폐 산화철촉매로부터 마그네타이트의 자력선별에 관한 연구

현종영,이효숙,이우철,채영배 한국자원리싸이클링학회 2002 資源 리싸이클링 Vol.11 No.3

스틸렌 모노머 합성반응에서 발생하는 폐산화철 촉매로부터 마그네타이트의 품위향상을 위하여 5oo gauss와 1800 gauss에서 습식자력선별을 행하였다. 폐산화철 촉매는 주로 마그네타이트($Fe_3$$O_4$)와 세리아($CeO_2$) 및 가용성염($K_2$O, $MoO_3$)으로 이루어졌다. 습식자력선별에 의한 폐촉매중 자력산물의 회수율은 99% 이상이었으며, 마그네타이트 품위는 자력선별 전 70%에서 80%로 향상되었다. 이는 자력선별의 효과보다는 수세효과에 의한 가용성분인 K, Mo 염이 제거되었기 때문이다 자력산물 중 불순물은 주로 미세한 세리아이며 마그네타이트와 단체분리가 되지 않았다. Magnetic separation was carried out in order to improve the magnetite grade of the spent iron oxide catalyst, that was composed with magnetite, ceria and soluble alkaline salt. The recovery of magnetite from the spent iron oxide catalyst was over 99%, and the magnetite contents was upgraded to about 80% from 70% via wet type magnetic separation at 500 Gauss. This improvement was due to the removal of alkaline salt by water instead of the magnetic separation.

Verwey 전이와 마그네타이트의 전기적 및 자기적 특성

윤성현 한국물리학회 2018 새물리 Vol.68 No.12

The crystallographic, electrical and magnetic behaviors of magnetite powder in the vicinity of its Verwey transition were investigated in this study. Magnetite was prepared by synthesizing a nanoparticle precursor and then annealing it at 800 $^\circ$C for 1 h under a dynamic vacuum. Crystallographic and morphology analyses were done by using scanning electron microscope (SEM) and X-ray diffraction (XRD). The electrical and the magnetic properties were examined by using Mössbauer spectroscopy, vibrating sample magnetometer (VSM) and resistivity measurement. Both the magnetic moment and the resistivity showed discontinuous changes at the Verwey transition temperature ($T_{\rm V}$). The temperature dependence of magnetic anisotropy constant showed a monotonic decrease with increasing temperature, with slight dip near $T_{\rm V}$. Mössbauer spectra showed the superposition of two sextets, one from the tetrahedral (A) and the other from the octahedral (B) sites. The results revealed that identical charge states existed in the B site at temperatures both above and below $T_{\rm V}$. A coordination crossover resulted in a transition from an inverse to a normal spinel at or close to $T_{\rm V}$. 마그네타이트 분말에 대해 Verwey 전이 전후에서의 구조적, 전기적 및 자기적 성질을 고찰하였다. 마그네타이트 시료는 고온열분해법으로 합성한 나노입자를 800 $^\circ$C, 진공을 뽑는 상태에서 1시간동안 열처리하여 얻었다. 시료의 형태학적, 결정학적 분석은 주사전자현미경(scanning electron microscope, SEM)과 X-선 회절(X-ray diffraction, XRD)을 이용하였으며 시료진동형 자기력계(vibrating sample magnetometer, VSM)와 뫼스바우어 분광법, 비저항 측정 등을 통해 미시적/거시적 자성 및 전기적 특성을 각각 관찰하였다. Verwey 전이점에서 비저항과 자기모멘트의 불연속적 온도의존성을 관측하였으며 자기이방성상수가 $T_{\rm V}$ 부근에서 약간 감소하는 것이 관찰되었다. 뫼스바우어 스펙트럼은 $T_{\rm V}$ 전후에서 모두 사면체적 (A) 자리와 팔면체적 (B) 자리에 기인하는 2개의 6선 스펙트럼의 중첩으로 나타났으며 B자리에서 철 이온의 원자가에 따른 흡수선의 구분은 불가능하였다. $T_{\rm V}$를 중심으로 하여 저온영역의 정상스피넬(normal spinel)에서 고온영역의 역스피넬(inverse spinel)의 배위교차(coordination crossover)가 발생하였다.

마그네타이트를 이용한 열가소성 복합재의 유도용접 연구

백인석(Inseok Baek),이석순(Seoksoon Lee) 항공우주시스템공학회 2019 항공우주시스템공학회 학술대회 발표집 Vol.2019 No.5

마그네타이트와 과황산염을 이용한 테트라사이클린 산화 분해

이덕희(Deokhui Lee),김소연(Soyeon Kim),황유훈(Hwang Yuhoon) 대한환경공학회 2020 대한환경공학회 학술발표논문집 Vol.2020 No.11

마그네타이트를 첨가한 연속 회분식 반응기 자동운전을 통한 인 흡착 및 회수 연구

김예은 ( Kim Yeeun ),정유태 ( Jeong Yutae ),정소희 ( Jeong Sohee ),최영균 ( Choi Younggyn ) 한국물환경학회 2024 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2024 No.-

회분식 반응기와 마그네타이트를 이용한 인흡착 및 회수

배세화 ( Bae Sehwa ),김예은 ( Kim Yeeun ),무하마드카시프샤히드 ( Muhammad Kashif Shahid ),최영균 ( Choi Younggyun ) 한국물환경학회 2023 공동춘계 학술발표회 논문집 Vol.2023 No.0

제지슬러지를 활용한 이산화탄소 분해

고재철,한신호,한요셉 한국자원공학회 2009 한국자원공학회지 Vol.46 No.6

The paper mill sludge (PMS) was recycled to decompose CO2 that is the main gas of global warming. About 70% of the PMS was a inorganic sludge within the magnetite of spinel structure that was contained the various transition metals-the manganese (0.39%), the nickel (0.39%), the chromium (0.22%) and the copper (0.13%) etc.- in the iron material. CO2 decomposition rate increased by the rise of the temperature within the range of 250~400℃ and CO2 decomposition rate was appeared highly by about 70% at 400℃. The phase transition from the CO2 decomposition was judged to originate in the surface adsorption of the carbon and the particle growth. The recyclability of the PMS was able to be secured by the circulation resource for the CO2 decomposition. 지구온난화의 주요물질인 이산화탄소를 분해시키기 위하여 대량으로 버려지고 있는 제지슬러지를 재활용하였다. 제지슬러지는 철성분에 망간, 니켈, 구리 등의 다양한 전이금속이 각각 0.39%, 0.39%, 0.22% 및 0.13% 등으로 함유된 스피넬상 마그네타이트로 약 70%가 무기성인 슬러지이다. 250~400℃범위에서 온도가 상승할수록 이산화탄소 분해효율은 증가하였으며, 400℃에서 약 70%의 이산화탄소 분해효율을 나타내었다. 이산화탄소 분해 후 산화철의 상전이가 관찰되는 것은 입자성장과 탄소흡착에 의한 것으로 판단되며, 제지슬러지가 이산화탄소의 분해반응에 활용할 수가 있어 순환자원으로 재활용 가능성을 확인 할 수 있었다.

종간직접전자전달 전도체로서 Magnetite(Fe3O4)가 음폐수의 메탄생산에 미치는 영향

이준형,김태봉,김창현,윤영만 유기성자원학회 2023 유기물자원화 Vol.31 No.1

Methane production by anaerobic digestion occurs through interspecies electron transfer (DIET), a synthetic metabolism between acetic and methanate bacteria through hydrolysis and acid production steps. In this study, to improve methane yield, the effect of addition of magnetite (Fe3O4), a conductor promoting DIET on methane production in food wastewater was investigated, and the effect on methane yield was assessed by methane potential (Bu) and maximum methane production rate [Rm(t0)] by the operation of batch type anaerobic reactor adding Fe3O4. The Bu and Rm(t0) of food wastewater without Fe3O4 were 0.496 Nm3/kg-VSadded and 38.24 mL/day, respectively. The t0 which reached to Rm appeared at 21.06 days during the operation of the anaerobic reactor. The Bu of food wastewater with Fe3O4 was 0.502, 0.498, 0.512, 0.510, 0.518, 0.523, 0.524, 0.540, and 0.549 Nm3/kg-VSadded in the treatment of 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 70, and 100mM-Fe3O4, respectively, and the Bu significantly increased to 36.95% with the addition of magnetite in the addition of 15mM-Fe3O4. And, the addition of Fe3O4 shortened the duration to reach Rm from 21.06 days to the maximum of 14.67 days by the addition of Fe3O4. Therefore, the methane yield and production rate of food wastewater significantly improved with the addition of Fe3O4. 혐기소화에 의한 메탄생산은 유기물이 가수분해, 산생성 단계를 거쳐 아세트산생성균과 메탄생성균 간의영양공생 (syntrophy)에 의해 일어난다. 본 연구에서는 종간 영양공생 기작인 종간직접전자전달 (DIET, Direct Interspecies Electron Transfer) 과정을 촉진시키기 위하여 전도체인 마그네타이트 (Fe3O4 ) 첨가가 음폐수의 메탄생산에미치는 영향을 파악하고자 하였다. 이를 위해, 본 연구에서는 회분식 혐기반응기를 이용하여 마그네타이트 투입량에 따른 음폐수의 메탄퍼텐셜 (Bu )과 최대메탄생산속도 [Rm(t0 )]를 분석하였다. 마그네타이트 무처리구의 메탄퍼텐셜은0.496 Nm3/kg-VSadded이었으며, 21.06일에 38.24 mL/day의 최대메탄생산속도를 보였다. 마그네타이트 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 70, 100mM 처리구의 메탄퍼텐셜은 각각 0.502, 0.498, 0.512, 0.510, 0.518, 0.523, 0.524, 0.540, 0.549 Nm3/kg-VSadded이었으며, 마그네타이트 투입량 증가에 따라 유의성 있는 메탄퍼텐셜의 증가 경향을 보였다. 최대메탄생산속도는 무처리구와 비교하여 마그네타이트 처리구에서 증가하였으며 15mM 처리구에서 36.95%까지 증가하였다. 또한, 마그네타이트 투입농도가 증가함에 따라 최대메탄생산속도에 도달하는 기간(t0 )은 무처리 21.06일에서마그네타이트 100mM 처리 14.67일로 크게 단축되었다. 따라서, 마그네타이트 투입에 따른 음폐수의 메탄퍼텐셜과최대메탄생산속도가 크게 향상되었다.

마그네타이트 코어쉘을 이용한 수용액상 비스페놀 A 흡착

신상희,구동희,이병환 한국공업화학회 2018 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2018 No.0

산업폐수처리장 방류수 내의 미량오염물질은 자연환경과 인간에게 직접적으로 영향을 미쳐서 질병에 이르게 한다. 본 연구에서는 미량오염물질 중 비스페놀 A에 대한 선택적 흡착을 위해 마그네타이트 코어쉘을 제조하였다. 코어쉘은 쉘이 코어를 둘러싸고 있는 형태로 코어는 수용액에 분산된 후 자성을 이용하여 회수에 용이한 Fe₃O₄를 사용하였다. 쉘은 수용액상 미량오염물질인 비스페놀 A를 흡착하기에 적합한 물질인 아미노로 기능화 시킨 실리카를 사용하였다. Fe₃O₄는 가격면에서 저렴하고 제조가 간단한 장점을 가지고 있다. 실리카는 기능기가 많아 아미노기와의 결합에 유리하고, 아민기를 통한 미량오염물질의 흡착이 가능하다. 쉘 물질인실리카의 표면적을 조절하여 두 가지 마그네타이트 코어쉘을 제조하였다. 마그네타이트 코어쉘의 형태 확인을 위해 TEM을 측정하였고, FT-IR분석을 통하여 쉘에 존재하고 있는 기능기를 확인하였다. BET, VSM 등을 이용하여 마그네타이트 코어쉘의 특성을 분석하였다.

수용액상 비스페놀A의 선택적 검출을 위해 분자각인 기법을 접목한 마그네타이트 코어-쉘 제조

김다솜,서민아,이병환 한국공업화학회 2018 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2018 No.0

산업이 발달함에 따라 미량오염물질로 인한 환경오염의 심각성과 유해성에 이목이 집중되고 있다. 최근에는 오염물질들을 쉽고 저렴한 가격으로 검출하는 기술이 연구되고 있다. 본 연구에서는 수용액상 비스페놀A의 선택적 검출을 위해 코어-쉘 구조에 분자각인 고분자를 접목시켰다. 자성을 가지게 하기 위해 코어는 Fe₃O₄를 사용하였고, 대상물질인 비스페놀A의 검출을 위해 쉘은 분자각인 고분자를 접목시킨 실리카를 사용하였다. 분자각인 고분자를 접목시킨 코어-쉘은 비스페놀A를 만나면 형광이 줄어들어 색 센서의 역할을 할 수 있다. 코어-쉘의 형태를 확인하기 위해 TEM을 이용하였고, 코어의 자성을 측정하기 위해 자화율 측정 장치를 사용하였다. 코어-쉘이 비스페놀A와 결합한 것을 확인하기 위해 spectrofluorometer를 이용하였다. 분자각인 고분자를 접목시킨 마그네타이트 코어-쉘은 비스페놀A를 검출하고 난 후 코어-쉘에 각인 된 비스페놀A를 제거함으로써 재사용의 효과도 기대할 수 있다.