• 제목/요약/키워드: 과황산계 산화제

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과황산계 산화제에 따른 폐LiFePO4 양극재에서 리튬의 침출 효과와 선택적 회수에 대한 연구 (A Study on the Leaching Effect and Selective Recovery of Lithium Element by Persulfate-based Oxidizing Agents from Waste LiFePO4 Cathode)

  • 김희선;김대원;장대환;김보람;진연호;채병만;이상우
    • 자원리싸이클링
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    • 제31권4호
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    • pp.40-48
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    • 2022
  • 폐LiFePO4 배터리의 양극재에는 리튬이 약 4% 함유되어 있으며, 함유된 원소의 재활용은 환경적인 문제뿐만 아니라 자원순환의 관점에서 중요하다. 폐LiFePO4 양극재 분말에 함유된 리튬을 선택적으로 침출하기 위하여 3종류의 과황산계 산화제 [과황산나트륨(Na2S2O8), 과황산칼륨(K2S2O8), 그리고 과황산암모늄((NH4)2S2O8)]를 사용하여 각 성분의 침출율 및 분말특성을 비교 분석하였다. 침출 시 광액농도를 변수로 두고 각 조건별로 3시간 동안 침출을 진행하였으며, 얻어진 침출용액은 ICP 성분분석을 시행하여 침출율을 계산하였다. 본 연구에서 사용된 모든 과황산계 산화제 종류에서 92% 이상의 리튬 침출율을 보였다. 특히 과황산암모늄의 산화제를 사용하여 침출하였을 경우, 50 g/L의 광액농도 및 1.1 몰 비의 산화제 농도에서 약 93.3%의 가장 높은 리튬의 침출율을 보였다.

35C 측정을 위한 유기물과 무기물에서 황의 정량 (Quantification of sulfur from organic and inorganic materials for determination of 35C)

  • 이흥래;강상훈;송병철;손세철;지광용
    • 분석과학
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    • 제22권2호
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    • pp.186-190
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    • 2009
  • 산 매질 조건에서 다양한 할로겐산화물을 이용하여 황 원소를 포함한 유기물(thiourea, methionine)과 무기물(sulfate, thiophosphate)의 산화에 관한 연구를 수행하였다. 산화반응의 최적조건은 3 M 질산용액 매질에서 bromate (${BrO_3}^-$)를 산화제로 사용했을 때 얻어졌다. 유기 황 화합물인 thiourea에서는 100%의 산화 수율을 확인하였으며, methionine을 사용한 결과는 87%이었다. 또한 무기 황 화합물인 thiophosphate와 sulfate의 산화는 각각 80%와 100%의 산화 수율을 얻었으며, 5%의 상대표준표차(RSD)가 있음을 확인하였다. Thiourea의 산화는 1.6배의 bromate가 필요하였으며, methionine과 thiophosphate의 경우에는 20배 이상이 필요함을 관찰하였다. 황산염 이온은 황산 바륨($BaSO_4$)으로 침전을 확보하였으며, 이때 얻어진 방사성 황산 바륨($Ba^{35}SO_4$)은 기체비례계수기(gas proportional counter, GPC)을 이용하여 정량적으로 측정하였다. $^{35}S$ 계측을 위한 소광보정곡선은 무게 차이를 이용하여 작성되었다.

과황산(persulfate) 산화반응을 이용한 염소계 화합물(TCE, PCE) 분해에 관한 연구 (A Study on Persulfate Oxidation to Remove Chlorinated Solvents (TCE/PCE))

  • 송경호;도시현;이홍균;조영훈;공성호
    • 대한환경공학회지
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    • 제31권7호
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    • pp.549-556
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    • 2009
  • Trichloroethylene (TCE)와 tetrachloroethylene (PCE)은 주로 드라이클리닝 및 산업 세척액으로 쓰이는 염소계 화합물이며, 발암성 물질로 알려져 있다. In situ chemical oxidation (ISCO)는 토양 및 지하수를 처리하는 기술로, 지표 아래에 존재하는 오염된 지역까지 산화제를 전달하여 오염물질을 처리하는 기술이다. ISCO에 사용되는 산화제 중 persulfate는 강력한 산화제인 sulfate 라디칼 (${SO_4}^{-{\cdot}}$)을 발생시켜 처리하는 기법으로, 본 연구에서는 TCE와 PCE의 분해에 persulfate 산화공정을 적용하여 초기 pH (3, 6, 9, 12), persulfate의 농도 (0.01, 0.05, 0.1, 0.3, 0.5 M), 초기오염물질농도 (10, 30, 50, 70, 100 mg/L)에 대한 영향을 알아보았다. 초기 pH가 3 일 때, TCE와 PCE는 각각 93.2%와 89.3%로 가장 높은 처리효율을 나타낸 반면, 초기 pH가 12 일 때, TCE 55.0%와 PCE 31.2%로 가장 낮은 효율을 보여 pH가 높아질수록 처리효율이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 persulfate의 농도가 증가할수록 TCE/PCE의 처리효율이 증가하였으며, 가장 높은 persulfate의 농도 (0.5 M)에서의 처리효율은 96.5% (TCE), 95.7% (PCE) 였다. 반면 초기오염농도가 높아질수록 처리효율은 낮아지는 경향이 나타났다. 본 연구에서 얻어진 가장 빠른 분해속도를 나타내는 조건은 pH 3, persulfate 농도 0.5 M, 그리고 오염물질 (TCE/PCE) 농도 10 mg/L이었고, 이때 구해진 1차 분해속도 상수 ($k_{obs}$)는 1.04 (TCE)와 1.31 (PCE) $h^{-1}$ 였다.

마이크로버블과 환원제를 이용한 습식 NO 및 SO2의 동시제거 (Simultaneous Removal of NO and SO2 using Microbubble and Reducing Agent)

  • 송동훈;강조홍;박현식;송호준;정용철
    • 청정기술
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    • 제27권4호
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    • pp.341-349
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    • 2021
  • 연소시설에서는 화석연료에 포함된 질소와 황이 산소와 반응하여 대기 오염물질인 질소산화물(NOX)과 황산화물(SOX)을 발생시킨다. 인체에 유해하고 환경 오염을 야기하는 NOX, SOX를 저감하기 위해 전세계적으로 환경규제를 시행 중이며, 규제를 충족하기 위해 다양한 기술들을 적용하고 있다. 상용화된 NOX 및 SOX 저감방식들로 SCR (selective catalytic reduction), SNCR (selective non-catalytic reduction), WFGD (wet flue gas desulfurization) 등이 있으나 이 방식들의 단점들 때문에 NOX, SOX를 동시제거하는 연구가 근래 많이 수행되고 있다. 그러나 NOX, SOX 동시 제거 방식에서도 산화제 및 흡수제로 인한 폐수 발생에 대한 문제점, 특정 산화제를 활성화 하기 위한 촉매 및 전기분해 사용에 따른 비용 발생, 마지막으로 기체 산화제들 자체 유해성의 문제점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 NOX, SOX 동시처리 방식의 단점들을 보완하고자 고압분산기에서 생성된 마이크로버블과 환원제를 이용하여 비용절감 및 폐수처리 시 환경부하저감 가능성을 확인해 하고자 하였다. 분산기가 마이크로버블을 생성하는 것을 이미지 프로세싱과 ESR (electron spin resonance) 분석을 통해 확인하였으며, 마이크로버블만을 이용하여 온도에 따른 NOX, SOX 제거율 성능 테스트도 진행하였다. 뿐만 아니라 폐수를 저감하기 위해 환원제와 마이크로버블을 이용하여 습식으로 NOX 제거율 약 75%, SOX 제거율 99%를 달성하였다. 본 마이크로버블 시스템에 산화제를 함께 투여할 경우 NOX, SOX제거율 모두 99%이상을 달성 하였다. 이러한 연구 결과를 토대로 습식산화제거방식을 적용하는 시설의 단점이었던 비용 및 환경 문제를 해결함에 기여할 수 있을 것으로 기대 된다.

Y2O3와 Fe2O3가 포함된 LAS 계 결정화 유리 특성 (The properties of glass ceramic of LAS system with Y2O3 and Fe2O3)

  • 이지선;임태영;황종희;이영진;전대우;김선욱;라용호;김진호
    • 한국결정성장학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.154-159
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    • 2019
  • 용융 온도를 낮추고 균질화에 영향을 줄 수 있는 yttrium oxide(산화 이트륨)과 iron oxide(산화철)를 사용하여 $LI_2O-Al_2O_3-SiO_2$ 계 결정화 유리를 제조하였다. 조핵제는 Zirconium sulfate(황산지르코늄)을 사용했고, 유리 점도를 낮추기 위해 calcium phosphate(인산칼슘)을 사용해 유리 유동성을 원활하게 하였다. 결정화 유리는 열충격 $750^{\circ}C$ 이상을 만족했고, $800^{\circ}C$ 이상에서 열팽창계수가 급격하게 상승하는 온도를 약 $30^{\circ}C$ 이상 시프트 하였다. 따라서 yttrium oxide와 iron oxide 포함하는 LAS 계 유리는 고온에서 양호한 용융 상태와 우수한 열팽창 저항성을 확인하였고 특수 주방용 재료 분야에 충분히 활용이 가능하리라 판단되었다.

정상산란계(正常産卵鷄)에 있어서 탄수화물(炭水化物)과 지질(脂質) 대사(代謝)의 생동역학(生動力學) - 제3보(第三報), 오초산화(五醋酸化)포도당의 합성(合成) 및 액체(液體)신치레숀카운터에 의(依)한 균일표식(均一標識) $^{14}C$-포토당의 방사화학적(放射化學的) 순도(純度) 측정(測定) (Biokinetics of Carbohydrate and Lipid Metabolism in Normal Laying Hen -Part III. Determination of Radiochemcal Purity of $^{14}C(U)$-Glucose Solution by Liquid Scintillation System Using Glucose Pentaacetate)

  • 장윤환;피 엠 리스
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제22권3호
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    • pp.145-149
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    • 1979
  • 탄수화물(炭水化物)과 지질대사(脂質代謝)의 생동력학(生動力學)을 연구(硏究)하기 위(爲)하여 정상산란계(正常産卵鷄)에 주사(注射)하게 되는 균일표식(均一標識)$^{14}C$-포도당의 방사화학적(放射化學的) 순도(純度)를 조사(調査)하였다. 탄소(炭素)-14의 방사능(放射能)을 측정(測定)하기 위(爲)여 액체(液體) 신치레숀 카운터를 이용(利用)하였으며 용액중(溶液中)의 단백질(蛋白質)을 침전(沈澱)시키기 위(爲)하여 수산화(水酸化)바륨과 황산아연(黃酸亞鉛)을 사용(使用)하였다. 주사용액중(注射溶液中)의 포도당 농도(濃度)를 Hultman의 방법(方法)에 의(依)하여 측정(測定)한 결과(結果) 0.912 mg/ml 이었으며 동(同) 주사용액(注射溶液)의 비방사능(比放射能)은 포포당 1mg당(當) 31.3nCi이였다. 주사용액(注射溶液)에서 순수(純粹) 포도당을 분리(分離)하기 위(爲)하여 오초산화(五醋酸化)포도당을 합성(合成)하였다. 분리(分離)한 순수(純粹) 포도당의 비방사능(比放射能)은 포도당 1mg당(當) 28.5nCi인 것으로 나타난다. 따라서 상기(上記) 주사용액(注射溶液)의 방사화학적(放射化學的) 순도(純度)는 82.7%인 것으로 밝혀 졌다.

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유통 산화형 염모제의 접촉성피부염 유발물질 함량 연구 (A Study on Contact Dermatitis-Causing Substances Concentration in Commercial Oxidative Hair-Coloring Products)

  • 나영란;구희수;이승주;강정미;진성현
    • 대한화장품학회지
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    • 제40권2호
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    • pp.203-214
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    • 2014
  • 시중에 유통 중인 산화형 염모제 28건을 대상으로 접촉성피부염 유발 성분 함량 조사를 수행하여, 관련분야에 기초자료를 제공하고자 본 연구를 수행하였다. 접촉성피부염을 유발하는 물질로 산화염료 10종(p-phenylenediamine, toluene-2,5-diamine, m-phenylenediamine, nitro-p-phenylenediamine, p-aminophenol, m-aminophenol, o-aminophenol, p-methylaminophenol, N,N'-bis(2-hydroxyethyl)-p-phenylenediamine sulfate, 2-methyl-5-hydroxyethylaminophenol)과 중금속 4종(니켈; Ni, 크롬; Cr, 코발트; Co, 구리; Cu)을 선정하였다. 10종의 접촉성피부염 유발 산화염료의 함량조사를 위하여 헥산-2% 아황산나트륨을 이용하여 빠르고 간단하게 시료전처리를 하였고, 초고성능액체크로마토그래피를 이용하여 분석시간이 12 min으로 짧은 동시분석조건을 확립하였다. 분석 결과 10종의 산화염료 성분은 제품에 표기된 성분이 모두 확인되었고, 각 성분의 농도는 의약품등 표준제조규정에 제시된 사용할 수 있는 농도상한 이하로 나타났다(식품의약품안전처 고시 제2013-228호). 또한, 4종의 중금속성분을 확인하기 위하여 microwave를 이용하여 시료를 분해하였고, 유도결합플라즈마분광계를 이용하여 정량 분석하였다. 각 제품에서 중금속별 검출량은 Ni 0.572 ${\mu}g/g$, Cr 3.161 ${\mu}g/g$, Co 2.029 ${\mu}g/g$, Cu 0.420 ${\mu}g/g$이었다. 염모제의 성상별 중금속 농도를 비교한 결과 분말타입(헤나) 염모제의 평균 중금속 농도는 Ni 1.800 ${\mu}g/g$, Cr 10.127 ${\mu}g/g$, Co 7.082 ${\mu}g/g$, Cu 1.451 ${\mu}g/g$로 거품타입이나 크림타입 보다 높았다. 염모제를 흑색, 흑갈색, 갈색, 짙은 갈색, 옅은 갈색, 붉은 갈색의 6개 색상으로 구분하여 분석한 결과, 갈색의 경우 Co 농도가 가장 높고 나머지 색상에서는 모두 Cr의 농도가 높은 것을 알 수 있었다.

$^1O_2$으로 유도된 사람 적혈구의 광용혈에 있어서 대두의 아이소플라본인 제니스테인의 보호작용 (Protective Effect of Isoflavone, Genistein from Soybean on Singlet Oxygen Induced Photohemolysis of Human Erythrocytes)

  • 박수남
    • 한국식품과학회지
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    • 제35권3호
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    • pp.510-518
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    • 2003
  • 자외선에 노출된 피부에서 생성된 활성산소종에 의한 산화적 스트레스는 세포 구성 성분들을 손상시키고 궁극적으로는 피부 광노화 및 발암을 야기시킬 수 있다. 이 연구에서는 대두(Glycine max MERRILL)의 성분인 genistein(4',5,7-trihydroxyisoflavone)을 포함하는 몇 가지 천연 황산화제들에 대하여 로즈벵갈로 증감된 사람 적혈구의 광용혈에 대한 보호효과를 조사하였다. Genistein$(10-100\;{\mu}M)$은 농도-의존적으로 광용혈을 억제하였다. 그리고 지질 과산화 연쇄반응의 차단제인 ${\alpha}$-tocopherol보다도 더 효과적이었다. 그러나, Genitein의 배당체인 genistin, 소용성 항산화제인 L-ascorbate, 철-킬레이트제인 sodium phytate는 광용혈에 대하여 보호 효과를 나타내지 않았다. 오히려 보다 높은 농도$(500\;{\mu}M)$에서는 L-ascorbate와 sodium phytate 모두 광용혈을 촉진시켰다. 반면, $^1O_2$ 소광제로 알려진, ${\alpha}$-carotene 3,3'-diol은 현저한 보호 효과를 보여주었다. 이 결과는 로즈벵갈로 증감된 광용혈에 있어서 $^1O_2$이 중요함을 가리킨다. Luminol-의존성 화학발광법을 이용하여, $Fe^{3+}-EDTA/H_2O_2$ 계에서 생성된 ROS에 대한 몇가지 천연 항산화제들의 ROS 소거활성을 측정하였다. 활성 산소 소거활성$(OSC_{50})$의 크기는 sodium phytate > L-ascorbate>${\alpha}$-tocopherol > genistein > genistin순이었다. Gnistein, genistin, ${\alpha}$-tocopherol, L-ascorbate 및 sodium phytate의 활성산소 소거활성$(OSC_{50})$은 각각 41.0, 109.0, 9.0, 5.2, 및 $0.56{\mu}M$이었다. Free radical 소거활성$(FSC_{50})$의 크기는 L-ascorbate > ${\alpha}$-tocopherol > genistein > genistin순으로 나타났다. 이상의 결과들은 genistein이 $^1O_2$ 혹은 다른 ROS를 소거함으로써 그리고 ROS에 대항하여 세포막을 보호함으로써 생체계, 특히 태양 자외선에 노출된 피부에서 항산화제로서 작용할 수 있음을 가리킨다.