• 제목/요약/키워드: 환원반응

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Frost도를 이용한 수용액의 산화-환원반응 평형 해석 (Analysis of Oxidation-reduction Equilibria in Aqueous Solution Through Frost Diagram)

  • 이만승
    • 자원리싸이클링
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    • 제26권4호
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    • pp.3-8
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    • 2017
  • 산화-환원반응은 수용액에서 일어나는 여러 중요한 반응중 하나이다. 산화-환원반응의 평형을 해석하는 것은 습식제련에서 침출, 분리 및 전기화화반응과 같은 단위공정을 설계하는데 있어 큰 도움이 된다. Frost도를 작성하는 방법을 설명하고, Frost도와 Latimer 표로부터 불균등화반응과 균등화반응이 일어나는 조건을 해석하였다. 또한 Frost도로부터 얻을 수 있는 정보에 대해 고찰하였다.

마이크로파 플라즈마 화학기상증착법(PECVD)과 저압 화학기상증착법(LPCVD)을 이 용한 실리콘 기판 위에서의 텅스텐 박막증착 (Deposition of Tungsten Thin Films on Silicon Substrate by Microwave Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) and Low Pressure Chemical Vapor Deposition (LPCVD) Techniques)

  • 김성훈;송세안;김성근
    • 한국진공학회지
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    • 제1권2호
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    • pp.277-285
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    • 1992
  • 플라즈마 화학기상증착법과 저압 화학기상증착법을 사용하여 실리콘 기판 위에 텅 스텐 박막을 증착하였다. 반응기체로 WF6를 사용하였으며 환원기체로는 SiH4를 사용하였다. 플라즈마 증착법에 의한 텅스텐 박막의 성장은 환원기체의 유무에 상관없이 주로 기상 반응 에 의한 텅스텐 덩어리들의 증착에 의하여 이루어졌으며 비교적 균일도가 낮은 박막표면을 이루었다. 저압 화학증착법의 경우 환원기체를 사용하지 않았을 때에는 실리콘 기판에 의한 제한된 환원반응에 의해 텅스텐이 증착되었으나, 환원기체를 사용했을 때에는 초기의 실리 콘 기판에 의한 환원반응과 이어 일어나는 SiH4 기체와의 불균일계 환원반응의 두 단계반응 에 의하여 텅스텐 박막 증착이 이루어졌다. 저압 화학증착법의 경우 텅스텐 박막의 특성은 플라즈마 증착법에서 보다 우수하였으며 박막 성장은 island by island 양식을 따르는 것으 로 추정되었다. 박막은 $\alpha$-W의 체심입방 구조로 이루어졌으며 박막이 성장함에 따라 단결정 구조가 증가하였다.

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미생물 알데히드 환원효소에 의한 선택적 환원 (Selective Reduction by Microbial Aldehyde Reductase)

  • 이영수;김경순
    • 생명과학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.375-381
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    • 2006
  • Saccharomyces cerevisiae 로부터 알데히드 환원효소를 정제하였다. 정제된 알데히드 환원효소를 biocatalyst로 사용하여 치환기가 있는 카르보닐 화합물의 선택적 환원을 시도하였다. 효소를 이용한 환원반응의 생성물의 구조를 TLC, GC, Mass, NMR, FT-IR을 이용하여 확인하였으며 효소를 이용한 환원반응이 높은 선택성을 가지고 진행됨을 확인하였다. 또한 이 반응은 알데히드 환원효소의 억제제인 벤조산에 의해 크게 억제되었다. 치환기가 있는 카르보닐 화합물의 선택적 환원반응은 의약품 제조 분야에서 매우 중요한 반응이며 미생물에서 정제한 알데히드 환원효소가 biocatalyst 로서 선택적 환원반응에 이용될 수 있으리라 사료된다.

생물전기화학적 기술을 이용한 물질 전환

  • 김병홍
    • 미생물과산업
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    • 제17권2호
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    • pp.18-21
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    • 1991
  • 생물은 자기 복제를 통한 생장이나 생명유지를 위해 에너지를 필요로 한다. 화학영양생물은 화학에너지를 발효 혹은 호흡을 통해 생물학적 에너지로 전환시키며, 광영양생물은 광합성 작용을 통해 광에너지를 이용한다. 발효, 호흡, 광합성은 모두 산화-환원 반응을 통해 이루어진다. 생물의 모든 에너지 전환반응은 산화-환원 반응, 즉 전자의 흐름으로 이루어지며 생명현상이 에너지를 필요로 하기 때문에 생명현상은 전자의 흐름으로 이루어진다고 할 수 있다. 모든 생물이 에너지 전환 반응에 산화-환원 반응을 이용한다는 말은 생물이 많은 종류의 산화-환원 효소를 보유하고 있다는 뜻이며, 실제 많은 종류의 산화-환원 효소가 발견되고 연구되었다.

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수소에 의한 In2O3의 환원반응속도론 연구 (Study on the Reduction Kinetics of In2O3 with Hydrogen)

  • 남기석;김윤섭;이화영
    • 공업화학
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    • 제3권2호
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    • pp.305-311
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    • 1992
  • 수소에 의한 $In_2O_3$의 환원반응을 열중량분석기를 이용하여 실험적으로 연구하였다. $In_2O_3$의 환원반응은 $300^{\circ}C$ 이상에서 일어났다. 환원반응속도는 반응온도에 따라 급격히 증가하였으나, 수소의 유량에 대해선 거의 영향을 받지 않았다. 비반응핵모델을 $In_2O_3$의 환원반응에 적용한 결과 $In_2O_3$의 표면에서 수소와 $In_2O_3$의 화학반응이 율속단계임을 알 수 있었다. $In_2O_3$의 환원반응 겉보기 활성화에너지는 20kcal/g-mol $H_2$였으며 환원반응속도식은 다음과 같이 얻어졌다. ${\frac{dX}{dt}}=1.6{\times}10^5e^{-20000/RT}(1-X)^{2/3}$

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ACPF 전해환원 실험 및 결과

  • 박병흥;홍순석;허진목;이한수
    • 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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    • 한국방사성폐기물학회 2009년도 학술논문요약집
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    • pp.291-291
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    • 2009
  • 한국원자력연구원의 파이로 실험 시설인 ACPF (ACP Facility)에는 공학규모 전해환원 반응기가 설치되어 공정 대용량화를 위한 연구가 수행되고 있다 본 연구에서는 전해환원 공정의 Scale-up을 위해 기존 반응기를 개선하여 전해환원 실험을 수행한 결과를 담고 있다. 장치의 대형화 빛 원격운전성 향상을 위해 기존의 전해환원 반응기의 상부 플랜지는 보다 간단하게 정리되었으며 염 이송에 의한 고온 조건 노출 시간을 줄임과 동시에 염 재사용을 목적으로 상부 플랜지는 이중으로 설계되었다. 따라서, 반응 종료후 전극이 설치된 상부 플랜지를 들어 올림으로서 반응기를 불활성 분위기로 유지하는 동시에 전해환원 금속전환체를 회수 할 수 있도록 반응기가 제작되었다. 또한, 새로운 반응기는 용융염 내의 강제 유동을 위해 아르곤 버블링이 가능하도록 설계 제작되었다. 새로 제작 설치된 전해환원 반응기를 사용하여 산화물 분말을 혼합하여 준비한 모의 사용후핵연료를 사용하여 전해환원 실험을 수행하였다. 그 결과, 산화물이 충진된 음극의 전영역에서 고루 96% 이상의 높은 금속전환율을 얻었으며 시간에 따라 선택된 FP들의 용융염 내 거동을 측정하였다. 실리더 형태의 음극에서 Cs, Sr 등의 원소들이 용융염으로 시간에 따라 용출되는 것을 확인하였으며 동시에 반응기 재질인 Fe 등도 일부 용융염에서 검출되었다. 아르곤 버블링에 의한 강제 유동은 전압 및 전류 거동에는 큰 영향을 미치지 못하였으나 염의 휘발량을 증가시켜 영조성올 변화시키는 것으로 측정되었다. ACPF의 전해환원 실험결과를 바탕으로 반응기를 상부 기체상과 하부 액체상으로 나누어 전산모사를 수행하였다 상부 기체상은 유입되는 아르곤 기체와 발생되는 산소기체의 흐름을 모사하는 결과를 얻었으며 온도 및 산소의 분압을 계산하였다. 하부 액체상에서는 전기장을 모사하여 전류 밀도 등을 3차원으로 모사하였다.

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저온 플라즈마 조건에서 탈황.탈질 반응 특성 연구 (A Study on The Reaction Characteristics of Desulfurization and Denitrification in Non-Thermal Plasma Conditions)

  • 신대현;우제경;김상국;백현창;박영성;조정국
    • 에너지공학
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    • 제8권1호
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    • pp.150-158
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    • 1999
  • 본 연구는 저온플라즈마를 이용하여 배기가스중의 SOx와 NOx를 동시에 처리하는 공정을 개발하는 것으로서, 최적의 반응제 선정과 효율적인 공정의 구성을 위해 SOx, NOx와 반응제와 반응기구를 밝히고자 하였다. 실험은 1.0 N㎥/h의 모사가스를 이용한 기초실험과 20 N㎥/h의 실제 연소가스를 이용한 실험으로 진행되었으며, 반응제로는 NH3와 파리핀계 및 올레핀계 탄화수소를 사용하였다. NH3를 반응제로 한 SO2 제거반응은 비플라즈마 조건에서는 NH4HSO3, 플라즈마 조건에서는 (NH4)2SO4의 생성반응이었고, 두 조건 모두 높은 제거율을 나타냈다. 반응제를 사용하지 않은 플라즈마 조건에서 SO2는 환원반응이 일어나고 O2 농도의 증가는 역반응을 증가시키는 화학평형에 의해 SO2의 제거율이 감소되었다. 플라즈마 조건에서 NO는 O2농도가 낮은 경우는 NO의 환원반응이 주로 일어나고, O2 농도가 높을 경우는 산화반응이 지배적이었다. 올레핀계 탄화수소는 플라즈마 조건에서 NO 산화 반응에 탁월한 효과를 보였을 뿐만 아니라 SO2 제거에도 효과를 보여 최대 40%의 제거율을 나타냈으며, NH3의 사용을 줄일 수 있음을 확인하였다.

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CaCl2 용융염에서 TiO2 펠렛의 전기화학적 환원반응 특성 (An Electrochemical Reduction of TiO2 Pellet in Molten Calcium Chloride)

  • 지현섭;류효열;정하명;정광호;정상문
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.97-104
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    • 2012
  • 본 연구에서는 $850^{\circ}C$$CaCl_2$ 용융염계에서 전해환원공정을 통해 $TiO_2$로부터 금속티타늄을 제조하였다. Ni-$TiO_2$ 조합전극을 환원전극으로 그라파이트를 산화전극으로 사용하였으며, 셀전위를 제어하면서 $TiO_2$의 전해환원 특성을 관찰하였다. XRD 분석을 통해 $TiO_2$$CaTiO_3$, $Ti_2O$, $Ti_6O$와 같은 다양한 반응 중간생성물을 거쳐 Ti 스폰지로 환원되는 것이 밝혀졌다. 또한 SEM 분석을 통해 $TiO_2$ 전해환원 반응동안 펠렛의 바깥표면부터 환원반응이 시작되어 펠렛중심으로 진행이 되는 것이 확인되었다. 전해환원 반응도중 환원된 티타늄금속은 초기에는 다공성 스폰지 구조를 보이나 고온에서 반응이 진행됨에 따라 점차 소결에 의해 수축되어 다공성 구조가 사라지는 현상을 보였다.

오산화바나듐의 수소 환원에 의한 이산화바나듐의 제조 및 열변색 특성 (Preparation of Vanadium Dioxide by Hydrogen Reduction of Vanadium Pentoxide and its Thermochromic Properties)

  • 최승훈;이춘부
    • 자원리싸이클링
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    • 제26권5호
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    • pp.61-66
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    • 2017
  • 이산화바나듐은 적외선 투과를 차단하거나 창을 통해 건물 내부열 손실을 막아주는 광선택적 유리코팅 소재로 알려졌는데, 본 연구에서 이와 같은 열변색 특성을 가진 이산화바나듐을 수소와의 환원반응을 통하여 제조하는 방법에 대해 연구하였다. 환원반응에 의한 이산화바나듐의 제조는 반응이 쉽게 진행되고, 스퍼터, 빔 증발기 등과 같은 반도체 장비가 필요 없이 공정이 단순하고 대량생산에 용이한 장점을 갖고 있는데, 본 연구에서 수소와의 환원반응에 대한 반응온도, 반응시간, 환원가스의 농도 및 사후 열처리 조건, 첨가제로서 텅스텐의 첨가 등에 대해 실험을 수행하였으며, 최적조건을 도출하여 제조된 이산화바나듐 분말의 특성과 열변색 특성에 대해 조사하였다. 본 연구를 통해 개발된 이산화바나듐이 전자소재 및 에너지 저감 소재로서 많이 활용될 것으로 기대되고 있다.

다양한 감광제와 아미노산의 조합 반응에서 nitro blue tetrazolium의 환원특성 평가 (Reduction of nitro blue tetrazolium by combined reaction of various photosensitizers with amino acids)

  • 이은빈;홍정일
    • 한국식품과학회지
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    • 제54권1호
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    • pp.1-7
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    • 2022
  • 본 연구에서는 형광등 빛 조사 하에 각종 감광제와 아미노산의 조합에 의한 NBT의 환원 특성을 조사하였다. 기존 SOD 활성 측정에 이용된 Rb-Met 반응계는 증류수나 Tris보다는 PBS 용매 상에서 가장 우수한 효과를 나타냈다. 빛 조사 하에 Rb에 의한 NBT 환원을 위해서는 Met과 His 등의 아미노산이 필요하며, 감광제로서는 isoalloxazine 계열의 Rb와 thiazine 계열의 MB가 효과적인 환원 반응을 유도했다. 하지만 각종 감광제나 아미노산의 조합, 그리고 반응 용매에 따라 NBT 환원정도가 상이하며, 특히 Rb-Met in PBS와 MB-His in Tris 반응계가 가장 큰 반응을 유도하였다. Rb에 의해 유도된 NBT 환원반응은 SOD 및 gallic acid에 의해 효과적으로 저해되었으나, Tris 상에서 MB-His에 의한 NBT 환원은 SOD 및 gallic acid에 의한 저해효과가 미미하여 Rb와는 다른 기작에 의해 NBT 환원이 유도되는 것으로 보인다. 본 결과는 감광제와 아미노산에 따라 빛 조사 하에 다양한 상호작용이 발생하며, NBT 환원을 유도하는데 superoxide anion 뿐만 아니라 다른 요인도 관여할 수 있음을 시사한다.