• 제목/요약/키워드: 환원철

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철 광물에 의한 헥사클로에탄의 환원적 분해: 반응 속도 연구 (Reductive Degradation of hexachloroethane by using Iron Minerals: Kinetics studies)

  • 김성국;박상원
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제9권2호
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    • pp.20-27
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    • 2004
  • 수용액상에서 철광물질과 유기 용매간의 반응 속도는 여러 반응인자에 따라 반응 속도 실험을 하였다 F $e^{0}$ , FeS와 Fe $S_2$를 반응 매개물로 $C_2$C $l_{6}$에 대한 반응에서 F $e^{0}$ > FeS > Fe $S_2$ 순으로 분해반응 속도가 빠르게 나타났다. 철 광물질에 대해서 $C_2$C $l_{6}$, CHC $l_{5}$ , $C_2$C $l_4$, CHC $l_3$에 대한 분해 반응 속도는 염소 치환기가 적을수록 환원반응 속도는 느리게 일어난다. 환원 반응 속도는 pH, 교반 속도, 반응 온도와 비표면적에 의존적임을 확인하였다. 1,10-phenanthroline과 EDTA화합물은 고립전자 쌍을 가진 2개의 질소 원자에 의해 형성된 두 자리 킬레이트 작용기가 철 표면에 흡착하며 전자 이동 속도를 증가시켜 분해 반응 속도를 증가시킨다. 즉 분자 $\pi$* 오비탈을 가진 질소원자는 비어있는 금속에 비편재(delocalized)되어 전자이동 속도를 증가시킨다. 그리고 hydroquinone은 반응 속도에 영향을 주지 않았다. 자연계에 존재하는 카올리나이트는 철 광물질의 부식을 유발시켜 분해 반응속도를 증가시켰다. 반면 F $e^{2+}$와 S $O_4$$^{2-}$ 와 같은 이온은 반응속도에 영향을 주지 않았다.

Nitrate Reduction without Ammonium Release using Fe-loaded Zeolite

  • Lee Seunghak;Lee Kwanghun;Lee Sungsu;Park Junboum
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제10권1호
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    • pp.1-5
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    • 2005
  • 영가 철을 이용한 질산성 질소 환원에 대한 연구는 지금까지 활발히 진행되어 왔지만, 이 반응에서 생성된 암모늄 부산물에 대한 적절한 처리과정은 아직 보고되지 않았다. 하지만, 암모늄은 먹는 물 수질기준에 의해 지하수 오염물로 분류되고 있어 (허용치 0.5 mg-N/L), 질산성 질소로 오염된 지하수 정화에 영가 철을 단독으로 사용하는 것에는 한계가 있다. 따라서, 본 연구의 목적은 질산성 질소를 환원함과 동시에 이 과정에서 발생하는 암모늄을 제거할 수 있는 반응물질을 개발하는데 있다. 본 연구에 사용한 Fe-loaded zeolite는, 제올라이트와 Fe(II) 용액을 교반시켜 제올라이트 구조 안으로 Fe(II)를 흡착유도하고, 이를 sodium borohydride로 환원하는 과정을 통해 제작되었다. Fe-loaded zeolite 제작에 사용된 Fe(II) 용액의 농도를 실험을 통해 산정하고, 이를 통해 Fe-loaded zeolite를 제작한 후, Fe-loaded zeolite의 질산성 질소 제거 성능을 확인하기 위해 두 가지 pH조건에서 회분식 실험을 수행하였다. 80시간의 반응을 통해 Fe-loaded zeolite는 초기 pH가 3.3인 경우 약 $60\%$의 질산성 질소를, pH가 6인 경우는 약 $40\%$의 질산성 질소를 제거하였고, 암모늄 부산물은 전혀 검출되지 않았다. 영가 철의 경우, 각 초기 pH조건에서 Fe-loaded zeolite보다 뛰어난 질산성 질소 제거성능을 보였지만, 반응 후 상당량의 암모늄 부산물을 생성하였다. 질산성 질소와 암모늄을 포함한 질소(-N)제거 효능의 관점에서 Fe-loaded zeolite의 경우 pH 3.3과 6의 경우에서 각각 $60\%$$40\%$의 제거효율을 보인 반면, 영가 철의 제거효율은 무시할만한 수준으로 나타났다.

철-크롬 산화환원흐름전지에서 Sulfonated Poly (Ether Ether Ketone)막의 활물질 Crossover (Active Material Crossover through Sulfonated Poly (Ether Ether Ketone) Membrane in Iron-Chrome Redox Flow Battery)

  • 김영숙;오소형;김유정;김성지;추천호;박권필
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제57권1호
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    • pp.17-21
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    • 2019
  • 산화환원흐름전지(Redox Flow Battery, RFB)는 대용량 에너지 저장장치로 바나듐 산화환원흐름전지가 대표적인 RFB인데, V-RFB는 고가인 점이 문제다. 철-크롬 RFB는 저가의 활물질(철, 크롬)을 사용해 경제적인 점이 장점인데, 성능이 낮은 점이 해결해야 할 과제다. 낮은 성능의 한 원인이 활물질의 크로스오버인데, 본 연구에서 불소계막 대신 탄화수소계막인 sulfonated Poly (ether ether ketone) (sPEEK)막을 사용해 활물질 투과를 감소시키는 연구를 하였다. sPEEK막의 크롬 이온 투과도는 $1.8{\times}10^{-6}cm^2/min$으로 Nafion막에 비해 약 1/33으로 작아서 불소계막 대신 sPEEK막을 사용하면 높은 활물질 투과문제를 해결할 수 있음을 보였다. 철 이온의 sPEEK막 확산의 활성화 에너지도 24.9 kJ/mol으로 Nafion막의 약 66%로 작았다. 그리고 고분자막에 들어간 e-PTFE 지지체가 철-크롬 산화환원흐름전지(ICRFB)에서 활물질 투과도를 감소시킴을 보였다.

철환원 미생물을 이용한 3가 철의 환원에 관한 연구 (Microbial Reduction of Iron(III) Oxides: Implication for Permeable Reactive Barriers.)

  • 임현정;박재우
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2002년도 총회 및 춘계학술발표회
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    • pp.250-253
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    • 2002
  • Remediation of groundwater using zero valent iron filings has received considerable attention in recent years. However, zero valent iron is gradually transformed to iron(III) oxides at permeable reactive barriers, so the reduction of iron(III) oxides can enhance the longevity of the reactive barriers. In this study, microbial reduction of Fe(III) was performed in anaerobic condition. A medium contained nutrients similar to soil solution. The medium was autoclaved and deoxygenated by purging with 99.99% $N_2$ and pH was buffered to 6, while the temperature was regulated as 2$0^{\circ}C$. Activity of iron reducing bacteria were not affected by chlorinated organics but affected by iron(III) oxide. Although perchloroethylene(PCE) was not degraded with only ferric oxide, PCE was reduced to around 50% with ferric oxide and microorganism. It shows that reduced iron can dechlorinate PCE.

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電氣爐製鋼粉塵과 millscale 混合펠릿의 還元擧動에 관한 硏究 (A Study on Reduction Treatment of EAF′s Dusts Mixed with Millscale)

  • 윤기병
    • 자원리싸이클링
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    • 제9권6호
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    • pp.45-52
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    • 2000
  • 전기로제강분진을 환원처리하여 철원으로 활용하는 경우, 매립폐기물 감소의 환경적 효과와 아울러 폐자원의 재자원화 효과가 기대된다. 본 연구에서는 제강공장에서 발생하는 millscale을 환원제와 함께 전기로제강분진에 혼합하고 회전상로에서 환원처리하여 Fe성분함량을 높이는 가능성을 조사, 검토하였다. millscale을 전기로제강분진에 혼합하여 처리함으로써 잔사 중의 Fe성분함량을 증가시킬 수 있었으며, 50 wt% millscale혼합 시 처리잔사 중의 $\boxDr$Fe성분함량은 85% 정도를 얻을 수 있었다. 회전상로에서 환원처리시 환원된 $\boxDr$Fe성분의 재산화가 일어나지 않도록 환원성분위기에서 가급적 빠른시간에 처리할 필요가 있으며 본 실험을 통하여 얻은 최적의 환원처리시간은 40분 정도이었다. 이때 잔사 중에 잔류하는 Zn및 Pb성분함량은 각각 3% 및 0.5%정도이었다. 환원성분위기에서 빠르게 처리된 경우의 처리잔사는 매립, 폐기 시 잔사 중에 함유된 금속성분들의 상당량이 용출되므로 별도의 사전처리 없이 매립, 폐기하여서는 않되며 전기로로 재투입하는 등 재활용하는 것이 바람직하다

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프로바이오틱스 유산균에 의한 질소 산화물 전환 및 철 이온 환원활성 (Bioconversion of nitrogen oxides and reduction of ferric ions by probiotic lactic acid bacteria)

  • 김세림;홍정일
    • 한국식품과학회지
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    • 제53권6호
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    • pp.785-791
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    • 2021
  • 다양한 유산균들이 생체에 유익한 영향을 주는 프로바이오틱스로 제시되고 있는 가운데, 본 연구에서는 L. kimchicus, L. lactis, L. casei, L. plantarum, LGG 및 Leu. mesenteroides 등 유산균 6종을 선별하여 균주별 nitrate의 환원과 nitrite의 소거, 그리고 철 이온에 대한 환원활성을 분석하였다. 사용된 6종의 유산균 중, 5종의 균주에서 72시간 배양시간 동안 nitrate에 대한 환원현상이 나타나지 않았으나, L. kimchicus는 nitrate의 환원을 통해 과량의 nitrite를 생성했다. 한편, nitrite 소거활성은 균주별로 상당한 차이를 보였으며, 특히 L. kimchicus는 nitrate와의 반응과 마찬가지로 가장 높은 소거능을 나타내어 반응시간과 균수에 따른 급격한 배지 중 nitrite 수준 감소를 유도하였다. Ferric ion의 ferrous ion으로의 환원에 있어서도 L. kimchicus가 다른 5종의 균주에 비해 420-1500배의 높은 활성을 보였다. L. kimchicus의 환원활성은 멸균처리 균주나 균체 용해물에서는 거의 발현되지 않아 생균의 대사능력에 의한 것으로 나타났다. 이러한 L. kimchicus의 활성은 프로바이오틱스로서의 효과뿐만 아니라, 관련 환원활성에 의한 NO 등 유용 포스트바이오틱스 대사물에 의한 효과도 기대할 수 있을 것으로 판단된다.