• 제목/요약/키워드: Organic functional group

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Selective removal of cationic dye pollutants using coal ash-derived zeolite/zinc adsorbents

  • Chatchai Rodwihok;Mayulee Suwannakaew;Sang Woo Han;Siyu Chen;Duangmanee Wongratanaphisan;Han S. Kim
    • Membrane and Water Treatment
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    • 제14권3호
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    • pp.121-128
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    • 2023
  • This study introduces a NaOH/Zn-assisted hydrothermal method for the synthesis of zeolites derived from coal ash (CA). A zeolite/Zn adsorbent is successfully prepared by the activation of CA with NaOH and Zn; it is characterized by a high surface area and a negative surface charge.Methylene blue (MB) and methyl orange (MO) are selected as dye pollutants, and their adsorption onto the zeolite/Zn adsorbent is investigated. Results show the high adsorption capacities of MB and MO and that the negative surface charge facilitates electrostatic interactions between the adsorbates and adsorbents. The zeolite/Zn adsorbents shows the selective adsorption of positively charged dye MB via electrostatic interactions between the =NH+ group (positive dipole) and the oxygen functional group of the adsorbents (negative dipole). The selectivity for the positively charged dye is sufficiently high, with the removal efficiency reaching 99.41% within 10 min. By contrast, the negatively charged dye MO exhibits negligible absorption. These findings confirm the role of electrostatic interactions in the adsorption of MB, in addition to the effect of a large surface area. The results of this study are expected to facilitate the development of simple, eco-friendly, and cost-effective zeolite-based adsorptive composites from CA residuals for the selective removal of dye pollutants from CA waste.

오존처리에 의한 카본 블랙의 산화와 표면 작용기 분석 (Oxidation and Surface Functional Group Analyses under Ozone Treatment of Carbon Black)

  • 양세인;김기여;류해윤;조상제;윤광의
    • Elastomers and Composites
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    • 제40권3호
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    • pp.188-195
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    • 2005
  • 본 연구에서는 카본 블랙을 오존 처리 후, 표면의 물리 화학적 변화와 표면 작용기 변화를 조사하였다. 표면의 물리 화학적 변화는 원소 분석, PH, tint strength, DBP, $N_2SA$, IA를 통하여 분석하였고, 표면 작용기의 변화는 금속 수산화물과 표면의 산, 염기 반응을 통하여 조사하였다. 산화 전 후 입자의 구조, 크기, 표면적의 변화는 거의 없었으나, 오존 처리 시간이 길어짐에 따라 산소의 함량이 증가하고 그에 따라 pH는 감소하다가 정체되는 양상을 보였다. 금속 수산화물 $NaHCO_3,\;Na_2CO_3,\;NaOH,\;NaOC_2H_5$을 사용하여 표면의 카르복실기, 락톤기, 하이드록실기, 카르보닐기를 각각 정량하였다. 산화 전에는 소량의 카르보닐기만이 표면에 존재하는 것으로 측정되었으나, 오존처리 시간이 길어짐에 따라 카르복실기와 카르보닐기의 양이 서서히 증가하다가 포화 상태에 이르렀다. 락톤기와 하이드록실기는 산화 전 후 거의 표면에 존재하지 않는 것으로 나타났다. 이러한 실험 결과는 기존의 에틸렌과 오존 반응 메커니즘에 의해 알려진 실험 결과들과 유사하다. 오존 산화 후에 카본 블랙은 AIBN을 처리하면 무게가 증가하였으며 ESR 분석을 통한 자유 라디칼은 약간 감소하였다. 머캅토 작용기를 가진 유기 화합물과 반응시킨 카본블랙은 자유 라디칼의 피크가 거의 다 감소하였다.

Ganoderma Lucidum Pharmacopuncture for Teating Ethanol-induced Chronic Gastric Ulcers in Rats

  • Park, Jae-Heung;Jang, Kyung-Jun;Kim, Cheol-Hong;Kim, Jung-Hee;Kim, Young-Kyun;Yoon, Hyun-Min
    • 대한약침학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.72-78
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    • 2015
  • Objectives: The stomach is a sensitive digestive organ that is susceptible to exogenous pathogens from the diet. In response to such pathogens, the stomach induces oxidative stress, which might be related to the development of both gastric organic disorders such as gastritis, gastric ulcers, and gastric cancer, and functional disorders such as functional dyspepsia. This study was accomplished to investigate the effect of Ganoderma lucidum pharmacopuncture (GLP) on chronic gastric ulcers in rats. Methods: The rats were divided into 4 groups of 8 animals each: the normal, the control, the normal saline (NP) and the GLP groups. In this study, the modified ethanol gastritis model was used. The rats were administrated 56% ethanol orally every other day. The dose of ethanol was 8 g/kg body weight. The normal group received the same amount of normal saline instead of ethanol. The NP and the GLP groups were treated with injection of saline and GLP respectively. The control group received no treatment. Two local acupoints CV12 (中脘) and ST36 (足三里) were used. All laboratory rats underwent treatment for 15 days. On last day, the rats were sacrificed and their stomachs were immediately excised. Results: Ulcers of the gastric mucosa appeared as elongated bands of hemorrhagic lesions parallel to the long axis of the stomach. In the NP and GLP groups, the injuries to the gastric mucosal injuries were not as severe as they were in the control group. Wound healings of the chronic gastric ulcers was promoted by using GLP and significant alterations of the indices in the gastric mucosa were observed. Such protection was demonstrated by gross appearance, histology and immunehistochemistry staining for Bcl-2-associated X (BAX), B-cell lymphoma 2 (Bcl-2) and Transforming growth factor-beta 1 (TGF-${\beta}1$). Conclusion: These results suggest that GLP at CV12 and ST36 can provide significant protection to the gastric mucosa against an ethanol induced chronic gastric ulcer.

Graphene의 물리적 분산과 화학적 표면 개질 연구 (A Study on Physical Dispersion and Chemical Modification of Graphene)

  • 임은채;김성준
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제53권6호
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    • pp.792-797
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    • 2015
  • 그래핀은 다양하고 뛰어난 물성으로 그 적용 분야가 넓다. 그러나 반델반스 상호 작용으로 유기용매 내에서 쉽게 분산되지 않고 뭉쳐 있거나 포개진 상태로 존재한다. 게다가 그래핀은 화학적으로 비활성이며 크기나 모양이 넓은 분포도를 가지므로 균일한 상태 유지가 어렵다. 본 연구에서는 덩어리로 구성된 그래핀을 용매에 분산시키고 개질시키는 방법에 대해서 고찰하였다. 분산방법으로서 i) 유리비드를 이용한 물리적 분쇄. ii) 유리비드와 초음파를 이용한 처리 iii)유기용매에서의 분산 iv)드라이아이스를 이용한 개질법이 포함된다. 2.5 mm 크기의 유리비드처리는 대조구와 비교하여 36.4%의 감소율을 나타내었다. 유리비드(2.5 mm)와 초음파(225W, 10분) 병용 처리구가 76%로 입자 크기 감소효과를 나타내었다. 그래핀 입자 크기감소는 유리비드의 크기와 초음파 처리강도와 처리시간에 의존되었다. Ethyl acetate(EA)와 Isoprophyl alcohol(IPA)의 용매로 그래핀 표면을 개질시켰다. IPA용매에서 FT-IR 분석결과 CO 작용기가 높게 나타남으로 확인할 수 있었다. 한편, 드라이아이스로 그래핀 표면을 개질시킨 결과 처리 전 산소함량이 0.80%에서 처리 후 4.90%로 산소 함량 크게 증가되었다. 본 연구 결과로부터 IPA용매에 그래핀을 분산시킬 때 CO 작용기가 증가하여 장시간 분산상태 유지에 도움이 되는 것으로 판단된다.

복잡한 혼합 유기오염물의 거동 예측을 위한 실용적인 오염물 집략화 모델링 기법 개발 (Development of Practical Lumped Contaminant Modeling Approach for Fate and Transport of Complex Organic Mixtures)

  • 주진철;송호면
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제14권5호
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    • pp.18-28
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    • 2009
  • 다양한 물리화학적 특성을 지닌 12개의 유기오염물이 저표면적의 무기물 지반 수착제로 수착 시 12개의 유기오염물을 적은 수의 pseudocompound로 집략화하는 접근법(lumped approach)의 타당성과 정확성을 평가하였다. 집략화 접근법은 복잡한 혼합 유기오염물의 수착 거동을 근거로 통계적인 처리방법인 집략분석(cluster analysis)을 통해 개발되었다. 집략화 접근법을 이용해 수용액상에서 복잡한 혼합 유기오염물이 친수성 무기물로 수착 시 감소된 수의 집략화된 오염물(pseudocompound)과 집략화된 오염물의 수착 매개변수($K_f$, n)를 이용하여 복잡한 혼합 유기오염물의 수착을 설명할 수 있었다. 또한, 실험을 수행하지 않고(a priori) 복잡한 혼합 유기오염물 내 각 유기오염물의 특성(${\gamma_w}^{sat}$)을 근거로 pseudocompound를 예측할 수 있었다. 따라서 집략화 접근법은 복잡한 혼합 유기오염물의 수착거동을 단순화하여 반응관련 매개변수 산출에 필요한 시간과 비용을 감소시켜주고 통계적으로 정확성이 동일한 범위 내의 실용적인 수착 결과를 제공해 줄 수 있다. 향후 더 많은 반응 인자소결합크기, 수착제 내 반응 지점 수 및 반응성 그룹 등)를 고려한 다중회귀분석(multiple regression analysis)을 통해 집략화 접근법(lumped approach)의 정확도를 높일 필요가 있다고 판단된다.

PDMS 코팅을 통한 지르코늄 기반 금속유기골격체의 고습 환경에서 DIMP 흡착 성능 지속성 개선 (Improving the DIMP Sorption Capacity Durability of Zirconium Based Metal-Organic Frameworks Coated with Polydimethylsiloxane at High Humidity)

  • 장원형;정상조
    • 공업화학
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    • 제33권3호
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    • pp.296-301
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    • 2022
  • UiO-66과 같은 지르코늄 기반 금속유기골격체(Zr-MOFs)는 비표면적이 넓고 선택적 흡착 능력이 뛰어나 전장환경에서 화학작용제 방호 물질로써 주목받고 있다. 하지만 대부분의 금속유기골격체는 약한 금속-유기 리간드 결합과 공극의 존재로 인하여 대기 중에 노출 시 물 분자와의 반응으로 선택적 흡착 성능이 저하되는 문제점이 있다. 이에 본 연구에서는 대표적인 소수성 고분자 물질인 폴리디메틸실록산(PDMS)을 지르코늄 기반 금속유기골격체인 UiO-66 표면에 코팅하였고, 전장환경에서 적용 가능성을 평가하기 위해 고습 환경에서 diisopropyl methylphosphonate (DIMP)와 같은 유사 화학작용제의 흡착 성능 지속성을 코팅 전과 비교하였다. PDMS를 코팅한 UiO-66의 표면 구조와 유기 작용기 분포를 분석한 결과 실리콘이 고르게 도포된 것을 확인하였으며, 접촉각을 측정한 결과 PDMS를 코팅한 UiO-66에서 30° 이상 접촉각이 증가하여 소수성이 증대한 것을 확인하였다. 또한 UiO-66과 PDMS를 코팅한 UiO-66을 흡착제로 사용하여 고습 환경에서 유사 화학작용제인 DIMP의 흡착 성능 지속성을 확인한 결과 PDMS를 코팅한 UiO-66가 기존의 UiO-66에 비하여 높은 DIMP 흡착 성능 지속성을 나타내는 것을 알 수 있었다.

천연유기물질의 특성과 막의 종류에 따른 막오염 메카니즘 분석 (Effects of Membrane Size and Organic Matter on Membrane Fouling)

  • 정철우;손희종
    • 대한환경공학회지
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    • 제28권10호
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    • pp.1046-1054
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    • 2006
  • 낙동강 매리원수의 경우 HPO가 42.9%, HPI가 39.3% 및 TPI가 17.8%를 차지하고 있는 것으로 나타났다. HPO를 세분화한 결과에서 HPO-FA와 HPO-HA의 구성비는 62%와 38%로 나타났고, HPO-car과 HPO-phe로 분류하였을 경우는 HPO 중에서는 각각 64%와 36%를 차지하고 있는 것으로 나타났다. 또한, HPI를 세분화하여 조사한 결과, HPI에 대한 함량은 HPI-N이 44%, HPI-C가 56%를 차지하고 있는 것으로 나타났다. 분리된 NOM을 이용한 막 오염 평가에서 공극 크기가 100 kDa 이상인 막에서는 HPI-N이 가장 막 오염을 많이 유발하는 NOM으로 나타났고, 다음으로 HPO-car, HPO-HA, HPO-FA, HPI-C, HPO-phe 순으로 나타났다. 또한, 10 kDa 막에서는 HPI-N, HPI-C, HPO-HA, HPO-car, HPO-FA, HPO-phe 순으로 막 오염을 많이 유발하는 것으로 나타났다. 100 kDa 막의 경우 친수성 NOM에 비하여 소수성 NOM에서 상대적으로 $K_s$, $K_i$, $K_c$ 값이 크게 나타났으며 소수성 NOM의 경우 막 공극 내부와 막 공극 표면에서 막 오염을 유발하는 것으로 나타났다. 특히 HPI-N과 HPO-car가 막의 공극 내부에서 막 오염을 일으키는 주요 NOM으로 작용하고 있었다. 10 kDa 막의 경우 소수성 NOM에 비해 친수성 NOM 중 HPI-N이 상대적으로 주된 막 오염 물질로 나타났다. 100 kDa 이상의 공극이 큰 막에서는 소수성 계열의 NOM이 막의 공극내부에서 막 오염을 유발하는 것이 주된 막 오염 메카니즘이었으며, 10 kDa 정도의 공극이 작은 막의 경우 친수성 계열의 NOM이 막 표면에서 막 오염을 유발하는 것이 주된 막 오염 메카니즘이었다. 투과 flux 감소에 대한 NOM의 분자량 분포 영향을 살펴본 결과, 전반적으로 2,000 g/mol 이하의 분자량 범위에서 90% 이상의 분포범위를 나타내고 있어 투과 flux 감소에 대한 유기물 분자량 크기분포의 영향은 없는 것으로 나타났다.

건강한 성인 지원자를 대상으로 한 필로칼핀 저작정의 타액분비 유도 및 타액중 용출패턴 평가 (Evaluations on Salivary Flow Induction and Dissolution Patterns in Saliva of Pilocarpine Chewing Tablet in Healthy Human Volunteers)

  • 박경호
    • Journal of Pharmaceutical Investigation
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    • 제27권4호
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    • pp.331-335
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    • 1997
  • Xerostomia is caused by organic or functional changes affecting the salivary system at different levels. Patients suffering from xerostomia may also complain of an oral burning sensation, ulceration or soreness, difficulty in swallowing, and poor denture retention. And pilocarpine is administered orally to induce salivary secretion. In Seoul National University Hospital(SNUH) pharmacy, the pilocarpine chewing tablets are prepared and supplied to patients of xerostomia in request of the dental hospital in SNUH. And we tested the salivary flow induction and the dissolution patterns of these products in saliva by a double-blind, sequential cross-over trials to eight healthy human volunteers with placebo. The pilocarpine chewing tablet contained 5 mg of pilocarpine, and placebo consisted of same materials as test drug, but didn't contain pilocarpine. In vivo experiment, all subjects were instructed to chew as 60-80 times/min. Mixed saliva was collected in the ranges of intervals such as 0-2, 2-5, 5-10, 10-15, 15-20, 20-30, 30-45 and 45-60 min after pilocarpine chewing tablet or placebo administration. Saliva volume was measured in each collecting time interval, and saliva pilocarpine concentrations were determined by reversed phase HPLC. The 82.5 percent $(4.13{\pm}0.69\;mg)$ of pilocarpine was extracted from chewing tablets during mastication of 60-80 times per minute for 60 minutes. Among these dissolved amounts, 90 percent was extracted within 20 minutes. The salivary flow rates were more increased in a group who administered pilocarpine chewing tablet at the interval of 5-10, 10-15, 20-30 and 45-60 min rather than a placebo-group, but only extracted amount of pilocarpine at 45-60 min interval is significanly different between two groups (p<0.05). But total amounts of saliva secreted for 1 hour in two group-pilocarpine and placebo treated- were $46.36{\pm}9.72\;ml\;and\;39.09{\pm}7.81\;ml$, respectively, and were not significantly different between two groups.

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Cometabolism degradation of lignin in sequencing batch biofilm reactors

  • Kuang, Faguo;Li, Yancheng;He, Lei;Xia, Yongqiu;Li, Shubai;Zhou, Jian
    • Environmental Engineering Research
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    • 제23권3호
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    • pp.294-300
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    • 2018
  • Cometabolism technology was employed to degrade lignin wastewater in Sequencing Batch Biofilm Reactor. Cometabolic system (with glucose and lignin in inflow) and the control group (only lignin in inflow) were established to do a comparative study. In contrast with the control group, the average removal rates of lignin increased by 14.7% and total oarganic carbon increased by 32% in the cometabolic system with glucose as growth substrate, under the condition of 5 mg/L DO, $0.2kgCOD/(m^3{\cdot}d)$ lignin and glucose $1.0kgCOD/(m^3{\cdot}d)$. Functional groups of lignin are degraded effectively in cometabolic system proved by fourier transform infrared spectroscopy and Gas Chromatography-Mass Spectrometer, and the degradation products were amides (mainly including acetamide, N-ethylacetamide and N, N-diethylacetamide), alcohols (mainly including glycerol and ethylene glycol) and acids. Meanwhile, results of Polymerase Chain Reaction-Denaturing Gradient Gel Electrophoresis showed great differences in microbial population richness between cometabolic system and the control group. The Margalef's richness index and Shannon-Wiener's diversity index of microorganism in cometabolic system were 3.075 and 2.61, respectively. The results showed that extra addition of glucose, with a concentration of 943 mg/L, was beneficial to lignin biodegradation in cometabolic system.

Advanced Low-k Materials for Cu/Low-k Chips

  • Choi, Chi-Kyu
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.71-71
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    • 2012
  • As the critical dimensions of integrated circuits are scaled down, the line width and spacing between the metal interconnects are made smaller. The dielectric film used as insulation between the metal lines contributes to the resistance-capacitance (RC) time constant that governs the device speed. If the RC time delay, cross talk and lowering the power dissipation are to be reduced, the intermetal dielectric (IMD) films should have a low dielectric constant. The introduction of Cu and low-k dielectrics has incrementally improved the situation as compared to the conventional $Al/SiO_2$ technology by reducing both the resistivity and the capacitance between interconnects. Some of the potential candidate materials to be used as an ILD are organic and inorganic precursors such as hydrogensilsequioxane (HSQ), silsesquioxane (SSQ), methylsilsisequioxane (MSQ) and carbon doped silicon oxide (SiOCH), It has been shown that organic functional groups can dramatically decrease dielectric constant by increasing the free volume of films. Recently, various inorganic precursors have been used to prepare the SiOCH films. The k value of the material depends on the number of $CH_3$ groups built into the structure since they lower both polarity and density of the material by steric hindrance, which the replacement of Si-O bonds with Si-$CH_3$ (methyl group) bonds causes bulk porosity due to the formation of nano-sized voids within the silicon oxide matrix. In this talk, we will be introduce some properties of SiOC(-H) thin films deposited with the dimethyldimethoxysilane (DMDMS: $C_4H_{12}O_2Si$) and oxygen as precursors by using plasma-enhanced chemical vapor deposition with and without ultraviolet (UV) irradiation.

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