경남 고성군 판곡리 황토 현탁액의 구리 흡착 특성

조현구,박수자,추창오 한국광물학회 2004 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.17 No.3

구리 흡착 실험과 MINTEQA2 및 FITEQL3.2 컴퓨터 프로그램을 이용하여 고성군 판곡리에서 산출되는 황토 현탁액의 구리 흡착 특성을 연구하였다. 구리 흡착 실험은 pH, 구리 용액의 양, 전해질의 이온 세기를 변화시키면서 실시하였고, 구리의 농도는 유도결합플라즈마분광분석기를 사용하여 분석하였다. 첨가하는 구리 이온의 양과 pH가 증가할수록 흡착되는 구리 이온의 양도 증가한다. 특히 pH가 5.5에서 6.5로 변할 경우 급격한 흡착률의 증가가 있으며, pH 7.5에서 거의 100% 흡착된다. 배경 전해질의 이온 세기에 영향을 받지 않는 것으로 보아 구리 이온은 황토 표면과 내부권 복합체(inner-sphere complex)로써 아주 강한 화학적 결합을 하고 있는 것으로 판단할 수 있다. MINTEQA2 프로그램을 이용하여 구리의 화학종 분포를 계산한 결과, pH가 증가함에 따라 Cu^(²+)의 농도는 점점 감소하고 Cu(OH)₂농도는 점점 증가한다. FITEWL3.2 프로그램을 이용하여 황토의 표면을 규산염 광물 자리와 산화염 광물 자리로 나눈 two sites-three pKas 모델을 적용하여 흡착 양상을 모델링한 결과, 구리 용액의 부피가 2~6 mL인 경우 구리 흡착 평형 상수 값을 도출할 수 있었다. 철산화염 광물 반응 자리에 흡착되는 구리의 양은 pH 4.5~6.5 범위에서 급격한 흡착 양상을 보이다가 그 이상 pH에서는 흡착되는 양이 조금씩 밖에 증가하지 않는다. 규산염 광물 반응 자리에 흡착되는 구리의 양은 구리 용액의 양이 적을 때는 미약하다가 구리 용액의 양이 커질 경우 그 양이 많아진다. 침전에 의하여 제거되는 구리의 양은 광물 표면 자리에 흡착되는 양과 비교하면 아주 적다. 구리 이온에 대한 흡착 친화도는 규산염 광물보다는 철산화염 광물이 더 큰 것으로 판단된다. Adsorption behavior of Cu onto Hwangto, from Pankok-ri, Kosung-gun, suspension was studied using Cu batch adsorption experiment and computer program MINTEQA2 and FITEQL 3.2. The sorption of copper was investigated as a function of pH, copper concentration and NaNO_₃background concentration (0.01 and 0.1 M). The concentration of copper was analyzed using ICPAES. The sorption of copper onto Hwangto suspension increased with increasing pH and copper concentration. The adsorption percentage of copper drastically increased from pH 5.5 to 6.5, and reached nearly 100% at pH 7.5. Because the amount of copper solution and the ionic strength of background electrolyte may not affect the sorption of copper onto Hwangto, the copper ion may be combined at the surface of Hwangto as an inner-sphere complex. Using the MINTEQA2 program, the speciation of copper was calculated as a function of pH and copper concentration. Hie concentration of Cu^(²+) decreased and that of Cu(OH)₂increased with increasing pH. The uptake of copper in the Hwangto suspension was simulated by FITEQL3.2 program using two sites-three pKas model, which is composed of silicate reaction site and Fe oxide reaction site. The copper absorption reaction constants were calculated in the case of 2~6 mL of copper solution. The Fe oxide reaction site rapidly adsorbs copper ion between pH 4.5~6.5. Silicate reaction site adsorbs little copper ion at low copper concentration but much at high copper concentration. The removal amount of copper by precipitation was negligible in comparison with that of adsorption. The Fe oxide reaction site may has higher adsorption affinity of copper ion than silicate reaction site.

저채산성 동폐기물의 습식 재활용 기술

임희준 ( Heejun Lim ),박영구 ( Young-goo Park ),김홍석 ( Hong-suk Kim ),박지윤 ( Ji-yoon Park ),손명진 ( Myungjin Son ),전유립 ( You-lip Jeon ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2018 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2018 No.-

전자산업의 발달로 인한 소재 및 부품 수요 증가로 이를 가공하는 공정에서 발생되는 부산폐기물의 양은 증가하고 있으며, 이 중 한정된 자원인 구리 등의 금속자원에 대한 재활용 방법에 대한 관심이 높아지고 있다. 구리는 전자 산업의 핵심 부품 중 하나로 이를 가공하는 과정에서 동을 함유한 슬러지, 폐염산, 폐질산 등의 액 ㆍ고상의 폐기물이 발생되는데, 이 중 구리의 농도가 낮거나 염산, 황산, 질산 등의 강한 무기산을 포함한 폐기물의 경우 낮은 채산성으로 인하여 재활용되지 못하고 처리 후 매립되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 대형 설비가 필요한 건식 재활용 방법이 아닌 철강 산세과정에서 발생되는 폐염산을 이용한 고효율의 저비용 습식 재활용 방법을 적용하여 저채산성의 동폐기물로부터 구리를 회수하는 것을 목적으로 한다. 고상 동폐기물인 저품의 동슬러지로부터 구리를 회수하기 위한 방법으로 폐염산을 이용한 침출 및 철 치환반응을 통한 구리 습식재활용 기술을 이용하였다. 24% 구리 함량을 갖는 동슬러지를 대상으로 국내 A 철강회사에서 배출되는 폐염산(잔류 염산 농도 5%, Fe 농도 7.1%)을 사용하여 동슬러지로부터 구리를 침출하고, 철과 구리 금속의 이온화 경향을 이용한 금속 치환반응을 통해 동슬러지 침출액으로부터 구리 조금속을 회수하였다. 액상 동폐기물은 구리를 질산으로 세척한 세척 폐액(폐질산) 및 구리 전선 제조 시 발생하는 폐황산을 대상으로 가성소다(NaOH), 소석회(Ca(OH)2), 소다회(Na2CO3) 등을 이용하여 중화한 후, 발생한 슬러지를 고상폐기물 재활용방법에 따라 구리를 회수하였다. 저채산성의 동폐기물로부터 폐염산을 이용한 구리 회수 결과 순도 99.5% 이상의 구리 금속 분말을 얻을 수 있었으며, 회수율은 99.8%로 나타났다. 또한, 구리 회수 후 부산물로 발생한 염화제일철은 철 함량 13%, 아연, 납, 크롬, 카드뮴 등 중금속 함량 각각 14, 20, 22, 35 mg/kg로 나타났다. 재활용되지 못하고 처리 후 매립되는 동폐기물 대상으로 경제적인 방법으로 구리를 회수하고, 부산물을 재활용할 수 있는 친환경적인 습식 재활용 기술을 개발하였으며, 본 기술을 통해 회수된 구리는 99.5% 이상의 높은 순도 및 99.8% 이상의 높은 회수율을 나타내는 것으로 확인하였다. 사사: 이 연구는 한국산업기술진흥원(사업화연계기술개발사업), 중소벤처기업부(창업성장 기술개발사업)의 지원을 받아 수행된 결과임(과제번호 P0003792, S2530687).

실리콘 슬러지로부터 폐질산구리용액을 이용한 구리 및 금속불순물의 침출

전민지,이재천,정진기,Jun, Minji,Srivastava, Rajiv Ranjan,Lee, Jae-chun,Jeong, Jinki 한국자원리싸이클링학회 2016 資源 리싸이클링 Vol.25 No.3

A fundamental study to recycle a Si-Sludge and waste copper nitrate solution acid solution generated by domestic electronic industries was carried out. The waste copper nitrate solution was used as the lixiviant to leach the metals like Cu, Ca, Fe, etc. from the sludge leaving Si in the residues. The effect of reaction temperature, time and pup density on the metals leaching from the sludge was investigated. To enhance the extractability of Fe, the effect of HCl, $HNO_3$ and $H_2O_2$ introduced additionally during the leaching was also examined. Considering the leaching efficiency of Fe along with Cu, the leaching conditions comprising of 200 ~ 225 g/L pulp density and $90^{\circ}C$ temperature for 30 min were optimized. Under this condition, 98.27 ~ 99.17% Cu could be dissolved in the leach liquor with the obtained purity of Si in the residues as 98.69 ~ 98.86 %. The study revealed that the leaching of Cu contained in the Si-Sludge with the waste copper nitrate solution is a plausible approach by which the obtained leach liquor can further be treated suitably to recover Cu as the high pure value-added products. 국내 전자산업에서 발생하는 실리콘 슬러지와 폐질산구리용액을 동시에 순환활용하기 위한 기초연구가 수행되었다. 폐질산구리 용액을 이용하여 실리콘 슬러지로부터 주요성분인 구리, 칼슘, 철을 비롯한 금속성분을 회수하거나 제거하기 위한 침출실험을 행하였다. 침출온도, 침출시간, 광액농도 등이 금속성분의 침출에 미치는 영향을 조사하였다. 그리고 철의 제거효율을 향상시키기 위하여 염산(HCl), 질산($HNO_3$), 과산화수소수($H_2O_2$)를 첨가하여 침출실험을 수행하였다. 실리콘 슬러지로부터 구리의 침출과 철의 제거 효과를 고려하여 최적 침출조건은 광액농도 200 ~ 225 g/L, 반응온도 $90^{\circ}C$, 반응시간 30분으로 설정하였으며 이 때 슬러지의 주요 성분인 구리의 침출율은 98.27 ~ 99.17% 이었으며 실리콘 슬러지에서 실리콘의 순도는 98.69 ~ 98.86% 이었다. 이상의 연구결과로 부터 실리콘 슬러지에 함유되어 있던 구리성분을 폐질산구리용액으로 침출하고 뒤이은 분리정제 공정에서 부가가치가 높은 고순도 금속구리 또는 구리화합물로 회수하는 것이 가능함을 확인하였다.

新羅의 奴人

李京燮(Lee, Kyoung-Sup) 한국고대사학회 2012 韓國古代史硏究 Vol.0 No.68

신라의 奴人은 〈蔚珍鳳坪新羅碑〉와 城山山城 목간에서 확인되고 있다. 이 글은 최근에 정리된 성산산성 목간의 노인을 분석하고, 鳳坪碑의 노인과 비교한 연구이다. 먼저 노인이 묵서된 목간은 모두 2인이 묵서되었으며, 그 기재내용은 ‘지명+인명+奴人+인명+負’의 형식으로 이루어졌는데, 목간 중에는 奴人이 ‘奴’라고만 기록된 경우도 있었다. 이러한 사실에서 성산산성 목간 당시에는 노인과 노가 같은 의미로 사용되었음을 알 수 있는데, 이는 봉평비에서 奴人과 奴村이라고 표기된 것과 유사하다. 노인목간을 정리해 보면 대부분 行政村인 仇利伐에서 제작된 목간임을 알 수 있는데, 구리벌 목간은 크기에서 대형인 점, 2행 쓰기[割書], ‘지명+인명+奴人+인명+負’ 등 제작과 관련한 지역색을 분명히 보이고 있다. 이를 통하여 현재까지 성산산성 목간의 노인은 구리벌 목간에서만 확인되고 있으며, 이들 노인의 성격을 분명히 하기 위해서는 구리벌과 노인의 문제를 해명하는 것이 중요하다. 목간의 지명 표기에서 보면 노인이 거주하는 구리벌은 예하에 6개의 自然村이 확인되는 행정촌이자 그 중심촌락이었으며, 노인은 행정촌의 중심촌락인 구리벌에서 일반 민들과 함께 거주하고 있었다. 이어서 기재내용에서 특징적인 負는 운반하다의 의미가 아닌 개인이 납부한 세금으로서의 짐이라는 의미임을 확인하였으며, ‘지명+인명+奴人+인명+負’의 기재내용에서 奴人이 앞과 뒤 어느 인명과 관련된 것인지를 목간의 書式을 분석하여 분명히 하였다. 152호 목간은 구리벌을 1행으로 쓰고 나머지 내용을 2행으로 쓰고 있는데, ?豆智 奴人(1행)/??支 負(2행)으로 표기되었다. 이것은 곧 노인이 앞의 인명과 관련된 속성이라는 점을 의미하며, ‘奴人인 ?豆智와 ??支의 負’라고 해석할 수밖에 없다. 결국 목간의 노인은 다른 일반 민과 함께 세금을 납부하고 있었으며, 세금을 납부하는 노인을 奴婢라고 보기는 어렵다. 그렇다면 목간의 노인은 봉평비의 노인과 그 계통을 같이 하는 것으로 이해된다. 봉평비의 노인은 비문의 내용과 지금까지의 연구성과로 볼 때 非新羅系로서 새로이 편입되어 어떤 특정한 이유 때문에 집단적 예속민으로 처우받던 존재라고 여겨진다. 그리고 이들은 ‘大奴村負共値五’에서 알 수 있듯이 촌을 단위로 노인이라는 규정 아래 국가에 의해 지정된 수취액을 부담하고 있었다. 이러한 모습을 염두에 둔다면 행정촌의 중심촌락에서 일반 민들과 함께 거주하며, 또한 일반 민과 함께 세금을 공동으로 납부하였던 구리벌의 노인과는 다른 양상이 확인된다. 결국 이러한 차이는 男?只村(봉평비)의 노인과 仇利伐(성산산성 목간)의 노인이 隸民的 상황 아래에서 集團的 支配를 받던 존재로부터 個別的 人身支配에 기반한 公民으로 轉化해 가던 道程 위에 있었음을 반영하고 있다. 이러한 현실은 中古期 신라의 비약적인 성장에 동반하여 地方과 民에 대한 인식의 변화에서 기인하였던 것이다. Records on the Noin(奴人) of Silla are found in the wooden tablets of Gooribeol (仇利伐) excavated in the SungsanMountain Fortress(城山山城) and the Uljin-Bongpyoung Monument(蔚珍鳳坪新羅碑) of Silla. This paper set out to analyze the Noin in the wooden tablets of Gooribeol and compare them with those in the Uljin-Bongpyoung Monument of Silla. The Noin of Gooribeol were not servants, living in the central village of an administrative town(行政村) and paying taxes together with them. They were different from the Noin described in Uljin-BongpyoungMonument of Silla who were collectively subordinate to the village(Noin Village, 奴人村) and under the discriminating legal control of Noin Act(奴人法). In short, the Noin of Nammijichon(男?只村:BongpyoungMonument) and those of Gooribeol(the wooden tablets excavated in the Sungsan Mountain Fortress) changed from those who were under collective control system like servants(集團隸民) to freemen(公民) based on the individual control system like common people.

구리첨착 바이오차가 조류 생육 저해에 미치는 영향

노준석(Jun-Suk Rho),이수림(Su-Lim Lee),이재훈(Jae-Hoon Lee),박종환(Jong-Hwan Park),서동철(Dong-Cheol Seo) 한국토양비료학회 2021 한국토양비료학회 학술발표회 초록집 Vol.2021 No.11

최근 우리나라에서 비점오염원의 증가에 의해 질소와 인 등의 영양염류 물질들이 수계로 배출되면서 하천 등에 조류가 과다 증식하여 물속의 산소를 고갈시키는 등의 문제를 일으키고 있다. 현재 조류의 제어를 위해 황산구리 등의 살조제를 많이 사용하고 있지만, 황산구리가 그대로 수계로 유출되면 동물에게 독성을 일으킬 수 있고, 2차 오염이 발생할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 바이오매스 전소발전소에서 배출된 바이오차를 활용하여 구리첨착 바이오차(Cu-BA)를 제조해 구리첨착 바이오차의 처리량 및 초기 조류밀도에 따른 조류억제 효과를 조사하고자 하였다. 본 연구에서 사용한 조류는 Anabaena flos-aquae 이었다. 구리첨착 바이오차의 처리량에 따른 조류생육 억제율을 분석하기 위해 구리첨착 바이오차의 처리량은 0.15, 0.45, 0.75 및 1.50 g L<SUP>-1</SUP>로 하였으며, 초기 조류밀도에 따른 구리첨착 바이오차의 조류억제 효율을 분석하기 위해 구리첨착 바이오차의 처리량을 0.45 g L<SUP>-1</SUP>로 고정하고, 조류처리량을 75.0, 112.5, 150.0 및 225.0 mL L<SUP>-1</SUP>로 하였다. 구리첨착 바이오차의 처리량이 0.15 g L<SUP>-1</SUP>일 때 96.8%로 매우 높았으며 그 이상 처리시 97% 이상의 안정적인 처리가 가능하였다. 초기 조류밀도가 증가함에 따라서 구리첨착 바이오차의 조류억제 효율은 조류밀도와 상관없이 97-99%범위로 일정하였으며, 처리 밀도간에 유의적인 차이가 없었다. 이는 초기 조류밀도가 높더라도, 구리첨착 바이오차의 조류억제 효율이 높게 유지될 수 있음을 나타낸다. 이와 같은 결과를 통해, 구리첨착 바이오차는 조류를 억제하는데 효과적인 물질로 활용 될 수 있을 것이라고 판단된다.

전해추출을 이용한 도금공정 폐액으로부터의 고순도 구리회수

김민수 ( Minsoo Kim ),한상혁 ( Sanghyuk Han ),전지웅 ( Jiwoong Jeon ),박성윤 ( Sungyoon Park ),임예지 ( Yejee Lim ),유지민 ( Jimin Yu ),진사우 ( Siyu Chen ),우상운 ( Sangwoon Woo ),김한승 ( Han S. Kim ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2019 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2019 No.-

전자산업의 지속적인 성장에 따라 금속재료 사용량과 이를 가공하는 과정에서 생성되는 폐액의 양이 증가하고 있다. 이 중 구리는 알루미늄에 이어 두 번째로 수요가 많으나 한정된 자원이므로 회수와 재활용의 필요성이 증대되고 있다. 특히, 전자기기에 사용되는 구리는 99.99%(4N) 이상의 고순도이고 이와 같은 고순도 구리는 전해추출을 이용하여 회수할 수 있다. 본 연구에서는 실제 도금공정에서 발생하는 폐액에서 전해추출 반응을 이용하여 고순도 구리를 회수하고 이를 최적화하는 운전 인자를 도출하였다. 전해추출은 1.5L 부피 아크릴 재질의 회분식 반응기를 사용하여 이루어졌다. 연구 대상 시료는 도금공정에서 발생한 황산동 폐액과 질산동 폐액을 사용하였다. 전해추출 음극판은 스테인리스 스틸 재질을, 양극판은 티타늄 재질에 이리듐과 루테늄을 표면코팅하여 제작하였다. 폐액의 금속 함량과 회수된 구리의 순도 분석은 inductively coupled plasma-mass spectrometry를 사용해 Cu, Al, Fe 등 30개 금속원소를 측정하여 확인하였다. 황산동 폐액에는 부유물질이 236mg/L 존재하였다. 여과 후 회수속도가 12% 증가하였고 구리가 전착된 전극판 표면이 보다 균질하여졌다. 구리회수율과 순도는 각각 99.98%, 99.99%로 확인되었다. 질산동 폐액은 산성도가 너무 강하여 전해추출이 거의 이루어지지 않았다. 따라서, 질산동 폐액을 2배로 희석한 후 전해추출을 수행한 결과 구리는 효과적으로 회수되었고 회수율과 회수된 구리의 순도는 각각 99.95%, 99.85%이었다. 전해추출법을 이용한 도금폐수의 고순도 구리 회수에 있어 불순물과 용액의 산성도가 주요한 영향인자인 것으로 확인되었다. 또한, 균질한 표현의 박막형태로 회수하기 위한 주요 영향 인자는 반응시간, 전류밀도, 온도, 첨가제의 종류로 나타났다. 본 연구 결과는 전해추출을 이용한 도금공정 폐액으로부터의 고순도 구리 회수 공정 개발에 기여할 것으로 기대된다.

구리 결합 펩타이드의 발현에 의한 대장균 균체의 구리 함량 증가

김형기,문성현,김우연,Kim, Hyung-Kee,Moon, Sung-Hyun,Kim, Woo-Yeon 한국응용생명화학회 2003 한국농화학회지 Vol.46 No.1

Cloning and expression of copper-binding peptide gene in E. coli was carried out to enhance the copper-chelation capacity. E. coli was transformed with pET vector containing the copper-binding region of potato polyphenol oxidase gene and polyhistidine-coding DNA, and the copper content of E. coli harboring each vector was measured. No increase in intracellular copper was observed in E. coli harboring PPOCBpET32 vector, which contains DNA for polyphenol oxidase copper-binding region. Intracellular copper content of E. coli harboring pE728a vector, which contains one hexahistidine unit DNA, was 2,500 ppm after culturing without kanamycin, whereas E. coli harboring pET-his vector, which contains nine hexahistidine unit DNAs was 3,200 ppm. 감자 polyphenol oxidase의 구리결합지역 DNA와 histidine 다량 함유 인공 펩타이드를 암호화하는 DNA를 대장균 벡터에 각각 클로닝하여 발현시킨 후 대장균 내의 구리함량 증감을 조사하였다. Polyphenol oxidase의 구리결합지역 DNA를 포함하는 PPOCBpET32 벡터를 함유하는 균주의 경우는 벡터를 함유하지 않는 대장균 대조구보다 오히려 구리 함량이 약간 감소하여 약 600ppm의 간을 보여주어, 감자 polyphenol oxidase 구리결합지역의 대장균 내에서의 발현이 구리 함량 증가에 기여하지 못함을 알 수 있었다. 반면에 한 개의 hexahistidine 단위 DNA를 포함하는 pET28a 벡터 함유 대장균 균주를 knamycin 미첨가 배지에서 배양한 경우에는 구리 함량이 약 2,500ppm으로 높게 나타났다. 한편 hexahistidine 9개로 구성된 polyhistidine을 암호화하는 DNA를 포함하는 pET-his 벡터 함유 균주를 kanamycin 미첨가 배지에서 배양한 경우에 구리함량이 약 3,200ppm으로 나타나, 하나의 hexahistidine 단위만 발현하는 균주와 비교하여 구리함량이 약 30% 증가됨을 알 수 있었다.

구리 결합 펩타이드의 발현에 의한 대장균 균체의 구리 함량 증가

김형기,문성현,김우연 한국농화학회 2003 Applied Biological Chemistry (Appl Biol Chem) Vol.46 No.1

감자 polyphenol oxidase의 구리결합지역 DNA와 histidine 다량 함유 인공 펩타이드를 암호화하는 DNA를 대장군 벡터에 각각 클로닝하여 발현시킨 후 대장균 내의 구리함량 증감을 조사하였다. Polyphenol oxidase의 구리 결합지역 DNA를 포함하는 PROCBpET32 벡터를 함유하는 균주의 경우는 벡터를 함유하지 않는 대장균 대조구보다 오히려 구리함량이 약간 감소하여 약 600ppm의 값을 보여주어, 감자 polyphenol oxidase 구리결합지역의대장균 내에서의 발현이 구리 함량 증가에 기여하지 못함을 알 수 있었다. 반면에 한 개의 hexahistidine 단위 DNA를 포함하는 pET28a 벡터 함유 대장균 균주를 kanamycin 미첨가 배지에서 배양한 경우에는 구리 함량이 약 2,500 ppm으로 높게 나타났다. 한편 hexahistidine 9개로 구성된 polyhistidine을 암호화하는 DNA를 포함하는 pET-his 벡터 함유 균주를 kanamycin 미첨가 배지에서 배양한 경우에 구리함량이 약 3,200 ppm으로 나타나, 하나의 hexahistidine 단위만 발현하는 균주와 비교하여 구리함량이 약 30% 증가됨을 알 수 있었다. Cloning and expression of copper-binding peptide gene in E coli was carried out to enhance the copper-chelation capacity. E. coli was transformed with pET vector containing the copper-binding region of potato polyphenol oxidase gene and polyhistidine-coding DNA, and the copper content of E. coli harboring each vector was measured. No increase in intracellular copper was observed in E coli harboring PPOCBpET32 vector, which contains DNA for polyphenol oxidase copper-binding region. Intracellular copper content of E coli harboring pET28a vector, which contains one hexahistidine unit DNA, was 2,500 PPM after culturing without kanamycin, whereas E. coli harboring pET-his vector, which contains nine hexahistidine unit DNAs was 3,200 ppm.

소나무 수피의 화학적 처리에 의한 Cu(2) 흡착 효과

박세근(Se Keun Park),김하나(Ha Na Kim),김영관(Yeong Kwan Kim) 大韓環境工學會 2007 대한환경공학회지 Vol.29 No.8

본 연구에서는 소나무 종류인 Pinus densiflora로부터 채취한 수피를 이용하여 수용액으로부터 구리 제거를 위한 회분식 흡착실험을 수행하였다. 구리 흡착에 수피의 화학적 처리가 미치는 효과를 알아보기 위해 1 N 수산화나트륨(NaOH)과 1 N 염산(HCl)을 이용하여 전처리하였다. 구리 농도가 100 mg/L이고 pH가 3∼6인 수용액에서 수산화나트륨(NaOH)을 이용한 수피의 화학적 전처리는 구리의 흡착량을 139∼184% 정도 증가시키는 효과를 나타냈으나, 염산(HCl)을 이용한 수피의 전처리는 구리의 흡착량을 37∼42% 정도 감소시키는 효과를 나타냈다. 대체적으로 수피에 의한 구리 흡착은 pH 5∼6에서 최대 흡착량을 나타내기는 하였으나, 주어진 pH 범위내에서 수용액의 pH가 구리 흡착에 미치는 효과는 크지 않았다. 수피의 구리 흡착은 유사 2차 동역학 모델로 설명이 가능하였으며, 수산화나트륨(NaOH)으로 전처리한 수피의 경우 초기 농도가 100 mg/L에서 2배로 증가함에 따라 유사 2차 동역학 모델식으로부터 계산된 흡착량(qe)은 6.58 mg/g에서 12.77 mg/g로 증가한 반면에 속도 상수(k2)는 0.284 g/mg/min에서 0.014 g/mg/min으로 감소하였다. 수피의 구리 흡착특성은 Langmuir와 Freundlich 등온식에 의해 모두 잘 표현되는 것으로 나타났다. 수피에 존재하는 카르복실산(carboxylic acid, RCOOH)이 구리 이온의 흡착에 관여하는 것이 확인되었으며, 특히 수산화나트륨을 이용하여 전처리한 수피에서 나타나는 구리의 높은 흡착효율은 수피에 존재한 에스테르(ester) 화합물과 카르복실산(carboxylic acid) 화합물이 가수분해되어 생성된 카르복실산 염(sodium carboxylate) 때문인 것으로 판단되었다. Korean pine(Pinus densiflora) bark was evaluated for its adsorption capacity of Cu(II) ions from aqueous solution by running a series of batch experiments. Prior to the tests, the milled barks were treated with 1 N NaOH or 1 N HCl to examine the effect of surface modification. For comparison, untreated bark was tested under same condition. Within the tested pH range between 3 and 6, NaOH treatment increased Cu(II) adsorption capacity by 139∼184%, while HCl treatment decreased it by 37∼42%. Maximum copper ion uptake by bark was observed at pH 5∼6, but pH of solution was not a potent influence. A pseudo second-order kinetic model fitted well for the sorption of copper ion onto bark. For NaOH-treated bark, the calculated sorption capacity(qe) increased from 6.58 to 12.77 mg/g, while the equilibrium rate constant(k2) decreased from 0.284 to 0.014 g/mg/min as initial Cu(II) concentration doubled from 100 mg/L. A batch isotherm test using NaOH-treated bark showed that equilibrium sorption data were represented by both the Langmuir model and the Freundlich model. It was confirmed that carboxylic acid of bark was involved in the Cu(II) adsorption. For NaOH-treated bark, in particular, carboxylate ion produced by hydrolysis or saponification appeared to be a major functional group responsible for the enhanced Cu(II) sorption.

저밀도 표면필름 구리망의 비행체 적용 가능성 연구

현세영(Se-Young Hyun),김용태(Yong-Tae Kim),김상용(Sang-Yong Kim),김봉규(Bong-Gyu Kim) 한국항공우주학회 2021 韓國航空宇宙學會誌 Vol.49 No.10

본 논문에서는 저밀도 표면필름 구리망에 대한 비행체 적용 가능성을 분석하였다. 최근 기존 표면 필름 구리망에서 중량 및 비용을 절감할 수 있도록 표면 필름의 두께를 낮춘 저밀도 표면 필름 구리망이 개발되었다. 이러한 저밀도 표면필름 구리망을 비행체에 적용하기 위해서는 샌드위치 구조에서의 핀 홀 방지 효과와 같은 제작성 확인과 함께 적용 시 전자기 영향성에 대한 분석이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 저밀도 필름 구리망 2종과 기존 비행체 적용 구리망 1종에 대해 제작성 및 전자기 영향성을 분석하였다. 표면 구리망에 대한 제작성은 샌드위치 복합재와 표면 구리망을 결합하여 핀 홀 방지효과를 확인하였다. 전자기 영향성 분석은 3D 전자기파 시뮬레이션을 통해 각 샘플에 대한 주기구조를 이용하여 해석하였으며, 자유공간 측정방법을 이용한 저밀도 필름 구리망의 전자기파 투과특성 측정결과를 통해 시뮬레이션 결과가 유효함을 확인하였다. 위 결과로 비행체 적용이 필요한 저밀도 표면필름 구리망에 대한 해석 및 비행체 적용 가능성을 판단할 수 있다. In this paper, the applicability of the low-density surface film copper mesh for aircraft applications have been analyzed. Recently, low-density surface film copper mesh is developed to reduce weight and cost compared with traditional surface film copper mesh. In order to apply low-density surface film copper mesh to aircraft, it is needed to analyze its electromagnetic effects as well as structural integrity with sandwich panels to prevent pinholes. The structural integrity and electromagnetic characteristics have been analyzed for 2 samples of low-density surface film copper mesh and 1 sample of surface film copper mesh. To review the applicability of the low-density surface film, it is combined with sandwich composite panel to confirm pinhole effects. The low-density surface film has been modeled as a periodic structure and analyzed with 3D electromagnetic simulation tool. The simulation results has been verified through measured electromagnetic transmission results using free space measurements. From the results, it will be possible to use these results for the analysis and the applicability of low-density surface film copper mesh for aircraft.