• 공업화학
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• 제16권2호
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• pp.206-211
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• 2005

백금과 티탄늄-이리듐전극으로 0.5 M의 철(II)과 코발트(II) 이온을 함유한 8.0 M의 질산용액 중에서 분자량이 1000, 4000, 20000인 폴리에틸렌글리콜류의 매개전해산화를 하였다. Fe(III)/Fe(II)와 Co(III)/Co(II) 산화환원계를 이용하여 전류밀도, 전극종, 전해질농도, 제거효율 등을 검토하였다. 백금전극 상에서 $0.67A/cm^2$의 전류밀도로 180~210 min 간 Fe(III)/Fe(II)와 Co(III)/Co(II) 전해환원계에서 매개전해산화에 의하여 폴리에틸렌글리콜류는 탄산가스로 분해되었다. 매개전해산화시 폴리에틸렌글리콜류의 제거효율은 Fe(III)/Fe(II) 산화환원계보다 Co(III)/Co(II) 산화환원계가 우수하였고 분자량이 1000, 4000, 20000인 폴리에틸렌글리콜류의 매개전해산화 제거효율은 100%이었다.

• 공업화학
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• 제16권5호
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• pp.635-640
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• 2005

매개전해산화는 저온과 저압 분위기에서 수용액 중에 존재하는 유기물을 전기화학적으로 산화하는 과정이다. 이 공정은 유해 유기물을 함유한 폐물처리에 사용할 수 있는 좋은 공법중의 하나이다. 이 논문은 Fe(III)/Fe(II)나 Co(III)/Co(II) 산화환원계를 이용하여 질산용액 중에서 에틸렌글리콜의 매개전해 산화에 관한 연구를 하였다. 이 논문에서는 에틸렌글리콜을 매개전해 산화시 전류밀도, 지지전해질 농도, 체류시간, 제거효율 등을 검토하였다. 매개전해산화시 에틸렌글리콜의 제거효율은 Fe(III)/Fe(II) 산화환원계보다 Co(III)/Co(II) 산화환원계가 우수하였고 매개전해산화 제거효율은 100%이었다. 에틸렌글리콜을 시료로 하였을 경우 좋은 수율로 탄산가스가 생성됨을 관찰할 수 있었다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제19권6호
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• pp.654-660
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• 1998

$[Fe^{II}Fe^{III}BPLMP(OAc)_2](BPh_4)_2$ (1), a new model for the reduced form of the purple acid phosphatases, has been synthesized by using a dinucleating ligand, 2,6-bis[((2-pyridylmethyl)(6-methyl-2-pyridylmethyl)amino) methyl]-4-methylphenol (HBPLMP). Complex I has been characterized by X-ray diffraction method as having (μ-phenoxo)bis(acetato)diiron core. Complex 1 was crystallized in the monoclinic space group C2/c with the following cell parameters: a=41.620(6) Å, b=14.020(3) Å, c=27.007(4) Å, β=90.60(2)°, and Z=8. The iron centers in the complex 1 are ordered as indicated by the difference in the Fe-O bond lengths which match well with typical $Fe^{III}-O\; and\; Fe^{II}-O$ bond lengths. Complex 1 has been studied by electronic spectral, NMR, EPR, SQUID, and electochemical methods. Complex 1 exhibits strong bands at 592 nm, 1380 nm in $CH_3CN$ (ε = 1.0 × 103 , 3.0 × 102). These are assigned to $phenolate-to-Fe^{III}$ and intervalence charge-transfer transitions, respectively. Its NMR spectrum exhibits sharp isotropically shifted resonances, which number half of those expected for a valence-trapped species, indicating that electron transfer between $Fe^{II}\;and\;Fe^{III}$ centers is faster than NMR time scale. This complex undergoes quasireversible one-electron redox processes. The $Fe^{III}_2/Fe^{II}Fe^{III}\;and\;Fe^{II}Fe^{III}/Fe^{II}_2$ redox couples are at 0.655 and -0.085 V vs SCE, respectively. It has $K_{comp}=3.3{\times}10^{12}$ representing that BPLMP/bis(acetate) ligand combination stabilizes a mixed-valence $Fe^{II}Fe^{III}$ complex in the air. Complex 1 exhibits a broad EPR signal centered near g=1.55 which is a characteristic feature of the antiferromagnetically coupled high-spin $Fe^{II}Fe^{III}$ system $(S_{total}=1/2)$. This is consistent with the magnetic susceptibility study showing the weak antiferromagnetic coupling $(J= - 4.6\;cm^{-1},\; H= - 2JS_1{\cdot}S2)$ between $Fe^{II}\; and \;Fe^{III}$center.

• 대한환경공학회지
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• 제29권7호
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• pp.778-782
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• 2007

본 연구는 시멘트/Fe(II) 시스템의 TCE 분해 기작에 관한 것이다. 회분식 슬러리 실험을 통해 시멘트/Fe(II) 시스템 내에서 선별된 이온들의 거동을 조사하였다. 시멘트/Fe(II) 시스템에서 주입된 Fe(II)은 반응시간 12시간 이내에 대부분 고체상으로 흡착되었으며 Fe(II)와 함께 주입된 sulfate 역시 12시간 이내에 90% 정도 고체상으로 이동하였다. 시멘트/Fe(II) 시스템의 Fe(II)-Fe(III) (수)산화물 형성을 모사한 적철석/CaO/Fe(II) 시스템의 TCE 분해능 실험결과 시멘트/Fe(II)에 상응하는 분해속도를 보였다. 칼슘산화물은 시멘트 수화물의 주요 구성성분의 하나로서 시멘트 내에 60% 정도 함유되어 있으며 제한된 조건에서 반응성을 갖는 것으로 알려져 있다. 적철석은 시멘트에 포함되어 있는 철산화물을 모의한 것으로 선별실험을 통해 결정하였다. 적철석/CaO/Fe(II) 시스템 내에서의 Fe(II)과 sulfate의 초기 거동은 시멘트/Fe(II) 시스템과 거의 유사하게 나타났다. 적철석/CaO/Fe(II) 시스템을 이용한 TCE 분해 kinetic 실험결과와 선별된 이온들인 Fe(II)과 $SO_4^{2-}$의 초기 거동으로 볼 때 시스템 내에서 green rust와 같은 Fe(II)-Fe(III) 혼합 광물이 형성되는 것으로 판단된다. 따라서 시멘트/Fe(II) 시스템의 TCE 분해는 시멘트에 흡착된 Fe(II)이 반응성을 갖는 Fe(II)-Fe(III) (수)산화물로의 변환을 통한 기작을 갖는 것으로 판단된다.

• 대한화학회지
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• 제55권3호
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• pp.463-471
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• 2011

[ $N_2O_2$ ] 시프염기 리간드인 N,N'-bis(4-methoxysalicylidene) phenylendiamine(4-$CH_3O$-salphen)을 합성하였다. 분광광도법으로 4-$CH_3O$-salphen을 이용하여 수용액 중의 Fe(II)와 Fe(III)이온의 분리 정량실험을 위하여, 리간드 농도는 $4.0{\times}10^{-4}\;M$, DMF 용매와 물의 비율은 70/30(v/v), pH는 3.4~3.8 범위, 온도는 $55^{\circ}C$에서 1 시간 정도를 물 중탕하여 결과를 얻었다. 시료의 예비 산화 및 환원 전처리는 $5.0{\times}10^{-4}\;M$ 농도의 $H_2O_2$와 $NH_2OH{\cdot}HCl$을 사용하여 단일 원자가 상태의 시료를 만들어 사용하였다. 이때 Fe(II)와 Fe(III) 이온의 정량은 434 nm와 456 nm에서 흡광도를 측정하였다. 이상의 최적화된 실험조건을 이용하여 약수, 온천수, 바닷물 및 하수 처리장의 처리수를 채취하여 Fe(II)와 Fe(III) 이온을 각각 정량 분석한 결과는 측정 평균값이 표준 값에 대하여 2.00~6.90% 범위에서 잘 일치 하였고, 정량검출한계는 Fe(II)의 경우 27.9 ng/mL이었고, Fe(III)은 55.8 ng/mL이었다.

• 자원환경지질
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• 제42권5호
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• pp.487-494
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• 2009

본 연구에서는 무산소 환경에서 As(III)로 대체된 자철석으로의 침전 가능성을 확인하기 위하여 Fe(II)와 As(V)의 반응을 통한 As(V)의 As(III)로의 환원 여부를 조사하였다. Fe(II)와 As(V)가 용액상으로 존재하는 균질조건에서의 환원반응 실험은 pH에 따른 영향을 알아보기 위해 수행되었고, 주어진 pH 조건(3.0~7.3)에서 용해된 Fe(II)에 의한 As(V)의 As(III)로의 환원반응은 일어나지 않았다. 균질조건에서의 환원반응 실험결과와 유사하게 침철석을 이용한 불균질조건에서의 환원반응 실험에서도 침철석에 흡착된 Fe(II)에 의한 As(V)의 환원반응은 일어나지 않았다. 또한 Fe(II)의 산화에 미치는 As(V)의 영향에 대한 회분식 실험결과, As(V)가 Fe(II)의 산화반응을 저해하는 영향을 주었고 균질한 조건에서보다 불균질한 조건에서 As(V)의 영향이 명확하게 나타난 것으로 사료된다. 이런 결과들은 무산소 및 지하 환경에서 Fe(II)와 공존할 때, As(V)는 안정한 상태로 존재함을 시사한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권1B호
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• pp.149-152
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• 2008

철의 환원 특성에 관한 연구는 이미 널리 수행되었으며 특히 미네랄과 2가철의 반응 메커니즘은 2가철의 흡착이나 바운드를 통해 Fe(II)-Fe(III) (hydr)oxides를 생성하여 2가철이 3가철로 산화됨으로써 물질을 환원시키는 것으로 받아들여지고 있다. 그러나 2가철로 개질된 재강슬래그를 이용한 DS/S 실험과정에서 이러한 메커니즘으로 설명하기 힘든 현상을 발견하였다. 재강슬래그의 주요 성분중의 하나인 FeO와 Fe(II)만을 이용하여 TCE의 분해과정을 실험해 본 결과 초기 TCE의 분해가 이루어지지 않다가 급속히 분해되는 현상을 보였으며 이러한 시스템에서 TCE의 분해는 예상치 못한 결과였다. FeO/Fe(II) 시스템은 3가철이 존재하지 않기 때문에 기존의 Fe(II)-Fe(III) (hydr)oxides를 형성하는 환원 메커니즘으로는 설명할 수 없었다. 따라서 본 연구에서는 TCE의 분해실험과 분해 부산물의 측정, 2가철과 3가철을 확인함으로써 FeO/Fe(II) 시스템의 환원특성을 확인해 보고자 하였다. 실험 결과 2가철이 FeO에 흡착 또는 바운드 되는 것을 확인 할 수 는 있었으나 기존의 메커니즘으로 설명하기에는 부족한 부분이 있었다. 분해부산물들을 통해 환원으로 인한 TCE의 분해는 의심의 여지가 없었으나 FeO/Fe(II) 시스템이 새로운 species를 형성하는지, 혹은 FeO에 Fe(II)가 흡착 또는 바운드 되어 이제껏 알려지지 않은 형태의 새로운 미네랄 상을 형성하는지는 좀 더 상세한 연구가 필요하다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 1999년도 추계학술발표회
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• pp.81-84
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• 1999

The aqueous geochemical characteristics of Cr(III) and Cr(Ⅵ) in environmental systems are very different from one another: Cr(Ⅵ) is highly soluble, mobile and toxic relative to Cr(III) Reduction of Cr(Ⅵ) to Cr(III) are beneficial in aquatic systems because of the transformation of a highly mobile and toxic species to one having a low solubility in water, thus simultaneously decreasing chromium mobility and toxicity. Fe(II) species are excellent reductants for transforming Cr(Ⅵ) to Cr(III), and in addition, keeping Cr(III) concentrations below the drinking water standard of 52 ppb at pH values between 5 and 11. Investigations of the effects of NOM on Cr(Ⅵ) reduction are for examining the feasibility of using ferrous iron to reduce hexavalent chromium in subsurface environments. Experiments in the presence of soils, however, showed that the solid phase consumes some of the reducing capacity of Fe(II) and makes the overall reduction kinetics slower. The soil components bring about consumption of the ferrous iron reductant. Particular attention is devoted to the complexation of Fe(II) by NOM and the subsequent effect on Cr(Ⅵ) reduction. Cr(Ⅵ) reduction rate by Fe(II) was affected by the presence of NOM (humic acid), The effects of humic acid was different from the solution pH values and the concentration of humic acid. It was probably due to the reactions between humic acid and Cr(Ⅵ), humic acid and Fe(II), and between Cr(Ⅵ) and Fe(II), at each pH.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제20권12호
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• pp.1428-1432
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• 1999

[Fe$^{II}$(BLPA)DBCH]BPh₄ (1), a new functional model for the extradiol-cleaving catechol dioxygenases, has been synthesized, where BLPA is bis(6-methyl-2-pyridylmethyl)(2-pyridylmethyl)amine and DBCH is 3,5-di-tert-butylcatecholate monoanion. ¹H NMR and EPR studies confirm that 1 has a high-spin Fe(II) (S = 2) center. The electronic spectrum of 1 exhibits one absorption band at 386 nm, showing the yellow color of the typical [Fe$^{II}$(BLPA)] complex. Upon exposure to O₂, 1 is converted to an intense blue species within a minute. This blue species exhibits two intense bands at 586 and 960 nm and EPR signals at g = 5.5 and 8.0 corresponding to the high-spin Fe(III) complex (S = 5/2, E/D = 0.11). This blue complex further reacts with O₂ to be converted to (μ-oxo)Fe$^{III}_2$ complex within a few hours. Interestingly, 1 affords intradiol cleavage (65%) and extradiol cleavage (20%) products after the oxygenation. It can be suggested that 1 undergoes two different oxygenation pathways. The one takes the substrate activation mechanism proposed for the intradiol cleavage products after the oxidation of the $Fe^II\;to\;Fe^{III}$. The other involves the direct attack of O₂ to $Fe^{II}$ center, forming the $Fe^{III}$-superoxo intermediate which can give rise to the extradiol cleavage products. 1 is the first functional Fe(II) complex for extradiol-cleaving dioxygenases giving extradiol cleavage products.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제21권10호
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• pp.969-972
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• 2000

[Fe II Fe III $BPLNP(OAc)_2](BPh_4)_2$ (1), a new model for the reduced form of the purple acid phosphatases, has been synthesized by using a dinucleating ligand, 2,6-bis[((2-pyridylmethyl)(6-methyl-2-pyridylmethyl)ami-no)methyl]-4-nitrophenol (HBPLNP) . Complex 1 has been studied by electronic spectral, NMR, EPR, SQUID, and electrochemical methods. Complex 1 exhibits two strong bands at 498 nm $(\varepsilon=$ 2.6 ${\times}10^3M-^1cm-^1)$ and 1363 nm $(\varepsilon=$ 5.7 ${\times}10^2M-^1cm-^1)$ in $CH_3CN.$ These are assigned to phenolate-to-FeIII and intervalence charge-transfer transitions, respectively. NMR spectrum of complex 1 exhibits sharp isotropically shifted resonances, which number is half of those expected for a valence-trapped species, indicating that electron transfer between FeⅡ and FeⅢ centers is faster than NMR time scale at room temperature. Complex 1 undergoes quasireversible one-electron redox processes. The $FeIII_2/FeIIFeIII$ and $FeIIFeIII/FeII_2$ redox couples are at 0.807 and 0.167 V ver-sus SCE, respectively. It has Kcomp = 5.9 ${\times}$10 1s(acetato) ligand combination sta-bilizes a mixed-valence FeIIFeIII complex in the air. Interestingly, complex 1 exhibits intense EPR signals at g = 8.56, 5.45, 4.30 corresponding to mononuclear high-spin FeⅢ species, which suggest a very weak magnetic coupling between the iron centers. Magnetic susceptibility study shows that there is a very weak antiferromag-netic coupling (J = $-0.78cm-^1$, H = $-2JS_1${\times}$S_2)$ between FeII and FeIII centers. Thus, we can suggest that complex 1 has a very weak antiferromagnetic coupling between the iron centers due to the electronic effect of the nitro group in the bridging phenolate ligand.