• 제목/요약/키워드: $O_{2}$ 과산화수소

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Keggin형 헤테로폴리산 촉매를 이용한 선박용 경유의 산화 탈황 (Oxidative Desulfurization of Marine Diesel Using Keggin Type Heteropoly Acid Catalysts)

  • 오현우;우희철
    • 청정기술
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    • 제25권1호
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    • pp.91-97
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    • 2019
  • 산화탈황반응은 디벤조티오펜(dibenzothiophenes, DBTs)과 같이 제거하기 어려운 구조의 황화합물들을 선택적으로 산화하여 설폭사이드(sulfoxide)와 설폰(sulfone) 등의 형태로 전환하고, 이들을 추출과 흡착에 의해 제거할 수 있기 때문에 최근 많은 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 선박용 경유의 산화탈황반응을 회분식반응기에서 산화제 과산화수소($H_2O_2$)와 함께 다양한 헤테로폴리산 담지촉매에 의해 수행하였다. 제조 촉매들은 X-선 회절분석(XRD), X-선 형광분석(XRF), X-선 광전자분광분석(XPS) 및 질소 흡착등온선 등의 기법에 의해 특성분석이 이루어졌다. 유망한 지지체인 실리카에 30 wt% 담지된 헤테로폴리산 촉매 활성 순위는 황 제거율 기준으로, $30\;H_3PW_{12}/SiO_2$ > $30\;H_3PMo_{12}/SiO_2$ > $30\;H_4SiW_{12}/SiO_2$ 순으로 나타났으며, 이는 헤테로폴리산의 고유 산세기에 기인한 것으로 판단된다. $30\;H_3PW_{12}/SiO_2$ 촉매는 반응 온도 $30^{\circ}C$, 촉매량 $0.025g\;mL^{-1}$ (cat./oil), 반응 시간 1 h의 반응조건 하에서 약 66%의 가장 높은 초기 황 제거율을 보였다. 그러나 $H_3PW_{12}/SiO_2$ 촉매의 재사용성 실험을 통해 확연하게 활성이 저하됨을 확인하였으며 이는 활성 성분인 $H_3PW_{12}$의 용출에 기인한 것으로 보인다. $H_3PW_{12}/SiO_2$ 촉매로의 세슘 양이온($Cs^+$) 도입에 의한 용해도의 변화와 함께 촉매의 안정성이 개선되었으며, $Cs^+$ 이온교환 된 촉매는 최소 5회 이상 재사용이 가능함을 확인하였다.

廢 PCBs부터 귀금속(Au, Ag 등)의 선택적 침출공정 (Selective Leaching Process of Precious Metals (Au, Ag, etc.) from Waste Printed Circuit Boards (PCBs))

  • 오치정;이성오;국남표;김주환;김명준
    • 자원리싸이클링
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    • 제10권5호
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    • pp.29-35
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    • 2001
  • 본 연구는 폐컴퓨터 인쇄회로기판으로부터 Au와 Ag 및 유가금속을 회수하기 위해 수행하였다. 시료는 슈레더를 사용하여 1 mm이하 입자로 분쇄한 후 정전선별하여 약 70%의 부도체를 분리제거하고, 회수된 30%의 도체는 자력선별에 사용하였다. 자력선별에 의해 42%의 자성체는 제거되고 58%의 비자성체를 유가물 침출 원료로 사용하였으며, 비자성체의 Au및 Ag의 함량은 각각 0.227mg/g, 0.697 mg/g 이였다. 회수된 물질로부터 Cu, Fe, Zn, Ni, Al를 침출분리하기 위해 황산과 과산화수소수를 혼합한 침출용매를 사용하였다. 2.0M 황산, 0.2M과산화수소수, 반응온도 $85^{\circ}C$에서 95%이상의 Cu, 로n, Fe, Ni, Al를 침출 할 수 있었으며, Au와 Ag는 침출되지 않았다. 반면에 황산침출 후 잔사로부터 Au, Ag의 선택적인 침출을 위해 혼합용매(0.2M(NH$_4$)$_2$S$_2$O$_3$, 0.02M $CusO_4$,0.4M NH$_4$OH)를 사용하였을 때 Ag는 100%, Au는 95%이상 침출하였다 또한 최종 잔사로부터 Pb침출은 NaCl용액을, Sn침출은 황산용액을 사용하였으며 침출율은 각각 95%, 98%를 나타냈다.

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Trichloroethlylene (TCE)의 광화학적 분해 및 독성 저감 (Solar Photochemical Degradation and Toxicity Reduction of Trichloroethlylene (TCE))

  • 박재홍;권수열
    • 청정기술
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    • 제12권4호
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    • pp.244-249
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    • 2006
  • 지하수 오염의 주요원인 중 하나인 TCE를 태양광과 $TiO_2$ 광촉매를 사용하여 광분해할 때 주요변수인 오염물의 초기농도, $TiO_2$ 주입량, pH, 산화제로서 persulphate($S_2O{_8}^-$) 및 $H_2O_2$가 광촉매 반응에 미치는 영향을 파악코자 하였다. 분석 결과 $TiO_2$ 주입량, pH 및 산화제를 증가시킬수록 TCE의 분해효율이 향상되었으나, TCE의 초기주입농도를 증가시킨 경우에는 분해효율이 감소되었다. 첨가제의 종류에 따른 영향을 살펴본 결과 $H_2O_2$를 사용한 경우가 persulphate를 사용한 경우보다 더욱 효과적인 것으로 나타났다. 또한 상대독성에 대한 분석결과 $solar/TiO_2/H_2O_2$ 공정이 가장 효과적인 것으로 나타났으며 반응시간 150분에서 $solar/TiO_2/persulphate$ 공정보다 약 15%, $solar/TiO_2$ 공정보다 약 35% 낮게 나타났다.

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황산기가 도입된 감마 알루미나를 이용한 자일로즈 탈수화 반응을 통한 푸르푸랄의 생성 (Dehydration of D-xylose into Furfural Using Sulfonic Acid Modified ${\gamma}-Al_2O_3$)

  • 김은규;김샛별;박은덕;김상욱
    • 청정기술
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    • 제17권1호
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    • pp.31-36
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    • 2011
  • 산성, 중성, 염기성의 감마알루미나에 (3-mercaptopropyl) trimethoxysilane (3-MPTMS)를 알루미나 기공 내에 도입하고 30 wt% 과산화수소수를 이용하여 황산기가 결합된 감마알루미나를 합성하였다. 1 M HCl 용액을 이용하여 3-MPTMS의 도입을 좀 더 용이하게 하였다. 합성된 촉매는 자일로즈 탈수화 반응을 통한 푸르푸랄 생성반응에 적용하여 촉매 특성을 분석하였다. 모든 촉매 반응에서 우수한 자일로즈 전환률을 보였고, 황산가가 도입된 촉매가 푸르푸랄의 선택도를 높이는 결과를 보였다.

CFB-CVD법으로 제조된 TiO$_2$ 광촉매 비드를 이용한 포름알데히드의 분해 (Decomposition of Formaldehyde Using TiO$_2$ Photocatalyst Beads by Circulating Fluidized Bed Chemical Vapor Deposition)

  • 김경환;김유봉;이승용;박재현;임진영;정상철
    • 대한환경공학회지
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    • 제30권7호
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    • pp.688-693
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    • 2008
  • TTIP를 원료로 하여 순환유동층화학기상증착법으로 TiO$_2$ 광촉매 막이 코팅된 비드를 제조하였고, 광반응기에서 포름알데히드 수용액의 분해실험을 통하여 광촉매 비드의 활성을 평가 하였다. 포름알데히드의 광촉매 분해실험에서 자외선 강도, 순환유속 그리고 과산화수소의 첨가량이 증가함에 따라 분해속도가 증가하는 경향을 나타내었으며, 초기농도와 pH의 증가는 분해속도를 낮추는 결과를 가져왔다.

수열합성법을 이용한 Brookite $TiO2$ 졸의 제조 및 광촉매 효과 (Synthesis and Photocatalytic Effect of Brookite Phase $TiO_2$ Colloidal Sol by Hydrothermal Method)

  • 윤초롱;오효진;;박경순;이내성;김선재
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2006년도 영호남 합동 학술대회 및 춘계학술대회 논문집 센서 박막 기술교육
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    • pp.117-120
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    • 2006
  • $TiOCl_2$를 중화시키고 과산화수소와 반응시켜 Ti peroxo 전구체를 수열합성법을 이용하여 autoclave 반응기 내에서 가열하여 $TiO_2$ 졸을 제조하였다. Autoclave 반응기 내에 압력을 가하면 브룩카이트상 $TiO_2$졸이 형성됨을 확인하였고, 중화과정에서 NaCl을 첨가하여 Ti 수산화물 격자 내에 Na 이온을 포획되어 브룩카이트상이 나타남을 알 수 있었다. Na 이온의 첨가량에 따라 브룩카이트 결정상 함량이 달라져 광촉매 활성도 달라짐을 브룩카이트상 $TiO_2$가 코팅된 박막의 기상벤젠 광분해 실험을 통해 확인하였고 미세구조, 결정성, 광흡수도률 측정하여 특성평가를 실시하였다.

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하수 2차 처리수 재이용을 위한 저압 및 중압 고도산화시스템의 성능평가 (Assessment of Advanced Oxidation Processes using Low and Medium-Pressure Lamps with H2O2 for Reclamation of Biologically Treated Wastewater Effluents)

  • 안규홍;안석;맹승규;김기팔;홍준석;정민우;권지향
    • 상하수도학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.542-549
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    • 2003
  • In the present study, the feasibility of $UV/H_2O_2$ systems was investigated using low and medium-pressure lamps on biologically treated wastewater effluents for secondary effluent reclamation. Two types of UV lamps were used as the light sources (a 39-W low-pressure mercury lamp and a 350-W medium-pressure mercury lamp). The results from these UV systems showed that the removal of organic compounds could be achieved in the contact time of longer than 30min (i.e., low UV doses). Efficiencies of color removal and disinfection were far better than those of organic matters measured as TOC, DOC and $TCOD_{cr}$. In the low-pressure lamp UV system, it has been found that DOC and color removals were 60.9 and 86.2% with 50mg/L of $H_2O_2$ and contact times of 30 minute, respectively. Whereas, with the medium-pressure lamp UV system, TOC, DOC and color removal were 27.1, 5.6 and 95% with 14.3mg/L of $H_2O_2$ and 14 minute of contact times, respectively. Both systems could be applied for the reclamation of secondary effluent treated with biological treatment processes.

NO 산화를 위한 Mn계 촉매상 과산화수소 분해를 이용한 건식산화제 생성 (Production of Dry Oxidant through Catalytic H2O2 Decomposition over Mn-based Catalysts for NO Oxidation)

  • 장정희;최희영;한기보
    • 청정기술
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    • 제21권2호
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    • pp.130-139
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    • 2015
  • 본 연구에서는 배가스 내 존재하는 비교적 처리가 어려운 오염물질인 NO 기체에 대하여 처리효율을 증대시키기 위하여 NO 산화공정이 필요하며, 이에 필요한 건식산화제를 제조하는 방법으로 H2O2 촉매분해가 도입되었다. H2O2 분해공정 상에서 적용 가능한 촉매로서 다양한 Mn 기반의 불균일계 고체 산 촉매들이 제조되었으며, 이들이 지니는 물리화학적 특성이 주로 H2O2 분해반응에 미치는 영향이 조사되었다. 그 결과, Mn 기반의 고체산 촉매들이 지니는 산점 특성이 H2O2 촉매분해에 영향을 미침을 알 수 있었으며, 산점이 낮은 온도영역에서 많은 양의 산점의 특성을 지니는 촉매가 H2O2 분해반응에서 가장 높은 성능을 나타냄과 동시에 제조된 건식산화제로 인해 높은 NO 산화율을 나타내었다. 대표적인 결과로서 K 성분이 첨가된 Mn 기반의 Fe2O3 지지체 촉매가 적용될 경우, 가장 높은 H2O2 분해효율과 더불어 가장 높은 NO 전환율을 나타내었다.

고염과 건조 스트레스 처리 조건 동안 양초 유식물체의 항산화효소 활성 분석 (Analysis of Antioxidant Enzyme Activity During Seedling Growth of Leymus chinensis Trin Under Salt and Dehydration Stresses)

  • 심동환;남기정;김윤희
    • 생명과학회지
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    • 제28권7호
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    • pp.772-777
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    • 2018
  • 본 연구에서는 화본과 다년생 식물인 양초의 환경 스트레스에 대한 적응 기작을 이해하기 위해, 과산화수소를 제거하는 주요 항산화효소인 peroxidase (POD), ascorbate peroxidase (APX) 및 catalase (CAT) 활성의 변화를 고염과 건조 스트레스 조건에서 조사하였다. 300 mM 이상의 NaCl과 40% PEG 처리에서 양초 유식물체의 지상부와 지하부의 생장이 크게 감소하였다. 항산화효소 수준은 양초 유식물체의 지상부에서 CAT 활성이 높았지만, APX와 POD는 지하부에서 높은 활성 수준을 보였다. 실제로 NaCl과 PEG 처리동안 APX 활성은 지상부와 지하부가 모두 증가하였으며, CAT 활성은 지상부만 증가하였다. 또한 고염 조건에서 양초식물체의 지상부와 지하부 모두에서 전체페놀 함량이 증가하였다. 본 연구의 결과로서, 양초의 유식물체의 지상부 및 지하부의 생장이 과산화수소를 제거하는 항산화효소활성에 의해 조절됨을 알 수 있었으며, 이는 뿌리에서 APX 활성의 증가 및 지상부에서 CAT 활성증가와 같은 효소활성의 조직 특이적 증가에 영향을 받음을 알 수 있다. 본 연구의 결과는 전형적인 사막지역을 포함하는 고염 지역에서 양초 유식물체의 생장을 위해 항산화 방어기작이 중요함을 의미하는 바이다.

시금치 추출물에 의한 뇌세포 사멸 보호 효과 (Spinacia oleracea Extract Protects against Chemical-Induced Neuronal Cell Death)

  • 박자영;허진철;우상욱;신흥묵;권택규;이진만;정신교;이상한
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제14권4호
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    • pp.425-430
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    • 2007
  • Amyloid ${\beta}-peptide$에 의해 유도되는 세포사멸을 보호하는 물질을 검색하기 위하여 250여 식물 재료 및 식품성분으로부터 스크리닝한 결과 가장 효과가 있는 시금치 추출물을 이용하여 뇌신경세포사멸(neuronal cell death)을 어느 정도 보호할 수 있는지를 알아보았다. 시금치 추출물이 항산화 활성과 acetylcholinesterase 활성에 대한 저해효과는 시금치 추출물 처리농도가 높을수록 유의적으로 높게 나타났다. 과산화수소와 amyloid ${\beta}-peptide$에 의해 유도된 SH-SY5Y 세포주의 세포사멸에 대한 시금치추출액의 억제효과를 살펴본 결과, 과산화수소에 의한 세포사멸에 대하여 시금치 추출물은 억제효과를 나타내었으나, amyloid ${\beta}-peptide$의 경우는 세포사멸억제효과를 나타내지 않았다.