토양에서 분리한 여러 알칼리성 세균을 대상으로 제한효소의 유무를 조사하여 Bacillu sp. 8-13으로부터 제한효소의 활성을 발견할 수 있었다. 이 균주의 제한효소는 streptomycin sulfate 침전, ammonium sulfate 침전, DEAD-cellulose와 phosphocellulose ion exchange colum chromatography와 phosphocellulose ion exchange colum chromatography 과정을 통하여 정제하였고 0.1 SDS를 포함하는 7.5 polyacrylamide gel electrophoresis로 subunit의 분잘량을 조사한 결과 약 32,000 dalton이었다. 또 특히 이 균주는 형태적 배양학적 특성이 Bacillus alkalophilus subsp. haldurans와 매우 유사하며, 최적 생육, pH는 10.3이었고, 최적 증식온도는 $50^{\circ}C$ 이었다.
Polypropylene(PP)을 지지막으로 하여 in-situ 가교결합(cross-linking)방식을 이용한 pore-filled 이온교환막을 제조하였다. 다공성 PP막의 기공에 poly(vinylbenzyl chloride)(PVBCI)과 piperazine(PIP), 또는 1,4-diaminobicyclo [2,2,2]octane(DABCO)을 dimethylforamid(DMF)에 녹인 용액을 채워서 겔화시킨 후, 남아있는 chloromethyl 그룹에 trimethylamine을 이용하여 양이온인 암모니움 site를 형성시키면 pore-filled 음이온교환막이 형성된다. 이와 같은 2단계의 제조방식으로 제조된 pore-filled 분리막은 크기의 변화가 없이 안정되며, PVBCI의 농도와 가교제의 농도로써 고분자-겔의 함량(mass gain, MG)과 가교도가 간단하게 조절되는 것을 보여주었다. 특히 아주 낮은 압력(100 kPa)에서의 높은 수투과도(7.9kg/$m^2$hr, 지지막은 PP3, 73%의 MG, 10%의 가교도, PIP 가교제사용)는 연수용 분리막으로 충분히 활용될 수 있음을 보여준다.
The feasibility of producing sulfuric acid and ammonia water from ammonium sulfate was investigated by an integrated process including ammonia stripping (AS) and electrodialysis with bipolar membrane (EDBM). It was suggested that the production of sulfuric acid using ammonia stripping-electrodialysis with bipolar membrane (ASEDBM) was effective in obtaining high concentration of sulfuric acid compared with EDBM alone. AS was carried out over pH 11 and within the range of temperatures, $20^{\circ}C{\~}60^{\circ}C$. Sodium sulfate obtained using AS was used as the feed solution of EDBM. The recovery of ammonia increased from $40\%$ to $80\%$ at $60^{\circ}C$ due to the increased mobility of ammonium ion. A pilot-scale EDBM system, which is composed of two compartments and 10 cell pairs with an effective membrane area of $200 cm^2$ per cell, was used for the recovery of sulfuric acid. The performance was examined in the range of 0.1 M${\~}$1.0 M concentration of concentrate compartment and of $25 mA/cm^2{\~}62.5 mA/cm^2$ of current density. The maximum current efficiency of $64.9\%$ was obtained at 0.1 M sulfuric acid because the diffusion rate at the anion exchange membrane decreased as the sulfuric acid of the concentrate compartment decreased. It was possible to obtain the 2.5 M of sulfuric acid in the $62.5 mA/cm^2$ with a power consumption of 13.0 kWh/ton, while the concentration of sulfuric acid was proportional to the current density below the limiting current density (LCD). Thus, the integrating process of AS-EDBM enables to recover sulfuric acid from the wastewaters containing ammonium sulfate.
Effect of organic-C on immobilization and nitrification patterns in acidic soil was examined during 20 weeks incubation period to verify if organic amendments such as composted material can increase soil retention of N by stimulating microbial immobilization of $NH_4^+$. Four treatments were laid out: control without fertilizer N and glucose (treatment code: S), ammonium sulfate (SN), ammonium sulfate with single glucose at the commencement (0 week) of incubation (SNG), and ammonium sulfate with double glucose at 0 and 4 weeks of incubation (SNGG). Glucose application (SNG) significantly increased microbial immobilization of $NH_4^+$ within 1 week of incubation over SN. Immobilization was followed by remineralization thereafter; however, second-application of glucose (SNGG) restored $NH_4^+$ immobilization. At the same time, nitrification was significantly inhibited by glucose application as indicated by consistently low $NO_3^-$ concentration in SNG and SNGG soils, suggesting that microbial assimilation of $NH_4^+$ is predominant compared to nitrification when available C-source is abundant. These results suggest application of chemical fertilizer-N with organic amendment would have beneficial effect on soil-N retention and environmental conservation by reducing production of $NO_3^-$ which is likely to be lost through leaching or denitrification.
Extraction of quaternary ammonium compounds (choline and betaine) from plant samples (spinach) using ion exchange resin (AG1, OH− form) is a very simple and inexpensive approach. However, it is very hard to determine amounts of choline and betaine simultaneously using high-performance liquid chromatography-ultraviolet (HPLC-UV) detection. Unlike choline, betaine has low molar absorptivity in UV-visible (UV-Vis) region, which makes it difficult to carry out UV-Vis detection of betaine. The mixture of quaternary ammonium compounds (choline and betaine) was derivatized using 2-bromo acetophenone as a derivatizing agent. As a result, choline did not react with the derivatizing agent, whereas betaine formed a betaine derivative. This betaine derivative exhibited detectable UV absorption with baseline separation between choline and the betaine derivative. Thus, with this method, choline and betaine can be determined simultaneously by using the HPLCUV method through one-step derivatization, which is an easy, sensitive, and reliable method.
B-amylase(EC 3.2.1.2) was isolated from the root of arrowroot(Peuria thunbergiana Bentham) with distilled water and then fractionated with ammonium sulfate. Crude extract was partially purified by ion exchange chromatography and gel filtration. The enzymatic properties of partially purified $\beta$-amylase were as follows, the enzyme was fractionated with ammonium sulfate between 0.2 and 0.4 saturation, and showed the typical reaction properties of B-amylase producing only maltose from starch. Optinum pH and temperature were pH 6.5, $50^{\circ}C$ respectively. The activity of the enzyme had proportional relations with enzyme protein concentration below 4mg, and had Michaelis constant of 66.7mg% for soluble starch. The enzyme was inhibited by some metal louts such as silver, cadmium, mercury, aluminum, iron and copper.
This study reports the fabrication of anion exchange membranes (AEMs) containing two kinds of functional groups: i) trimethylphosphite (TMP) and ii) trimethylamine (TMA). We carried out the synthesis of polymers to enhance thermal stability and ion conductivity. The alternative polymer was prepared using 2,2-bis(4-hydroxy-3-methylphenyl)propane and decafluorobiphenyl. The membrane was fabricated by solution casting method. The thermal stability of membranes was examined by TGA. The physiochemical properties of membranes were also investigated in terms of water uptake, swelling ratio, ion exchange capacity, and ion conductivity. The hydroxide ion conductivity of the membranes reached about 20.2 mS/cm for quaternary ammonium poly(arylene ether) (QA-PAE) containing TMA moiety and 5.1 mS/cm for quaternary phosphonium PAE (QP-PAE) containing TMP moiety at $90^{\circ}C$.
상업적으로 이용되는 폴리스티렌계 이온교환막은 제조 공정이 쉽고 간단하지만 막이 가지는 취성 때문에 내구성이 약하다는 단점을 가지고 있다. 이를 보완하기 위하여 친수성 그룹인 poly(ethylene glycol)을 곁사슬로 가지고 있는 poly(ethylene glycol)methyl ether methacrylate를 공중합시켜 음이온 교환막을 합성하였다. 지지체로는 내화학성 및 기계적 강도가 우수한 다공성 PE 지지체를 사용하였고, 여기에 다양한 조성의 vinylbenzyl chloride, styrene, poly(ethylene glycol)methyl ether methacrylate, divinylbenzene, benzoyl peroxide를 녹인 단량체 용액을 지지체 기공에 채운 뒤 열중합 가교시켜 trimethylamine을 이용하여 음이온 교환기를 도입해 세공충전 음이온 교환막을 합성하였다. 또한 poly(ethylene glycol)methyl ether methacrylate의 곁사슬 길이와 각 단량체가 차지하는 비율의 변화가 음이온 교환막의 전기화학적 특성에 미치는 영향을 알아보았다.
회분식/순환식증류 반응시스템에서 Amberlyst 이온교환수지와 황산의 첨가에 따른 젓산의 에스테르화 반응을 고찰하였다. 회분식증류 반응시스템에서는(n-butanol/lactic acid = 4, $100^{\circ}C$) 물의 함유량이 적을수록, n-butanol/lactic acid의 몰비가 증가할수록 에스테르화 전환율이 높게 나타났다. 알코올의 종류에 따른 에스테르화 전환율을 비교 해본 결과 단순한 구조의 메탄올과 치환반응성이 뛰어난 tert-부탄올이 에탄올, n-부탄올, iso-부탄올에 비해 치환 반응에 의한 에스테르화 전환율이 높은 것으로 나타났다. 지속적으로 물을 제거하는 순환식증류 반응 시스템에서는 (n-butanol/ammonium lactate = 4, $115^{\circ}C$) Amberyst-15 고체산 촉매를 사용한 경우가 황산촉매를 사용한 경우보다 에스테르반응 전환율이 높게 나타났다. 고체산 촉매를 반응초기에 투입한 경우에는 에스테르 반응이 지속적으로 진행되었으나 황산촉매의 경우에는 초기단계의 반응속도에는 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 이는 반응 초기에 투입한 황산이 ammonium lactate간의 반응을 통해 ammonium sulfate를 생성하는 중화반응에 우선적으로 참여하기 때문인 것으로 사료된다.
베타 제올라이트 내의 template를 제거하기 위한 소성처리 조건을 달리하고, 암모늄 이온 교환 및 염산 처리 등의 후처리를 통하여 베타 제올라이트의 산특성을 변형시키고, 이들 촉매 상에서 프로펜 및 이소프로판올에 의한 벤젠의 알킬화 반응을 실시하여 산특성이 이 반응에서 큐멘의 선택성에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. Deep bed에서 소성시킨 촉매는 shallow bed에서 소성시킨 촉매에 비하여 브뢴스테드 산점($Br{\ddot{o}}nsted$ acidity, IR $3610cm^{-1}$ band)이 크게 감소함을 알 수 있었다. 또한 deep bed 소성 시에는 구조 내의 알루미늄 추출에 의해 산성을 나타내지 않는 extraframework aluminum species가 생성되었다. Deep bed에서 처리한 촉매도 암모늄 용액으로 이온교환 시키면 브뢴스테드 산점이 다시 회복되며, 약한 염산 용액으로 처리하면 약간의 브뢴스테드 산점이 나타났다. 그러나 강한 염산으로 처리하면 브뢴스테드 산점뿐만 아니라 구조내의 알루미늄도 추출되었다. Shallow bed에서 처리한 촉매는 큐멘의 선택성이 약 95%로 높으나 deep bed에서 처리한 촉매는 약 90%로 감소하였다. deep bed에서 소성한 경우에도 암모늄 용액이나 약한 염산으로 후처리하면 산성도가 회복되어 큐멘의 선택성이 93%까지 증가하였다. 알킬화제로는 큐멘의 선택성 면에서 프로펜이 이소프로판올 보다 우수하다는 것을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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