희토류금속 분리 및 회수를 위한 분석화학적 연구 (제1보) : 우라늄(VI)의 분리회수를 위한 선택이온교환수지 합성과 우라늄(VI) 금속이온의 흡착특성

정오진,정학진,김준태,Jung Oh Jin,Hak Jin Jung,Joon Tea Kim 대한화학회 1988 대한화학회지 Vol.32 No.4

클로로메칠화된 스틸렌, 1,4-디비닐벤젠과 동공의 크기를 달리한 여러가지 거대고리화합물을 개시제로 하여 공중합법에 의하여 1%, 2%, 4% 및 10%의 다리결합도를 가진 새로운 이온교환수지를 합성하였다. 그리고 이들 수지에 대한 우라늄(VI), 구리(II), 및 희토류(III) 금속에 대한 흡착특성을 검토하였다. 이 수지들은 강산, 강염기 및 열에 대해서 안정하였으며 pH 4.0이상에서는 $UO_2^{+2}$의 흡착력이 증가하였다. U(Ⅵ)금속이온의 최적흡착시간은 20분이상이였으며 금속이온흡착력은 수지의 다리결합도와 흡착시 사용한 용액의 유전상수크기에 반비례하였다. 그리고 1% 다리결합도수지의 $UO_2^{2+}$이온에 대한 겉보기 용량이 가장 크게 났으며 U(VI)금속이온은 희토류(III)금속이온에 대하여 선택성을 보였다. Several new ion exchange resins have been synthesized from chloromethyl styrene-1,4-divinylbenzene(DVB) with 1%, 2%, 4%, and 10%-crosslinking and macrocyclic ligands of cryptand type by interpolymerization method. The adsorption characteristics and the pH, time, solvents and concentration dependence of the adsorption of metal ions by this resin were studied. The correlation between the separation characteristics of uranium, rare earths and transition metal on the resins and the stability constants of complexes with macrocyclic ligands have been examined. The resins were very stable in both acidic and basic media and have good resistance to heat at $280^{\circ}C$. The $UO_2^{+2}$ aqueous solution are not adsorbed on the resins below pH 3.0, but the power of adsorption of $UO_2^{2+}$ increased rapidly above pH 4.0. The optimum equilibrium time for adsorption of metallic ions was twenty minutes and adsorptive power decreased in proportion to crosslinking size of the resins and order of dielectric constants of solvents used and the selective sequence for metal cations is in the order of $UO_2^{2+},\;Cu^{2+}\;and\;Nd^{3+}$.

陰 Ion 交換樹脂에 依한 稀土類元素의 溶離行動에 關한 硏究

정오진,김일두,이계수,차기원,Oh Jin Jung,Il Doo Kim,Gyou Soo Lee,Ki-Won Cha 대한화학회 1984 대한화학회지 Vol.28 No.1

DTPA 용리액의 pH와 농도를 변화시키면서 음이온 교환수지관을 이용해서 희토류 원소들을 분리하는 연구를 하였다. 희토류 원소들의 가장 좋은 분리조건은 0.025M DTPA, pH 8.35이 있었으며 희토류 원소들의 용리순서는 Sm을 제외하고 희토류 원소들의 원자번호 순서와 일치하였다. 0.025M DTPA, pH 8.35에서 분리한 인접 희토류 원소들의 분리값은 3.03~1.25이었으며 그중 Ce/Pr이 3.03으로 최대값을,Eu/Gd은 최소값을 각각 갖는다. 0.025M DTPA 희토류 원소들을 용리하였을 때, pH 8.0~8.6의 넓은 범위에서 비교적 좋은 분리현상을 보였다. The separation of the rare earth elements with diethylene triamine N, N, N', N', N"-pentaacetic acid (DTPA) as eluent was carried out at different pH and concentrations by using anion exchange resin column. The rare earth elements were absorbed on the upper of the resin column and the best condition of the separation behavior was 0.025M of DTPA at pH 8.35. The elution order of the rare earths was in the order of the atomic number of the rare earth elements except samarium. The resolution of adjacent rare earth elements that have been separated with 0.025M-DTPA as eluent, was from 3.03 to 1.25 at pH 8.35. Resolution of Ce-Pr was maximum value in 3.03 and Eu-Gd was minimum in 1.25 at condition mentioned above, respectively. The resolution of rare earth elements separated with 0.025M DTPA eluent was very good at pH range of 8.0~8.6.

디메틸술폭시드 용매중에서 거대고리리간드를 포함한 우라늄(VI)과 희토류(III) 금속 착물의 폴라로그램

정학진,정오진,최칠남,Hak Jin Jung,Oh Jin Jung,Chilnam Choi 대한화학회 1988 대한화학회지 Vol.32 No.3

디메틸술폭시드 용매 중에서 아직 밝혀진 바 없는 불포화계 $N_2O_2$형 거대고리 리간드들을 포함한 우라늄(VI)과 네오디움(III)착물, 그리고 cryptand 222와 DBC 거대고리 리간드를 가지는 네오디움(III)과 우라늄(VI)착물에 대한 직류폴라로그래프적 거동을 조사하였다. 직류폴라로그래피에 의하여 리간드와 착물의 산화 환원성, 가역성, 환원과정에 관여하는 전자수 및 산첨가에 따른 영향 및 산화-환원전극반응의 메카니즘을 알아 보았다. 그리고 착물들의 안정도 상수와 조성비를 알아보았다. immine계 거대고리 리간드를 가지는 네오디움(III)착물의 환원파는 나타나지 않았으나, 우라늄(VI)착물은 6전자 3단계 환원파를 DBC를 가지는 우라늄(VI)착물은 2전자 2단계 환원파를, 그리고 cryptand 222와 DBC를 가지는 네오디움(III)착물은 1전자 1단계 환원파를 각각 나타내었으며 이들 착물들은 확산지배적이며 가역성은 비교적 좋았다. uranyl(II)금속 착이온의 제 1,2단계 환원파는 1전자 환원반응이며 제 3단계 환원파에서는 4전자 환원반응, 그리고 neodymium(III)착물은 1전자 1단계 환원과정을 가진다. DBC와 imine계 거대고리 리간드를 가지는 우라늄(VI)착물은 pH=7.0이상에서, cryptand 222와 DBC를 리간드로 하는 네오디움(III)착물은 pH=4.0 이상에서 안정한 착물을 형성한다. imine계 거대고리 리간드를 가지는 $UO_2\;^{2+}$착물의 안정도 상수값은 $7.008{\sim}7.273$이라는 새로운 안정도 상수값들을 얻었고 이 값들은 Odien-Ntn > Trans Otn-Ntn = Cis Otn-Ntn > Oen-Ntn 순이었다. 그리고 $UO_2(II)$-cryptand 222 및 Nd(III)-DBC 착물의 안정도 상수값은 7.614, 12.669, 4.223이었고 DBC리간드 착물에서는 $UO_2\;^{2+}$착물의 안정도 상수값이 $Nd^{3+}$의 그것보다 크며 $Nd^{3+}-cryptand\;222$ 착물의 안정도 상수가 가장 크다. The uranium(VI) complexes with new unsaturated macrocyclic ligands of cryptand types and the neodymium(III) complexes with cryptand 222 and DBC ligands have been investigated polarographically in dimethylsulfoxide solvent. The reduction states, electron numbers involved in the reduction process, effects of the added acid on the polarograms of complexes, and the mechanisms of the reduction electrode reactions have been examined. The stability constants and mole-ratio of new complexes were also obtained by polarographic method. The reaction of ligands was controlled by the diffusion in the reduction with four electrons at a step, whereas the redox reaction with six electrons at three steps in $UO_2\;^{2+}$ complexes with macrocyclic ligands and the redox reaction with one electron at a step in $Nd^{3+}$ complexes with cryptand 222 and DBC have been observed. The imine ligands formed stable complexes with uranium(VI) above pH 7.0, and the neodymium(III) complexes with cryptand 222 and DBC ligands were stable above pH 4.0.

새로운 Thorium (IV)-Crown Ether 착물형성

정학진,정오진,서혁춘,Jung, Hak-Jin,Jung, Oh-Jin,Suh, Hyouck-Choon 대한화학회 1987 대한화학회지 Vol.31 No.3

A series of new thorium nitrate complexes with crown ethers have been synthesized from the reaction of the hydrated thorium nitrate, with the appropriate crown ethers of different cavity sizes in various solvents such as methanol, ethanol, butanol, methylacetate, acetone, tetrahydrofuran and acetylacetone. CHN elemental analysis, ICPAS, thermal analysis and Karl-Fischer method have been used to characterize their compositions, and the spectroscopic methods of IR, UV, $^1H-NMR$, and X-ray diffraction have been employed to determine the structures and solvolysis phenomena of these complexes. and the electrical conductances were measured in DMSO, and water solvent. The solvolysis have been observed only in the complexes synthesized in acetylacetone solvent. In the solvated complexes of 15-crown-5 and 18-crown-6, the mole ratio of $Th^{4+}$: ligand : acetylacetone is found to be 1:1:1, but in the non-solvated complexes of 12-crown-4 and 15-crown-5, the mole ratios of Th:L are 1:2 and 2:3, respectively, and that in the complexes of both 18-crown-6 and dicyclohexano-18-crown-6 is 1:1. All complexes which were not solvated have shown $n{\to}{\sigma}^{\ast}$ electronic transitions of crown ether whereas complexes solvated have exhibited both $n{\to}{\sigma}^{\ast}$ of crown ether and $n{\to}{\pi}^{\ast}$ transitions of acac. The dissociation mole ratio of $Th^{4+}$ and nitrate ion is found to be 1:1 in aprotic solvent, and 1:4 in protic solvent like water. 여러 용매(methanol, ethanol, butanol, ethylether, methylacetate, acetone, THF 및 acetylacetone)중에서 아직 보고된 바 없는 공동을 달리한 crown ether들을 리간드로 한 토륨(IV) 고체 착물을 합성하였다. 이 고체 착물에 대한 배위 화학적인 정보를 얻기 위하여 원소분석(C.H.N) 및 ICPAS법에 의한 토륨분상, 열분석과 Karl-Fischer적정법에 의한 착물중의 결정수 분석에 의해서 고체 착물들의 조성을 결정하였다. 그리고 적외선, 자외선 분광분석, $^1H$-핵자기 공명 분석 및 X-선 회절분석법에 의하여 각 합성 착물들의 결합구조에 대한 정보들을 얻었고 각 합성 착물들에 대한 용매화 현상을 논의하였다. 그 결과 아세틸아세톤 용매하에서 합성된 착물들은 아세틸아세톤을 제외한 모든 실험 용매중에서 합성된 crown ether를 가지는 토륨(IV) 착물들은 용매화 반응이 일어나지 않았다. $Th^{4+}$금속이온에 대한 리간드 결합비는 고리의 크기에 주로 영향을 받으며 12-crown-4의 경우는 1:1([$Th^{4+}$]:[lig.]) 착물, 15-crown-5의 경우는 2:3 착물 및 18-crown-6와 dicyclohexano-18-crown-6의 경우는 1:1 착물이었다. 용매화가 일어나는 15-crown-5 와 18-crown-6 착물의 경우는 1:1:1([$Th^{4+}$]:[lig.]:$[CH_3COCH_2COCH_3]$)이었다. 용매화하지 않는 모든 착물들은 crown-ether의 n-${\sigma}^{\ast}$전자전이를, 그리고 용매화된 착물은 crown-ether n-${\sigma}^{\ast}$와 acac의 $n-{\pi}^{\ast}$전자전이를 동시에 나타냈다. 반양성자성 용매에서 모든 착물들은 1:1전해질로, 물에서는 1:4전해질로 각각 행동하는 9배위자 착물임을 알 수 있다.

리간드 $(CH_3COO-,\;Cl-,\;CO)$와 트란스-비스(트리페닐포스핀) 팔라듐(II) 과 니켈(II) 착물들에 대한 전자적구조와 전기화학적 연구

최칠남,정오진,김세봉,Choe Chil Nam,Jung Oh Jin,Kim Se Bong 대한화학회 1992 대한화학회지 Vol.36 No.1

착물들의 자기성과 스펙트라의 성질은 d 궤도 함수의 퇴화에 대한 분열과 자외선 가시 분광학적 방법으로 비수용액 속에서 조사하였다. 10Dq의 에너지 크기는 착물들의 스펙트라와 결합에너지 그리고 스핀상태로부터 얻어졌다. 전기화학적 거동은 순환전압 전류법에 의해 측정하였다. 이들의 환원 피크는 Ag/AgCl 전극으로 20mV/s에서 $[(C_6H_5)3_P]_2Pd(II)(CH_3COO)_2$는 $E_{pc1} = -1.32 V,\;E_{pc2} = -1.56 V$이고, 그리고 $[(C_6H_5)_3Pd]_2Pd(II)Cl_2$에서는 $E_{pc1} = -1.74 V,\;E_{pc2} = -1.88 V$로 일전자 비가역적인 과정이었다. 그러나 $Ni^{2+}$ 착물에서는 환원성으로 되지 않았다. The ability to account for magnetic and spectra properties of complexes was investigated for the splitting of the degenerate d-orbitals and with nonaqueous solution by UV/vis-spectrophotometric method. The correlation of the magnetitude of 10Dq obtained from the spectra, the pairing energy, and the spin state of the complexes. The electrochemical behavior of complexes were investigated by the use of cyclic voltammetry in aprotic media. These reduction peak of $[(C_6H_5)3_P]_2Pd(II)(CH_3COO)_2$ and $[(C_6H_5)_3Pd]_2Pd(II)Cl_2$ were irreversible one-electron processes at peak $E_{pc1} = -1.32 V,\;E_{pc2} = -1.56 V$ and $E_{pc1} = -1.74 V,\;E_{pc2} = -1.88 V$ of these complexes vs. Ag/AgCl, but nickel complexes were not to be reducible.

염화철코팅 활성탄을 이용한 지하수 중의 질산성질소 제거를 위한 연구

정경훈,정오진,최형일,박상일,박대훈,Cheong Kyung-Hoon,Jung Oh-Jin,Choi Hyung-Il,Park Sang-Il,Park Dae-Hoon 한국환경보건학회 2005 한국환경보건학회지 Vol.31 No.2

A laboratory experiment was performed to investigate the nitrate removal from groundwater using Iron chloride(III) coated activated carbon (ICCAC). The breakthrough profiles of two ionic species, such as nitrate and sulfate showed that nitrate was selectively exchanged with chloride in ICCAC. The $FeCl_3$-coated activated carbon produced about 26 BV (Bed volume) of throughout when treating groundwater containing about $25\;mg/\iota\;of\;NO_3-N$. The regeneration of ICCAC with 1M KC1 was effective at a flow rate of 4 BV/hr. The ion exchange technology seems to be suitable technology for the treatment of small volumes of groundwater polluted by nitrate.

디메틸술폭시드용매중에서 Thorium (IV)-Crown Ether 착물의 산화-환원 반응메카니즘

정학진,정오진,서혁춘,Jung, Hak-Jin,Jung, Oh-Jin,Suh, Hyouck-Choon 대한화학회 1987 대한화학회지 Vol.31 No.3

DMSO와 $H_2O$용매 중에서 결합구조가 밝혀진 동공의 크기를 달리한 토륨(IV) 착물들의 전기전도도를 측정하여 해리현상과 전해질의 행동을 알아 보고 DMSO용매중에서 polarography와 cyclic voltammography적 거동을 조사하여 합성착물의 산화환원반응 메카니즘, 가역성을 알아 보고 환원과정에 관여하는 전자수 및 착물의 확산계수를 계산하였다. 그 결과 반양성자성 용매에서 모든 착물들은 1:1전해질로, 물에서는 1:4전해질로 각각 행동하고, DMSO용매중에서 각 착물의 환원반응은 1전자 1단계의 환원반응으로 가역적이며 확산계수는 착물종에 따라 $5.831{\times}10^{-6}{\sim}6.900{\times}10^{-6}$이었다. 그리고 모든 착물의 물분자는 -1.8V(대조전극, SCE)이상에서 분해를 일으켜 수소기체를 발생한다. The electrical conductances for the thorium (IV) complexes with crown ethers have been measured in DMSO, and water solvents, and the oxidation-reduction reaction mechanisms, electron number and diffusion coefficients in the reversible reduction process have been examined by polarography and cyclic voltammography. The dissociation mole ratio of $Th^{4+}$ and nitrate ion are 1:1 and in aprotic solvent, and 1:4 in protic solvent like as water. The limiting molar conductances of all complexes in aprotic solvent have been found to be in the range of $92.2{\times}159$ $ohm^{-1}cm^2mol^{-1}$. In aprotic solvent, DMSO, the reduction of each complex is reversible by one electron reduction of one step, and the range of diffusion coefficients is obserbed to be $5.83\;10^{-6}{\sim}6.90{\times}10^{-6}$. The complexes which have reduction step were hydrolyzed above at 1.8volt with reference saturated calomel electrode, generating the hydrogen gas. The reaction mechanisms of thorium (IV)-crown ether complexes appear as follows. ${Th_m(IV)L_n(H_2O)_x(NO_3)_{4y}}_=^{DMSO} {\overline{{Th_m(IV)L_n(H_2O)_x(NO_3)_{4y-1}}}^+ + NO_3-$

알루미늄의 전기분해를 이용한 오수 중의 인 제거

정경훈,최형일,정오진,Cheong, Kyung-Hoon,Choi, Hyung-Il,Jung, Oh-Jin 한국환경보건학회 1999 한국환경보건학회지 Vol.25 No.3

A laboratory experiment was performed to investigate the phosphorus removal using the activated sludge-electrolysis reactor which consisted of A$^2$/O system and aluminium electrodes as cathode and anode. In this system, the phosphorus was removed by aluminium ion, which was eluted from aluminiumelectrodes by electrolysis. In the batch experiments, when the current densities were 0.026, 0.052 and 0.08 A/dm$^2$, the phosphorus removal efficiencies for synthetic sewage were 66.4, 86.4 and 98.7% respectively. These results showed that the phosphorus removal efficiency increased with the increase of the current density. When the current values were 13, 26 and 40 mA respectively, the amounts of Al$^{3+}$ eluted from electrodes according to Faraday's law were 0.049, 0.07 and 0.12 g and Al/P mole ratio were 1.1, 2.0 and 3.41. In the continuous experiments, As hydraulic retention time(HRT) increased, COD and total nitrogen(T-N) removal efficiencies for domestic sewage increased. The average phosphorus removal rates of the activated sludge-electrolysis system were 97, 91, 80 and 80% at the HRT of 48, 24, 18 and 12 hours, respectively. Especially, the phosphorus removal rate in the activated sludge system with aluminium electrodes was higher than that in the system without aluminium electrodes.

PVC 스크랩의 친환경적 수출입관리에 관한 연구

민달기(Dal-Ki Min),정오진(Oh-Jin Jung) 한국환경관리학회 2013 環境管理學會誌 Vol.19 No.1

본 연구는 PVC 스크랩의 친환경적 관리 및 PVC 재활용 산업의 성장방안을 마련하기 위하여 국내외 PVC 재활용 실태를 조사하고, PVC 스크랩의 수출입 현황과 문제점 분석 및 해결방안을 모색한 것이다. 연구를 위하여 PVC 유관협회, 국내 PVC 원료사, PVC 제품 제조사, PVC 스크랩 재활용업체 등을 전국적으로 방문하여 재활용산업의 현황을 조사하였으며, 수출입된 재생원료 및 스크랩에 대한 조사도 실시하였다. 연구결과, PVC 스크랩 수출입 제도 개선을 위한 방안으로는 국내적으로 PVC 스크랩의 합리적인 배출등록 관리가 이루어져야 하며, 국제적으로는 환경부의 수출입폐기물 관리가 강화되어서, 재활용을 목적으로 한 수출입만을 인정하고, 수출입업자가 HS 코드를 변경하거나 임의로 사용할 수 없으며, 수출입시 국내 폐기물중간처리업체의 명의를 차용하거나 도용하는 일이 없도록 해야 한다. In this paper, PVC(poly-vinyl chloride) industry is to develop ways to grow by seeking import and/or export status, problem analysis and resolution in order to enviro-friendly management of PVC scrap for recycling. Thus PVC scrap recycling industries were investigated to visit PVC association, PVC resin producer, PVC manufacturer and PVC scrap recycler, and im-/exported PVC scrap was investigated also. As a result, improvement of Allbaro waste registration system of im-/export PVC scrap should be strengthened in nationally. And in internationally, PVC scrap im-/export for the propose of disposal, changing the HS code by trader intentionally, and usage the someone else’s name during im-/export is to be prohibited.

포/포탑 구동 시스템의 제어기 설계에 관한 연구

이석재(Seok-jae Lee),정오진(Oh-jin Jung),이교일(Kyo-Il Lee) 대한전자공학회 1992 대한전자공학회 학술대회 Vol.1992 No.10

A hydraulic gun/turret servo system requires fast and robust controller performance because of severe operating condition and precise target tracking objective. Digital controllers are able to satisfy this requirement due to high speed electronic device. The purpose of this study is to compare with pre-EPU with new-designed optimal, adaptive controllers by simulating nonlinear hydraulic simulation program. The designed digital controller shows good tracking performance and robustness to disturbance.