고분자물질로 지지된 아자크라운 에테르(polymer supported azacrown ether:DBPDA ion exchanger)를 합성하고, 이 이온교환체와 Li, Na, 그리고 K의 피크레이트염과의 이온결합등에 대하여 알아보았다. 그리고, DBPDA 이온교환체와 알칼리 피크린산염의 에테르형 용매내에서 알칼리 금속이온들의 결합상수(binding constant:Kb)를 분광광도법을 통하여 구하였다. 그 결과, 결합상수의 크기는 Li < Na < K 순으로 증가하였으며, 리간드와 1:1 착물을 형성한다는 것을 알 수 있었다. 또한 이들의 Kb값들은 용매 및 온도 등과 같은 것들에 의하여 변화하였으며, 그 값들은 $2{\times}10^3{\sim}4{\times}10^4M^{-1}$ 범위내에 있었다. 한편 이들 착물형성 과정에서의 엔탈피 및 엔트로피 변화, ${\Delta}$H 및 ${\Delta}$S는 10~40$^{\circ}C$ 온도 범위내에서 van't Hoff plot으로부터 구했으며, 이들의 값들은 각각, -2.71∼-3.79 kcal/mol과 -16.52∼-20.57 eu 범위내에 있었다.
Aggregation behavior of three kinds of benzindocarbocyanine dyes in aqueous methanol solution was studied by UV-Vis absorption spectrum. The results indicated that the three dyes all existed monomer-dimer equilibrium in aqueous methanol solution (concentration range $10^{−5}\;to\;10^{−6}$ M) at 25.0$\sim$41.0 ${^{\circ}C}$ for Dye 1, 28.0$\sim$49.0 ${^{\circ}C}$ for Dye 2 and 26.0$\sim$47.0 ${^{\circ}C}$ for Dye 3. The fundamental property of the three dyes as the dimeric association constant KD, the dimeric free energy ${\Delta$}G_D, the dimeric entropy ${\Delta$}S_D, and the dimeric enthalpy ${\Delta$}H_D were determined. The ${\Delta$}H_D of three dyes: Dye 1, Dye 2 and Dye 3 was -42.5, -15.1 and -18.9 kJ/mol, respectively. The experimental observations were the subject of a theoretical study including the ground-state geometries which were fully optimized using DFT at B3LYP/6-31G level. The effect of dye molecule structure on ${\Delta$}H_D was discussed by theoretical calculations.
Aspergillus niger sherumanni IAM 2059가 분비하는 펙틴질분해효소 중에서 endo-polygalacturonase 를 Sephadex G-100, DEAE-Sephadex A-50을 이용하여 분리하고 점도감소와 분해산물분석을 통해 효소의 특성을 조사하였다. Chromatography를 통해 얻은 3 개의 역가 fraction (F-A, F-I 및 F-II) 은 각각 exo형 효소, eodo-polygalacturonase, endo-polymethylgalacturonase 이었다. endo-polygalacturonase의 역가 최적 pH는 환원당 생성으로는 pH4.2 근방이었고 점도감도로는 pH4.7 근방이었다. 이 효소의 Z-value는 $7.5^{\circ}C$이고 $D40^{\circ}C$는 240sec 이며 $40^{\circ}C$에서 활성화엔트로피(Enthalphy of activation) 217.3KJ/mol, 활성화엔트로피(Entropy of activation) 409.2J/mol.K, 활성화자유에너지(Free energy activation) 89.2KJ/mol 이었다.
Former studies revealed that sepiolite thermally treated at high temperature have high adsorption capacity for phosphate. However, its micron size (75 ㎛) limits its application to water treatment. In this study, we synthesized sepiolite impregnated polysulfone (PSf) beads to separate it easily from an aqueous solution. PSf beads with different sepiolite ratios were synthesized and their efficiencies were compared. The PSf beads with 30% impregnated sepiolite (30SPL-PSf bead) possessed the optimum sepiolite ratio for phosphate removal. Kinetic, equilibrium, and thermodynamic adsorption experiments were performed using the 30SPL-PSf bead. Equilibrium adsorption was achieved in 24 h, and the pseudo-first-order model was suitable for describing the phosphate adsorption at different reaction times. The Langmuir model was appropriate for describing the phosphate adsorption onto the 30SPL-PSf bead, and the maximum adsorption capacity of the 30SPL-PSf bead obtained from the model was 24.48 mg-PO4/g. Enthalpy and entropy increased during the phosphate adsorption onto the 30SPL-PSf bead, and Gibb's free energy at 35 ℃ was negative. An increase in the solution pH from 3 to 11 induced a decrease in the phosphate adsorption amount from 27.30 mg-PO4/g to 21.54 mg-PO4/g. The competitive anion influenced the phosphate adsorption onto the 30SPL-PSf bead was in the order of NO3- > SO42- > HCO3-. The phosphate breakthrough from the column packed with the 30SPL-PSf bead began after ~2000 min, reaching the influent concentration after ~8000 min. The adsorption amounts per unit mass of 30SPL-PSf and removal efficiency were 0.775 mg-PO4/g and 61.6%, respectively. This study demonstrates the adequate performance of 30SPL-PSf beads as a filter for phosphate removal from aqueous solutions.
Zeolite (FZ), prepared from fly ash, was immobilized with polyacrylonitrile (PAN) to fabricate PAN/FZ beads. The prepared PAN/FZ beads were characterized by scanning electron microscopy, thermogravimetric analysis, and Fourier transform infrared spectroscopy. The optimum ratio to prepare PAN/FZ beads was 0.3 g of PAN to 0.3 g of FZ. The diameter of the prepared PAN/FZ beads was about 3 mm. Sr and Cu ion adsorption experiments were conducted with PAN/FZ beads. A pseudo-second-order model fit the kinetic data for Sr and Cu ion adsorption by PAN/FZ beads well. The equilibrium data fitted well with the Langmuir isotherm model, and the maximum adsorption capacities were 96.5 mg/g and 74.6 mg/g for the Sr and Cu ions, respectively. Additionally, the values of thermodynamic parameters such as Gibbs free energy (${\Delta}G^o$), enthalpy (${\Delta}H^o$) and entropy (${\Delta}S^o$) were determined. The positive values of ${\Delta}H^o$ revealed the endothermic nature of the adsorption process and the negative values of ${\Delta}G^o$ were indicative of the spontaneity of the adsorption process.
The equivalent conductance of univalent cation (potassium, silver, thallium and ammonium) perchlorates in methanol containing 18-membered crown ethers, 18-crown-6 (18C6) and 1,10-dithia-18-crown-6 (DT18C6) were measured at different temperatures. The equivalent conductances of ammonium perchlorate were increased by increasing content of DT18C6 exceptionally, due to more favorable solvations than complexations. From the equivalent conductance changes, the formation constants for 1:1 compmlexes have been determined, and the values of enthalpy and entropy changes have been calculated. The complexations of 18C6 and DT18C6 with the univalent cations under investigation are all exothermic and the ${\Delta}$S values are all negative and no considerable differences around 50 J/ (k mol). The selectivity order of 18C6 is $K^+ > Tl^+ > Ag^+ > NH_4^+$, while that of DT18C6 is $Ag^+ > Tl^+ > NH_4^+ > K^+$. By sulfur substitutions in 18C6 result in significant decrease in stability, but the stability of $Ag^+$-DT18C6 complex are $10^4$ times larger than those of $K^+$. This increase of stabilities for $Ag^+$-DT18C6 complex are primary due to the result of favorable exothermic heat of reaction between the polarizable soft cation and soft sulfur centers. In NMR experiment, the stepwise additions of cation perchlorates into crown ether solutions induced two major spectral changes. First, the resonance all shift down field and the cation induced shifts were linear up to 1:1 cation/crown ratio, above which no further changes were observed. On the basis of these results, it could be concluded that 1:1 complex is formed. Second, the magnitudes of cation induced shifts were different each other in same ligand. By addition of silver ion to the solution of DT18C6, the largest shift of proton peak near the sulfur atom was observed. These effects are also arisen from the results of covalent bonding between "soft-soft" interactions.
유체의 상변화를 이용하는 냉난방장치 등의 열장치에 대한 열역학적인 성능평가는 열역학적 성질들에 대한 구체적인 수치값을 필요로 한다. 그러나 이러한 열역학적 성질들을 제공하는 증기표를 그대로는 사용할 수 없기 때문에 효과적인 모델링이 필요하다. 본 연구에서는 신경회로망의 함수근사 특성을 이용하여 냉방장치의 매질로 사용되는 냉매(R12)의 포화증기 영역을 모델링하였다. 냉매 R12의 포화증기 영역의 함수근사 해석을 위하여 1개의 노드를 가진 입력층에 대하여 7개의 노드를 가진 출력층을 기본으로 하여, 각각 10개와 20개의 노드를 가진 두 개의 은닉층을 가진 회로망을 구성하였다. 또한 입력이 온도와 압력 두 가지의 경우에 대하여 검토하였다. 제안된 신경회로망을 사용한 결과 엔탈피, 엔트로피의 백분율오차가 대부분 ${\pm}$0.005%, 비체적은 ${\pm}$0.02%, 압력과 온도는 특별한 몇 개를 제외하고는 ${\pm}$0.02% 범위 내로 수렴되었다. 이 결과로부터 냉매를 함수근사하는데 있어서 신경회로망이 아주 강력한 수단이 될 수 있음을 확인하였다.
양이온 계면활성제인 tetradecyltrimethylammonium bromide (TTAB)에 의한 크레졸 이성질체의 가용화에 미치는 치환기, 온도 그리고 NaCl과 n-부탄올과 같은 첨가제의 효과를 UV-Vis법으로 측정하였다. 가용화상수(Ks)값은 o-크레졸s값은 감소하였다. 크레졸 이성질체들의 가용화에 대하여 계산한 ∆Go값과 ∆Ho값은 모두 음의 값을 나타내었다. 그러나 ∆So값은 모두 양의 값을 나타내었다. 또한 ∆Go값은 n-부탄올의 농도가 증가할수록 증가하는 경향을 그러나 NaCl의 농도가 증가할수록 더욱 감소하는 경향을 보였다. 이러한 사실들로부터 크레졸 이성질체들의 가용화에는 엔탈피와 엔트로피가 동시에 기여하고 있으며, 또한 크레졸분자들이 가용화되는 위치는 미셀의 표면이나 palisade층에서 주로 이루어짐을 알 수 있다.
등온 적정 열량계는 리간드-수용체 사이의 킬레이션 결합 반응의 엔탈피, 깁스에너지, 엔트로피, 화학양론 등 포함한 모든 열역학적 정보를 측정하는데 유용한 기술이다. 단일독립결합모델을 이용하여 Tricine과 HEPES 완충용엑에서의 BaCl2 와 ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA)의 킬레이션 결합에서의 열역학적 정보를 획득하였다. 등온 적정 열량계를 이용하여 pH 7~11 영역에서의 킬레이션 결합의 메커니즘과 최적의 결합 조건을 확인하였다. BaCl2와 EDTA의 결합은 자발적인 발열반응이며 pH가 증가할수록 엔트로피적 영향이 높아진다. 1:1로 결합하는 pH 영역은 pH 9.0 근처에서 매우 좁은 영역에서 나타난다.
근원섬유구성단백질의 SDS-polyacrylamide gel 전기 영동상으로 부터 돼지근육의 red muscle과 while muscle의 근원섬유단백질사이에는 30K성분함량의 특징적 차이가 나타났으며, 생물활성에서도 red muscle쪽이 white muscle쪽보다 높은 ATPase 활성을 나타내었다. 근원섬유단핵질의 열안정성은 D값에서 확실한 차이를 보여 white muscle쪽이 red muscle쪽보다 높은 열안정성을 나타냈고, 열역학량에서도 근섬유 type간의 차이를 보였다. 한편 근원섬유단백질의 열안정성은 생체조직에 가까운 형태일수륵 안정하다는 사실도 확인되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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