• 제목/요약/키워드: 환원 반응

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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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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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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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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.

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.

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.

Sn-Zr계 촉매 상에서 CO와 H2를 이용한 SO2 환원 반응특성 (The Reactivity for the SO2 Reduction with CO and H2 over Sn-Zr Based Catalysts)

  • 한기보;박노국;류시옥;이태진
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제44권4호
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    • pp.356-362
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    • 2006
  • 본 연구에서는 석탄가스화복합발전(integrated gas combined cycle, 이하 IGCC) 시스템의 석탄가스화기로부터 생산되는 석탄가스가 환원제로 이용되는 $SO_2$ 환원공정인 직접 황 회수 공정(direct sulfur recovery process, 이하 DSRP)에서 이용 가능한 Sn-Zr계 촉매 상에서의 $SO_2$ 환원반응특성을 조사하였다. Sn-Zr계 촉매는 0/1, 1/4, 1/1, 2/1, 3/1, 1/0의 Sn/Zr 몰비로 조절하여 침전법 및 공침법으로 제조되었다. 공간속도가 $10,000ml/g_{-cat.}{\cdot}h$, 반응물 몰비$([CO(or\;H_2)]/[SO_2])$가 2.0인 반응조건 하에서 Sn-Zr계 촉매를 이용하여 온도를 변화시킨 가운데 석탄가스에 포함되어 있는 $H_2$ 또는 CO를 환원제로 사용하여 $SO_2$ 환원에 대한 반응특성이 조사되었다. 실험 결과, 환원제의 종류에 상관없이 $SnO_2$$ZrO_2$보다 Sn-Zr계 촉매가 활성이 더 높았으며, 환원제의 종류에 대한 반응성 조사 결과, $H_2$보다 CO가 $SO_2$ 환원에 더 높은 반응성을 나타내었다. $H_2$가 환원제로 이용된 $SO_2$ 환원특성을 조사한 결과, Sn/Zr 비에 따라 제조된 Sn-Zr계 촉매의 종류에 상관없이 온도가 증가함에 따라 반응성이 증가하는 경향을 보이며 Sn/Zr 몰비가 1/4인 촉매를 사용한 경우 $550^{\circ}C$에서 $SO_2$전환율이 94.4%, 원소 황 수율이 66.4%로 높은 반응성을 나타내었다. 반면 CO를 환원제로 이용한 경우에는 Sn/Zr 몰비가 높은 촉매일수록 최적 반응온도가 감소되는 특이한 경향을 나타내었다. Sn-Zr계 촉매 중 Sn/Zr 몰비가 3/1인 $SnO_2-ZrO_2$ 촉매가 가장 낮은 최적 반응온도에서 높은 반응성을 나타내었는데, $325^{\circ}C$에서 $SO_2$전환율이 약 100%, 원소 황 수율이 약 99.5%로 가장 높은 반응성을 얻었다. 그리고 CO가 $H_2$보다 더 많이 포함되어 있는 석탄모사가스에 대하여 환원제로서의 이용가능성을 확인하고자 $CO/H_2$ 비를 달리한 각각의 합성가스에 대하여 $SO_2$ 환원반응실험을 수행하였다. Sn/Zr 몰비가 2/1인 Sn-Zr계 촉매 상에서 $SO_2$ 환원반응 실험 결과, CO 함량이 높은 합성가스일수록 효과적인 환원제임을 확인할 수 있었다. 따라서 Sn-Zr계 촉매가 적용된 DSRP에서 석탄모사가스가 환원제로 이용 가능하다는 것을 알 수 있었다.

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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염화알루미늄 존재하에서의 수소화붕소나트륨과 대표적 유기화합물과의 반응 (Reaction of Representative Organic Compounds with Sodium Borohydride in the Presence of Aluminum Chloride)

  • 윤능민;이호준;정진순
    • 대한화학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.275-285
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    • 1973
  • 유기화합물의 선택환원에 필요한 자료를 얻기 위하여 수소화붕소나트륨과 염화알루미늄의 3:1 혼합물의 테트라히드로푸란 용액에서의 환원성을 규명하였다. 49개의 대표적 유기화합물을 골라 이시약과 실온에서 작용하여 대략의 반응속도와 정량관계를 알아보았다. 테트라히드로푸란 용액에서 염화알루미늄 1몰에 수소화붕소나트륨 3몰을 가하면 현탁용액이 생기는데 수소화붕소나트륨 보다는 훨씬 환원성이 강하다. 알데히드와 케톤은 한시간 이내에 빨리 환원되고 아실유도체는 서서히 그러나 카르복시산은 매우 느리게 환원되었다. 에스테르, 락톤, 에폭시드는 수소화붕소나트륨이나 보란보다 훨씬 빨리 환원되었다. 삼차 아미드는 서서히 환원되었으나 일차 아미드는 수소는 발생하지만 환원은 거의 일어나지 않았다. 벤조니트릴은 30분에 환원이 완결되었으나 카프로니트릴은 느리게 환원되었다. 니트로화합물, 이황화물, 술폰등은 이 시약과 반응하지 않으나 아조, 아족시, 옥심기는 서서히 반응하고 이소시안산페닐은 도중단계까지만 환원되었다 올레핀은 쉽게 수소화붕소화 반응을 하였다.

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