토양중 Montmorillonite와 Kaolinite가 Paraquat와 2,4-D의 흡착에 미치는 영향

김영규 ( Young-kyu Kim ),허동균 ( Dong-gyun Her ),김성진 ( Sung-jin Kim ),이미경 ( Mi-gyeong Lee ),라덕관 ( Deog-gwan Ra ) 한국환경기술학회 2004 한국환경기술학회지 Vol.5 No.4

토양중 montmorillonite와 kaolinite가 제초제의 흡착에 미치는 영향을 파악하고자 진탕시간, 농약의 농도, 토양 온도, 토양 pH 등을 변화시키면서 실험을 수행하였다. Paraquat 및 2,4-D가 montmorillonite와 kaolinite를 첨가한 토양에 대하여 평형흡착에 도달되기 위한 진탕시간은 각각 1시간 및 48시간으로 나타났다. Montmorillonite와 kaolinite를 첨가한 토양에 대한 paraquat 및 2,4-D의 흡착량은 montmorillonite를 첨가한 경우가 kaolinite를 첨가한 경우보다 크게 나타났으며, paraquat 및 2,4-D의 흡착량은 montmorillonite의 첨가량이 많을수록 증가하였고, kaolinite의 첨가량이 많을수록 감소하는 경향을 나타냈다. 또한 paraquat 및 2,4-D 수용액의 농도가 증가할수록 흡착량도 증가하는 경향을 나타냈으며, montmorillonite를 첨가한 토양이 kaolinite를 첨가한 토양에 비하여 흡착량이 많았다. 여기서 이들 등온흡착식은 Langmuir식보다는 Freundlich식에 적합하였다. 토양 온도 변화에 따른 paraquat의 흡착율은 온도가 낮을수록 미소하게 감소하는 경향을 나타냈으며, 2,4-D의 경우는 온도가 낮을수록 증가하는 경향을 나타냈다. pH 변화에 따른 paraquat의 흡착은 pH가 증가할수록 약간 감소하였으며, pH 변화에 따른 2,4-D의 흡착은 거의 변화가 없는 것으로 나타났다. The influences of montmorillonite and kaolinite on adsorption of herbicides, paraquat and 2,4-D, were studied in batch model. It was appeared that shaking time of the paraquat to reach absorption equilibrium against soil which was containing montmorillonite and kaolinite was about 1 hour, and 2,4-D was 48 hours. And it became clear that the more the amount of adsorption of paraquat and 2,4-D increased, the more the amount of addition of montmorillonite increased. In case of kaolinite, the more the amount of adsorption of paraquat and 2,4-D increased, the more the amount of addition of kaolinite decreased. The characteristic of adsorption of herbicide against the soil which is containing montmorillonite and kaolinite was adjust to Freundlich isotherm, but Langmuir isotherm was not good to fit it. The adsorption of paraquat was decreased in low temperature, but 2,4-D was increased in low temperature, since water solubility of pesticides was related to the temperature. Finally the adsorption of paraquat was little decreased in high pH, but 2,4-D was little effected by variation of soils.

토양중 Montmorillonite와 Kaolinite가 Paraquat의 흡착에 미치는 영향

허동균 ( Her Dong-gyun ),김환기 ( Kim Hwan-gi ) 한국환경기술학회 2000 한국환경기술학회지 Vol.1 No.2

토양중 montmorillonite와 kaolinite가 paraquat의 흡착에 미치는 영향을 파악하기 위해서, 회분식 흡착실험을 수행하였다. Paraquat가 montmorillonite와 kaolinite를 첨가한 토양에 대하여 평형흡착에 도달하기 위한 진탕시간은 약 1시간으로 나타났으며, montmorillonite를 첨가한 토양이 Kaolinite를 첨가한 토양보다 paraquat의 흡착량이 많게 나타났다. Paraquat의 흡착량은 montmorillonite의 경우 첨가량이 증가할수록 증가하였으나 kaolinite의 경우 첨가량이 증가할수록 감소하였다. Montmorillonite와 kaolinite를 첨가한 토양에 대한 흡착특성은 Freundlich 흡착등온식에 적합하였다. 토양의 온도변화가 paraquat의 흡착량에는 영향을 미치지 않았다. This study was to investigate the adsorption of paraquat by montmorillonite and kaolinite Clay minerals. In order to find out the adsorption characteristics of paraquat in soils, batch test was performed with various of shaking time and temperature in soils. The shaking time to reach the adsorption equilibrium of paraquat was 1 hour. Amount of paraquat adsorbed in montmorillonite shows higher then kaolinite. The more added amount of montmorillonite is put, the more adsorbed amount of paraquat is increased. But the more added amount of kaolinite is put, the more adsorbed amount of paraquat is decreased. Freundlich isotherm was the best fit the adsorption of paraquat in montmorillonite and kaolinite. The adsorption of paraquat in soils varies little with temperature variation.

Bacteriophage removal in various clay minerals and clay-amended soils

Jeong Ann Park,Jin Kyu Kang,Jae Hyun Kim,Song Bae Kim,Seungho Yu,Tae Hun Kim 대한환경공학회 2015 Environmental Engineering Research Vol.20 No.2

The aim of this study was to investigate the bacteriophage removal in various clay minerals and clay-amended soils. Batch experiments in kaolinite, montmorillonite, and bentonite showed that kaolinite was far more effective at the MS2 removal than montmorillonite and bentonite. In kaolinite, the log removal increased from 0.046 to 2.18, with an increase in the adsorbent dose from 0.3 to 50 g L-1, whereas the log removals in montmorillonite and bentonite increased from 0.007 to 0.40 and from 0.012 to 0.59, respectively. The MS2 removal in kaolinite-amended silt loam soils was examined at three different soil-to-solution (STS) ratios. Results indicated that the log removal of MS2 increased with an increase in the kaolinite content and the STS ratio. At the STS ratio of 1:10, the log removal of MS2 increased from 2.33 to 2.80 with an increase in the kaolinite content from 0% to 10% in kaolinite-amended soils. The log removals of MS2 at the STS ratios of 1:2 and 1:1 increased from 2.84 to 3.47 and from 3.46 to 4.76, respectively, with an increase in the kaolinite content from 0% to 10%. Results also indicated that the log removals of PhiX174 and Qβ in kaolinite-amended soils were similar to each other, but they were far lower than those of MS2 at all the kaolinite contents. The log removal of PhiX174 increased from 0.16 to 0.32, whereas the log removal of Qβ changed from 0.17 to 0.22 with an increase in the kaolinite content from 0% to 10%.

도자기 소지로서 국내외 고령토 광물의 물성

김종영 한국도자학회 2019 한국도자학연구 Vol.16 No.2

In this work, we investigated kaolinite raw materials from China, Vietnam, and Seongju (Korea) used for the manufacture of porcelain products in Korea. According to chemical analysis results, for the kaolinites from Seongju, SiO2, Al2O3 content is lower than those from China or Vietnam, which is close to theoretical values for pure kaoline, whereas more feldspar components containing CaO, K2O, Na2O are included as impurities. For the Fe2O3 content, governing whiteness of porcelain products, more iron oxide(~1%) is found in Korean kaolinites than those form China or Vietnam (<0.5%). Through X-ray Rietveld quantitative analysis, kaolinite and muscovite are found to be main phases for all the raw materials. Halloysite, quartz, gibbsite, andesine are found more than 5% for KM-85(china), LKC-60(Vietnam), KC-009(China), WA(Seongju). For kaolinite from Seongju, kaolinite and muscovite are main components. According to particle size measurement results, kaolinite from Seongju (WA) exhibits high proportion of large particles(>50 ㎛), compared to that from Vietnam (KM-85) and those from China (LKC-60, KC-009) as well as low cumulative distribution of small particle(<2 ㎛). According to microstructural analysis, kaolinites of KM-85, LKC-60, KC-009 show plate- or needle-type shape, which is beneficial to good plasticity, however, kaolinites from Seongju shows the shape of aggregated lump, which is similar to silica materials. Absorption rate is in order of LKC-60 < KC-009 < KM-85 < PA < WA, and the sample, sintered at 1250℃ in reductive atmosphere, exhibits the lowest absorption rate. Comparing the color of the sintered samples, kaolinites of KM-85, LKC-60, KC-009 show higher whiteness value than those of WA, PA. For the samples sintered at 1200℃ and 1250℃, L* values, representing whiteness, of the former are 94 - 97%, which is higher than that of the latter (82 - 91%). 본 연구에서는 도자기용 소지에 사용되는 고령토 광물의 물성 및 이로부터 제조된 소지의 품질을조사하였다. 국내시장에 유통되고 있는 도자기용 고령토 중 경북 성주군에 소재하는 제품과 베트남과 중국에서 수입되고 있는 고령토 3종을 선택하여 비교 평가하였다. 화학분석 결과 국내 고령토의경우에는 SiO2, Al2O3 함량이 순수한 카올리나이트 이론치에 가까운 해외 고령토와 달리 이론치보다낮게 함유되어 있는 대신에 불순물로 CaO, K2O, Na2O을 포함하는 장석질이 비교적 많이 함유되어있음을 알 수 있다. 도자기의 색상을 좌우하는 철분(Fe2O3)의 함량에 대해서는 일반적으로 1% 내외로중국산이나 베트남산(0.5% 이하)에 비하여 백색도가 상대적으로 떨어짐을 알 수 있다. X-선 리트벨트(Rietveld) 정량분석을 통하여 원료광물에 존재하는 결정상의 종류와 상대비를 분석한 결과에 따르면원료 물질 모두 kaolinite와 muscovite가 주요 결정상(main phase)으로 확인되었다. 중국산 원료(KM-85)의 경우 halloysite가, 베트남산 원료(LKC-60)에서는 quartz, 중국산 원료(KC-009)는 gibbsite, 성주 고령토 WA는 andesine이 5 wt% 이상 함유된 것이 뚜렷한 차이로 나타났다. 성주 고령토의경우 주로 kaolinite와 muscovite만으로 구성되어 있는 석으로 밝혀졌다. 입도분석 결과에 따르면베트남산(KM-85)이나 중국산(LKC-60, KC-009)에 비하여 국내 고령토(WA)는 50 ㎛이상의 굵은 입자가 높은 비율로 나타나며, 2 ㎛이하의 작은 입자에 대한 누적분포도 낮은 것을 확인할 수 있다. 미세구조 분석결과에 따르면 베트남산(KM-85)나 중국산(LKC-60, KC-009) 고령토의 형상은 대부분 판상과 침상으로 이루어져 있어 가소성이 우수할 것으로 판단되나, 성주 고령토 WA, PA의 경우미립자들의 형상은 판상으로 이루어져 있으나, 조립자들은 덩어리 형태로 규석질 형상과 유사하게나타났다. 흡수율은 LKC-60 < KC-009 < KM-85 < PA < WA순으로 나타났으며 1250도에서 환원소성한 경우가 가장 낮은 흡수율을 보였다. 산화 소성체들의 색상을 비교하면 해외 고령토(KM-85, LKC-60, KC-009)에 비하여 국내 고령토(WA, PA)의 백색도가 낮음을 알 수 있다. 1200℃, 1250℃에서소성한 소성체에서 백색도의 인자인 L*값이 해외 고령토가 94 - 97%로 국내 고령토의 90 - 92% 보다 높은 것을 확인할 수 있다.

Study of hydrophobicity of surface modified kaolinite added epoxy film using TMCS and HMDS

이남규,손민영 한국공업화학회 2019 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2019 No.1

Kaolinite is a natural mineral rich in clay, a layered silicate mineral with tetrahedral silica and octahedral alumina. Recent studies have reported the use of functional kaolinite as a filler to improve the performance of epoxy paints. In this study, the surface of kaolinite was activated with piranha solution and then modified with TMCS and HMDS on kaolinite surface. The modified surface properties of kaolinite were analyzed by FT IR and XPS. The shape of the modified kaolinite was observed by SEM and TEM analysis. The hydrophobicity of the kaolinite-added epoxy coating was analyzed by contact angle measurement.

pH 변화에 따른 카올리나이트와 유로퓸(Eu)의 흡착에 대한 휴믹산의 영향

신현상,한윤이,이동석,이명호,정의창 한국지하수토양환경학회 2009 지하수토양환경 Vol.14 No.3

The sorption of europium (Eu (III)) onto kaolinite and the influence of humic acids over a range of pH 3 ~ 11 has been studied by batch adsorption experiment (V/m = 250 : 1 mL/g, CEu(III)= 1 × 10−5 mol/L, CHA= 5 ~ 50mg/L, PCO2= 10−3.5 atm). The concentrations of HA and Eu(III) in aqueous phase were measured by UV absorbance at 254 nm (e.g., UV254) and ICP-MS after microwave digestion for HA removals, respectively. Results showed that the HA sorption onto kaolinite was decreased with increasing pH and their sorption isotherms fit well with the Langmuir adsorption model (except pH 3). Maximum amount (qmax) for the HA sorption at pH 4 to 11 was ranged from 4.73 to 0.47 mg/g. Europium adsorption onto the kaolinite in the absence of HA was typical, showing an increases with pH and a distinct adsorption edge at pH 3 to 5. However in the presence of HA, Eu adsorption to kaolinite was significantly affected. HA was shown to enhance Eu adsorption in the acidic pH range (pH 3 ~ 4) due to the formation of additional binding sites for Eu coming from HA adsorbed onto kaolinite surface, but reduce Eu adsorption in the intermediate and high pH above 6 due to the formation of aqueous Eu-HA complexes. The results on the ternary interaction of kaolinte-Eu-HA are compared with those on the binary system of kaolinite-HA and kaolinite-Eu and adsorption mechanism with pH was discussed. 본 연구에서는 pH(3 ~ 11)에 따른 카올리나이트(kaolinite)와 유로퓸(Eu(III))의 흡착에 있어서 휴믹산(HA)이 미치는 영향을 회분식 실험(V/m = 250 : 1 mL/g, CEu(III)= 1 × 10−5mol/L, CHA= 5 ~ 50 mg/L, PCO2= 10−3.5 atm)을 통해 조사 하였다. 반응 상등액 중 HA 농도는 254 nm에서의 UV 흡광도(즉, UV254) 분석을 통해 결정하였고, Eu(III) 농도는 마이크로웨이브(microwave)를 통한 전처리 후 ICP-MS를 이용하여 측정하였다. 실험결과, 카올리나이트에 대한 HA 의 흡착은 전형적인 Langmuir 흡착 특성(pH 3 제외)을 보였으며, pH가 증가할수록 감소하였다. pH 4 ~ 11에서의 최 대 흡착량(qmax)은 4.73 ~ 0.47 mg/g의 범위이었다. 카올리나이트에 대한 Eu(III) 흡착은 pH 3 ~ 5에서 급격히 증가한 이 후 pH 6이상에서 흡착포화(adsorption edge)에 도달하는 전형적인 Eu-광물질 흡착곡선을 보였다. 그러나 HA가 존재하는 경우 pH에 따른 흡착특성에 변화를 보였다. 즉, pH가 낮은 산성영역(pH 3 ~ 4)에서는 카올리나이트에 흡 착된 HA에 의한 Eu의 추가 흡착으로 인해 Eu의 흡착율이 상승하나, 중성 및 알칼리 영역(pH > 6)에서는 용존성 EuHA 착물 형성으로 인해 Eu 흡착율이 크게 감소하였다. 이러한 카올리나이트-Eu-HA 삼성분계에서의 흡착실험 결 과는 카올리나이트-HA, 카올리나이트-Eu 등의 결과와 비교 해석하였고, pH에 따른 흡착 기작의 차이점을 고찰하였다.

FTIR를 이용한 호흡성 분진중 α-quartz, cristobalite, kaolinite 혼합물 정량 분석 연구

최은철,이승호 한국분석과학회 2023 분석과학 Vol.36 No.6

본 연구는 광산 작업장에서 발생하는 분진중 알파쿼츠(α-quartz), 크리스토발라이트(cristobalite), 카오린나이트(kaolinite)를 FTIR로 정량하기 위한 연구이다. 광산에 있는 다양한 광물들은 결정형 산화규소를 FTIR로 정량할 때 피크에 간섭을 일으킬 수 있다. 따라서 정확한 정량을 위해서는 방해물질을 제거하거나 간섭을 일으킨 피크의 보정이 필요하다. 알파쿼츠, 크리스토발라이트, 카오린나이트에서 발생하는 피크의 위치를 확인하기 위해 각각의 표준물질을 KBr로 희석하여 FTIR로 400 cm-1에서 4000 cm-1 까지 스캔하였다. 그 결과, α-quartz는 797.66 cm-1와 695.25 cm-1, cristobalite는 621.58 cm-1, kaolinite는3696.47 cm-1 파장의 피크를 분석에 적용하기로 하였다. 위의 물질들을 혼합할 경우 정량을 위한 파장에서 피크 간섭이 발생하는데 이를 계산식을 이용해 보정 하였다. α-quartz와 cristobalite 혼합물을 분석한결과 α-quartz (797.66 cm-1)에서의 평균편의(%)는 2.64(보정값), α-quartz (695.25 cm-1)에서 5.61 (비보정값), cristobalite (621.58 cm-1)에서 1.51 (비보정값)가 나왔다. α-quartz와 kaolinite의 혼합물의 평균편의(%)는 α- quartz (797.66 cm-1)에서 1.79 (보정값), α-quartz (695.25 cm-1)에서 3.92 (보정값), kaolinite (3696.47 cm-1)에서 2.58 (비보정)였고, cristobalite와 kaolinite의 혼합물의 평균편의(%)는 cristobalite (621.58 cm-1)에서 2.15 (보정값), kaolinite (3696.47 cm-1)에서 4.32 (비보정)였다. 세 가지 혼합물을 일정량 혼합한 시편 분석 결과 평균편의는 α-quartz (797.66 cm-1)에서 1.93 (보정값), α-quartz (695.25 cm-1)에서 6.47 (보정값), cristobalite (621.58 cm-1)에서 1.77 (보정값), kaolinite (3696.47 cm-1)에서 2.61( 비보정)이었다. 실험 결과는 2가지 또는 3가지 물질에 의한 피크 간섭으로 발생한 편차를 평균 편의 6% 이하로 보정 할 수 있었다. 이 연구로 제거가 힘든 다양한 방해물질이 혼합되었을 경우 보정하여 정량할 수 있는 가능성을 확인할 수 있었다.

Adsorption Behavior of Aqueous Europium on Kaolinite under Various Disposal Conditions

강문자,한필수 한국화학공학회 2004 Korean Journal of Chemical Engineering Vol.21 No.2

This work investigated the adsorption behavior of europium on kaolinite under various disposal conditions.Batch-wise adsorption and precipitation experiments and equilibrium model calculations were performed over a pHrange of 4-10 and CO2 concentration range of 0%, 0.03%, and 10%. Experimental precipitation behaviors are inagreement with the results of equilibrium model calculations using the geochemical code MINTEQA2. Aqueousspecies of Eu3+ exists mainly at pH 5 or below and solid phases of Eu(OH)3(s), Eu(OH)CO3(s), and Eu2(CO3)3H 2O(s)are formed at higher pH ranges. Adsorption behavior of Eu on kaolinite in the low pH range can be explained byinterlayer ion-exchange reaction. The significant increase in adsorbed amount at pH 5-6 is due to the surfacecomplexation at the edge site of kaolinite. In the high pH range, precipitation of Eu contributes mainly to the ad-sorption quantity. The rapid decrease in adsorbed amount above pH 7 under 10% CO2 condition occurs by the forma-tion of anionic europium species of Eu(CO3)2-. The adsorption of Eu on kaolinite could be wel interpreted by theFreundlich adsorption isotherm. The data except for the highest equilibrium concentration ranges were also explainedby Langmuir isotherm and the maximum adsorbed quantity of Eu on kaolinite, b, is 1.2 mg/g.

Kaolinite-Aluminum Trihydroxide의 혼합물의 혼합분쇄효과 및 Mullite의 생성에 미치는 영향

류호진 한국세라믹학회 1997 한국세라믹학회지 Vol.34 No.2

본 논문은 kaolinite(Al2O3.2SiO2.2H2O)-aluminum trihydroxide(Al(OH3) 혼합물을 소결전에 planetary ball mill을 사용하여 건식 중에서 혼합분쇄한 후, 이 혼합물을 사용하여 소결하는 동안에 mullite의 생성거동을 연구한 것이다. 혼합물의 입자크기 감소는 분쇄 초기에 현저하였으며, 분쇄기간이 증가함에 따라 미립자들이 응집하는 현상을 보였다. 혼합물의 결정구조는 planetary ball milling에 의한 혼합분쇄에 따라 쉽게 비정질화되었으며, 비정질화되는 정도는 분쇄시간이 증가함에 따라 증가하였다. Kaolinite의 초기 분순물로 존재했던 anatase를 제외한 mullite상만이 상대적으로 낮은 소결온도인 1523K에서 혼합분쇄한 혼합물의 소결체에서 나타났다. 한편, 분쇄하지 않은 혼합물의 소결체의 경우는 이 온도에서 mullite 상 이외에 corundum, cristobalite, Al-Si spinel상이 공존하는 형태로 나타났다. 따라서, 혼합분쇄처리는 출발원료의 미소 규모에 있어서 균일혼합 및 분산을 촉진시키며, 또한 결정구조변화에 따른 열분해온도의 변화일으켜, 상대적으로 낮은 온도에서 고순도의 mullite를 직접 생성하는데 효과적이였다. The present paper describes the effect of dry mixed grinding on kaolinite-aluminum trihydroxide mixture with a planetary ball mill before sintering and its influence on mullite formation during sintering. The size reduction of the mixture is market in the early stage of grinding and the obtained fine particles agglomerate subsequently with an increase of grinding time. The crystal structure of the mixture is collapsed easily into an amorphous one by planetary ball milling, of which amount increases with an increase of grinding time. Only mullite phase except for anatase as an inherent impurity in kaolinite appeared in the sintered body of the mixtures with mixed grinding as relatively lower temperature 1523K, while corundum, cristobalite, and Al-Si spinel phases, besides mullite were formed in the sintered body of the mixture without mixed grinding. Therefore, the mixed grinding treatment is very effective to improve the homogeneous mixing and disp-ersion of the mixture of raw materials on a micro scale and to decrease the thermal decomposition tem-perature by crystal structure change of them so as to obatin direct preparation of mullite with high purity at relatively low temperature.

카올린나이트로부터 중기공성 ${\gamma}-Al_2O_3$의 제조 및 특성

이광현,고형신,김윤섭,Lee, Gwang-Hyeon,Go, Hyeong-Sin,Kim, Yun-Seop 한국재료학회 2000 한국재료학회지 Vol.10 No.12

국내산 kaolinite를 소성한 다음 실리카를 선택적으로 추출하여 중기공성 ${\gamma}-Al_2O_3$를 제조하였다. $1000^{\circ}C$에서 24시간 소성된 kaolinite는 소량의 무정형 실리카와 ${\gamma}-Al_2O_3$으로 이루어진 스피넬 상의 미세구조로 전이되었음을 확인하였다. 다공성 ${\gamma}-Al_2O_3$는 $25~90^{\circ}C$의 반응온도, 0.5~4h의 추출시간 및 1~8M의 KOH 농도범위에서 무정형 실리카를 선택적으로 용해하여 제조할 수 있었다. $90^{\circ}C$, 1시간 및 4M의 KOH 농도조건에서 얻어진 ${\gamma}-Al_2O_3$는 약 $40~80{\AA}$ 정도의 매우 좁은 하나의 기공크기 분포를 가지고 있었으며, mesopore의 기공이 많이 생성되었다. 비표면적은 $250\textrm{m}^2/g$이고, 총 기공부피는 $0.654\textrm{cm}^3/g$로 나타났다. Mesoporous ${\gamma}-Al_2O_3$ has been prepared by selective leaching of silica from calcined domestic kaolinite. From XRD and TG-DTA data, it was found that the microstructure of a spinel phase, consisting of ${\gamma}-Al_2O_3$ containing a small mount of amorphous silica, was obtained by calcining kaolinite samples at around $1000^{\circ}C$ for 24h. Porous ${\gamma}-Al_2O_3$ was prepared by selectively dissolving the amorphous silica in KOH solutions of 1~4M at temperatures of $25~90^{\circ}C$ for leaching time of 0.5~4h. In the case of the ${\gamma}-Al_2O_3$ obtained upon KOH treatment of 4M at $90^{\circ}C$ for 1h, it showed a very narrow unimodal pore size distribution, and also formed much mesopore at a diameter of around $40~80{\AA}$. The specific surface area was $250\textrm{m}^2/g$ and the total pore volume was $0.654\textrm{cm}^3/g$.