• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권6호
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• pp.1029-1038
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• 2008

전이금속 산화물의 전구체가 들어있는 합성모액을 수열 반응시켜 전이금속 산화물이 고정된 하이드로탈사이트를 제조하여 이들에 대한 이산화질소의 흡착 성질을 조사하였다. 전이금속 산화물의 분산도, 이산화질소의 흡착량 및 흡착상태를 XRD, SEM, XPS, 질소 흡착등온선, 중량식 흡착법, FT-IR, 승온탈착법으로 조사하였다. 전이금속 산화물은 주로 하이드로탈사이트의 표면에 분산 담지되었으며, 철과 니켈 산화물이 고정된 하이드로탈사이트에 이산화질소가 많이 흡장되었다. 철 산화물이 표면에 분산되어 담지되면 이산화질소의 흡장량이 많지만, 철 산화물이 지나치게 많이 담지되면 덩어리져서 표면의 염기점을 차폐하므로 이산화질소의 흡장량이 오히려 줄어들었다. 철 산화물의 고정량이 적절하면 하이드로탈사이트에서 이산화질소의 흡장세기는 약해지지만, 흡장량은 많아지고 수열 안정성이 증진되었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제34권2호
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• pp.217-224
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• 2017

본 연구는 강산 분위기에서 아연의 산화 환원 반응을 통한 폐수 중 질산성 질소 제거에 관한 연구이다. 폐수에 황산($H_2SO_4$)을 첨가하여 강산 분위기를 조성한 다음, 아연과 설파믹산을 넣어주게 되면 금속 아연이 산화되고, 이온화된 질산성 질소가 환원 처리되어 제거되는 연구이다. 산화 반응은 강산 분위기일수록 반응이 잘 일어나기 때문에 pH 2.0~4.0 범위 중 pH 2.0에서 제거효율이 높았다. 설파믹산을 첨가함으로써 질산 이온을 최종 질소가스로 환원시켜 제거하는 것이 설파믹산이 존재하지 않을 때보다 $H^+$ 이온 소모량이 적기 때문에 설파믹산을 투입하는 것이 유리하였다. 같은 아연 양에 따라 설파믹산을 넣지 않은 것은 질산성 질소가 46.0% 제거되는 반면, 설파믹산을 넣게 되면 질산성 질소가 93.0% 제거된다. 본 실험에서 아연은 입자가 분말 형태로 제조되어 반응성이 다른 일반 아연 금속보다 크기 때문에 반응 후 1분 만에 제거 효율이 약 80.0% 로 매우 높게 나타났다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제11권3호
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• pp.237-243
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• 2011

강화되는 방류수 수질기준에 맞추어 하수처리장 개조 방안의 하나로 고농도의 암모니아성 질소를 함유한 반류수를 처리하는 방안이 주장되고 있다. $35^{\circ}C$, $20^{\circ}C$와 $10^{\circ}C$ 조건의 실험실 규모 반응조 운전을 통하여 경제적인 질소 제거 방법인 아질산화 반응 유도하였다. $20^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 안정적인 아질산화 반응을 유도 할 수 있었으나, $10^{\circ}C$ 저온 조건에서는 완전 질산화 반응이 유도 되었다. 이는 온도의 영향을 받아 SRT가 길어져 완전 질산화 반응이 유도된 것으로 사료된다. 온도에 따라 아질산화 반응에 요구되는 SRT가 변화하는 것으로 볼 때, 온도와 SRT는 아질산화 반응에 중요한 인자로 판단된다. 또한 $20^{\circ}C$ 이상의 조건에서 암모니아성 질소 제거 반응과 아질산화 반응을 유도하는 것이 유리 한 것으로 나타났다. 본 논문에서 제시한 결과는 아질산화 반응을하수처리장에 적용할 때 중요한 기초 자료로 사용될 수 있을 것이다.

• 미생물과산업
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• 제14권3호
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• pp.16-20
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• 1988

암모니아를 아질산또는 질산으로 산화시키는 과정인 질화작용(nitrification)은 암모니아와 함께 또 하나의 식물및 미생물에 대한 질소원인 질산의 농도를 증사시켜 생물의 생장을 뒷받침하기도 하나(Fenchel and Blackburn, 1979) 생물체의 질소원에 있어서 세가지의 불이익을 초래하기도 한다. 질산은 암모니아와는 달리 토양이나 저질토(sediment)의 cation exchange site에 흡착되지 않으므로 쉽게 손실된다(Greenland, 1958). 또 무산소상태에서는 탈질화과정 (denitrification)에 의하여 기체질소로 환원되어 생태계내에서 사라진다 (Broadbent and Clark, 1965). 끝으로 질산태의 질소가 생물체내의 질소의 주 형태인 아미노산의 질소로 되기 위해서는 암모니아로 환원되어야 하므로 질산의 동화는 상대적으로 많은 에너지를 필요로한다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 추계학술발표대회
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• pp.39.1-39.1
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• 2011

가압경수로의 압력경계기기는 약 $300^{\circ}C$, 150기압의 고온고압수환경에서 가동되고 있다. 특히 가압기 밀림관은 고온수와, 저온수가 교차하는 부분으로 열성층 형성으로 열적, 기계적 피로 및 수화학환경이 더해진 부식피로 등에 의하여 손상을 받는다. PWR 원전에서 수화학환경은 대표적으로 용존산소(DO) 5ppb, pH 6~8, 용존수소(DH) <30 cc/kg, 온도 $316^{\circ}C$의 환경을 유지하게 된다. 가압기 밀림관에는 오스테나이트계 스테인리스강이 사용되는데, 오스테나이트계 스테인리스강은 고온 수화학환경에 민감한 것으로 알려져 있다. 따라서 오스테나이트계 스테인리강을 공기중에서의 기계적특성 및 피로특성을 향상시키기 위하여 질소를 첨가한 스테인리스강을 제조하여 PWR 원전환경에서의 피로균열성장특성을 평가하였다. 실험에 사용된 재료는 PWR 원전 가압기 밀림관 소재인 Type 347 스테인리스강에 0.0005 wt%가 첨가된 상용재와 0.11 wt% 질소가 첨가된 재료이다. 사용된 시편형상은 두께 5 mm, 폭 25.4 mm의 CT 시편이다. 수화학환경은 150기압, 온도 $316^{\circ}C$, 용존산소(DO) 5ppb, 용존수소(DH) 30 cc/Kg, pH는 약 7로 유지 하였으며, 응력비 0.1, 하중 반복속도 10Hz의 기계적 조건에서 하중제어로 시험을 진행하였다. 균열길이는 직류전위차법(Direct Current Potential Drop: DCPD)을 이용하여 측정하였다. 질소함량이 증가할수록 동일 사이클에서 균열길이가 늦게 성장하였고, 피로균열성장속도도 약간 늦어지는 것으로 나타났다. 각 스테인리스강의 피로파면 관찰결과 상용재는 약 1 ${\mu}m$의 산화물들이 생성되는 반면 질소첨가 스테인리스강은 약 0.1 ${\mu}m$정도 산화물이 생성되었다. 산화막의 두께도 질소가 첨가됨으로써 상용재에 비해 얇게 생성되었다. 따라서 질소가 첨가됨으로써 부식환경에서 내산화성이 향상되었으며, 이는 피로균열성장특성에 영향을 미치는 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.421-421
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• 2021

도시화, 산업화로 인해 하수처리장 유입하수 내 질소 농도가 증가하면서 그에 따른 부영양화 발생, 수생태계에 독성을 미치는 등의 악영향 또한 증가하게 되었다. 하수 내 고농도 질소를 처리하기 위해 1990년 초 연구가 시작되어 현재 보편적으로 사용되고 있는 생물학적 질소 제거 공정은 산소공급과 외부탄소원 보충 과정에서 상당한 비용이 소요된다. 이와 같은 문제점이 대두됨에 따라 고도의 질소 제거 공정이 요구되면서, 경제적으로 개선이 이루어져 기존의 질산화·탈질 공정보다 효율적인 혐기성 암모늄 산화 공정(ANaerobic AMMonium OXidation, ANAMMOX)이 제안되었다. ANAMMOX 공정은 혐기성 조건 아래 전자공여체와 전자수용체로써 암모니아성 질소와 아질산성 질소를 이용해 질소가스 형태로 질소를 제거하는 공정이다. 질산화·탈질 공정과 비교했을 때, 폭기과정에서의 산소요구량 감소, 외부탄소원 불필요, 질소 제거 과정 단축 등의 장점을 가진다. 본 연구는 수처리공정에서의 ANAMMOX 공정의 적용 가능성을 확인하고, 암모니아성 질소대비 아질산성 질소 비율에 따른 Mainstream ANAMMOX 공정의 효율 비교를 통해 공정의 안정성과 높은 제거효율을 확보할 수 있는 NH₄⁺ 대비 NO₂^- 비율을 도출하는데 목적이 있다. 실험실 규모의 Mainstream ANAMMOX 반응조에 적용한 비율은 선행연구를 비롯한 화학양론식에서 제시된 비율을 바탕으로 산정하였다. 1.00부터 1.30의 전체적인 비율을 Initial과 Advanced 2개의 구간으로 나누어 운전한 결과, 각 구간의 NH₄⁺ 제거효율은 각각 58~86%, 94~99%였다. NH₄⁺ 대비 NO₂^- 비율이 증가함에 따라 공정의 안정성이 확보되고, NH₄⁺ 및 총질소(TN) 제거효율이 증가하는 경향이 나타났다. 본 연구의 결과는 수처리공정에서의 안정적인 ANAMMOX 공정 적용을 유도하고, ANAMMOX 공정의 성능개선을 도모하는 연구의 기초로 활용될 수 있다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제45권6호
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• pp.1223-1235
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• 1998

연구배경 : 급성호흡곤란증후군(ARDS) 환자의 폐 산소화를 개선시키기 위한 보조적 치료법인 복와위 자세에서의 인공환기는 대상 환자의 약 61%에서, 흡입 산화질소 투여는 60-80%에서 효과가 있는 것으로 보고되어 있다. 산소화 호전의 주된 기전은 복와위시는 이환이 심한 등쪽 폐의 환기 호전에 의한 단락 감소이며, 산화질소 투여 시는 이환부위로부터 정상 폐포로의 폐 혈류의 재분포에 의한 단락 감소안 것으로 알려져 있다. 그러므로 복와위와 산화질소의 병용 치료 시 산소화 개선에 상승 효과를 기대할 수 있으나 이에 관한 임상 연구는 없었다. 이에 저자들은 ARDS환자에서 두 치료의 병합이 가스 교환 및 혈류 역학에 미치는 영향을 관찰하였다. 방 법 : ARDS 환자 12명(연령 $56{\pm}12$ 세, 남 : 여=9 : 3)을 대상으로 앙와위에서 호흡 및 혈류역학적 지표를 측정한 후 복와위로 전환하였다. 복와위 30분과 2시간에 동일 지표들을 측정한 뒤 산화질소를 투여하고 (5-10 ppm), 이후 30분, 2 시간 및 산화질소 투여 중단 후 10분에 각각 동일 지표들을 재 측정하였다. 결 과 : 가스 교환 지표 : 복와위에서 산화질소 병용 치료시, 앙와위 및 복와위에서보다 $PaO_2/FiO_2$가 증가되었고(각각 p< 0.01) 폐동맥혈 산소분압차($AaDO_2$)는 감소하였다(각각 p<0.005). 호흡 역학적 지표 : 폐 탄성, 호흡기계 탄성, 기도 저항 및 흡기말 기도압은 치료 방법에 따른 차이가 없었다. 혈류 역학적 지표 : 복와위에서 산화질소 병용 치료시, 앙와위 및 복와위에서보다 심 박출량 및 조직산소전달량($DO_2$)이 증가되었으며(각 P< 0.05), 폐혈관 저항, 평균 폐동맥압 및 폐동맥쐐기압은 감소되었다(각 P< 0.05). 결 론 : 급성호흡곤란증후군 환자에서 복와위 및 산화질소 홉업의 병용 치료는 복와위 단독 치료에 비해 폐산소화 호전에 상승 작용이 있으며, 조직으로의 산소 전달량도 증가시키므로 급성호흡곤란증후군 환자의 보조적인 치료법으로써 유용할 것으로 사료되었다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제32권2호
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• pp.138-143
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• 1999

배경: 혈관 내피층에서 분비되어 평활근층 이완을 일으키는 물질의 본체는 산화질소(nitric oxide, NO)이며 NO synthase(NOS)에는 뇌형(brain NOS, bNOS), 내피세포형(endothelial constitutive NOS, ecNOS) 및 유도형 (inducible NOS, iNOS) 등 세 가지 동위효소가 있음이 알려져 있다. 고혈압은 혈관 내피층 기능 이상을 보임이 알려져 있으나 NOS 동위 효소의 변화를 포함한 세포내 기전은 아직 확실치 않다. 저자들은 고혈압 기전을 구명하기 위한 일환으로 고혈압 혈관에서 NOS 동위효소가 어떻게 변화되는가 조사하고자 하였다. 대상 및 방법: 흰쥐에서 two-kidney, one clip (2K1C) 고혈압과 deoxycorticosterone acetate(DOCA)-salt 고혈압을 일으켰다. 4주 뒤 고혈압이 일어난 것을 확인하고 적출 흉부 대동맥 표본에서 Western blot 분석에 의한 NOS 동위효소 발현 조사 및 비색법에 의한 조직내 산화질소 정량을 하였다. 결과: 2K1C 및 DOCA-salt 흰쥐에서 실험군은 각각의 대조군에 비해 유의하게 높은 혈압을 보였다. 두 고혈압군에서 모두 적출 대동맥 표본의 bNOS 및 ecNOS 단백 발현이 감소되었다. iNOS 단백은 DOCA-salt 고혈압에서 변화를 보이지 않으나 2K1C 고혈압에서는 역시 감소를 보였다. 혈관조직내 산화질소 함량은 두 고혈압에서 모두 유의하게 감소되었다. 결론: 2K1C 및 DOCA-salt 고혈압에서 혈관의 NOS 발현과 산화질소 함량이 감소되어 있으며 이는 고혈압의 유지 기전에 공헌하리라 추측되었다.

• 대한화학회지
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• 제46권1호
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• pp.14-18
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• 2002

산화질소 분자(NO)가 전자 한 개를 받아 산화질소 음이온$(NO^-)$으로 환원되는 반응의 정도가 진동에너지에 따라 크게 달라질 수 있음을 제시하였다. NO와 $NO^-$의 포텐샬에너지 표면은 진동에너지가 많아짐에 따라 NO 분자가 전자를 받아 $NO^-$음이온으로 바뀔수 있는 에너지적 측면을 가짐을 보여준다. 또한, 진동 파동함수간의 Franck-Condon 인자를 계산하였다. 진동에너지가 많아지면 NO에서 $NO^-$로 바뀔 경로가 더 많이 증가함을 보인다. 이 결과는 NO 분자에게 적절한 빛을 조사시킴으로 $NO^-$이온으로의 환원반응속도를 조절할 수 있음을 의미한다.

• 천문학회보
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• 제37권2호
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• pp.148.1-148.1
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• 2012

로켓 혹은 우주발사체의 주엔진에는 대부분 연료와 산화제를 연소시켜 나오는 에너지를 사용하는 화학로켓이 주종을 이루어 왔다. 이러한 로켓엔진에서 그동안 연료로는 수소계, 탄화수소계, 아민계 등 다양한 화학물질이 사용되어 왔으나, 산화제로는 강한 산화성을 나타내면서 밀도가 높은 몇몇 물질만이 제한적으로 사용되어져 왔으며, 최근에는 주로 액체산소(LOx)와 사산화질소(N2O4)가 사용되고 있다. 그러나 산화제 중 액체산소는 극저온이면서 상대적으로 밀도가 낮고, 사산화질소는 강한 독성을 지니고 있으며 액체로 존재하는 구간이 좁아 연구 목적의 소형발사체를 구현하는 것에는 많은 어려움이 있다. 이러한 이유로 최근 소형발사체 개발분야에서는 상온저장성이면서 친환경적인 과산화수소(H2O2)와 아산화질소(N2O)를 산화제로 활용하는 것에 대한 관심이 고조되고 있으나, 대형 추진기관을 개발하는 연구자들로부터는 액체산소를 사용할 때 보다 엔진 자체의 비추력이 상대적으로 낮다는 이유로 활용이 외면되어 온 것이 사실이다. 본 연구에서는 엔진 자체의 추진성능 보다는 사실상 발사체의 목적이라고 할 수 있는 추진단 속도증분을 성능의 지표로 삼아 평가하였으며, 결과를 통하여 과산화수소와 아산화질소의 높은 밀도가 엔진의 낮은 비추력을 충분히 보상할 수 있음을 보였다. 과산화수소와 아산화질소는 교육/연구용 소형발사체 구성에 충분히 활용가능한 산화제이며, 실제 발사에서 충분한 비행성능을 기대할 수 있는 물질로 평가할 수 있다.