• 제목/요약/키워드: Oxidation State

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Pd/r-TiO2 나노튜브 이종결합 광촉매의 합성과 특성 (Synthesis and Characteristics of Pd/r-TiO2 Nanotube Arrays Hetrojunction Photocatalyst)

  • 이종호;이영기;김영직;장경욱;오한준
    • 한국재료학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.14-22
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    • 2022
  • To improve light absorption ability in the visible light region and the efficiency of the charge transfer reaction, Pd nanoparticles decorated with reduced TiO2 nanotube photocatalyst were synthesized. The reduced TiO2 nanotube photocatalyst was fabricated by anodic oxidation of Ti plate, followed by an electrochemical reduction process using applied cathodic potential. For TiO2 photocatalyst electrochemically reduced using an applied voltage of -1.3 V for 10 min, 38% of Ti4+ ions on TiO2 surface were converted to Ti3+ ion. The formation of Ti3+ species leads to the decrease in the band gap energy, resulting in an increase in the light absorption ability in the visible range. To obtain better photocatalytic efficiency, Pd nanoparticles were decorated through photoreduction process on the surface of reduced TiO2 nanotube photocatalyst (r10-TNT). The Pd nanoparticles decorated with reduced TiO2 nanotube photocatalyst exhibited enhanced photocurrent response, and high efficiency and rate constant for aniline blue degradation; these were ascribed to the synergistic effect of the new electronic state of the TiO2 band gap energy induced by formation of Ti3+ species on TiO2, and by improvement of the charge transfer reaction.

The Structural Studies of Peptide P143 Derived from Apo B-100 by NMR

  • Lee, Ji-Eun;Kim, Gil-Hoon;Won, Ho-Shik
    • 한국자기공명학회논문지
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    • 제25권4호
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    • pp.58-63
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    • 2021
  • Apolipoprotein B-100 (apo B-100), the main protein component that makes up LDL (Low density lipoprotein), consists of 4,536 amino acids and serves to combine with the LDL receptor. The oxidized LDL peptides by malondialdehyde (MDA) or acetylation in vivo act as immunoglobulin (Ig) antigens and peptide groups were classified into 7 peptide groups with subsequent 20 amino acids (P1-P302). The biomimetic peptide P143 (IALDD AKINF NEKLS QLQTY) out of C-group peptides carrying the highest value of IgG antigens were selected for structural studies that may provide antigen specificity. Experimental results show that P143 has β-sheet in Ile[1]-Asn[9] and α-helice in Gln[16]-Tyr[20] structure. Homonuclear 2D-NMR (COSY, TOCSY, NOESY) experiments were carried out for NMR signal assignments and structure determination for P143. On the basis of these completely assigned NMR spectra and proton distance information, distance geometry (DG) and molecular dynamic (MD) were carried out to determine the structures of P143. The proposed structure was selected by comparisons between experimental NOE spectra and back-calculated 2D NOE results from determined structure showing acceptable agreement. The total Root-Mean-Square-Deviation (RMSD) value of P143 obtained upon superposition of all atoms were in the set range. The solution state P143 has a mixed structure of pseudo α-helix and β-turn(Phe[10] to Glu[12]). These results are well consistent with calculated structure from experimental data of NOE spectra. Structural studies based on NMR may contribute to the prevent oxidation studies of atherosclerosis and observed conformational characteristics of apo B-100 in LDL using monoclonal antibodies.

Changes in BOD, COD, Chlorophyll-a and Solids in Aquaculture Effluent with Various Chemical Treatments

  • Park, Jeonghwan;Daniels, Harry V.
    • 한국해양생명과학회지
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    • 제2권2호
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    • pp.49-55
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    • 2017
  • Four chemical treatments with hydrogen peroxide (H2O2), copper sulfate (CuSO4), potassium permanganate (KMnO4) and chlorine (Cl2) were applied to the effluent pond water of a hybrid striped bass saltwater recirculating aquaculture system to compare their oxidation power. Four chemicals were applied at concentrations of 0 (control), 1, 5, 10 and 20 mg/l. An additional concentration of 40 mg/l was included in the chlorine treatment. Water samples from four hybrid striped bass ponds were tested with KMnO4 and Cl2. H2O2 did not reduce any of BOD, COD and chlorophyll-a, and copper sulfate was only effective on chlorophyll-a for the effluent pond. Removal efficiencies for chlorophyll-a by copper sulfate were 19.2%, 37.5%, 54.2% and 74.1% dose-dependently. Potassium permanganate effectively removed the BOD, COD and chlorophyll-a. The COD removal rates in four fish ponds varied from 15.9% to 31.6% at the concentration of 10 mg/l. Interestingly, Cl2 did not reduce the BOD and COD at all, but the BOD and COD instead increased drastically with increasing the Cl2 concentration. The pond water with the highest initial BOD and COD values among the fish ponds tested increased by 350% in the BOD and 150% in the COD at 20 mg/l. Furthermore, Cl2 did not significantly reduce any types of solid matter in this study, while KMnO4 seemed to reduce some extent volatile dissolved solid in the fish pond.

플루오린 함량 제어를 통한 LiVPO4O1-xFx 합성 및 리튬 이차전지 양극소재 전기화학 특성 분석 (Synthesis and Investigation of LiVPO4O1-xFxvia Control of the Fluorine Content for Cathode of Lithium-ion Batteries)

  • 김민경;이동휘;여찬규;최수연;최치원;윤현민
    • 한국분말재료학회지
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    • 제30권6호
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    • pp.516-520
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    • 2023
  • Highly safe lithium-ion batteries (LIBs) are required for large-scale applications such as electrical vehicles and energy storage systems. A highly stable cathode is essential for the development of safe LIBs. LiFePO4 is one of the most stable cathodes because of its stable structure and strong bonding between P and O. However, it has a lower energy density than lithium transition metal oxides. To investigate the high energy density of phosphate materials, vanadium phosphates were investigated. Vanadium enables multiple redox reactions as well as high redox potentials. LiVPO4O has two redox reactions (V5+/V4+/V3+) but low electrochemical activity. In this study, LiVPO4O is doped with fluorine to improve its electrochemical activity and increase its operational redox potential. With increasing fluorine content in LiVPO4O1-xFx, the local vanadium structure changed as the vanadium oxidation state changed. In addition, the operating potential increased with increasing fluorine content. Thus, it was confirmed that fluorine doping leads to a strong inductive effect and high operating voltage, which helps improve the energy density of the cathode materials.

액상 TCE 제거반응을 위한 $CoO_x/TiO_2$ 촉매 (Heterogeneous Oxidation of Liquid-phase TCE over $CoO_x/TiO_2$ Catalysts)

  • 김문현;추광호
    • 대한환경공학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.253-261
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    • 2005
  • 불균일 $CoO_x/TiO_2$ 촉매가 충진된 연속 흐름식 고정층 반응기 내에서 ppm 수준으로 수중에 존재하는 trichloroethylene (TCE) 제거반응을 수행하였으며, 가장 우수한 반응활성을 갖는 촉매의 결정구조와 표면화학적 특성을 분석함으로써 반응시간에 따라 분해활성이 전이영역을 보이는 원인을 규명하고자 하였다. $36^{\circ}C$의 반응온도에서 모델반응의 내부확산저항은 없었으며, $TiO_2$ 표면에 흡착에 의한 액상 TCE 제거정도는 무시할 수 있었다. 5% $CoO_x/TiO_2$ 촉매는 본 대상반응에 대하여 가장 우수한 활성을 갖는 것으로 나타났으며, 반응시간의 경과정도에 따라 TCE 분해효율이 점진적으로 증가하여 안정화되는 전이영역의 존재를 확인할 수 있었다. 반응 전 5% $CoO_x$ 촉매에 대한 XRD 패턴에서 담지체로 사용된 $TiO_2$에 의한 피크들 외에 새로운 피크가 관찰되었고, 5시간 이상 동안 반응한 후에 건조된 촉매의 경우에도 반응 전 촉매의 XRD 피크와 매우 유사하였다. $Co_3O_4$의 XRD 패턴들과 대조한 결과, 5% $CoO_x$ 촉매상에서 Co 화합물에 의해 야기되는 XRD 피크들은 $Co_3O_4$에 의한 것임을 알 수 있었다. 반응물에 노출되지 않은 5% $CoO_x/TiO_2$ 촉매에 대한 XPS 측정은 797.1 eV에서 Co $2p_{1/2}$에 대한 주피크와 함께 781.3 eV에서 Co $2p_{3/2}$에 대한 주피크가 관찰되어졌다. 반응 후 촉매의 경우에는 Co $2p_{3/2}$ 및 Co $2p_{1/2}$의 binding energy들은 각각 780.3과 795.8 eV에서 나타났다. 반응 전 후 촉매상에서 Co $2p_{3/2}$의 binding energy 차이는 1.0 eV이고, Co $2p_{1/2}$의 binding energy 차이는 1.3 eV이다. 표준 $Co_3O_4$에 대한 XPS 측정결과, 반응 후 촉매상에 존재하는 $CoO_x$$Co_3O_4$로 존재하고, 반응 전의 경우에는 이와는 다른 chemical state를 보여주었다. XRD 및 XPS 결과를 바탕으로, 촉매표면에 존재하는 $Co_3O_4$의 외부표면이 $Co_2TiO_4$$CoTiO_3$ 같은 $CoTiO_x$로 encapsulation되어 있는 모델구조를 제안할 수 있고, 이는 반응시간의 함수로 나타나는 촉매활성에 있어서 전이영역의 존재를 잘 설명할 수 있을 뿐만 아니라, XRD와 XPS에서 얻어진 촉매의 물리화학적인 특성을 잘 반영할 수 있다.

방사선 조사 및 포장방법이 생계육 및 조리계육의 콜레스테롤 산화에 미치는 영향 (Effect of Irradiation and Packaging Methods on the Oxidation of Cholesterol in Raw and Cooked Chicken Leg Meat)

  • 이정일;신택순;진상근;김일석;김영환;주선태;박구부
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제45권5호
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    • pp.825-834
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    • 2003
  • 계육 대퇴부위의 생육 시료는 PVDC 필름으로 호기적 포장과 진공포장을 하여 6 kGy 선량으로 전자선 조사를 실시한 후 2~4$^{\circ}C$의 냉장실에서 보관하면서 저장기간별(0, 7일) 실험에 사용하였다. 전자선 조사 후 가열시료와 가열 후 전자선 시료는 oven에서 육 내부 온도가 70$^{\circ}C$ 될 때까지 가열한 다음 함기포장과 진공포장을 즉시 실시한 후 생육 시료와 같은 조건으로 냉장실에서 보관하면서 생육 시료와 같은 저장기간별 콜레스테롤 산화물의 발생 종류와 발생량을 조사한 결과는 다음과 같다. 생육 시료에서 저장초기에는 7$\beta$-hydroxycholesterol $\alpha$,$\beta$-epoxide, cholestanetriol과 7-ketocholesterol이 검출되었으며, 처리구간에는 함기포장 처리구가 진공포장 처리구에 비하여 유의적으로(P〈0.05) 많은 발생량을 보였다. 저장기간이 경과함에 따라 저장초기에는 발생되지 않았던 7$\alpha$-hydroxycholesterol과 6-ketocholesterol이 검출되었으며, 발생량도 저장기간이 경과함에 따라 유의적으로(P〈0.05) 증가하였다. 전자선 조사 후 가열 시료와 가열 후 전자선 조사 시료는 전처리구가 저장기간이 경과함에 따라 콜레스테롤 산화물과 지질산화물의 발생량이 유의적으로(P〈0.05) 증가하였으며, 처리구간에는 진공포장한 처리구가 함기포장한 처리구에 비하여 유의적으로(P〈0.05) 낮은 발생량을 보였다. 이상의 결과를 종합하면 콜레스테롤 산화물질과 지질산화물의 발생량은 조사로 인하여 발생되는 량보다는 저장시 포장조건이 더 많은 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다.

돈육 등심의 콜레스테롤 및 지질 산화에 전자선 조사, 포장 및 저장기간이 미치는 영향 (Effect of Irradiation, Packaging and Storage on the Oxidation of Cholesterol and Lipid in Pork Longissimus Meat)

  • 신택순;이정일
    • 한국축산식품학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.137-144
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    • 2002
  • 돈육 등심부위를 1cm 두께로 세절한 후 생육 시료는 PVDC 필름으로 호기적 포장과 진공포장을 하여 6 kGy 선량으로 전자선 조사를 실시한 후 2~4$^{\circ}C$의 냉장실에서 보관하면서 저장기간별(0, 7일) 실험에 사용하였다. 전자선 조사 후 가열시료와 가열 후 전자선 조사한 시료는 oven에서 육 내부온도가 7$0^{\circ}C$ 될 때까지 가열한 다음 함기 포장과 진공포장을 즉시 실시한 후 생육 시료와 같은 조건으로 냉장실에서 보관하면서 생육 시료와 같은 저장기간별 콜레스테를 산화물의 발생 종류와 발생량 및 지질 산화정도를 조사한 결과는 다음과 같다. 생육 시료에서 저장초기에는 콜레스테를 산화물이 전혀 검출되지 않았으나 저장기간이 경과함에 따라 저장초기에는 발생되지 않았던 7$\alpha$-hydroxycholesterol, 7$\beta$-hydroxycholesterol, 7-ketocholesterol, 20 $\alpha$-hydroxycholesterol, $\beta$-epoxide 및 $\alpha$-epoxide 등이 검출되었으며, 콜레스테롤과 지질산화물의 발생량은 진공포장에 비하여 함기포장 처리구가 유의적으로(P<0.05) 높은 함량을 보였다. 전자선 조사 후 가열 시료는 저장 초기에는 발생되지 않았던 7$\alpha$-hydroxycholesterol, 7$\beta$-hydroxycholesterol, $\alpha$-epoxide 및 cholestanetriol이 처리 후 7일에 검출되었으며, 전처리구가 저장기간이 경과함에 따라 콜레스테롤 산화물의 발생량이 유의적으로 (P<0.05) 증가하였으며, 처리구간에는 진공포장한 처리구가 함기포장한 처리구에 비하여 유의적으로(P<0.05) 낮은 발생량을 보였다. 가열 후 전자선 조사 시료에서 발생된 콜레스테롤 산화물질의 종류는 전자선 조사 후 가열 시료와 유사한 경향을 보였으며, 특히 함기포장 조사 처리구에서 6-ketocholesterol이 검출되었다. 이상의 결과를 종합하면 콜레스테롤과 지질 산화물질의 발생량은 조사로 인하여 발생되는 량보다는 저장시 포장조건이 더 많은 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다.

Effects of Sulfur Substitution on Chemical Bonding Nature and Electrochemical Performance of Layered LiMn0.9Cr0.1O2-xSx

  • Lim, Seung-Tae;Park, Dae-Hoon;Lee, Sun-Hee;Hwang, Seong-Ju;Yoon, Young-Soo;Kang, Seong-Gu
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제27권9호
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    • pp.1310-1314
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    • 2006
  • Sulfur-substituted $LiMn_{0.9}Cr_{0.1}O_{2-x}S_x$ $(0\;\leq\;x\;\leq\;0.1)$ layered oxides have been prepared by solid state reaction under inert atmosphere. From powder X-ray diffraction analyses, all the present lithium manganates were found to be crystallized with monoclinic-layered structure. Electrochemical measurements clearly demonstrated that, in comparison with the pristine $LiMn_{0.9}Cr_{0.1}O_2$, the sulfur-substituted derivatives exhibit smaller discharge capacities for the entire cycle range but the recovery of discharge capacity after the initial several cycles becomes faster upon sulfur substitution. The effect of the sulfur substitution on the chemical bonding nature of $LiMn_{0.9}Cr_{0.1}O_{2-x}S_x$has been investigated using X-ray absorption spectroscopic (XAS) analyses at Mn and Cr K-edges. According to Mn K-edge XAS results, the trivalent oxidation state of manganese ion remains unchanged before and after the substitution whereas the local structure around manganese ions becomes more distorted with increasing the substitution rate of sulfur. On the other hand, the replacement of oxygen with sulfur has negligible influence on the local atomic arrangement around chromium ions, which is surely due to the high octahedral stabilization energy of $Cr^{+III} $ ions. Based on the present experimental findings, we have suggested that the decrease of discharge capacity upon sulfur substitution is ascribable to the enhanced structural distortion of $MnO_6$ octahedra and/or to the formation of covalent Li-S bonds, and the accompanying improvement of cyclability would be related to the depression of Mn migration and/or to the pillaring effect of larger sulfur anion.

Analysis of wet chemical tunnel oxide layer characteristics capped with phosphorous doped amorphous silicon for high efficiency crystalline Si solar cell application

  • Kang, Ji-yoon;Jeon, Minhan;Oh, Donghyun;Shim, Gyeongbae;Park, Cheolmin;Ahn, Shihyun;Balaji, Nagarajan;Yi, Junsin
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.406-406
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    • 2016
  • To get high efficiency n-type crystalline silicon solar cells, passivation is one of the key factor. Tunnel oxide (SiO2) reduce surface recombination as a passivation layer and it does not constrict the majority carrier flow. In this work, the passivation quality enhanced by different chemical solution such as HNO3, H2SO4:H2O2 and DI-water to make thin tunnel oxide layer on n-type crystalline silicon wafer and changes of characteristics by subsequent annealing process and firing process after phosphorus doped amorphous silicon (a-Si:H) deposition. The tunneling of carrier through oxide layer is checked through I-V measurement when the voltage is from -1 V to 1 V and interface state density also be calculated about $1{\times}1012cm-2eV-1$ using MIS (Metal-Insulator-Semiconductor) structure . Tunnel oxide produced by 68 wt% HNO3 for 5 min on $100^{\circ}C$, H2SO4:H2O2 for 5 min on $100^{\circ}C$ and DI-water for 60 min on $95^{\circ}C$. The oxide layer is measured thickness about 1.4~2.2 nm by spectral ellipsometry (SE) and properties as passivation layer by QSSPC (Quasi-Steady-state Photo Conductance). Tunnel oxide layer is capped with phosphorus doped amorphous silicon on both sides and additional annealing process improve lifetime from $3.25{\mu}s$ to $397{\mu}s$ and implied Voc from 544 mV to 690 mV after P-doped a-Si deposition, respectively. It will be expected that amorphous silicon is changed to poly silicon phase. Furthermore, lifetime and implied Voc were recovered by forming gas annealing (FGA) after firing process from $192{\mu}s$ to $786{\mu}s$. It is shown that the tunnel oxide layer is thermally stable.

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에틸렌 처리를 위한 충진층 유전체배리어방전 플라즈마 반응기의 특성 (Characteristics of Packed-bed Plasma Reactor with Dielectric Barrier Discharge for Treating)

  • M. S. P. 수다카란;조진오;트린 쿠앙 흥;목영선
    • 공업화학
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    • 제26권4호
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    • pp.495-504
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    • 2015
  • 본 연구에서는 충진층 플라즈마 반응기의 특성 및 에틸렌을 분해하는데 있어서 플라즈마 반응기의 직렬 및 병렬 배열에 따른 영향에 대해 조사하였다. 플라즈마 방전 개시 전의 반응기 유효 커패시턴스는 ${\gamma}$-알루미나 펠릿이 충진된 경우가 충진되지 않은 경우보다 컸으나, 일단 플라즈마 방전이 개시되고 나면 ${\gamma}$-알루미나 충진 여부와 관계없이 유효 커패시턴스가 유사하였다. 플라즈마 상태에서 생성되는 전자의 에너지는 전기장세기에 크게 의존하며, 0~20%(v/v) 범위의 산소농도(질소 : 80~100% (v/v))에서는 기체조성에 크게 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 플라즈마 상태에서 생성되는 여러 활성 성분들 중 바닥상태의 산소원자 및 오존이 산화 반응에 주로 관여하며, 전기장세기가 높아질수록 산소원자가 상대적으로 감소하는 대신 질소원자의 분율이 급격히 증가한다. 플라즈마 공정에서 전압, 방전 전력, 기체 유량, 체류시간 등 반응기의 성능에 영향을 주는 여러 가지 파라미터들이 있지만, 모든 파라미터들이 비에너지밀도 하나로 통합될 수 있음을 확인하였으며, 직렬 및 병렬로 연결된 반응기의 성능도 비에너지밀도만의 함수로 간주할 수 있으므로 반응기 설계 과정이 크게 단순화될 수 있다. 비에너지밀도의 함수로 나타낸 반응속도상수를 이용하여 계산한 결과도 실험데이터를 잘 예측할 수 있었다.