• 제목/요약/키워드: Degradation Rate

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Efficient Removal of Sulfamethoxazole in Aqueous Solutions Using Ferrate (VI): A Greener Treatment

  • Lalthazuala, Levia;Tiwari, Diwakar;Lee, Seung-Mok;Choi, Suk Soon
    • 공업화학
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    • 제32권3호
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    • pp.340-347
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    • 2021
  • The aim of this research is to assess the use of high purity potassium ferrate (VI) for the efficient removal of sulfamethoxazole (SMX), one of the potential micro-pollutant found in aqueous waste. In addition, various parametric studies have enabled us to deduce the mechanism in the degradation process. The pH and concentration of sulfamethoxazole enable the degradation of pollutants. Moreover, the time-dependent degradation nature of sulfamethoxazole showed that the degradation of ferrate (VI) in presence of sulfamethoxazole followed the pseudo-second order kinetics and the value of rate constant increased with an increase in the SMX concentration. The stoichiometry of SMX and ferrate (VI) was found to be 2 : 1 and the overall rate constant was estimated to be 4559 L2/mmol2/min. On the other hand, the increase in pH from 8.0 to 5.0 had catalyzed the degradation of SMX. Similarly, a significant percentage in mineralization of SMX increased with a decrease in pH and concentration. The presence of co-existing ions and SMS spiked real water samples was extensively analyzed in the removal of SMX using ferrate (VI) to simulate studies on real matrix implication of ferrate (VI) technology.

Endoglucanase와 β-Glucosidase 효소에 의한 셀룰로오스 생분해 모델링 (Cellulose Biodegradation Modeling Using Endoglucanase and β-Glucosidase Enzymes)

  • 조선주;김태욱;조대철
    • 한국환경과학회지
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    • 제31권3호
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    • pp.227-235
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    • 2022
  • In this study, a biodegradation model of based on molecular cellulose was established. It is a mathematical, kinetic model, assuming that two major enzymes randomly break glycosidic bonds of cellulose molecules, and calculates the number of molecules by applying the corresponding probability and degradation reaction coefficients. Model calculations considered enzyme dose, cellulose chain length, and reaction rate constant ratio. Degradation increased almost by two folds with increase of temperature (5℃→25℃). The change of degradation was not significant over the higher temperatures. As temperature increased, the degradation rate of the molecules increased along with higher production of shorter chain molecules. As the reaction rates of the two enzymes were comparative the degree of degradation for any combinations of enzyme application was not affected much. Enzyme dose was also tested through experiment. While enzyme dose ranged from 1 mg/L to 10 mg/L, the gap between real data and model calculations was trivial. However, at higher dose of those enzymes (>15 mg/L), the experimental result showed the lower concentrations of reductive sugar than the corresponding model calculation did. We determined that the optimal enzyme dose for maximum generation of reductive sugar was 10 mg/L.

반탄화 온도와 승온속도에 의한 바이오매스 열분해 거동 (Thermal Degradation Behavior of Biomass Depending on Torrefaction Temperatures and Heating Rates)

  • 공성호;안병준;이수민;이재정;이영규;이재원
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제44권5호
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    • pp.685-694
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    • 2016
  • 본 연구에서는 반탄화 과정에서 바이오매스 열분해 거동을 열중량 분석과 발생되는 기체분석으로 확인하였다. 반응온도는 $220{\sim}300^{\circ}C$, 승온속도 $10{\sim}30^{\circ}C/min$, 반응시간은 110분으로 고정하여 분석하였다. 백합나무 중량감소율은 $220^{\circ}C$에서 8.01~8.81%, $300^{\circ}C$에서 71.86~77.38%로 나타났으며, $240^{\circ}C$ 이상에서 급격하게 증가하였다. 반면 낙엽송 중량감소율은 $300^{\circ}C$에서 49.58~54.15%로 백합나무와 비교하여 낮았다. 백합나무에 대한 활성화 에너지는 87.32~91.24 kJ/mol으로 승온속도에 따라 큰 차이를 나타내지 않았으며, 낙엽송에 대한 활성화 에너지는 83.85~91.60 kJ/mol으로 나타났다. 반탄화 과정에서 발생하는 가스성분은 대부분 헤미셀룰로오스 유래 성분이었으며 반응온도가 증가하면서 성분의 종류 및 농도도 증가하였다. 백합나무에서는 furfural, acetic acid가 고농도로 검출되었다.

Hot electron에 의한 RF-nMOSFET의 DC및 RF 특성 열화 모델 (Hot electron induced degradation model of the DC and RF characteristics of RF-nMOSFET)

  • 이병진;홍성희;유종근;전석희;박종태
    • 전자공학회논문지D
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    • 제35D권11호
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    • pp.62-69
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    • 1998
  • Hot carrier 스트레스후의 RF-nMOSFET의 DC 및 RF 특성열화를 분석하기 위해 기존의 열화 모델을 적용하였다. 드레인전류 열화보다 차단주파수 열화가 심하였으며 RF-nMOSFET의 열화변화율 n과 열화변수 m은 기존의 bulk MOSFET의 것과 같았다. Multi-finger 게이트 소자에서 finger수가 많을수록 열화가 적게 된 것은 큰 소스/드레인의 저항과 포화전압에 의한 것임을 알 수 있었다. 스트레스의 후의 RF성능 저하는 g/sub m/과 C/sub gd/의 감소와 g/sub ds/의 증가에 의한 것임을 알 수 있었다. 기판전류를 측정하므로 RF소자의 DC 및 RF특성 열화를 예견할 수 있었다.

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Solid State Drive(SSD)에 대한 가속열화시험 데이터 모델링 및 분석 (Modeling and Analysis of Accelerated Degradation Testing Data for a Solid State Drive (SSD))

  • 문병민;최영진;지유민;이용중;이근우;나한주;양중섭;배석주
    • 한국신뢰성학회지:신뢰성응용연구
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    • 제18권1호
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    • pp.33-39
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    • 2018
  • Purpose: Accelerated degradation tests can be effective in assessing product reliability when degradation leading to failure can be observed. This article proposes an accelerated degradation test model for highly reliable solid state drives (SSDs). Methods: We suggest a nonlinear mixed-effects (NLME) model to degradation data for SSDs. A Monte Carlo simulation is used to estimate lifetime distribution in accelerated degradation testing data. This simulation is performed by generating random samples from the assumed NLME model. Conclusion: We apply the proposed method to degradation data collected from SSDs. The derived power model is shown to be much better at fitting the degradation data than other existing models. Finally, the Monte Carlo simulation based on the NLME model provides reasonable results in lifetime estimation.

Pseudomonas sp. RY-1에 의한 Medium-chain-length Polyhydroxyalkanoates의 생분해 (Biodegradation of Medium-chain-length Polyhydroxyalkanoates by Pseudomonas sp. RY-1)

  • 류강은;김영백;양영기;이영하
    • 미생물학회지
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    • 제36권2호
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    • pp.84-90
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    • 2000
  • Psudomonas sp. RY-1이 생성하는 extracellular depolymerase system을 이용하여 단위체의 결가지에 서로 다른 탄소 길이와 불포와기를 함유하는 medium-chain-length polyhdroxyalkanoates (MCL-PHAs)의 생분해도를 시럼실 조건에서 조사하였다. 생분애도는 평파내지에서의 clear zone 형성, 효소 처리에 의한 고분자 현탁액의 탁도 감소 및 호흡량의 경시적 변화로 측정하였다. Pseudomonas sp. RY-1은 MCL-PHA depolymerase의 생성을 통하여 조사된 모든 종류의 MCl-PHAs를 분해할 수 있었으나, 이 효소의 생성은 쉽게 이용될수 있는 이차기질에 의해 저해받는 것으로 나타났다. MCl-PHAs의 분해율이 단위체의 탄소수가 홀수개로 구성된 고분자에 비하여 보다 높았다. 곁가지에 분포화기를 함유한 MCl-PHAs는 불포화기를 갖지 아니하는 고분자에 비하여 분해가 빠르게 이루어졌으며, 이들의 분해는 고분자의 결정화도와 밀접한 관련이 있는 것으로 나타났다.

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Bioaugmentation Treatment of Mature Landfill Leachate by New Isolated Ammonia Nitrogen and Humic Acid Resistant Microorganism

  • Yu, Dahai;Yang, Jiyu;Teng, Fei;Feng, Lili;Fang, Xuexun;Ren, Hejun
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제24권7호
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    • pp.987-997
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    • 2014
  • The mature landfill leachate, which is characterized by a high concentration of ammonia nitrogen ($NH_3$-N) and humic acid (HA), poses a challenge to biotreatment methods, due to the constituent toxicity and low biodegradable fraction of the organics. In this study, we applied bioaugmentation technology in landfill leachate degradation by introducing a domesticated $NH_3$-N and HA resistant bacteria strain, which was identified as Bacillus cereus (abbreviated as B. cereus Jlu) and Enterococcus casseliflavus (abbreviated as E. casseliflavus Jlu), respectively. The isolated strains exhibited excellent tolerant ability for $NH_3$-N and HA and they could also greatly improved the COD (chemical oxygen demand), $NH_3$-N and HA removal rate, and efficiency of bioaugmentation degradation of landfill leachate. Only 3 days was required for the domesticated bacteria to remove about 70.0% COD, compared with 9 days' degradation for the undomesticated (autochthonous) bacteria to obtain a similar removal rate. An orthogonal array was then used to further improve the COD and $NH_3$-N removal rate. Under the optimum condition, the COD removal rate in leachate by using E. casseliflavus Jlu and B. cereus Jlu increased to 86.0% and 90.0%, respectively after, 2 days of degradation. The simultaneous removal of $NH_3$-N and HA with more than 50% and 40% removal rate in leachate by employing the sole screened strain was first observed.

Effect of Ramping Rate on the Durability of Proton Exchange Membrane Water Electrolysis During Dynamic Operation Using Triangular Voltage Cycling

  • Hye Young Jung;Yong Seok Jun;Kwan-Young Lee;Hyun S. Park;Sung Ki Cho;Jong Hyun Jang
    • Journal of Electrochemical Science and Technology
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    • 제15권2호
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    • pp.253-260
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    • 2024
  • Proton exchange membrane water electrolysis (PEMWE) is an efficient method for utilizing renewable energy sources such as wind and solar powers to produce green hydrogen. For PEMWE powered by renewable energy sources, its durability is a crucial factor in its performance since irregular and fluctuating characteristics of renewable energy sources, especially for wind power, can deteriorate the stability of PEMWE. Triangular voltage cycle is well able to simulate fluctuating wind power, but its effect on the durability has not been investigated extensively. In this study, the performance degradation of the PEMWE cell operated with the triangular voltage cycling was investigated at different ramping rates. The measured current responses during the cycling gradually decreased for both ramping rates, and I-V curve measurements before and after the cycling confirmed the degradation of the performances of PEMWE. For both measurements, the degradation rate was larger for 300 mV s-1 than 30 mV s-1, and they were determined as 0.36 and 1.26 mV h-1 (at the current density of 2 A cm-2) at the ramping rates of 30 and 300 mV s-1, respectively. The comparison with other studies on triangular voltage cycling also indicate that an increase in the ramping rate accelerates the deterioration of the PEMWE performance. X-ray photoelectron spectroscopy and transmission electron microscopy results showed that the Ir catalyst was oxidized and did not dissolve during the voltage cycling. This study suggests that the ramping rate of the triangular voltage cycling is an important factor for the evaluation of the durability of PEMWE cells.

Toluene의 생물학적 분해능 향상을 위한 계면활성제의 선정 (Surfactant Selection for the Enhanced Biological Degradation of Toluene)

  • 김용식;손영규;김지형;송지현
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제10권4호
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    • pp.26-32
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    • 2005
  • 계면활성제는 소수성 물질(톨루엔)의 물질전달율을 증가시켜 미생물이 있는 액상으로 잘 녹아들어가게 함으로써 미생물에 의한 분해를 증가시킨다. 본 연구에서는 여러 종류의 계면활성제가 존재할 때 톨루엔의 물질전달율과 미생물에 의한 분해가 어떻게 이루어지는지에 대해 알아보았다. 사용한 계면활성제는 다음과 같다: Sodium Oodecyl Sulfate (SOS), TritonX-100, Tween 80, BYK-345 (silicone 계면활성제). 실험결과에 따르면 BYK-345는 critical micelle concentration (CMC)에서 톨루엔의 용해도를 증가시켰다. 하지만, SDS와 TritonX-100는 CMC에서 톨루엔의 용해도를 증가시키지 못했다. 증류수에 계면활성제를 첨가하면 증류수만 있는 경우보다 톨루엔의 물질전달율$(K_La)$이 증가했다. 톨루엔 분해 미생물을 이용한 회분식 실험에서 SOS는 톨루엔의 분해를 감소시켰다. 그 이유는 SDS가 미생물에 독성을 미쳤기 때문일 수도 있고, 기질로서 이용되어서 톨루엔과 경쟁관계에 놓였기 때문일 수도 있다. BYK-345를 계면활성제로 사용한 실험에서도 톨루엔의 분해가 감소했는데 이것은 BYK-345가 미생물의 활성도에 심각한 영향을 미쳤기 때문이다. 하지만, TritonX-100 와 Tween 80의 경우에는 톨루엔의 분해가 크게 감소하지 않았다. 낮은 농도의 TritonX-100의 경우에 오히려 톨루엔의 분해는 증가했다. 이와 같은 결과들을 통해 톨루엔의 생물학적 분해를 위해 가장 적절한 계면활성제는 TritonX-100임을 알 수 있었다.

마이크로 반응기를 이용한 광촉매 분해특성 연구 (The Study of the Photocatalytic Degradation for Microreactor)

  • 최병철;김형택
    • 에너지공학
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    • 제14권2호
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    • pp.105-111
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    • 2005
  • 본 연구는 마이크로 채널 반응기를 이용하여 다양한 실험조건에서 D-glucose용액을 이용하여 광촉매 분해특성을 연구하였다. Titanium oxysulfate의 수산화반응을 통하여 합성한 $TiO_2$수용액을 이용하여 마이크로 채널 반응기에 $TiO_2$를 코팅하였다. D-glucose광촉매 분해특성은 반응기의 주입유속이 증가함에 따라 증가하는 것으로 나타났으며 반응속도 상수와 Langmuir 흡수 제수를 다양한 실험조건에서 계산하였다. 또한 반응 시스템에서의 광효율을 계산하였다 따라서 이 연구는 배치 시스템에 적용된 $TiO_2$코팅이 되어 있는 마이크로 채널 반응기의 광분해 특성을 이해하기 위한 것이다.