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Use of low-grade iron ore for producing a nano-adsorbent and a complex fertilizer
서용재,Dae Sup Kil,장희동,조국 한국자원공학회 2015 Geosystem engineering Vol.18 No.4
We developed a technology that prepares magnetite nanoparticles (MNPs) from a low-grade iron ore and consumes the by-product wastewater in removing phosphorus and nitrogen in water. The silica that inhibits the MNP formation and that is present in the iron ore leachate was removed by co-precipitation with Al(OH)3. From the supernatant, ferric hydroxide was allowed to be precipitated, leaving Mg2+ behind. The precipitated hydroxide was used as a starting material in preparing the MNPs of 5–15 nm in size by co-precipitation. The wastewater containing a large amount of Mg2+ generated from the ferric hydroxide precipitation stage was used to crystallize PO43- and NH4+ ions in the form of struvite. This process enables the reduction of the cost of Mg2+ in water treatment and the cost of iron ore wastewater treatment. The valuable elements contained in the iron ore can be exploited to produce MNPs and struvite powder as a nano-adsorbent and a composite fertilizer, respectively. Our results suggest that low-grade iron ore or tailings can be applied to alleviate water and soil contamination.
화염 분무 열분해 공정에 의한 리튬 망간 산화물 나노 분말 제조
서용재,장희동,성천모,이효숙,장한권,길대섭 한국화학공학회 2007 화학공학의이론과응용 Vol.10 No.2
본 연구에서는 화염 분무 열분해(Flame spray pyrolysis)를 이용하여 조성이 리튬 망간 산화물인 나노 분말을 제조하였다. 전구체로는 Li-acetate와 Mn-acetate가 사용되었고, 실험장치는 전구체의 분무를 위한 초음파분무장치, 화염형성을 위한 버너 및 생성된 입자의 회수를 위한 입자포집기로 이루어졌다. XRD, BET, TEM을 이용하여 실험에서 제조된 나노 분말의 결정형, 입자 크기 및 형태를 분석하였다. 실험의 주요 공정변수로 수소, 산소, 공기 및 아르곤의 유량과 전구체 Li-acetate와 Mn-acetate의 농도 비율을 채택하였다. 이러한 공정변수를 조절한 결과 얻어진 나노 분말은 리튬 망간 산화물에 해당하는 결정형을 뚜렷이 나타내었으며, 평균 30~80nm 범위의 입자 크기를 보였다. 수소의 유량이 증가함에 따라 화염의 온도가 증가하여 입자 크기가 증가하는 경향을 나타낸 반면, 공기 및 아르곤의 유량이 증가할수록 반응물질의 체류시간이 줄어들게 되어 오히려 입자 크기가 감소하였다. 그리고 전구체의 농도가 증가함에 따라 입자 크기는 증가하였다.
서용재,장희동,장한권,장원철,김병규,이병택 한국자원공학회 2004 한국자원공학회지 Vol.41 No.6
Silica (SiO2) nanoparticles from a waste silicon sludge were synthesized by taking three steps: first, silicon powder was separated from the silicon sludge using difference in density of the entities made up of the sludge. Then silicon compound of tetraethylorthosilicate (TEOS) with purity higher than 96% was prepared from this powder by catalytic reaction. Finally, the silicon compound was oxidized using a spray flame reactor to synthesize amorphous silica nanoparticles with average primary particle diameter of 15 to 78 nm. 본 연구에서는 폐실리콘 슬러지로부터 3단계의 주요과정을 거쳐 실리카 나노분말을 제조하였다. 먼저 실리콘 슬러지를 구성하고 있는 성분들의 밀도 차이 등을 이용하여 슬러지로부터 실리콘 분말을 분리하였다. 그 후, 분리된 분말을 알콕사이드와 촉매 반응시켜 순도 96% 이상의 사에톡시실란(TEOS)을 합성하였다. 마지막으로 TEOS를 화염속으로 분무하여 열분해 반응시킴으로써 평균 기본입자 크기가 15~78nm인 비정형 실리카 나노분말을 제조하였다.
Use of Natural Halloysite as a Functional Cosmetics Carrier
서용재,Suh, Yong Jae The Korean Society of Economic and Environmental G 2015 자원환경지질 Vol.48 No.3
천연 할로이사이트는 대부분 지름 15-125 nm범위의 내강으로 이루어진 튜브 구조의 형태를 가진다. 이러한 튜브형 할로이사이트는 액체 성분의 화장품을 내부에 담지하거나 고체상의 무기물 성분을 고정화하는데 사용될 수 있다. 이 논문에서는 기능성 화장품 성분의 담지기술과 고정화기술을 소개하고 할로이사이트가 화장품용 기재로 유용하게 활용된 두 가지 연구 사례를 기술하였다. 이 논문이 천연 할로이사이트를 응용한 화장품 연구에 많은 관심을 불러모을 수 있기를 기대한다. Natural halloysite is mostly found in the form of a tubular structure with a 15-125 nm internal lumen. This kaolin clay can be used for encapsulating a liquid ingredient of cosmetics and for immobilizing an inorganic solid-phase ingredient. In this paper, the encapsulation and immobilization procedures are introduced and two example applications are reviewed to demonstrate the usefulness of halloysite as a cosmetics substrate. It may help attract more interest in cosmetic applications of halloysite and thus spur more research on the utilization of natural clays.
기술정보 : 장래 기능성화장품 원료로서의 할로이사이트 활용에 관한 연구동향
서용재 ( Yong Jae Suh ),장영남 ( Young Nam Jang ),길대섭 ( Dae Sup Kil ),정강섭 ( Kang Sup Chung ),이수정 ( Su Jeong Lee ) 한국광물학회 2008 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.21 No.4
나노튜브 형상의 할로이사이트는 화장품·약물 등 활성물질의 방출시간을 연장하는데 응용할 수 있는 천연 나노광물이다. 할로이사이트를 이용한 활성물질 적재·방출 제어기술을 최초로 등록한 1997년 미국 특허를 필두로 2007년에는 비타민과 글리세린 등의 기능효과제를 광범위하게 포함하는 기능성화장품 제조기술에 대한 특허가 출원되었다. 학술 논문으로서는 화장품 보다 서방형 약물전달 기술에 관한 연구가 주로 발표되고 있다. 최근 화장품용 분체에 단순한 기재로서의 역할 뿐만 아니라 기능성을 추가로 부여하고 있다. 특히, 할로이사이트는 기능성 화장성분의 전달 속도를 제어할 수 있으며 다른 분체보다 밀도가 낮아 팩·크림·로션류의 기재로 적합하다. 따라서 나노튜브형 할로이사이트를 활용한 나노캐리어 기술은 최근 화장품 유형별 시장점유율에서 2위로 부상한 기능성화장품 분야의 핵심기술로 성장할 것으로 기대된다.