• 제목/요약/키워드: Oxidation State

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WC/Co 초경 스크랩 산화물의 고체탄소에 의한 환원/침탄 (Carbothermal Reduction of Oxide Powder Prepared from Waste WC/Co Hardmetal by Solid Carbon)

  • 이길근;하국현
    • 한국분말재료학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.112-116
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    • 2005
  • In the present study, the focus is on the analysis of carbothermal reduction of oxide powder prepared from waste WC/Co hardmetal by solid carbon under a stream of argon for the recycling of the WC/Co hard-metal. The oxide powder was prepared by the combination of the oxidation and crushing processes using the waste $WC-8 wt.\%Co$ hardmetal as the raw material. This oxide powder was mixed with carbon black, and then this mixture was carbothermally reduced under a flowing argon atmosphere. The changes in the phase structure and gases discharge of the mixture during carbothermal reduction was analysed using XRD and gas analyzer. The oxide powder prepared from waste $WC-8wt.\%Co$ hardmetal has a mixture of $WO_{3} and CoWO_{4}$. This oxide powder reduced at about $850^{\circ}C$, formed tungsten carbides at about $950^{\circ}C$, and then fully transformed to a mixed state of tungsten carbide (WC) and cobalt at about $1100^{\circ}C$ by solid carbon under a stream of argon. The WC/Co composite powder synthesized at $1000^{\circ}C$ for 6 hours from oxide powder of waste $WC-8wt.\%Co$ hardmetal has an average particle size of $0.3 {\mu}m$.

Influence of AVS on the Partitioning of Bioavailable Zn to Various Binding Phases in Sediments

  • Song, Ki-Hoon;Vincent T. Breslin
    • Journal of the korean society of oceanography
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    • 제39권4호
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    • pp.243-250
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    • 2004
  • Sediment microcosm experiments were conducted for 14 and 28 days using Zn spiked sediment to examine the changing distribution of bioavailab1e sediment-bound Zn at different SEM (simultaneously extracted metal)-Zn/ AVS (acid volatile sulfide) mole ratios as a function of time and amphipod density. In surficial sediments (0-1cm), AVS concentrations significantly decreased due to bioturbation and oxidation, while SEM-Zn concentrations remained unchanged. As a result, SEM-Zn/AVS ratios in the surface sediment were greater one although the ratios were designed as less than one initially. With increasing SEM-Zn/AVS ratios in surficial sediments, concentrations of potentially bioavailable $MgCl_2$extractable-Zn, NaOAc extractable-Zn and pore water-Zn significantly increased, while concentrations of SEM-Zn were not significantly varied. Results suggested that as AVS concentrations decreased, AVS bound Zn was partitioned to other sediment fractions (i.e. $MgCl_2$ and NaOAc extractable) and the pore water, resulting in changes in Zn bioavailability in surficial sediments. Concentrations of AVS, SEM-Zn and pore water-Zn remained unchanged in the deeper layers (>1 cm) of the sediment.

Quantum-chemical Study of Effects of Alkoxy Substitution on the Conformations and Electronic Properties of Poly(p-phenylenevinylenes)

  • Hong, Sung Y.
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제20권1호
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    • pp.42-48
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    • 1999
  • We have performed a quantum-chemical investigation on the conformations and electronic properties of a variety of methoxy-substituted poly(p-phenylenevinylenes) (PPVs) to elucidate the effects of alkoxy substitution. Geometrical parameters for the polymers were fully optimized through Austin Model I (AM I) semi-empirical Hartree-Fock (HF) band calculations. Electronic properties of the polymers were obtained by applying the AM I optimized structures to the modified extended Huckel method. To confirm validity of the AM I conformational results, we also carried out ab initio HF calculations with the 6-31G (d) basis set for a variety of methoxy-substituted divinylbenzenes. It is found that the potential energy surfaces of alkoxy-substituted PPVs are quite shallow around the planar conformations, suggesting that the prepared films possess a variety of conformations with different torsion angle in the solid state, depending on the synthetic conditions. When two alkoxy groups are concurrently substituted at the adjacent sites in the phenylene ring, these groups are subject to rotating around the C(sp2)-O bonds by 70-80° to avoid the strong steric repulsion between them. Consequently, the overlap between the π-type p orbital of oxygen and the π molecular orbitals of the polymer decreases. This leads to a wide gap and a high oxidation potential for tetramethoxy-substituted PPV, compared to those of dialkoxy-substituted PPV.

환경차폐코팅용 이터븀 실리케이트의 제조와 물성평가 (Fabrication and Characterization of Ytterbium Silicates for Environmental Barrier Coating Applications)

  • 최재형;김성원
    • 한국표면공학회지
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    • 제54권6호
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    • pp.331-339
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    • 2021
  • Environmental barrier coatings(EBCs) are applied to the SiC/SiC ceramic matrix composites(CMCs) in order to protect CMCs from being corroded with water vapor by combustion gas in gas turbine engines. Ytterbium silicates, such as ytterbium monosilicate and ytterbium disilicate, are ones of the candidate materials for EBCs due to their excellent resistance to water vapor corrosion as well as thermal-expansion match with SiC. In this study, ytterbium silicates are fabricated with 2-step solid-state synthesis targeting ytterbium disilicate. After synthesizing ytterbium monosilicate, the mixtures of ytterbium monosilicate and SiO2 are heat-treated and densified by using pressureless sintering or hot pressing with a variety of heating conditions. The phase formation, thermal expansion, and oxidation behavior are examined with fabricated specimens. The final densified bodies are found to be composites between ytterbium monosilicate and ytterbium disilicate with different ratios, which results in 4.43 to 6.72×10-6/K range of coefficients of thermal expansion. The probability of these ytterbium silicates for EBC applications is also discussed.

철과 망간이 동시에 코팅된 반응성 매질을 이용한 용존 Fe(II) 제거 (Removal of Soluble Fe(II) using Reactive Media Coated with both Fe and Mn)

  • 민상윤;장윤영;양재규
    • 대한환경공학회지
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    • 제33권2호
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    • pp.85-92
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    • 2011
  • 본 연구에서는 산화망간과 산화철이 단독 및 복합 코팅된 반응성매질인 망간코팅사(MCS), 철코팅사(ICS) 그리고 철-망간코팅사(IMCS)를 이용하여 용존 Fe(II)의 산화 및 제거능을 평가하였다. 반응성매질에 $KMnO_4$와 NaOCl를 추가적인 산화제로 이용하였을 때의 Fe(II) 제거능을 반응용액의 pH, 반응시간, Fe(II) 농도변화에 따라 조사하였다. 반응성매질 및 추가적인 산화제 없이 Fe(II) 용액만을 사용한 경우, pH 5 이하에서는 Fe(II)의 느린 산화에 의해 제거율이 낮았으나 이후에는 빠른 산화 및 침전반응에 의해 제거율이 증가하였다. ICS만을 사용하였을 때 ICS 표면에 의한 Fe(II)의 제거는 극히 제한적인 것으로 나타났다. 망간 산화물이 코팅된 IMCS와 MCS를 사용한 경우 낮은 pH에서도 Fe(II)가 산화망간에 의해 산화되었으며 용액으로부터 효과적으로 제거되는 것으로 나타났다. Fe(II)는 IMCS만 단독으로 사용했을 때와 NaOCl을 산화제로 사용했을 때 제거율에서 큰 차이가 나지 않았다. IMCS와 산화제를 이용하여 Fe(II)을 제거할 경우, 용액의 pH가 증가함에 따라 이들의 산화능이 증가하였고 이로써 전체 제거율의 증가를 가져왔다. Fe(II)의 제거에 관한 반응속도 실험결과 유사-1차 반응 보다는 유사-2차 반응식으로 더 잘 표현되었으며 $KMnO_4$를 추가적인 산화제로 이용한 경우 Fe(II)는 14,286 mg/kg hr의 높은 초기 제거율(h)을 보였다. $KMnO_4$ 주입 시 반응시간 10분 안에 제거평형에 도달하였고 NaOCl의 경우는 6시간 후에 거의 제거평형에 도달하는 것으로 나타났다. IMCS에 의한 Fe(II)의 최대 제거량 값을 구하기 위해 pH 4에서 Langmuir 등온식에 적용한 결과 1,088 mg/kg의 제거량을 보였다.

$Zn_{2-x}Mn_xSiO_4$ 형광체의 망간 K 흡수단 엑스선 흡수 분광 분석 (Mn K-Edge XAS Analyses of $Zn_{2-x}Mn_xSiO_4$ Phosphors)

  • 최용규;임동성;김경현;손기선;박희동
    • 대한화학회지
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    • 제43권6호
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    • pp.636-643
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    • 1999
  • PDP(plasma display panel)의 녹색 광원으로 유망한 $Zn_{2-x}Mn_xSiO_4$ 헝광체를 1300$^{\circ}C$에서 고상반응법으로 제조한 후 900$^{\circ}C$에서 후속 열처리를 실시하면 녹색 형광의 강도가 현저히 증가한다. 열처리를 통한 형광 강도의 향상과 망간의 산화 상태 및 국부 구조 변화와의 관계를 파악하고자 망간 K 흡수단의 엑스선 흡수 스펙트럼을 분석하였다. $1s{\rightarrow}3d$ 전이에 해당하는 프리엣지(preedge) 봉우리와 XANES 스펙트럼을 분석한 결과, 망간은 열처리와 무관하게 +2가의 산화 상태를 유지하였으며 Zn 자리를 치환하는 것으로 밝혀졌다. 또한 EXAFS 스펙트럼의 분석을 통하여, Mn은 $MnO_4$ 사면체를 형성하고 Mn-O 쌍의 결합 길이와 디바이월러 인자(Debye-Waller factor)는 열처리 후 공히 감소함을 알 수 있었다.

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EPR 측정에 의한 CaMgSi2O6:Eu2+ 형광체의 열적 안정성 연구 (Thermal Stability of CaMgSi2O6:Eu2+ Phosphor by EPR Measurement)

  • 허경찬;김용일;유권상;문병기
    • 한국자기학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.246-249
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    • 2005
  • 플라즈마 디스플레이(Plasma Display Panel: PDP)용 청색 형광체인 $CaMgSi_{2}O_6:Eu^{2+}(CMS:Eu^{2+})$를 고상반응(sold-state reaction)법으로 합성하였다. 합성한 재료를 실온에서부터 $1,100^{\circ}C$까지 열처리하여 photoluminescence(PL)와 EPR 측정으로 열적 안정성을 연구하였다. $CMS:Eu^{2+}$ 형광체를 대기 분위기 하에서 상온에서부터 $700^{\circ}C$까지 열처리하였을 때 PL의 변화는 없었으나, $700^{\circ}C$ 이상의 온도에서 열처리 하였을 때는 PL의 감소를 나타내었다. $700^{\circ}C$까지 PL의 안정된 거동을 보이는 것은 구조적으로 안정된 12 면체를 하고 있는 $Ca^{2+}$ 이온의 일부를 $Eu^{2+}$ 이온이 점유하고 있어 $Eu^{2+}$의 원자가 변화에 영향을 미치지 못했으나, $700^{\circ}C$이상의 PL의 감소는 $Eu^{2+}$에서 $Eu^{3+}$의 산화에 의한 것이라는 것을 EPR 흡수세기의 변화로부터 알 수 있었다.

Manganese and Iron Interaction: a Mechanism of Manganese-Induced Parkinsonism

  • Zheng, Wei
    • 한국환경성돌연변이발암원학회:학술대회논문집
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    • 한국환경성돌연변이발암원학회 2003년도 추계학술대회
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    • pp.34-63
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    • 2003
  • Occupational and environmental exposure to manganese continue to represent a realistic public health problem in both developed and developing countries. Increased utility of MMT as a replacement for lead in gasoline creates a new source of environmental exposure to manganese. It is, therefore, imperative that further attention be directed at molecular neurotoxicology of manganese. A Need for a more complete understanding of manganese functions both in health and disease, and for a better defined role of manganese in iron metabolism is well substantiated. The in-depth studies in this area should provide novel information on the potential public health risk associated with manganese exposure. It will also explore novel mechanism(s) of manganese-induced neurotoxicity from the angle of Mn-Fe interaction at both systemic and cellular levels. More importantly, the result of these studies will offer clues to the etiology of IPD and its associated abnormal iron and energy metabolism. To achieve these goals, however, a number of outstanding questions remain to be resolved. First, one must understand what species of manganese in the biological matrices plays critical role in the induction of neurotoxicity, Mn(II) or Mn(III)? In our own studies with aconitase, Cpx-I, and Cpx-II, manganese was added to the buffers as the divalent salt, i.e., $MnCl_2$. While it is quite reasonable to suggest that the effect on aconitase and/or Cpx-I activites was associated with the divalent species of manganese, the experimental design does not preclude the possibility that a manganese species of higher oxidation state, such as Mn(III), is required for the induction of these effects. The ionic radius of Mn(III) is 65 ppm, which is similar to the ionic size to Fe(III) (65 ppm at the high spin state) in aconitase (Nieboer and Fletcher, 1996; Sneed et al., 1953). Thus it is plausible that the higher oxidation state of manganese optimally fits into the geometric space of aconitase, serving as the active species in this enzymatic reaction. In the current literature, most of the studies on manganese toxicity have used Mn(II) as $MnCl_2$ rather than Mn(III). The obvious advantage of Mn(II) is its good water solubility, which allows effortless preparation in either in vivo or in vitro investigation, whereas almost all of the Mn(III) salt products on the comparison between two valent manganese species nearly infeasible. Thus a more intimate collaboration with physiochemists to develop a better way to study Mn(III) species in biological matrices is pressingly needed. Second, In spite of the special affinity of manganese for mitochondria and its similar chemical properties to iron, there is a sound reason to postulate that manganese may act as an iron surrogate in certain iron-requiring enzymes. It is, therefore, imperative to design the physiochemical studies to determine whether manganese can indeed exchange with iron in proteins, and to understand how manganese interacts with tertiary structure of proteins. The studies on binding properties (such as affinity constant, dissociation parameter, etc.) of manganese and iron to key enzymes associated with iron and energy regulation would add additional information to our knowledge of Mn-Fe neurotoxicity. Third, manganese exposure, either in vivo or in vitro, promotes cellular overload of iron. It is still unclear, however, how exactly manganese interacts with cellular iron regulatory processes and what is the mechanism underlying this cellular iron overload. As discussed above, the binding of IRP-I to TfR mRNA leads to the expression of TfR, thereby increasing cellular iron uptake. The sequence encoding TfR mRNA, in particular IRE fragments, has been well-documented in literature. It is therefore possible to use molecular technique to elaborate whether manganese cytotoxicity influences the mRNA expression of iron regulatory proteins and how manganese exposure alters the binding activity of IPRs to TfR mRNA. Finally, the current manganese investigation has largely focused on the issues ranging from disposition/toxicity study to the characterization of clinical symptoms. Much less has been done regarding the risk assessment of environmenta/occupational exposure. One of the unsolved, pressing puzzles is the lack of reliable biomarker(s) for manganese-induced neurologic lesions in long-term, low-level exposure situation. Lack of such a diagnostic means renders it impossible to assess the human health risk and long-term social impact associated with potentially elevated manganese in environment. The biochemical interaction between manganese and iron, particularly the ensuing subtle changes of certain relevant proteins, provides the opportunity to identify and develop such a specific biomarker for manganese-induced neuronal damage. By learning the molecular mechanism of cytotoxicity, one will be able to find a better way for prediction and treatment of manganese-initiated neurodegenerative diseases.

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황환원균과 3가철을 이용한 Trichloroethylene의 제거에 관한 연구 (Trichloroethylene Removal Using Sulfate Reducing Bacteria and Ferric Iron)

  • 황기철;민지은;박인선;박재우
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제13권1호
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    • pp.24-31
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    • 2008
  • 혼합균에서 분리 배양한 황환원균에 의해 발생되는 황화수소가 염소계유기오염물질인 트리클로로에틸렌의 환원에 어떠한 영향을 미치는지, 또한 염소계유기오염물질에 대한 환원력이 있다고 알려진 2가철은 황화수소가 존재할 경우 트리클로로에틸렌의 환원과 어떠한 관계에 있는지를 알아보기 위하여 본 실험을 수행하였다. 황환원균에 독성을 나타내지 않는 수준의 트리클로로에틸렌의 농도에서 황화수소 발생 및 트리클로로에틸렌의 분해 실험을 수행한 결과 황산염의 환원으로 발생한 황화수소의 농도는 4.38 mM, 트리클로로에틸렌의 농도는 큰 변화가 없는 것으로 관찰되었으며 이를 통하여 황환원균에 의해 발생되는 황화수소의 농도가 트리클로로에틸렌을 환원시키기에는 부족하다는 것을 알 수 있었다. 그러나 황화수소의 농도가 위 실험에서 발생된 농도보다 100배 정도 높을 경우(438 mM)에는 트리클로로에틸렌에 대한 환원력이 있음을 확인하였다. 대표적인 산화철인 $Fe_2O_3$(3가철)를 첨가하였을 경우, 황환원균의 생장에 따라 황화수소, 2가철 및 트리클로로에틸렌의 농도변화를 관찰하였으며 이를 통하여 황환원균에 의해서 발생된 황화수소가 산화되면서 3가의 산화철을 2가철로 환원시키고 황화수소에 의하여 환원된 2가철이 트리클로로에틸렌을 분해하여 농도를 감소시키는 것을 확인하였다. 위의 실험결과를 바탕으로 낮은 농도의 황화수소는 트리클로로에틸렌의 환원에 영향을 미치지 못하며 다만, 황화수소에 의해 환원된 2가철이 트리클로로에틸렌을 분해시키는 주요한 요인임을 알 수 있었다. 또한 실제 해수중에서 황환원균과 $Fe_2O_3$가 공존할 경우의 트리클로로에틸렌의 제거 효과를 살펴보기 위한 실험을 한 결과 황환원균이 황화수소를 생성하여 트리클로로에틸렌의 제거에 영향을 줄 수 있는 반응들은 황환원균 생장에 필수적인 탄소원의 농도가 확보될 때 가능하다는 결론을 얻을 수 있었다.

식품포장의 항산화제 첨가 플라스틱의 용도 (The Applications of Antioxidant Impregnated Polymers to Food Packaging)

  • 이윤석
    • 한국포장학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.49-59
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    • 2002
  • 플라스틱 포장재의 주요 기능은 식품을 수송, 보관과정에서 안전하게 보존하는 것이다. 식품과 플라스틱 포장재간의 반응은 식품의 품질과 안전성 문제에 있어서 상당한 이슈가 되고 있는데 이는 주로 플라스틱에 남아있는 잔류용제, 단량체, 첨가물 등이 식품으로 전이되는 문제들이다. 플라스틱 포장재에 항산화제를 첨가하는 것은 필름의 열화는 물론 포장된 식품, 특히 유지가 많은 제품의 산화를 막을 수 있다. 현재 BHT와 같은 항산화제를 플라스틱 포장재에 적용하는 것이 상업화되어 제품의 유통기간을 연장시키는 방법으로 사용되고 있다. Alpha tocopherol은 가장 중요한 자유기 제거제의 하나로 생물 시스템에는 잘 알려져 있는데 이것을 포장재에 사용함으로써 생산자와 소비자 모두 매우 긍정적인 반응을 보이고 있다. Alpha tocopherol은 폴리올레핀계 레진에 적용되어 BHT를 대체하고 있다. 이 연구는 포장재와 제품간의 증발-흡착 메카니즘을 이용한 항산화제의 효과와 그 적용, 그리고 이러한 메카니즘을 예측할 수 있는 분석기법을 설명하였다.

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