• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.124-131
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• 2007

Methane is partially oxidized to produce the syngas by the lattice oxygen of metal oxides in the absence of gaseous oxygen. The present work deals with ferrite including copper component, which does not chemisorb methane, to investigate the suppression of the carbon deposition during the reduction of metal oxides by methane. Iron-based oxides of $Cu_xFe_{3-x}O_4$(X=0.25, 0.5, 1.0) was synthesized by the co-precipitation method. Thermogravimetric Analysis(TGA) was used to observe the isothermal reduction behavior of $Cu_xFe_{3-x}O_4$ and $Fe_3O_4$ at $600-900^{\circ}C$ under methane atmosphere. The crystal structures of reduced specimens were characterized by X-rays powder diffraction(XRD) technique. From the analyses of TGA, it is concluded that the reduction kinetics of $CuFe_2O_4$ was the fastest among $Fe_3O_4$ and $Cu_xFe_{3-x}O_4$(X=0.25, 0.5, 1.0). The X-ray diffraction analyses indicated that $Cu_xFe_{3-x}O_4$ was decomposed to Cu and $Fe_3O_4$ phase at $600^{\circ}C$ and was reduced to Cu and Fe phase at $800^{\circ}C$. $Fe_3O_4$, which was reduced at $900^{\circ}C$, showed Fe, graphite and $Fe_3C$ phases. On the contrary, $Cu_xFe_{3-x}O_4$ does not show the graphite or $Fe_3C$ phases. This results infer that Cu component suppress the carbon deposition on Cu-ferrite.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제31권11호
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• pp.1519-1525
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• 2021

Hexavalent chromium (Cr(VI)) is recognized to be carcinogenic and toxic and registered as a contaminant in many drinking water regulations. It occurs naturally and is also produced by industrial processes. The reduction of Cr(VI) to Cr(III) has been a central topic for chromium remediation since Cr(III) is less toxic and less mobile. In this study, fermentative Fe(III)-reducing bacterial strains (Cellu-2a, Cellu-5a, and Cellu-5b) were isolated from a groundwater sample and were phylogenetically related to species of Cellulomonas by 16S rRNA gene analysis. One selected strain, Cellu-2a showed its capacity of reduction of both soluble iron (ferric citrate) and solid iron (hydrous ferric oxide, HFO), as well as aqueous Cr(VI). The strain Cellu-2a was able to reduce 15 μM Cr(VI) directly with glucose or sucrose as a sole carbon source under the anaerobic condition and indirectly with one of the substrates and HFO in the same incubations. The heterogeneous reduction of Cr(VI) by the surface-associated reduced iron from HFO by Cellu-2a likely assisted the Cr(VI) reduction. Fermentative features such as large-scale cell growth may impose advantages on the application of bacterial Cr(VI) reduction over anaerobic respiratory reduction.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제10권1호
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• pp.1-5
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• 2005

영가 철을 이용한 질산성 질소 환원에 대한 연구는 지금까지 활발히 진행되어 왔지만, 이 반응에서 생성된 암모늄 부산물에 대한 적절한 처리과정은 아직 보고되지 않았다. 하지만, 암모늄은 먹는 물 수질기준에 의해 지하수 오염물로 분류되고 있어 (허용치 0.5 mg-N/L), 질산성 질소로 오염된 지하수 정화에 영가 철을 단독으로 사용하는 것에는 한계가 있다. 따라서, 본 연구의 목적은 질산성 질소를 환원함과 동시에 이 과정에서 발생하는 암모늄을 제거할 수 있는 반응물질을 개발하는데 있다. 본 연구에 사용한 Fe-loaded zeolite는, 제올라이트와 Fe(II) 용액을 교반시켜 제올라이트 구조 안으로 Fe(II)를 흡착유도하고, 이를 sodium borohydride로 환원하는 과정을 통해 제작되었다. Fe-loaded zeolite 제작에 사용된 Fe(II) 용액의 농도를 실험을 통해 산정하고, 이를 통해 Fe-loaded zeolite를 제작한 후, Fe-loaded zeolite의 질산성 질소 제거 성능을 확인하기 위해 두 가지 pH조건에서 회분식 실험을 수행하였다. 80시간의 반응을 통해 Fe-loaded zeolite는 초기 pH가 3.3인 경우 약 $60\%$의 질산성 질소를, pH가 6인 경우는 약 $40\%$의 질산성 질소를 제거하였고, 암모늄 부산물은 전혀 검출되지 않았다. 영가 철의 경우, 각 초기 pH조건에서 Fe-loaded zeolite보다 뛰어난 질산성 질소 제거성능을 보였지만, 반응 후 상당량의 암모늄 부산물을 생성하였다. 질산성 질소와 암모늄을 포함한 질소(-N)제거 효능의 관점에서 Fe-loaded zeolite의 경우 pH 3.3과 6의 경우에서 각각 $60\%$와 $40\%$의 제거효율을 보인 반면, 영가 철의 제거효율은 무시할만한 수준으로 나타났다.

• 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.

• 한국균학회지
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• 제21권1호
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• pp.23-27
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• 1993

Rhizopus nigricans에 의한 progesterone의 $11{\alpha}-hydroxylation$과 ${5\alpha}-reduction$반응에 미치는 이온의 효과를 조사하였다. $Cu^{2+},\;Cd^{2+},\;Co^{2+},\;Mn^{2+},\;Zn^{2+},\;Fe^{2+},\;Mg^{2+},\;Fe^{3+}$ 및 $Na^+$은 $11{\alpha}-hydroxylation$ 반응의 활성을 저하시켰으나 $K^+$은 이 반응을 촉진시켰다. $11{\alpha}-hydroxyprogesterone$을 $5{\alpha}-reduction$시키는 효소는 $Fe^{2+},\;Mn^{2+},\;Mg^{2+},\;Co^{2+},\;Zn^{2+},\;Fe^{2+},\;K^+,\;Na^+$에 의하여 그 활성이 증가되었고 $Cd^{2+}$과 $Cu^{2+}$은 이 반응을 억제하였다. $11{\alpha}-hydroxylation$ 반응을 촉진하는데는 $10^{-3}\;M$의 $K^+$이 효과적이었으며 $5{\alpha}-reduction$반응을 엑제하기 위하여는 $10^{-4}\;M$의 $Cd^{2+}$이 적합하였다. R. nigricans는 세포내의 다효소체계에 의하여 progesterone이 $11\{alpha}-hydroxyprogesterone$으로 전환된 후 $11{\alpha}-hydroxy-allopregnane-3, 20-dione으로 $5{\alpha}-reduction$되므로 $10^{-3}\;M$의 $K^+$을 먼저 첨가하여 2시간 동안 progesterone 전환 반응을 실시한 후에 $10^{-4}\;M$의 $Cd^{2+}$을 첨가하였을 때 가장 높은 $11\{alpha}-hydroxyprogesterone$의 수득률을 얻을 수 있었다.

• 자원환경지질
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• 제46권1호
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• pp.39-50
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• 2013

간척지를 포함하고 있는 연구지역에서 육지에서 해안지역으로 근접할수록 측정된 지하수의 산화환원 전위 (Eh)와 용존 산소량 (DO)은 낮게 관찰되었다 (Eh: 0.57 V ${\rightarrow}$ 0.13 V, DO; 9.7 mg/l ${\rightarrow}$ 1.3 mg/l). 이는 연구지역 지하수의 산화환경이 육지에서 해안가로 근접할수록 호기성 환경에서 아혐기성/혐기성 환경으로 변화한다는 것을 의미한다. 또한 지하수 수질 분석 결과에 의하면 철이온 (Fe)이 지하수에 많이 포함되어 있으며 (> 20 mg/l), 대부분의 2가 철로 존재한다. 이러한 연구지역 해안가 지하수들의 특징들은 지하수들이 철의 환원작용 (Fe reduction)이 일어날 수 있는 혐기성 환경에 위치하고 있음을 지시해준다. 철 환원작용이 일어나기 위해서는 3가 철의 공급원이 필요한데, 관측정 퇴적물의 철이온 추출실험에 의하면 연구지역의 퇴적물은 철 환원작용에 필요한 3가 철이온에 대한 충분한 공급원 역할을 할 수 있다. 따라서 분석한 지하수 및 퇴적물의 결과들을 종합해석하면, 연구지역에서 일어나는 철 환원작용은 갯벌의 간척활동과 많은 관련을 가지고 있는 것으로 추정된다.

• 미생물학회지
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• 제38권2호
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• pp.133-138
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• 2002

금속 이온 환훤 세균에 의한 철(III)환원은 생물지구화학적 물질순환(biogeochemical cycle)에 무척 중요하다. 이는 크롬(Ⅵ)이나 우라늄(Ⅵ)과 같은 독성 중금속 물질의 환원과 유기물질의 산화에 모텔이 되기 때문이다. 총 37균주의 Fe (III)환원 세균을 소양호와 천호지의 저질토에서 각각 분리하였다. 두 정점 중 초기 Fe (II)의 함유량이 가장 높았던 것은 소양호의 저질토였으나 Fe (III)환훤능은 반대로 가장 낮은 Fe (II)함유량을 보여 주었던 천호지가 높게 나타났다. 또한 분리한 균주 중 천호지에서 분리한 균주 C2와 C3가 가장 높은 Fe (III) 환훤능을 보여 주었으며 이 균주를 이용하여 다양한 전자 공여체의 이용 여부를 실험하였다. Glucose, yeast extract, acetate, ethanol, toluene등을 이용하여 실험한 결과 두 균주 모두 glucose와 yeast extract만을 전자 공여체로 이용하였다. 또한 전자 수용체로 토양에 광범위하게 존재하는 humid acid와 nitrate를 이용하였으며 수율이 높은 nitrate reduction에 의해 환원되었던 humic acid가 다시 재 산화되는 것을 관촬할수 있었다. 활성능이 우수한 균주 C2와C3의 165S rRNA유전자 분석 결과에 의하면 Aeromonas hydrophila와 95%의 유사성을 보여주었다.

• 대한금속재료학회지
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• 제48권11호
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• pp.995-1002
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• 2010

This study investigated the effect of process temperature on the alloying process during synthesis of $Sm_2Fe_{17}$ powder from ball-milled samarium oxide ($Sm_2O_3$) powders and a solid reducing agent of calcium hydrides ($CaH_2$) using iron nanopowder (n-Fe powder) by a reduction-diffusion (R-D) process. The $n-Fe-Sm_2O_3-CaH_2$ mixed powders were subjected to heat treatment at $850{\sim}1100^{\circ}C$ in $Ar-H_2$ for 5 h. It was found that the iron nanopowders in the mixed powders are sintered below $850^{\circ}C$ during the R-D process and the $SmH_2$ is synthesized by a reduced Sm that combines with $H_2$ around $850^{\circ}C$. The results showed that $SmH_2$ is able to separate Sm and $H_2$ respectively depending on an increase in process temperature, and the formed $Sm_2Fe_{17}$ phase on the surface of the sintered Fe nanopowder agglomerated at temperatures of $950{\sim}1100^{\circ}C$ in this study. The formation of the $Sm_2Fe_{17}$ layer is mainly due to the diffusion reaction of Sm atoms into the sintered Fe nanopowder, which agglomerates above $950^{\circ}C$. We concluded that nanoscale $Sm_2Fe_{17}$ powder can be synthesized by controlling the diffusion depth using well-dispersed Fe nanopowders.

• 한국분말야금학회:학술대회논문집
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• 한국분말야금학회 2006년도 Extended Abstracts of 2006 POWDER METALLURGY World Congress Part 1
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• pp.482-483
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• 2006

Synthesis of iron nanopowder by room-temperature electrochemical reduction process of ${\alpha}-Fe_2O_3$ nanopowder was investigated in terms of phase evolution and microstructure. As process variables, reduction time and applied voltage were changed in the range of $1{\sim}20$ h and $30{\sim}40$ V, respectively. From XRD analyses, it was found that volume of Fe phase increased with increasing reduction time and applied voltage, respectively. The crystallite size of Fe phase in all powder samples was less than 30 nm, implying that particle growth was inhibited by the reaction at room temperature. Based on the distinct equilibrium shape of crystalline particle, phase composition of nanoparticles was identified by TEM observation.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.87-87
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• 2003