• 청정기술
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• 제27권2호
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• pp.190-197
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• 2021

펄프 및 제지산업에서 목재의 셀룰로오스 성분 활용 후 남는 부산물인 크라프트 리그닌(kraft lignin)은 촉매적 저분자화 공정을 통해 바이오연료나 고부가가치 페놀 단량체로 전환될 수 있다. 본 연구에서는 크라프트 리그닌의 효율적인 저분자화를 위한 촉매로 수소화 금속 및 산-염기점을 동시에 지니는 Ru-Mg-Al-oxide 복합 촉매를 제조하고, 리그닌 분해 성능을 평가하고자 하였다. 촉매 내 다양한 활성점들(산점, 염기점, 수소화 금속)이 리그닌 분해 반응에 미치는 영향을 파악하기 위해 MgO, Mg-Al-oxide, Ru-Mg-Al-oxide의 세 가지 촉매를 제조하여 초임계 에탄올 용매 상에서 리그닌 분해 반응을 수행하였고, 리그닌 분해 성능은 바이오오일(bio-oil) 수율 및 분자량, 그리고 페놀계 단량체 수율을 통해 평가하였다. 그 결과, Ru-Mg-Al-oxide 촉매가 다양한 활성점들의 시너지 효과로 인해 가장 높은 수율의 바이오오일 및 페놀 단량체들을 생산한다는 것을 확인하였다. Ru-Mg-Al-oxide 촉매 상에서 분해 효율을 최적화하기 위해 다양한 반응 조건(온도, 시간, 촉매양)에 따른 분해 효율을 평가하였고, 최종적으로 반응온도 350 ℃, 리그닌 대비 촉매 비율 10%, 4 h 반응을 통해 72%의 높은 바이오오일 수율과 무촉매 대비 3.5배 이상 증가한 페놀 단량체를 생산할 수 있었다.

• 청정기술
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• 제28권3호
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• pp.232-237
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• 2022

해조류 바이오매스 중 갈조류의 주요 구성 성분인 알긴산은 다양한 산업에서 널리 사용되어지며, 촉매적 저분자화를 통해 당, 당알코올, 퓨란계, 그리고 유기산과 같은 고부가가치 화합물로 전환할 수 있다. 본 연구에서는 루테늄 담지 활성탄과 마그네시아를 혼합하여 알긴산 저분자화 반응에 적용하고자 하였다. 이러한 불균일계 촉매 시스템은 생성물에 대한 분리가 용이하고 정제 과정의 간소화가 장점으로 작용한다. 반응 결과, 탄소 수 5개 이하의 저분자량 알코올 및 유기산이 생성되었으며, 최적의 반응 조건 탐색을 통해 최종적으로 1 wt% 알긴산 수용액 30 mL, 루테늄 담지 활성탄 100 mg, 마그네시아 100 mg, 반응 온도 210 ℃, 반응 시간 1 h의 반응 조건에서 29.8%의 알코올에 대한 탄소 수율과 43.8%의 알코올 포함 액상 생성물에 대한 총 탄소 수율을 확보하였다.

• 공업화학
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• 제31권6호
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• pp.668-673
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• 2020

본 논문에서는 수산화코발트[Co(OH)2] 층간 소재를 초음파(sonication) 액상 박리 공정을 사용하여 얇은 2차원 나노시트(nanosheet)로 박리하였다. 상기의 Co(OH)2 촉매는 27.5 ㎡ g-1의 넓은 비표면적을 갖는 한 장의 육각 나노시트로 박리 되었다. 또한, 특성 분석 및 PET 해중합(depolymerization) 반응의 촉매로서 사용되어 고활성을 증명하였다. 해당 촉매를 사용한 PET 해중합 반응은 200 ℃에서 30 min 이내에 100%의 높은 PET전환율과 100%의 높은 BHET 수율을 보여주었다. 박리된 Co(OH)2의 재사용성을 확인하기 위해 반응 후 필터를 사용해 촉매를 회수하여 PET 해중합 반응을 진행하였다. 총 4번의 재사용 동안 100%의 PET 전환율과 100%의 BHET 수율을 보여주어 촉매의 우수한 안정성을 증명하였다.

• 한국물환경학회지
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• 제18권3호
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• pp.271-282
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• 2002

The sonochemical process has been applied as a treatment method to investigate its effect on the decomposition of humic substances (HS). The reaction kinetics and mechanisms in the process of sonochemical treatment for humic substances in wastewater have also been discussed. It was observed that the metal ions such Fe(II) and Mn(II) showed catalytic effects, while Al(III), Ca(II), and Mg(II) had inhibitory effects on the decomposition of humic substances in sonochemical reaction with hydrogen peroxide. Experimental results also showed factors such as hydrogen peroxide dose affected the formation of disinfection by-products. Two trihalomethanes, chloroform and dichlorobromomethane were formed as major disinfection by-products during chlorination. The depolymerization and the radical reaction of HS radicals appear to occur simultaneously. The final step of the reaction is the conversion of organic acids to carbon dioxide.

• Environmental Sciences Bulletin of The Korean Environmental Sciences Society
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• 제10권S_3호
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• pp.127-137
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• 2001

The sonochemical Process has been applied as a treatment method and was investigated its effect on the decomposition of humic substances(HS). The reaction kinetics and mechanisms in the Process of sonochemical treatment for humic substances(HS) in wastewater have also been discussed. It was observed that the metal ions such as Fe(II) and Mn(II) showed catalytic effects, while Al(III), Ca(II), and Mg(II) had inhibitory effects on the decomposition of humic substances in sonochemical reaction with hydrogen peroxide. Experimental results also showed factors such as hydrogen peroxide dose affected the formation of disinfection by-products. Two trihalomethanes, chloroform and dichlorobromomethane were formed as major disinfection by-products during chlorination. The mechanism of radical reaction is controlled by an oxidation process. The radicals are so reactive that most of them are consumed by HS radicals and hydroxyl radicals can be acted on organic solutes by hydroxyl addition, hydrogen abstraction, and electron transfer. The depolymerization and the radical reaction of HS radicals appear to occur simultaneously. The final steps of the reaction are the conversion of organic acids to carbon dioxide.

• 대한약리학회지
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• 제21권1호
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• pp.62-77
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• 1985

Hydroxyl raical$(OH{\cdot})$을 생성하는 것으로 알려진 iron-catalyzed Haber-Weiss rocation에서 superoxide anion $(O^{-}_{2}{\cdot})$은 주로 $Fe^{+++}$을 $Fe^{++}$로 환원시키는 데에 작용하는 것으로 추정하고 있다. 이러한 $OH{\cdot}$ 의 역할은 다른 환원제들에 의하여 대체가 가능할 것으로 추측되며 생물계의 환원제의 하나로써 ascorbate가 관심의 대상이 되고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 $Fe^{++}$와 $H_2O_2$ 존재하에서 $OH{\cdot}$ 을 생성하는 ascorbate 의 역할을 hyaluronic acid의 변성과 methional로 부터 ethylene 생성에 대한 효과로써 관찰하였다. Ascorbate는 $Fe^{++}$와 $H_2O_2$에 의한 hyaluronic acid의 변성을 촉진하였으며, 이런 현상은 점성도 변화와 Sepharose 4B를 이용한 코로마토그라피에 의하여 확인할 수 있었다. 이때 관찰되는 변성은 catalase와 $OH{\cdot}$ scavenger에 의하여 거의 완전히 억제 되었다. 또한 ascorbate는 $Fe^{++}$와 $H_2O_2$에 의한 methional로 부터 ethylene생성을 항진시킴으로써 상기의 결과를 뒷받침 하였다. 다른 환원제들(cysteine, glutathione, NADH와 NADH와 NAKPH)도 ascorbate와 같이 hyaluronic acid의 변성과 methional로 부터 ethylene생성을 촉진하였으나, 그들의 산화형인 NAD와 NADP의 효과는 관찰 할 수 없었다. 그러므로 $OH{\cdot}$ 생성에 있어 철이온의 환원이 관여함을 시사하였다. 또한 metal ion가운데 $Fe^{++}$는 $OH{\cdot}$ 생성에 가장 강력한 촉매작용을 나타내었다. 이상의 결과는 ascorbate가 $(OH{\cdot})$ 을 생성하는 metal-catalyzed reaction에서 $Fe^{+++}$을 $Fe^{++}$로 환원하는 $O^{-}_{2}{\cdot}$의 작용을 대신할 수 있음을 증명하며 이와같은 ascorbate 의존적인 $OH{\cdot}$ 의 생성은 ascorbate가 조직손상에 관여할 가능성을 시사하였다.