본 연구에서는 SO2를 제어하기 위한 산화 촉매에서 platinum (Pt)을 활성금속으로 하는 촉매의 반응특성에 관한 분석을 수행하였다. Titania (TiO2) 지지체에 다양한 precursor 형태의 Pt를 사용하여 Pt/TiO2 촉매를 제조하여 실험에 사용하였다. Pt/TiO2 상의 Pt2+ 또는 Pt4+와 같은 Pt valence state에 따른 SO2 산화의 성능 차이는 나타나지 않으며, PtClx과 같은 Pt chloride species는 전체적으로 SO2 산화 성능을 감소시킨다. 또한, XPS 분석을 수행하여 SO2 산화 반응 전/후의 촉매상의 valence state를 분석한 결과 SO2 산화반응 이후 lattice oxygen의 감소 및 surface chemisorbed oxygen의 증가를 확인할 수 있다. 따라서 Pt/TiO2 촉매의 SO2의 산화 반응은 PtOx에 해당하는 lattice oxygen의 반응과 oxygen vacancy에 의한 산화-환원 반응이 진행되는 Mar-Van Krevelen 메커니즘이 주요한 SO2 산화 반응임을 판단할 수 있으며, 이러한 결과를 통하여 촉매 상에 존재하는 PtOx (Pt2+ 또는 Pt4+)의 oxygen species가 주요한 활성 site로 작용함을 확인할 수 있다.
O,S-dialkyl alkylphosphonothioates 계열 유기인제 농약의 체내 작용기작을 이해하기 위하여 model 화합물 (1), O-ethyl S-methyl ethylphosphonothioate [$LD_{50}$(rat, oral) 4.6mg/kg ; $K_i$(bovine erythrocyte acetylcholinesterase) 303 $M^{-1}min^{-1}$]이 선정되었다. 이 유기인계 화합물들은 체내에서 활성화(活性化) 과정을 겪으면서 독성(毒性)을 발현하는 것으로 가설(假說)되어져 왔다. 생체 내 mixed function oxidases에 의한 산화 활성화 과정을 화학적(化學的)으로 재현하기 위하여 두 종류의 유기산화제 즉, meta-chloroperoxybenzoic acid와 monoperoxyphthalic acid가 사용되었고, 대사적(代謝的) 산화를 재현하기 위하여 쥐 간(肝)에서 추출한 microsomal oxidation system을 이용한 in vitro 산화반응이 시도되었다. 산화반응 중간생성물인 S-oxide의 존재가 전구물질(1)의 가설적 산화 반응경로를 통해서 간접적으로나마 충분히 확인 되어질 수 있었다. 더욱이 ethanol을 이용한 trapping 실험에서 불안정한 산화중간물질인 S-oxide가 강한 phosphorylating agent라는 것이 확인되어, 전구물질 (1)로부터 산화반응을 거치면서 생성된 이 중간물질이 체내 신경전달에 중요한 역할을 하는 acetylcholinesterase를 phosphorylation하게 되고, 결국 이런 활성화 과정을 통해 이 계열의 화합물들이 독성을 발휘하는 것으로 이해될 수 있었다.
석탄화력발전소로부터 배출되는 질소산화물(NO + NO2 = NOx)은 NH3를 환원제로 사용하여 선택적으로 환원시키는 SCR(selective catalytic reduction) 탈질촉매시스템에서 효과적으로 제거될 수 있다. 이 SCR 촉매공정에서 원소수은을 산화시켜 후속공정에서 제거하기 위하여 수많은 산화촉매들이 제안되었으나 MW급 석탄연소시설이나 상업운전 중인 석탄발전소 탈질시스템에서 원소수은 산화성능을 실증한 사례들은 매우 드물다. 실배가스에서 수행한 실증연구들을 심층적으로 조사·분석한 바는 기존 SCR 탈질촉매뿐 아니라 수은산화능을 향상시킨 신촉매의 원소수은 산화활성은 석탄연소, 실배가스 등의 특성에 따라 매우 복잡한 양상을 띤다는 점이다. 그럼에도 불구하고 석탄연소시설에 사용하는 원료탄, 탈질시스템과 실증조건이 원소수은 산화능에 가장 큰 영향을 미치는 핵심 요소이다. 특히, 원료탄에 함유된 할로겐 함량은 탈질촉매공정의 중요성을 넘어서는 것으로 보여진다. 석탄에 존재하는 대표적인 할로겐 성분은 Cl, Br과 F이고 이들 중에서 Cl이 지배적이며 다른 할로겐계처럼 염으로 존재하지만 석탄연소 과정에서 미량의 Cl2와 함께 HCl로 전환된다. 이러한 HCl은 원소수은 산화에 있어서 강력한 산화제로 작용하지만 석탄마다 Cl 함량이 다르기 때문에 HCl 농도 또한 강하게 의존한다.
본 연구는 폐수 중 함유된 고농도의 LAS를 제거하기 위해 $FeSO_4$를 이용한 응집, 펜톤산화, 펜톤 공정 전.후에 응집공정을 조합시킨 Coagu-oxidation 및 Renton's Coagulation을 이용하여, 처리 시 최적 조건을 도출하고, 효율적인 화학적 처리방법을 검토하기 위해 수행되었다. 연구로부터 얻어진 결론은 다음과 같다. 응집공정은 pH 8, 응집제의 주입량 200mg/L인 조건에서, 펜톤산화는 pH 3, $H_2$$O_2$에 대한 ${Fe^2}^{+}$의 비가 1:1인 조건에서 최적효율을 보였다. Fenton's Coagulation 처리 시 LAS의 개환율은 높아졌고, 주입된 LAS농도의 73~96%가 제거되어 4가지 처리 방법 중 가 장 좋은 처리효율을 보였다. 따라서, LAS의 생물학적 처리 시 거품 및 부산물 생성 등에 의해 저해작용을 감안한다면, LAS가 다량으로 함유한 산업 폐수에서 화학적 처리방법의 도 입이 적절할 것으로 생각되며, 이들 중 Fenton's Coagulation을 유용하게 적용될 수 있을 것으로 판단된다.
Nile blue와 sodium periodate의 산화반응에서 촉매로 작용하는 rhodium(Ⅲ) 이온의 농도변화에 따른 형광세기를 측정하여 rhodium(Ⅲ) 이온을 정량하는 방법에 대하여 연구하였다. 반응계의 pH, nile blue, sodium periodate, trioctylphosphine oxide(TOPO)의 농??및 온도가 반응속도에 주는 영향을 조사하였다. 최적 실험조건에서 rhodium(Ⅲ) 이온의 직선범위는 100ng/mL~0.1ng/mL 이었고 검출한계는 0.01ng/mL이었다. 또한 본 방법으로 Rh(Ⅲ)이온을 정량할 때의 일부 방해이온 효과에 대해서도 조사하였다.
식품에 항 산화제로 첨가시키는 BHT와 BHA의 독성에 대해 고찰하였다. BHT와 BHA는 실험동물에서 간, 폐, 신장, 순환계, 생식계, 등에 여러 영향을 주며 이러한 영향은 동물의 종류와 성에 따라 상당한 차이를 나타내고 있다. 대부분 실험에 사용된 BHT와 BHA의 양이 인체가 매일 식품으로부터 흡수할 수 있는 양보다는 훨씬 많은 양을 사용하였기 때문에 동물실험의 결과로 인체에 유독성을 직접 판단하기는 어렵고 이들의 안전성에 대해서는 보다 체계적인 연구가 앞으로 요구된다. 미량의 BHT와 BHA를 장기간 복용하였을 때 생기는 부작용에 대한 연구가 필요하며 또한 이들 항 산화제는 약물대사에 관여하는 효소의 합성내지 활성도를 증가시키는 것으로 알려져 있기 때문에 체내에서 다른 약물의 대사 및 독성에 어떤 상호 작용을 가져오는 지에 대한 면밀한 연구가 요구되고 있다. 더불어 본 논문은 현시점에서 이들 항산화제의 식품에 첨가여부를 논쟁하고자 하는 의도가 전혀 없음을 명백히 하는 바이다.
광미와 오염된 토양에 함유되어 있는 중금속은 물리ㆍ화학적 환경 변화에 따라 안정화되어 자연적으로 정화가 진행되거나, 혹은 재용출 될 수 있어 중요한 오염원으로 작용 할 수 있다. 따라서 중금속 원소의 존재형태를 규명하여 물리ㆍ화학적 환경 변화에 따른 중금속의 거동을 예측하고자 Tessier et al (1979)의 방법을 이용하여 연속추출을 수행하였다. 구룡광간의 광미와 오염된 토양에 함유된 중금속과 마량원소의 존재형태를 비교해 보면 Fe를 제외한 모든 원소의 존재형태가 안정상인 잔류형태로 존재하였다. Cd, Co, Cu 및 Pb의 경우 잔류형태 다음으로 비정질 산화광물형태로 수반된 형태도 중요한 존재 형태인 것으로 나타났다. 그러나 Fe은 비정질 산화광물의 형태가 가장 우세한 것으로 나타났으며, 황화광물과의 결합형태가 상대적으로 우세한 경향을 보였다.
고정화 inulinase를 이용하여 inulin으로부터 fruc-tose 시럽을 연속적으로 생산하기 위하여 Bacillus sphaericus 188-1이 생성하는 inulinase를 부분 정제한후 5시간 NaIO$_4$로 산화시킨 cellulose에 고정화시킨 다음 이들의 성질을 조사하였다. 산화 cellulose에 고정화시킨 inulinase의 활성은 g당 47 Unit 이었고 고정화수율과 활성수율은 각각 41%와 39%이었다. 고정화시킨 inulinase의 작용 최적온도와 pH는 각각 5$0^{\circ}C$, pH 9.0이었고 5$0^{\circ}C$, pH 8.0~10.0에서 비교적 안정 하였다 고정화시킨 inulinas의 활성은 K+, Ca2+, Mn2+과 Hg2+에 의하여 활성화 되었으며 EDTA(10mM)에 의하여 심하게 저해되었다.
Reactive oxygen species(ROS)에 의한 세포독성이나 DNA손상은 노화와 암에 밀접한 관련이 있다. 본연구에서는 ROS중 hydroxyl radical 생성에 관여되는 $H_2O$$_2$에 의해 유도되는 산화적 세포독성이나 DNA손상에 억제적으로 작용할 수 있는 천연물을 창출하기 위한 연구를 하였다. 인삼(Panax Ginseng)C.A. Meyer의 석유에텔의 추출물(GPE)과 일부분획성분(P2)에 대하여 in vitro에서 지질과산화억제효과 및 프리라디칼소거효과를 시험하고 CHL Cell에서의 $H_2O$$_2$ 유도 세포독성과 산화적 DNA손상에 미치는 영향을 연구하였다. 한편 이들 물질을 기존의 항산화제인 ascorbic acid, dl-$\alpha$-tocopheorl 및 $\beta$-carotene등과 비교하였다.
저에너지 중성자가 가톨리늄(Gd) 막에 입사되면 중성자 포획과정에서 전환전자가 생성된다. 이 전환전자에 의해 pMOSFET $SiO_2$ 산화층에서 발생된 전자-전공쌍이 발생되고, 이 가운데 정공은 산화층 내부에 쉽게 붙잡혀(Trap) 양전하 센터로 작용하게 된다. 이 축적된 전하는 pMOSFET의 문턱전압(Threshold voltage)을 변화시킨다. 본 연구에서는 이러한 간접측정 원리를 이용하여 열중성자를 실기간 탐지할 수 있는 반도체형 탐지소자를 개발하고 하나로(HANARO) 방사선장에서의 시험을 통해 성능을 검증하였다. 그리고 감도관련 변수의 최적화를 통하여 작업자가 사용 가능한 범위의 고감도 열중성자 선량계로 개선 제작하였다. 개발된 선량계는 소형으로 실시간 열중성자 측정이 가능하며 감마방사선으로부터 독립적으로 열중성자를 측정할 수 있는 장점도 지니고 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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