• 제목/요약/키워드: 4-chlorophenol

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Photocatalytic degradation of organic compounds by 2-ethylimidazole-treated titania under visible light illumination

  • Seo, Jiwon;Jeong, Junyoung;Lee, Changha
    • Membrane and Water Treatment
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    • 제10권3호
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    • pp.223-229
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    • 2019
  • Titania modified by 2-ethylimidazole (2-EI) (denoted as $2-EI-TiO_2$) demonstrated visible light photocatalytic activity for the degradation of organic compounds. $2-EI-TiO_2$ was a bright brown powder that exhibited similar crystallinity and morphology with the control $TiO_2$. A diffuse reflectance spectrum indicated that $2-EI-TiO_2$ absorbs visible light of all wavelengths. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) confirmed the cationic state of nitrogen species (e.g. Ti-O-N) on the surface of $2-EI-TiO_2$. Visible light-illuminated $2-EI-TiO_2$ degraded $10{\mu}M$ 4-chlorophenol (4-CP) by approximately 85% in 4 h. The photochemical activity of $2-EI-TiO_2$ was selective in targeting the organic compound. The repeated use of $2-EI-TiO_2$ decreased the photocatalytic activity for the 4-CP degradation. Experiments using radical scavengers and oxidant probes revealed that the oxidation by photogenerated holes is responsible for the degradation of organic compounds by illuminated $2-EI-TiO_2$ and the role of $^{\bullet}OH$ is negligible.

연속흐름식 반응기를 이용한 모노-, 디-, 트리 클로로페놀의 광촉매반응에 관한 연구 (Photocatalytic Degradation of Mono-, Di-, Tri-chorophenols using continuous Flow Reactor)

  • 이상협;박중현
    • 상하수도학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.88-95
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    • 1998
  • The Electron/Hole Pair is generated when the Activation Energy produces by Ultraviolet Ray illumination to the Semiconductor. And $OH^-$ ion produces by Water Photo-Cleavage reacts with Positive Hole. As a result, OH Radical acting as strong oxidant is generated and then Photocatalytic Oxidation Reaction occurs. The Photocatalytic Oxidation can oxidize the chlorophenol to Chloride and Carbon Dioxide easier, safer and shorter than conventional Water Treatment Process With the same degree of chlorination, the $Cl^-$ ion at para (C4) position is most easily replaced by the OH radical. And then, the blocking effect of $OH^-$ ion between the $Cl^-$ ions and $Cl^-$ ions at symmetrical location is easily replaced by the OH radical. For mono-, di-, tri-chlorophenols, there is no obvious difference in decomposition rate, decomposition efficiency and completeness of the decomposition reaction except for 2,3-dichloropheno, 2,4,5-, 2,3,4-trichlorophenol. The decomposition efficiency is higher than 75% and completeness of the decomposition reaction is higher than 70%. Therefore, continuous flow photocatalytic reactor is promising process to remove the chlorinated aromatic compounds which is more toxic than non-chlorinated aromatic compound.

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POLYCHLORINATED NAPHTHALENE (PCN) AND DIBENZOFURAN (PCDF) CONGENER PATTERNS FROM PHENOL PRECURSORS IN THERMAL PROCESS: [II] EXPERIMENTAL RESULTS FROM DICHLOROPHENOLS (DCPs)

  • Ryu, Jae-Yong;Kim, Do-Hyong;Choi, Kum-Chan;Suh, Jeong-Min
    • Environmental Engineering Research
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    • 제11권4호
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    • pp.232-240
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    • 2006
  • Polychlorinated naphthalenes (PCNs) formed along with dibenzo-p-dioxin and dibenzofuran products in the slow combustion of dichlorophenols (DCPs) at $600^{\circ}C$ were identified. Each DCP reactant produced a unique set of PCN products. Major PCN congeners observed in the experiments were consistent with products predicted from a mechanism involving an intermediate formed by ortho-ortho carbon coupling of phenoxy radicals; polychlorinated dibenzofurans (PCDFs) are formed from the same interemediate. Tautomerization of the intermediate and $H_2O$ elimination produces PCDFs; alternatively, CO elimination to form dihydrofulvalene and fusion produces naphthalenes. Only trace amounts of tetrachloronaphthalene congeners were formed, suggesting that the preferred PCN formation pathways from chlorinated phenols involve loss of chlorine. 3,4-DCP produced the largest yields of PCDF and PCN products with two or more chlorine substituents. 2,6-DCP did not produce tri- or tetra-chlorinated PCDF or PCN congeners. It did produce 1,8-DCN, however, which could not be explained.

독성 반응곡선을 이용한 수계 주요 오염물질의 혼합독성평가 (Mixture Toxicity Test of Ten Major Chemicals Using Daphnia magna by Response Curve Method)

  • 나진성;김기태;김상돈;한상국;장남익;김용석
    • 대한환경공학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.67-74
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    • 2005
  • 기존의 방류수 모니터링에서는 개별 오염물질들의 농도를 기준으로 독성을 평가하였다. 그러나 많은 연구자들에 의해서 오염물질들이 공존하는 상황에서 나타나는 독성은 그들 간의 상호작용을 통해서 혼합독성의 형태로 나타난다고 보고되고 있다. 본 연구에서는 GC/MS 분석을 통해 방류수 중에 존재하는 주요 독성 기여 오염 물질들을 분석하고, Independent Action(IA), Concentration Addition(CA), Effect Summation(ES) 모델을 사용하여 방류수의 혼합독성을 상호 비교 평가하였다. GC/MS로 분석된 오염물질을 대상으로 D. magna 기준 독성 평가를 실시하였고, 10가지의 주요 독성 기여 오염물질을 선별하였다. Chloroneb, butylbenzylphthalate, pendimethaline, di-n-butylphthalate, di-iso-butylphthalate, diazinon, isofenphos, 2-chlorophenol, 2,4,6-trichlorophenol 과 p-octylphenol을 주요 오염물질로 선정하여 혼합독성 평가를 실시하였다. 혼합독성 평가 결과는 IA 예측모델과 매우 높은 상관성($r^2\;=\;0.8475$)을 나타내었다. ES와 CA 모델은 IA 모델과 비교하여 혼합독성 결과와 매우 낮은 상관성을 나타내었으며, 특히 ES는 실측값을 5배나 과도하게 예측하였다. 이러한 결과를 통해서 전남지역 방류수에 존재하는 주요 오염물질들의 혼합독성은 IA 모델을 통해 예측이 가능할 것으로 판단된다.

국내 하.폐수슬러지 중 다환방향족탄화수소 및 염화페놀류의 분포 특성 (Analysis and Distribution of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons and Chlorophenols in Sewage and Industrial Wastewater Sludge in Korea)

  • 주준형;김민영;이성희;오정은
    • 대한환경공학회지
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    • 제30권7호
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    • pp.735-742
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    • 2008
  • 낙동강 유역에 위치한 산업폐수종말처리장에서 채집한 폐수슬러지 시료와 부산 지역 하수처리장에서 채집된 하수슬러지시료를 대상으로 19종의 염화페놀류와 미국 환경보호청(US EPA)에서 우선 오염물질로 지정한 16종의 PAHs를 분석하여 농도 실태 및 분포 특성을 확인하고자 하였다. 분석결과 PAHs는 1.28$\sim$44.9 mg/kg dry wt.의 범위를 보였으며 대부분의 슬러지 시료에서 선행연구와 비슷하거나 낮은 농도를 보였지만 I5와 S4 시료의 경우 매우 높은 농도로 검출되어 슬러지의 종류 및 폐수 발생원에 따라 차이를 보이는 것을 알 수 있었다. 염화페놀류는 213$\sim$3,850 $\mu$g/kg dry wt.로 검출되었으며, 폐수슬러지에서 더 높은 농도로 나타났다. 특히 공단처리수가 하수와 같이 유입되는 하수슬러지 시료의 경우 폐수슬러지와 비슷한 농도수준을 보여 하수보다는 폐수에 의해 이들 물질의 농도가 영향을 받는 것을 알 수 있었다. 또한 슬러지의 종류에 따른 PAHs와 염화페놀류의 분포패턴을 파악하기 위해 주성분분석 및 군집분석을 실시하였다. 폐수슬러지의 경우 폐수가 배출되는 산업의 종류에 따라 서로 다른 분포패턴을 보였지만 하수슬러지는 비교적 유사한 분포패턴을 보였다. 식품산업이 대부분을 차지하는 I6 폐수슬러지 시료의 경우 하수슬러지와 유사한 분포패턴을 보여 폐수 발생원에 의한 영향을 많이 받는 것을 알 수 있었다. 하수슬러지에서 PAHs는 선행연구와 마찬가지로 phenanthrene, pyrene, fluoranthene이 상대적으로 높은 조성비(30.8$\sim$50.7%)를 보였으며, 염화페놀류는 2-chlorophenol이 36.0$\sim$66.8%의 높은 비율로 나타났다.

재조합 미생물 바이오센서를 이용한 chlorotoluene과 nitrotoluene 화합물의 검출 (Detection of Chlorotoluene and Nitrotoluene Compounds by Recombinant Microbial Biosensors)

  • 이다영;조재호;임운기;신혜자
    • 생명과학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.54-60
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    • 2014
  • 방향족 화합물은 독성 환경오염물질로 생태계와 인간의 건강에 해로운 영향을 미친다. 그중 chlorotoluene과 nitrotoluene 화합물은 수생생물에 독성을 나타내며 인간의 피부, 눈, 호흡기를 자극한다. 본 연구에서는 폐수의 chlorotoluene과 nitrotoluene 화합물을 저렴하고 간단하게 검출하고자 재조합 미생물 바이오센서를 개발하였다. BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene, xylene) 분해 조절 유전자 xylR를 Po' (upstream activating sequences를 제거한 DmpR 조절단백질 promoter Po) 또는 Pu (XylR 고유의 프로모터)::lacZ 유전자(${\beta}$-galactosidase 유전자)의 upstream에 연결한 플라스미드를 제작한 후, E. coli $DH5{\alpha}$에 형질 전환하였다. 유도 화합물 존재 하에서, 아가로스에 고정된 이 재조합 바이오센서 세포는 유도 화합물에 의해 ${\beta}$-galactosidase를 발현하고 기질인 chlorophenol red ${\beta}$-D-galactopyranoside (CPRG)를 분해하여 1~2시간에 붉은색을 나타내었다. BTEX 화합물 중, 특이적으로 o-, m-, p-chlorotoluene ($0.1{\mu}M-100 mM$) 그리고 o-, m-, p-nitrotoluene (0.1 mM-100 mM)에서 높은 반응을 나타내었으며 Po'가 Pu보다 높은 반응성을 보여주었다. 아가로스에 고정된 바이오센서는 $4^{\circ}C$에서 21일간 보존 후에도 활성의 큰 변화 없이 안정하였으며, chlorotoluene과 nitrotoluene 화합물들로 spike된 전처리 하지 않은 폐수 시료 중에서도 좋은 반응을 보여 주어 폐수 중 chlorotoluene과 nitrotoluene 화합물의 간단한 초기 검출에 활용될 수 있음을 제시하였다.

Dechlorination of Individual Congeners in Aroclor 1248 as Enhanced by Chlorobenzoates, Chlorophenols, and Chlorobenzenes

  • Kim, Jong-Seol;Cho, Young-Cheol;Frohnhoefer, Robert C.;Rhee, G-Yull
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제18권10호
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    • pp.1701-1708
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    • 2008
  • Previous investigations showed that three classes of haloaromatic compounds (HACs; chlorobenzoates, chlorophenols, and chlorobenzenes) enhanced the reductive dechlorination of Aroclor 1248, judging from the overall extent of reduction in CI atoms on the biphenyl. In the present study, we further investigated the kind of polychlorinated biphenyl (PCB) congeners involved in the enhanced dechlorination by four isomers belonging to each class (2,3-, 2,5-, 2,3,5-, and 2,4,6-chlorobenzoates; 2,3-, 3,4-, 2,5-, and 2,3,6-chlorophenols; and 1,2-, 1,2,3-, 1,2,4-, and penta-chlorobenzenes). Although the PCB congeners involved in the enhanced dechlorination varied with the HACs, the enhancement primarily involved para-dechlorination of the same congeners (2,3,4'-, 2,3,4,2'-plus 2,3,6,4'-, 2,5,3',4'- plus 2,4,5,2',6'-, and 2,3,6,2',4'-chlorobiphenyls), regardless of the HACs. These congeners are known to have low threshold concentrations for dechlorination. To a lesser extent, the enhancement also involved meta dechlorination of certain congeners with high threshold concentrations. There was no or less accumulation of 2,4,4'- and 2,5,4'-chlorobiphenyls as final products under HAC amendment. Although the dechlorination products varied, the accumulation of ortho-substituted congeners, 2-, 2,2'-, and 2,6-chlorobiphenyls, was significantly higher with the HACs, indicating a more complete dechlorination of the highly chlorinated congeners. Therefore, the present results suggest that the enhanced dechlorination under HAC enrichment is carried out through multiple pathways, some of which may be universal, regardless of the kind of HACs, whereas others may be HAC-specific.

중공사모듈에 의한 수용액으로부터 유기오염물의 제거 (Removal of Organic Pollutants from Aqueous Solution by Hollow Fiber Module)

  • 유홍진
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제4권2호
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    • pp.114-119
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    • 2003
  • 본 연구는 폐수로부터 몇 가지의 유기오염물(Phenol, 2-Chlorophenol, Nitrobenzene)을 비분산 용매추출법으로 동시 제거하는 실험이다. 몇 가지의 용매(MIBK, IPAc, Hexane)에 대하여 분배계수를 구하였고, 용매와 폐수사이의 향류와 병류 흐름에 의한 추출 실험을 하였다. 수용액상의 유량이 증가함에 따라 용매와의 접촉시간이 짧아져 제거율이 떨어지고, 용매의 유량이 증가함에 따라 제거율이 증가함을 알 수 있었다. 그리고 병류보다는 향류에서 유기오염물의 제거율이 증가하는 것을 알 수 있었다. 이러한 결과를 토대로 유기오염물만이 아닌 다른 중금속 오염물 둥도 처리할 수 있는 산업용 폐수처리장치의 개발을 위한 기초자료로 쓰일 수 있다.

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Streptomycetes Inducible Gene Cluster Involved in Aromatic Compound Metabolism

  • 박현주;김응수
    • 한국생물공학회:학술대회논문집
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    • 한국생물공학회 2003년도 생물공학의 동향(XII)
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    • pp.422-427
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    • 2003
  • Streptomyces setonii (ATCC 39116) is a Gram-positive thermophilic soil actinomycetes capable of degrading single aromatic compounds including phenol and benzoate via ortho-cleavage pathway. we isolated approximately 6.3-kb S. setonii DNA fragment containing a thermophilic catechol 1,2-dioxygenase(C12O) gene. Here we further revealed that the 6.3-kb S. setonii DNA fragment was organized into two putative divergently-transcribed clusters with 6 complete and one incomplete open reading frames (ORFs). The first cluster with 3 ORFs showed significant homologies to previously known benA, benB, and benC, implying a part of benzoate catabolic operon. The second cluster revealed an ortho-cleavage catechol catabolic operon with three translationally-coupled ORFs (catR, catB, catA). Each of these individually-cloned ORFs was expressed in E. coli and identified as a distinct protein band with a theoretical molecular weight in SDS-PAGE. The expression of the cloned S. setonii catechol operon was induced in a heterologous S. lividans by specific single aromatic compounds including catechol, phenol, and 4-chlorophenol. The simitar induction pattern was also observed using a luciferase gene-fused reporter system, implying that S. setonii employs an inducer-specific regulatory mechanism for aromatic compound metabolism.

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Simple Preparation of Anatase Titanium Dioxide Nanoparticles by Heating Titanium-Organic Frameworks

  • Im, Ji Hyuk;Kang, Eunyoung;Yang, Seung Jae;Park, Hye Jeong;Kim, Jaheon;Park, Chong Rae
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제35권8호
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    • pp.2477-2480
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    • 2014
  • Thermal degradation of titanium-containing metal-organic frameworks (MOFs; MIL-125 and MIL-125-$NH_2$ at $350^{\circ}C$ for 6 h in air produced $TiO_2$ nanoparticles of ca. 10 nm in diameter. Scanning electron and transmission electron microscope analyses indicated that those nanoparticles were aggregated randomly within each crystalline particle of their MOF precursors. The $TiO_2$ nanoparticles prepared from MIL-125-$NH_2$ exhibited higher activity for the degradation of 4-chlorophenol under visible light.