addition, we investigated the adsorption of 0.2 mg L-1 Cs+ using B. anthracis Roh-1. The maximum Cs+ biosorption capacity of B. anthracis Roh-1 was 2.01 mg g-1 at pH 10. Thus, we show that Cs+ tolerant bacterial isolates could be used for bioremediation of contaminated environments.

The purpose of this study is to find out the effect of particle size of sediment on adsorption of fluoride. Particle size is classified as sand, silt and clay. Adsorption equilibrium time, adsorption isotherms and the effect of pH were investigated through batch tests. The pHpzc of sand, silt, clay was respectively 6, 8, 4.5 and AEC (anion exchange capacity) was highest in silt, respectively 0.0095, 0.0224, 0.014 meq g-1. Adsorption of fluoride on the sediment was in equilibrium within 300 minutes from all particle size. The experimental data of isotherms at various pH were well explained by Freundlich equation. As the experimental results of the effect of pH, the adsorption efficiency of sand and silt were reduced after the pHpzc. However, the adsorption efficiency of clay was maintained after the pHpzc, and decreased rapidly higher than pH 12.

본 연구에서는 환경 친화적 재료를 제조할 목적으로 자연계에 풍부한 bacteri al cellulose를 지지체로 하여 이온교환 특성이 있는 acrylic acid 단량체를 자외선 그라프트 중합법으로 고정시켰다. 이 중합체를 중금속 흡착제로서 막분리 hy brid시스템에 적용하기 위해 모델 용질로 Pb에 대한 흡착거동을 조사하였고 이에 대한 흡착 등온식 및 Benaissa model과 Kurniawan model 속도식을 적용하여 해석하였다.