• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제18권4호
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• pp.50-57
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• 2013

For the last couple of decades, the Fenton (-like) systems have been extensively studied for oxidation of organic contaminants in water. Recently, zero-valent iron (ZVI) has received attention as a Fenton catalyst as well as a reducing agent capable of producing reactive oxidants from oxygen. In this study, the ZVI-based Fenton reaction was assessed for the oxidative degradation of phenol using $ZVI/O_2$, $ZVI/H_2O_2$, ZVI/Oxalate/$O_2$ and hv/ZVI/Oxalate/$O_2$ systems. Reaction parameters such as pH and reagent dose (e.g., ZVI, $H_2O_2$, and oxalate) were examined. In the presence of oxalate (ZVI/Oxalate/$O_2$ and hv/ZVI/Oxalate/$O_2$ systems), the degradation of phenol was greatly enhanced at neutral pH values. It was found that ZVI accelerates the Fenton reaction by reducing Fe(III) into Fe(II). The conversion of Fe(III) into Fe(II) by ZVI was more stimulated at acidic pH than at near-neutral pH values.

• Advances in nano research
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• 제16권1호
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• pp.41-52
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• 2024

In this study, rare-earth orthoferrites LnFeO₃ were synthesized using a facile hydrothermal reaction and their visible-light-induced photo-Fenton degradation of organics was optimized through Ln variation (Ln = La, Pr, or Gd). The morphological, structural, and chemical characteristics of as-prepared samples were examined in detail by using different methods, including XRD, SEM, TEM, XPS, etc. On the other side, under visible light illumination, the photo-Fenton-like catalytic activities of LnFeO₃ were assessed in terms of the removal of selected organic models, i.e., pharmaceuticals (ketoprofen and tetracycline) and dyes (rhodamine B and methyl orange). As compared with PrFeO₃ or GdFeO₃, the sample of LaFeO₃ displayed more structural distortion, larger specific surface area, and narrower band gap, resulting in its higher photo-Fenton-like catalytic activity toward the degradation of organics. In organic-containing solution, in which the initial solution pH = 5, catalyst dosage = 1 g/L and H₂O₂ concentration = 10 mM, 98.2% of rhodamine B, 31.1% of methyl orange, 67.7% of ketoprofen, or 96.4% of tetracycline was removed after 90-min exposure to simulated visible light. Our findings revealed that variation of Ln site on rare-earth orthoferrites was an effective strategy for optimizing their organic removal via visible-light-induced photo-Fenton reaction.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제27권4호
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• pp.489-494
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• 2006

Goethite, hematite, magnetite and synthesized iron oxide are used as catalysts for Fenton-type oxidation of phenol. The synthesized iron oxides were characterized by X-ray diffraction (XRD), BET, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and electron paramagnetic resonance (EPR). The catalytic activity of these materials is classified according to the observed rate of phenol oxidation. The effectiveness of the catalysts followed the sequence: ferrous ion > synthesized iron oxide >> magnetite hematite > goethite. According to these results, the most effective iron oxide catalyst had the structure similar to natural hematite. The surface oxidation state of the catalyst was between magnetite and hematite (+2.5 ~ +3.0). Phenol degraded completely in 40 min at neutral pH (pH = 7). Soluble ferric and ferrous ions were not detected in the filtrate from Fenton reaction solution by AAS. The formation of hydroxyl radicals was confirmed by EPR.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제9권1호
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• pp.47-53
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• 2004

본 연구에서는 동전기-펜턴 공정을 이용한 phenanthrene 오염토양 정화의 타당성을 확인하기 위해서, 토양 시스템 내에서 전기삼투흐름에 의한 과산화수소의 이동과 펜턴유사 반응에 의한 phenanthrene의 산화분해 양상을 살펴보았다. 10 mA와 5 mA의 두 가지 전류 조건 중에서, 10 mA일 때 더 높은 전압경사와 전기삼투유량이 관찰되었다. 높은 전기삼투유량은 토양 내로 많은 양의 과산화수소가 이동한 것을 의미하므로, phenanthrene 제거효율이 전기삼투유량이 증가함에 따라 증가한 것으로 판단된다. 동전기 정화기술만을 이용한 토양 세척에 의해 7일간의 가동기간 동안 8.5%의 phenanthrene이 제거되었다. Phenanthrene을 직접 산화분해하기 위하여 양극 전극조를 통하여 과산화수소 용액을 토양에 공급한 경우에는 14일 동안 최고 95.6%의 제거효율을 얻을 수 있었다. 실험 종료 후 95.6%의 제거효율을 나타낸 토양시료를 분석한 결과 phenanthrene의 중간산물이 거의 관찰되지 않음으로써, 과산화수소의 연속적인 주입을 통하여 가동기간 중간에 생성된 중간산물들이 저분자 물질로 산화분해 되었거나 물과 이산화탄소로 분해된 것으로 추정된다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권1호
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• pp.1-8
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• 2009

토양 세척 공정에서 최종적으로 발생되는 잔류 유류 오염원 함유 미세토(silty clay)의 효율적인 처리 방법을 도출하고자 본 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 토양 중에 존재하는 철 성분을 이용한 유사펜톤 산화반응 공정의 적용 가능성 평가 및 반응 종결 후의 미세토에 대한 생분해도를 평가하여 유사펜턴 산화 후 생성된 분해산물의 생물학적 연계 처리 가능성을 파악하고자 하였다. 먼저 세척장에서 탈수된 케익 상태의 시료(고분자응집제 처리)와 침전조에서 고분자응집제를 투여하기 이전 상태의 미세토 슬러지 시료를 대상으로 과산화수소($H_2O_2$)를 다양한 농도로 가하여 TPH 제거 효율을 평가하였다. 또한, 유사펜톤 반응 후 시료에 대한 $BOD_5/COD_{Cr}$ 비를 산정하여 생분해 가능성을 검토하였다. 본 연구 결과, 과산화수소($H_2O_2$) 농도가 1%일 때 TPH 제 거 효율이 가장 높았으며 주입 방법에서는 순간적으로 일회 과산화수소($H_2O_2$)를 시료에 주입하는 것보다 일정 시간 간격으로 연속적으로 과산화수소($H_2O_2$)를 주입하는 것이 TPH 제거 효율이 높은 것으로 나타났다. 또한, 케익 시료의 경우 고액비가 1 : 2일때 TPH 제거 효율이 가장 높은 것으로 나타났다. 한편, 식용유를 사용한 경우 미세토에 흡착된 석유계탄화수소의 탈착을 증진시키는 계면활성 효과로 인하여 용해도가 증가하는 것을 확인하였다. 그러나 유사펜톤 반응 후 생분해도 경향은 반응 조건에 관계없이 반응시간이 경과함에 따라 전반적으로 감소하는 경향을 보여 후속 처리로 생물학적 공정을 연계할 시 미생물의 순응이 필요한 것으로 나타났다. 이와 같이 토양 중에 존재하는 철 성분을 이용하여, 과산화수소($H_2O_2$)만 주입해준 경우 미세토에 흡착되어 있는 유분이 제거되는 유사펜톤 반응을 확인하였지만 그 제거 효율은 매우 낮았고 유사펜톤 반응 종결 후 생물학적 공정의 연계 처리 시 미생물의 순응 기간이 필요한 것으로 확인되었다.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2018년도 추계학술논문요약집
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• pp.377-378
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• 2018

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제7권3호
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• pp.95-102
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• 2002

본 연구에서는 염소계화합물로 오염된 토양 및 지하수의 효율적인 처리방안으로 산화망간을 이용한 염소계화합물의 환원분해반응을 유도하였다. 기존의 펜톤반응은 산성 pH에서 효율적이며 고농도의 과산화수소를 소모하는데 비하여, 산화망간/과산화수소 시스템에서는중성 pH에서 낮은 과산화수소 농도($\leq$294mM)로도 효율적인 CT의 분해율을 보였으며 pH가 증가함에 따라 CT의 분해율도 증가하였다. 또한 산화망간 농도의 증가율에 비하여 CT의 분해율은 그다지 높은 증가율을 보이지 않았으며, 이는 반응시 발생하는 산소의 생성율이 증가하기 때문으로 보여지며 발생하는 산소가 산화망간표면과 과산화수소의 접촉빈도를 감소시키기 때문에 일어나는 현상으로 여겨진다. 이러한 연구결과는 난분해성물질인 염소계화합물로 오염된 토양 및 지하수의 복원 시 토양의 pH완충효과 때문에 전통적인 펜톤반응을 적용하기 어려운 반면 산화망간으로 촉매화된 펜톤유사반응은 매우 효과적이며 경제적인 처리 방안이 될 수 있음을 보여주고 있다.

• 한국물환경학회지
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• 제22권1호
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• pp.66-73
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• 2006

The purpose of this study was done to evaluate degradation characteristics of non-biodegradable organic matters including aromatic compounds in livestock wastewater using CFZ process. The CFZ process is consisted of coagulation/sedimentation, Fenton oxidation and zeolite adsoption process. degradation charateristics of each treatment water including livestock wastewater were analyzed by UV scanning, FT-IR and GC/MS. After coagulation/sedimentation process as 1st treatment, non-biodegradable matters remained after 1st treatment were removed by using OH radical produced in Fenton oxidation process. As a result of treatment using these processes, NBDCOD removal efficiency was over 90%. Increase of $E_2/E_3$ ratio (absorbance at 250 and 365 nm) in each treatment water means that aromaticity of livestock wastewater decreased. In case of GC/MS, most aromatics or polynuclear aromatics like benzene, phenol and scatol in livestock wastewater almost wasn't detected after oxidation using OH radical.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2003년도 추계학술발표회
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• pp.158-161
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• 2003

Removal of phenanthrene by electrokinetic method combined with Fenton-like process was studied in a model system. The scale of reactor was 100cm in length, 100cm in width, and 70cm in height. The distance between electrodes was 70cm. Indonesia kaoline was selected as a model soil. When constant voltage of 100 V was applied to this system, current decreased from 200 mA to 100 mA for 14 days. Total accumulated EOF was about 55,000 mL. The concentration of phenanthrene near anode was very low because direction of electroosmosis was from anode to cathode and hydrogen peroxide was supplied to anode reservoir. Phenanthrene concentration was increased as the location was far from anode because hydrogen peroxide was gradually decomposed and then the rate of hydroxyl radical production was decreased.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2002년도 추계학술발표회
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• pp.231-234
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• 2002

According to recent investigations regarding Fenton-like reaction, it was reported that there was a key factor to decompose organic materials by not only the hydoroxyl radical but also several reductants which were superoxide anion and hydroperoxide anion. This research was focused on an investigation of the decomposition of carbon tetrachloride(CT) by reductants which were generated by pyrolusite with hydrogen peroxide. Generally, CT decomposition rate increased with raising pH values. Especially,, CT was decomposed over 60 percent by 10,000 ppm of hydrogen peroxide within 10 minutes in neutral condition. In addition, the decomposition of chlorinated compounds would be accelerated in alkaline condition, even with low concentration of hydrogen peroxide.