• 제목/요약/키워드: Adsorption, Oxide

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자철석의 비소에 대한 흡착특성 연구 (Study on Adsorption Characteristics of Arsenic on Magnetite)

  • 정현수;이우춘;조현구;김순오
    • 한국광물학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.425-434
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    • 2008
  • 토양과 지하수의 비소 오염은 최근 심각한 환경문제들 중 하나로 대두되고 있으며, 이러한 비소 오염은 다양한 자연적 또는 인위적 원인들로 인하여 발생할 수 있다. 지중에서 비소의 거동은 철, 망간, 알루미늄 등과 같은 여러 종류의 산화물 또는 수산화물들과 점토광물에 의하여 영향을 받고, 특히 이중에서 철 (산)수산화물이 가장 효과적으로 비소를 제어하는 것으로 알려져 있다. 이에 본 연구에서는 철 산화물의 일종인 자철석의 비소 흡착 특성을 연구하였다. 자철석이 비소의 화학종(5가와 3가 비소)에 따라서 어떠한 흡착 특성을 나타내는가 알아보기 위하여 비소 흡착에 주요하게 영향을 줄 수 있는 자철석의 물리화학적 특성들을 측정하고, 평형론적 실험과 반응속도론적 실험을 병행하여 수행하였다. 비소 흡착제로 사용하기 위하여 실험실에서 합성한 자철석의 영전하점(point of zero charge, PZC)과 비표면적은 각각 6.56과 $16.6\;g/m^2$로 다른 철 (산)수산화물들에 비해 상대적으로 낮은 간들을 나타냈다. 두 비소 화학종과 자철석의 평형실험 결과, 3가 비소가 5가 비소보다 더 많이 흡착되는 것으로 조사되어, 3가 비소가 흡착제로 사용된 자철석과 더 높은 친화력을 가지는 것으로 나타났다. 3가 비소는 pH 7에서, 5가 비소는 pH 2에서 흡착량이 가장 높았으며, 5가 비소의 경우 pH가 증가함에 따라 자철석의 표면과 전기적 반발력으로 인해 그 흡착량이 감소하는 것으로 나타났다. 이는 pH에 따른 자철석의 표면전하의 변화와 비소의 화학적 형태 등이 비소를 제어하는데 있어서 중요한 인자로 고려되어야 한다는 것을 지시한다. 시간에 따른 흡착 반응연구에서는 5가 비소가 3가 비소보다 더 빠르게 흡착됨을 알 수 있었으나, 비소의 화학적 존재형태에 관계없이 모두 4시간 이내에 평형 흡착에 도달하였다. 또한, 반응속도 실험결과를 지금까지 제안된 다양한 반응속도 모델들과 비교하였을 때, power function과 elovich 모델이 본 연구에서 사용된 자철석과 비소의 흡착을 가장 잘 모사하는 것으로 나타났다.

망간 산화물 촉매상에서 일산화탄소의 산화반응 : 소성온도의 영향 (CO Oxidation Over Manganese Oxide Catalysts: Effect of Calcination Temperature)

  • 박정현;김윤정;조경호;김의식;신채호
    • 청정기술
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    • 제17권1호
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    • pp.41-47
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    • 2011
  • 순수한 $MnO_2$ 산화물을 과망간산칼륨과 망간아세테이트를 사용하여 침전법으로 제조하였고 소성온도를 달리하여 CO 산화반응을 수행하였다. 촉매의 물리화학적 특성을 알아보기 위하여 XRD, $N_2$ 흡착, $H_2-TPR$, CO-TPD 등의 특성분석을 수행하였다. $MnO_2$-300 촉매는 9nm 크기 근처의 좁은 기공크기 분포로 존재하며 $181m^2/g$의 높은 비표면적을 보였다. XRD와 $H_2-TPR$ 분석으로 $MnO_2$ 촉매는 $Mn^{4+}$$Mn^{3+}$의 산화상태임을 확인하였다. CO-TPD 분석으로 소성온도가 높아질수록 탈착되는 $CO_2$의 양이 감소하는 것을 확인하였다. $MnO_2$ 촉매의 소성온도에 따른 최적 활성에서는 $300^{\circ}C$에서 소성한 촉매가 가장 좋은 활성을 나타냈으며, $200^{\circ}C$ 이하에서 100%의 CO 전환율을 보였다. 수분 존재하의 CO 산화반응은 활성점에 $H_2O$와 CO의 경쟁 흡착으로 촉매의 활성을 감소시켰으며 수분제거 시 활성이 건조조건과 동일하게 회복되었다.

Cu-Mn 혼합산화물 상에서 일산화탄소의 저온산화반응 (Low Temperature CO Oxidation over Cu-Mn Mixed Oxides)

  • 조경호;박정현;신채호
    • 청정기술
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    • 제16권2호
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    • pp.132-139
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    • 2010
  • 서로 다른 몰비의 Cu-Mn 혼합산화물을 공침법으로 제조하여 $30^{\circ}C$에서 CO 산화반응을 수행하였다. 제조된 촉매는 CO 산화반응에서 반응 활성과 연관시키기 위하여 XRD, $N_2$ 흡착 및 탈착, XPS, $H_2-TPR$ 등의 특성분석을 수행하였다. 제조된 촉매의 질소흡착 등온곡선은 4형태로 7-20 nm크기의 세공이 존재하며, Mn의 함량이 증가함에 따라 BET 표면적은 17에서 $205m^2{\cdot}g^{-1}$ 으로 증가하였다. XPS 분석으로 Cu-Mn 혼합산화물 상의 Cu는 주성분이 2+의 산화상태임을 확인하였고, Mn은 +3과 +4의 산화 상태를 나타냈다. Cu-Mn 촉매의 함량 및 비율에 따른 최적 활성을 실험 조사한 결과, $30^{\circ}C$의 반응온도에서 Cu/(Cu+Mn)의 몰비가 0.5일 때 가장 좋은 활성을 나타냈으며, 이를 기준으로 화산형 형태의 반응 곡선을 나타냈다. 수분 존재하의 CO 산화반응은 활성점에 수분과 CO의 경쟁흡착으로 촉매의 활성을 감소시켰으며 최종적으로는 활성금속 성분과 하이드록실 그룹을 형성하였기 때문이다.

Purification and Characterization of Antistaphylococcal Substance from Pseudomonas sp. KUH-001

  • Hwang, Se-Young;Lee, So-Hee;Song, Kook-Jong;Kim, Yong-Pil;Kawahara, Kazuyoshi
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제8권2호
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    • pp.111-118
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    • 1998
  • A bacterium producing unique antistaphylococcal substance (ASS) was isolated from soil samples. The isolated strain KUH-001 was identified to belong to Pseudomonas species from the characteristic properties of its fluorescence and cellular 3-hydroxy fatty acid composition, etc. The ASS component was purified by procedures employing activated carbon adsorption, column chromatography with silica gel, preparative TLC and HPLC. This compound could also be purified mainly by repeating of trituration and precipitation with chilled ether. Purified ASS with a m.p. value of $140~142^{\circ}C$ showed marked stability at high temperature (at $121^{\circ}C$ for 10 min) and extreme pHs (in 1N HC1 and 1N NaOH for 1 day) without significant loss of antibiotic activity. From spectral data of UV, IR, NMR, and FAB-MS, the compound was elucidated as 2-heptyl-4-hydroxyquinoline N-oxide (HHQO). Under the conditions employed, HHQO exhibited a narrow antimicrobial spectrum. active particularly against Staphylococcus aureus including the methicillin resistant strain. Moreover, it did not induce resistance, and besides, interacted synergistically with certain antibiotics such as vancomycin or erythromycin.

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Facile Modification of Surface of Silica Particles with Organosilanepolyol and Their Characterization

  • Lee, Joongseok;Han, Joon Soo;Yoo, Bok Ryul
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제34권12호
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    • pp.3805-3810
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    • 2013
  • The surface modification of silica particles (SPs) was systemically conducted by the treatment of 0.1-10 wt % phenylsilanetriol (PST) on the basis of SPs used through two step processes: 1) the PST coating of SPs via evaporation under reduced pressure and 2) their thermal condensation leading to Si-O-Si bond formation via heating at $130^{\circ}C$. The evaluation of the modified SPs was conducted by the simple floating test on water and the measurement of the contact angle (CA) of water droplet on the 2-dimensional layer of modified SPs on slide glass. When PST was used about 2 wt % or above on the basis of SPs (about average size: 50 nm) used, the modified SPs were fully floated on the water and all dispersed into upper organic solvent layer after a shaking with the mixture of the water and benzene, indicating that the modified SPs have hydrophobic properties. The modified SPs were characterized by $^{29}Si$ MAS NMR and physicochemical properties including SEM, TEM, BET, adsorption/desorption isotherms, etc. were measured and compared each other in details. This research demonstrates that the organosilanetriol is a good modifier applicable for the surface modification of inorganic oxide particles using a low amount of modifier on the basis of oxide particles used.

전기전도도 측정에 의한 ZnO 상의 에탄올 산화반응 연구 (Electrical Conductivity Studies of Ethanol Oxidation over Zinc Oxide)

  • 전학제
    • 대한화학회지
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    • 제19권6호
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    • pp.423-427
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    • 1975
  • 에탄올의 산화반응중의 칼륨을 dope 한 산화아연의 전기전도의 변화를 250${\sim}350^{\circ}C$에서 측정하였다. 산화아연 상에서는 탈수소 및 탈수반응이 일어난다. 300$^{\circ}C$ 이상에서 $CO_2$의 생성과 이에 따르는 전기전도의 증가를 보였는데 이것은 아세트알데히드의 분해에 의해 생긴 CO의 산화반응에 의한 것이 아닌가 본다. 에탄올에 산소를 가하면 아세트알데히드의 생성은 증가하나 에틸렌의 생성에는 변화가 없었다. 이것은 주로 $O^-$로서 화학흡착 되어있는 산소가 에탄올 흡착과 이에 따른 탈수소 과정에 유리하게 작용하고 있는 것이 아닌가 한다.

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연소배가스 중 질소산화물(NOx) 제거를 위한 생물학적 기술 (Biological Removal of Nitrogen Oxides from Combustion Flue Gases)

  • 이기세
    • 공업화학
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    • 제21권3호
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    • pp.243-251
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    • 2010
  • 연소배가스에 존재하는 질소산화물의 제거를 위해서는 촉매 환원, 흡수, 흡착 등 화학적 기술이 적용되고 있는데, 장기적으로는 환경친화적이고 에너지 소모가 적은 생물학적 공정의 개발 및 이용이 필요하다. 본 논문에서는 연소 배가스에 존재하는 질소산화물을 제거하기 위한 생물학적 공정의 기술동향을 살펴보고 각각의 장단점을 고찰하였다. 질산화와 탈질 기작을 이용하는 박테리아 시스템과 광합성 미세조류를 이용하는 시스템으로 구분하여 기술의 원리와 현재의 기술 수준을 논하였다. 두 경우 모두 처리속도를 높이기 위해서는 불용성의 일산화질소를 일단 적절한 흡수제에 고농도로 포집시킨 후 미생물에 의하여 분해 또는 고정하는 방향이 바람직하며, 배가스 중 $CO_2$와 NOx를 동시에 고정이 가능하고 별도의 탄소원이 요구되지 않는 미세조류의 활용이 기대된다.

금속 산화물에 플루오르화 카르복시산을 흡착시킨 소수성 표면의 제조 (The Production of Hydrophobic Surfaces by the Adsorption of Perfluorocarboxylic Acids onto Metal Oxides)

  • 하기룡;이명희;정진갑
    • 공업화학
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    • 제16권4호
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    • pp.542-548
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    • 2005
  • 몇 가지 금속 산화물에 플루오르르 치환된 카르복시산의 자기조립박막을 제조하였다. 사슬 길이의 영향을 비교하기 위하여 퍼플루오르도테칸 산과 퍼플루오르옥타데칸 산을 사용하였다. 사용된 금속 산화물은 알루미나, 탄탈리아, 티타니아, 지르코니아였다. 자기조립박막의 형성은 DRIFT (Diffuse Reflectance Infrared Fourier Transform) 분광법으로 확인하였다. 퍼플루오르탄화수소는 소수성을 가지므로 형성된 자기조립박막도 소수성을 지닐 것으로 예측된다. 형성된 자기조립박막의 DRIFT 스펙트럼의 품질은 금속산화물의 성분 원소뿐만 아니라 분말으 크기에 따라서도 달라졌다.

Transesterification of Jatropha Oil over Ceria-Impregnated ZSM-5 for the Production of Bio-Diesel

  • Bhagiyalakshmi, Margandan;Vinoba, Mari;Grace, Andrews Nirmala
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제34권10호
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    • pp.3059-3064
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    • 2013
  • In this study transesterification of Triglycerides (TG) from Jatropha curcas oil (JCO) with methanol for production of biodiesel was investigated over cerium impregnated ZSM-5 catalysts. NaZSM-5 was synthesized in an alkaline medium and impregnated with cerium oxide by wet method using cerium nitrate as a source for cerium. They were characterized by X-ray diffraction (XRD), Thermogravimeteric analysis (TGA), $CO_2$-temperature programmed desorption, and $N_2$ adsorption/desorption analysis. XRD analysis showed decrease in intensity of the patterns with the increase in the ceria loading but crystallization of ceria to larger size is an evident for 10 and 15% loading. The optimal yield of transesterification process was found to be 90% under the following conditions: oil to methanol molar ratio: 1:12; temperature: $60^{\circ}C$; time: 1 h; catalyst: 5 wt %. Here the yield of fatty acid methyl ester (FAME) was calculated through $^1H$ NMR analysis. The investigation on catalyst loading, temperature, time and reusability illustrated that these ceria impregnated NaZSM-5's were found to be selective, recyclable and could yield biodiesel at low temperature with low methanol to oil ratio due to the presence of both Lewis and Bronsted basicity. Hence, from the above study it is concluded that ceria impregnated ZSM-5 could be recognized as a potential catalysts for biodiesel production in industrial processes.

버미큘라이트 및 레드머드를 활용한 산화마그네슘 경화체의 공극 특성 (Pore Properties of Magnesium Oxide Matrix using Red Mud and Vermiculite)

  • 임현웅;이원규;이상수;송하영
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2018년도 추계 학술논문 발표대회
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    • pp.120-121
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    • 2018
  • Radon is one of the substances that pollute the indoor air and is classified as a first-level carcinogen by the International Agency for Research on Cancer(IARC) together with asbestos, and it is reported that it can cause lung cancer. The World Health Organization(WHO) reports that lung cancer is the second leading cause of lung cancer, and 6-15% of lung cancer patients report lung cancer caused by radon. Radon occurs in cracks in concrete and aged buildings, and is detected in soil, rocks, groundwater, and so on. It is a colorless, odorless and tasteless gas which is adsorbed to dust in the air and enters through human respiratory system. This study used vermiculite (expanded vermiculite), which has excellent ion exchange ability and a large number of pores, and industrial by - product red mud which has heavy metal adsorption ability, in order to adsorb radon. A matrix capable of adsorbing radon was prepared, and the characteristics of each material were compared and analyzed.

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