• 제목/요약/키워드: Fenton system

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Visible light assisted photocatalytic degradation of methylene blue dye using Ni doped Co-Zn nanoferrites

  • Thakur, Preeti;Chahar, Deepika;Thakur, Atul
    • Advances in nano research
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    • 제12권4호
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    • pp.415-426
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    • 2022
  • Nickel substituted cobalt-zinc ferrite nanoparticles with composition Co0.5Zn0.5NixFe2-xO4 (x = 0.25, 0.5, 0.75, 1.0) were synthesized using a wet chemical method named citrate precursor method. Various characterizations of the prepared nanoferrites were done using X-ray powder diffractometry (XRD), Scanning electron microscopy (SEM), UV visible spectroscopy and Fourier transform spectroscopy technique (FT-IR). XRD confirmed the formation of cubic spinel structure of the samples with single phase having one characteristic peak at (311). The value of optical band gap (Eg) was found to decrease with Ni substitution and have values in the range 2.30eV to 1.69eV. A Fenton-type system was created by photocatalytic activity using source of visible light for removal of methylene blue dye. Observations revealed increase in the degradation of methylene blue dye with increasing nickel content in the samples. The degradation percentage was increased from 77.32% for x = 0.25 to 90.16% for x = 1.0 in one hour under the irradiation of visible light. Also, the degradation process was found to have pseudo first order kinetics model. Hence, it can be observed that synthesized nickel doped cobalt-zinc ferrites have good capability for water purification and its degradation efficiency enhanced with increase in nickel concentration.

제강분진을 이용한 매립지 침출수의 산화처리 (Steelers' Dust-catalyzed Oxidative Treatment of Landfill Leachate)

  • 강정우;김성용;장윤영;배범한;장윤석
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제7권1호
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    • pp.25-31
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    • 2002
  • 본 연구는 제강분진/${H_2}{O_2}$ 시스템을 이용한 매립지 침출수의 화학적 산화처리 효과를 알아보고자 하였다. 먼저 회분식 실험을 통해 산화촉매로서의 제강분진의 활용 가능성을 확인하였으며, 반응의 주요 변수인 pH, 제강분진과 과산화수소의 주입농도, 그리고 과산화수소의 분할주입 등의 조건변화에 따른 매립지 침출수의 처리효율과 최적 반응조건을 알아보았다. 최적 ${H_2}{O_2}$와 제강분진의 주입조건인 20g/L dust +2,000mg/L ${H_2}{O_2}$에서 반응시간 60분내에 초기 TOC 농도(250mg/L)의 75%가 제거되었으며, 이 때 ${H_2}{O_2}$/dust 시스템의 최적 반응 pH는 3-4였다. 철염을 반응촉매로 사용하는 펜톤산화반응과 비교하였을 때, 제강분진을 반응촉매로 사용하는 경우가 반응성과 경제성에서 더 유리한 것으로 나타났다.

Comparative Studies of Protein Modification Mediated by Fenton-like Reactions of Iron, Hematin, and Hemoglobin: Generation of Different Reactive Oxidizing Species

  • Kim, Young-Myeong;Kim, Sung-Soo;Kang, Gu;Yoo, Yeong-Min;Kim, Ki-Mo;Lee, Mi-Eun;Han, Jeong-A;Hong, Sun-Joo
    • BMB Reports
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    • 제31권2호
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    • pp.161-169
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    • 1998
  • TThe reactive oxygen species oxidatively modify the biological macromolecules, including proteins, lipids, and nucleic acids. Iron- and heme-mediated Fenton-like reactions produce different pro-oxidants. However, these reactive products have not been clearly characterized. We examined the nature of the oxidizing species from the different iron sources by measuring oxidative protein modification and spectroscopic study. Hemoglobin (Hb) and methemoglobin (metHb) were oxidatively modified in $O{\array-\\\dot{2}}$ and $H_{2}O_{2}$ generating systems. Globin and bovine serum albumin (BSA) were also modified by iron, iron-EDTA, hematin, and Hb in an $O{\array-\\\dot{2}}$ generating system. In a $H_{2}O_{2}$ generating system, the iron- and iron-EDTA-mediated protein modifications were markedly reduced while the Hb-and hematin-mediated modifications were slightly increased. In the $O{\array-\\\dot{2}}$ generating system, the iron- and iron-EDTA-mediated protein modifications were strongly inhibited by superoxide dismutase (SOD) or catalase, but heme- and Hb-mediated protein modifications were inhibited only by catalase and slightly increased by SOD. Mannitol, 5,5-dimethyl-l-pyrroline-N-oxide (DMPO), deoxyribose, and thiourea inhibited the iron-EDTA-mediated protein modification. Mannitol and DMPO, however, did not exhibit significant inhibition in the hematin-mediated modification. Desferrioxamine (DFO) inhibited protein modification mediated by iron, but cyanide and azide did not, while the hematin-mediated protein modification was inhibited by cyanide and azide, but not significantly by DFO. The protein-modified products by iron and heme were different. ESR and UV-visible spectroscopy detected the DMPO spin adduct of the hydroxyl radical and ferryl ion generated from iron-EDTA and metHb, respectively. These results led us to conclude that the main oxidizing species are hydroxyl radical in the iron-EDTA type and the ferry I ion in the hematin type, the latter being more effective for protein modification.

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반응성 염료폐수 처리를 위한 화학응집, 펜톤산화, 세라믹 분리막 복합공정의 최적화 (Optimization of Hybrid Process of(Chemical Coagulation, Fenton Oxidation and Ceramic Membrane Filtration) for the Treatment of Reactive Dye Solutions)

  • 양정목;박철환;이병환;김탁현;이진원;김상용
    • 대한환경공학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.257-264
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    • 2006
  • 본 연구에서는 화학응집, 펜톤산화, 세라믹 분리막 복합공정을 적용하여 상업적으로 이용되고 있는 반응성 염료의 유기물 및 색도제거 영향을 조사하였다. 화학응집의 경우, $Fe^{3+}$ 응집제 농도를 결정하기 위해 각각의 최적 pH에 따른 응집주입량을 변화시켜 결정하였다. 이때의 최적 값은 RB49(reactive blue 49)가 pH 7에서 2.78 mM, RY84(reactive yellow 84)가 pH 6에서 1.85 mM로 나타났다. 펜톤산화의 경우, $H_2O_2$$Fe^{2+}$의 최적의 주입농도를 선정하고 펜톤시약 주입비율을 결정하였다. 이때의 최적 주입비율($[H_2O_2]:[Fe^{2+}]$은 RB49가 4.41:5.73 mM, RY84가 1.15:0.81 mM로 결정되었다. 세라믹 한외여과막의 경우, 펜톤산화 이후 상등액의 투과플럭스와 배제율을 조사하였다. 전체 운전시간인 9시간 동안 RB49와 RY84의 평균 투과플럭스 값은 1 bar일 때 각각 $53.4L/m^2hr$$67.4L/m^2hr$이었다. 부가적으로 펜톤산화 상등액을 오프라인 화학세정(5% $H_2SO_4$) 결과, RB49의 평균 투과플럭스 회복율은 98.5-99.9%, RY84는 91.0-97.3%로 나타났다. 복합공정의 전체 COD 제거율은 91.6-95.7%, 색도제거율은 99.8% 이상으로 나타났다. 결론적으로, 복합공정 구성을 통하여 반응성염료가 주성분인 염료폐액의 효율적 처리를 위한 공정중의 하나가 될 수 있음을 확인하였다.

디젤과 등유로 오염된 토양의 철광석으로 촉매화된 과수를 이용한 처리에 관한 연구 (A Study on Treatment of Soils Contaminated by Diesel and Kerosene Using Hydrogen Peroxide Catalyzed by Naturally Occurring Iron Minerals)

  • 최진호;김상대;문세기;공성호
    • 공업화학
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    • 제10권1호
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    • pp.24-29
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    • 1999
  • 천연 토양 속에 많이 존재하는 철광석인 goethite, magnetite와 과산화수소수를 이용해 펜톤 유사 반응(Fenton-like oxidation)을 유도하여 디젤과 등유가 같은 중량 비율로 오염된 silica sand를 회분식 시스템으로 처리하여 보았다. 과산화수소수의 pH(3, 7) 농도(0%, 1%, 7%, 15%, 35%), 초기 오염물의 농도(0.2, 0.5, 1.0 g-오염물/kg-모래), 그리고 철광석(iron minerals)의 양(0, 1, 5 wt % magnetite 또는 goethite)을 달리하여 반응조건들을 조사하였다. Silica sand-철광석-$H_2O_2$ system에서의 오염물의 분해는 잔존 Total Petroleum Hydrocarbon(TPH)의 농도를 분석하여 확인하였다. 최적 실험 pH는 3이었고, 철광석이 철공급원으로 사용된 경우가 $FeSO_4$ 용액이 철공급원으로 사용된 경우보다 과수의 소모가 적어서 더 효율적이었다. 초기 오염물의 농도 1.0 g-오염물/kg-모래(5 wt % magnetite)에 과산화수소수의 농도를 0%, 1%, 7%, 15%, 그리고 35%로 달리하여 본 결과 8일후 각각 0%, 24.5%, 44%, 50%, 그리고 70%의 TPH 감소를 보였다. 같은 오염물 농도하에서 15%의 과산화수소를 사용하고, 철광석의 양이 0, 1, 5, 10 wt %로 변화되었을 경우, 오염물의 제거량은 magnetite의 사용시 각각 0%, 33.5%, 50%, 60%, goethite의 사용시는 각각 0%, 29%, 41%, 53%이었다. Magnetite system은 iron(II)과 iron(III)이 공존하며, 미량의 철성분이 용해되므로 goethite system보다 오염물의 분해가 더 많이 일어나는 것으로 보인다. 그러나 용해된 철성분은 철광석 표면에 침전물의 형태로 쌓이게 되어 철광석 표면의 전자교환능력을 감소시키고 과산화수소수를 quenching시키는 것으로 사려된다. 그리하여 goethite system에서 과산화수소수가 적게 소모되어 magnetite system보다 나은 처리효율을 가지는 것으로 나타났다. 토양을 shaker를 이용하여 혼합시킨 결과 오염물의 제거량이 magnetite의 경우 41%, goethite의 경우 30%만큼 증가하였다. 이 연구의 결과를 통하여 볼 때 천연토양속에는 magnetite와 goethite같은 철광석이 함유되어 있으므로 별도의 철성분 첨가없이 과산화수소수의 처리만으로도 석유로 오염된 토양의 in-situ 또는 ex-situ한 처리가 가능할 것으로 보인다.

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해양에서 분리한 Streptomyces sp. BH-405 배양액의 항산화 효과 (Antioxidative Effects of Cultivation of Streptomyces sp. BH-405 Isolated from Marine Origin)

  • 류병호;이영숙;양승택
    • KSBB Journal
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    • 제15권2호
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    • pp.150-155
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    • 2000
  • 본 연구는 Streptomyces sp. BH-405의 배양액으로부터 유기용매로 추출하여 지질과 산화에 대한 항산화 효과를 실험하였다. Streptomyces sp. BH-405의 배양액을 ethylether로 추출한 후 silica gel column(100$\times$10 cm) chromatography로 분획한 획분을 POV로 측정한 결과 fraction 3에서 향산화 활성이 가장 높았다. 항산화 활성이 높은 fraction 3 획분을 다시 preparative TLC와 column chromatography로 더욱 정제하여 band 2를 얻었다. Band 2의 항산화 효과를 알아보기 위해 기존의 항산화제와 비교한 결과 이-$\alpha$-tocopherol, BHA보다 산화억제 효과가 높았으며 DPPH에 의한 수소 공여능은 실험결과가 우수하였다. 한편 band 2는 쥐 간의 microsome에 있어서 유리기의 소거기능이 있었고 NADPH 및 Fenton 시액에 위한 효소적 과산화 지질의 생성을 억제하였다. 그리고 mitochondria와 리놀산의 과산화 유도계에서도 지질의 과산화 과정에 생성하는 유리기의 형성을 차단하였다. 결론적으로 Streptomyces sp. BH-405의 배양액에서 얻은 획분인 band 2는 산화를 억제하는 활성이 있었다.

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Aluminium increase Iron uptake into Glial cells

  • Cheong, Jae-Hoon;Lim, Sung-Sup;Lee, Choong-Jae
    • 대한약학회:학술대회논문집
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    • 대한약학회 2002년도 Proceedings of the Convention of the Pharmaceutical Society of Korea Vol.2
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    • pp.293.3-294
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    • 2002
  • In the brain, glial cells serve in the role to sequester metal from the neural microenvironment and therefore play an important role as a cellular deposition site. The central nervous system is highly vulnerable to oxidative stress, and free iron can stimulate oxidative stress by the Fenton reaction. Aluminum may upregulates the transferrin-independent iron uptake system and stimulate oxidative stress. Nramp2. also known as DMT 1. is a 12-transmembrane(TM) domain protein responsible for dietary iron uptake as well as metal ions such as iron. lead, mangamese. zinc. copper, and cobait. (omitted)

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Biological screening of 100 plant extracts for cosmetic use (1) Antioxidative activity and free radical scavenging activity

  • Kim, Jeong-Ha;Kim, Beom-Jun;Seok, Chung-Hyun;Won, Il;Kim, Jeong-Haeng;Kim, Hyun-Pyo;Heo, Moon-Young
    • 대한화장품학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.115-123
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    • 1996
  • Methanolic aqueous extracts of 100 plants were screened for antioxidative activity using Fenton's reagen/ethyl linoeate system and free radical scavenging activity using DPPH free radical generating system. The results suggest that at least six plants including Eugenia caryophyllata, Alpinia offiicinarum, Rhus verniciflua, Curcuma longa, Rheum palmatvm and Evodia officinalis may be the potential sources of antioxidant, But only one plant, Cornus officinalis, may be the potential source of free radical scavenger from natural plants.

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A Novel Oxidation Model with Photolysis for Degradation of Trichlorobenzenes (TCBs)

  • Kim, Jae-Hyoun
    • Environmental Analysis Health and Toxicology
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    • 제12권3_4호
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    • pp.1-13
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    • 1997
  • First- and second-order kinetic oxidation rates of trichlorobenzenes (TCBs) were obtained and compared by a chemical activation system (CAS) which mimics mixed functional oxidase activity. The system consists of EDTA, ferrous sulfate, ascorbic acid, and $H_2O_2$ in potassium phosphdte buffer (monobasic at pH 7.4). The rate of transformation in CAS was enhanced in the presence and absence of catalase in the sequence 1, 2, 3-TCB < 1, 2, 4-TCB < 1, 3, 5-TCB. In general, the rates of degradation were greater in the test media with catalase. The effect of photolysis on the degradation of the TCBs with the CAS were examined. Sensitized photolysis with nitrite, Fenton's reagent, TiO$_2$ and triethylamine (TEA) studied in concert with the CAS demonstrated significant enhancement of the degradation rate of TCBs. Disappearance rates of TCBs in CAS with prior photolysis or prior photosensitization were at least 10-fold higher than the sum of the rate for each single experiment. This study proves that the combination of the CAS and photolysis can be used as a suitable technique for enhancing degradation of TCBs in aqueous systems.

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Glycation of Copper, Zinc-Superoxide Dismutase and its Effect on the Thiol-Metal Catalyzed Oxidation Mediated DNA Damage

  • Park, Jeen-Woo;Lee, Soo-Min
    • BMB Reports
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    • 제28권3호
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    • pp.249-253
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    • 1995
  • The nonenzymatic glycation of copper, zinc-superoxide dismutase (Cu,Zn-SOD) led to inactivation and fragmentation of the enzyme. The glycated Cu,zn-SOD was isolated by boronate affinity chromatography. The formation of 8-hydroxy-2'-deoxyguanosine (8-OH-dG) in calf thymus DNA and the generation of strand breaks in pBhiescript plasmid DNA by a metal-catalyzed oxidation (MCO) system composed of $Fe^{3+}$, $O_2$, and glutathione (GSH) as an electron donor was enhanced more effectively by the glycated CU,Zn-SOD than by the nonglycated enzyme. The capacity of glycated Cu,Zn-SOD to enhance damage to DNA was inhibited by diethylenetriaminepentaacetic acid (DETAPAC), azide, mannitol, and catalase. These results indicated that incubation of glycated CU,Zn-SOD with GSH-MCO may result in a release of $Cu^{2+}$ from the enzyme. The released $Cu^{2+}$ then likely participated in a Fenton-type reaction to produce hydroxyl radicals, which may cause the enhancement of DNA damage.

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