오염토양에 펜톤 반응을 적용함에 있어서 과산화수소의 빠른 소모로 과량의 과산화수소가 요구되어지는 것이 단점으로 지적되고 있다. 이에 본 연구에서는 대표적인 PAHs물질인 phenanthrene으로 오염된 토양 처리를 위해 철의 리간드로 acetate를 사용하여 과산화수소의 안정성 확보를 통하여 공정의 효율을 높이고자 하였다. Acetate는 철의 몰농도에 대비하여 0.5배에서 3배(2${\sim}$12 mM)까지 주입하였고, 과산화수소는 분해 효율에 미치는 영향을 배제하기 위해 낮은 농도인 0.7%를 주입하였다. Acetate가 주입되어 과산화수소의 잔류시간은 최대 50배 이상 증가하였으며, 과산화수소의 안정성이 확보됨에 따라 phenanthrene의 제거율도 70%까지 향상되었다. 반응 중에 철은 2가와 3가로 산화환원을 반복하였고 과산화수소가 모두 분해되는 시점부터 $HO_2^-$에 의해 2가철로 환원이 이루어졌다. 과산화수소의 영향으로 반응중의 pH는 산성영역을 나타냈으며, acetate가 8 mM 이상 주입되었을때 4${\sim}$5범위 내에 머무르는 것을 확인하였다. Fenton reaction에 의해 철의 리간드로 사용된 acetate 역시 분해가 이루어지는 것을 확인할 수 있었으며, phenanthrene의 비해 분해되는 시점이 느린 것으로 나타나 분해되어지는 경쟁관계에서 phenanthrene이 우세한 것으로 판단된다. 이상의 연구결과를 통해 오염 토양처리에 기존 Fenton reaction의 효율성과 경제성을 향상시킬 수 있는 가능성을 확인할 수 있었으며, 중성영역의 pH로 확장된 연구 등을 통해 좀 더 현실적인 공법으로 발전할 수 있으리라 판단된다.
BACKGROUND: Most of the researches on the dye removal using ozonation have been focused on the removal efficiency. However, the research on their removal characteristics and mechanism according to the reaction time has been still insufficient. METHODS AND RESULTS: In this study, the effects of initial pH and dye concentration with reaction time on the degradation characteristics of methyl orange (MO) and methylene blue (MB) by ozonation were evaluated. The degradation efficiency of MB by ozonation increased with increasing pH. On the other hand, the degradation efficiency of MO by ozonation did not show a significant difference with varing pH. The both MO and MB by ozonation were decomposed within 30 min irrespective of the dye concentration, but the decomposition rates of dyes were faster at lower initial dye concentration. The decomposition efficiency of total organic carbon (TOC) in each dye solution by ozonation was low, which was found to be effective for partial decomposition such as decolorization rather than complete degradation of the dye. CONCLUSION: Overall, ozonation was an effective method for removing nondegradable dyes. However, it is necessary to study the optimization of dye degradation under various environmental conditions for ozonation.
본 연구의 목적은 환경담배연기를 대표하는 주요 오염물질 중에 하나인 니코틴의 분해를 위해서 산화티타늄 광촉매를 적용할 수 있는지 여부에 대하여 기술적 평가하는 것이다. 광촉매로 코팅된 건축자재를 이용하여 니코틴을 분해하는 정도를 평가하기 위하여 네 개의 기초 실험을 수행하였다. 니코틴의 광촉매 분해와 관련된 다음의 다섯 변수를 조사하였다: 코팅 타일의 건조조건, 코팅 졸의 종류, 코팅횟수, 상대습도, 그리고 초기농도. 변수 시험에 앞서, 실험장치에 대한 니코틴의 흡착 여부를 평가하였다. 본 연구에서 조사된 변수 모두가 니코틴의 광산화분해능에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 낮은 온도와 긴 건조시간 조건과 비교할 때 높은 온도와 짧은 건조시간 조건에서 건조된 타일에서 보다 높은 니코틴 분해효율을 나타내었다. ST-KO3 졸로 코팅된 타일이 E-T 졸로 코팅된 타일 보다 높은 분해효율을 나타내었다. 코팅횟수가 증가할수록 광산화분해가 잘 일어났다. 높은 상대습도와 낮은 유입농도 조건에서 광산화분해가 잘 일어났다. 결과적으로, 환경담배연기에 포함된 니코틴을 광촉매로 코팅된 건축자재를 적용할 때에는 본 연구에서 평가된 다섯 가지 변수가 모두 고려되어야함이 제안되었다.
본 연구에서는 T. thiooxidans MET 균주를 이용하여 비소화 슬러지와 혐기성 소화슬러지로부터 중금속을 용출하여 제거하는데 영향을 미치는 슬러지 성상의 영향을 조사하였다. 슬러지 종류와 농도에 관계없이 슬러지로부터의 중금속 용출은 슬러지 용액의 pH에 의존하였다. 슬러지 용액의 pH가 3.0 이하일 때 효율적인 중금속 용출 효율을 얻을 수 있었으며, Zn > Cu > Cr의 순서로 용출이 진행되었다. 비소화 슬러지 및 혐기성 소화 슬러지간에 buffering capacity의 차이는 없었으나, 동일 고형물 농도에서 혐기성 소화 슬러지에서 T. thiooxidans MET의 황산화속도가 높기 때문에, 혐기성 소화 슬러지 용액의 pH 감소 속도가 비소화 슬러지보다 빨랐다. 그러나, pH 변화에 따른 슬러지 단위 질량당 중금속 용출량을 비교한 결과, 동일 pH 조건에서 혐기성 소화슬러지의 중금속 용출량은 비소화 슬러지에서의 중금속 용출량 보다 낮았다. 이는 혐기성 소화 슬러지와 비소화 슬러지에 함유되어 있는 불용성 금속화합물의 차이 때문으로 사료되었다. 슬러지 성상에 관계없이, 슬러지 고형물 농도가 증가할수록 (10~70 g/L) 중금속 용출 효율은 감소하였고, 최적 S$^{\circ}$/슬러지 고형물의 비율은 0.1이었다. 또한, T thiooxidans MET 균주를 이용한 슬러지로부터 중금속 용출 공정은 90% 이상의 살균 효과와 20% 정도의 슬러지 감량 효과가 있었다.
본 연구에서는 바나듐 레독스 흐름전지의 효율을 향상시키고자 탄소펠트에 열산화 반응과 암모니아수 처리를 이용하여 질소가 도핑된 탄소펠트 전극을 제조하였다. 또한 제조된 탄소펠트 전극의 전기화학적 특성평가를 위하여 CV 실험 및 충/방전 실험을 실시하였다. 암모니아수 처리온도가 증가함에 따라 탄소펠트 표면의 질소 관능기가 증가함을 XPS를 통하여 확인하였으며, CV 측정 결과 암모니아수 처리된 탄소펠트는 열산화된 탄소펠트에 비하여 산화/환원의 반응성이 우수함을 확인하였다. 충/방전 실험결과 $300^{\circ}C$에서 암모니아수 처리한 탄소펠트 전극은 열산화된 탄소펠트 전극보다 에너지효율, 전압효율, 전류효율이 각각 약 6.93, 1.0, 4.5%씩 향상됨을 알 수 있었다. 이는 질소 관능기가 탄소펠트 전극과 전해질 사이의 전기화학적 성능 향상에 도움을 주었기 때문으로 사료된다.
Kim, Soon-Oh;Jung, Young-Il;Cho, Hyen-Goo;Park, Won-Jeong;Kim, In-Seon
Journal of Applied Biological Chemistry
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제50권1호
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pp.6-12
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2007
Feasibility of laboratory-synthesized zerovalent iron was investigated to remove arsenic from leachates of tailings taken from an Au-Ag abandoned mine. The tailings were seriously contaminated with arsenic, and its potential adverse effect on the ecosystems around the mine seems to be significantly high. Long-term column experiments were conducted for about 3.5 months to evaluate the effectiveness of the synthesized zerovalent iron for removal of arsenic. Over than 95% removal efficiency of As was observed in the zerovalent iron mediated tests. In addition, the XRD data suggest that the corrosion products of ZVI were identified magnetite, maghemite, goethite, and lepidocrocite, all of which support Fe(II) oxidation as an intermediate step in the zerovalent iron corrosion process. The results indicate that arsenic can be removed from the tailing-leachate by the mechanism of coprecipitation and/or adsorption onto those iron oxides formed from ZVI corrosion.
The nickel-based alloy Nimonic 80A possesses strength, and corrosion, creep and oxidation resistance at high temperature. The exhaust valves of low speed diesel engines are usually operated at temperature levels of 400-$600^{\circ}C$ and high pressure to enhance thermal efficiency and exposed to the corrosion atmosphere by the exhaust gas. Also, the exhaust valve is subjected to repeated thermal and mechanical loads. So, the nickel-based alloy Nimonic 80A was used for the large exhaust valve spindle. It is composed a 540mm diameter head and a 125mm diameter stem. It is developed large products by hot closed-die forging. Manufacturing process analysis of the large exhaust valve spindle was simulated by closed die forging with hydraulic press and cooled in air after forging. The preform was heated to $1080^{\circ}C$ Numerical calculation was performed by DEFORM-2D, a commercial finite element code. Heat transfer can be coupled with the deformation analysis in a non-isothermal deformation analysis. Mechanical properties of the large exhaust valve spindle were evaluated by the variety of tests, including microstructure observation, tensile, as well as hardness and fatigue tests, were conducted to evaluate the mechanical properties for head part of exhaust valve spindle.
We fabricated a hybrid bulk/fully depleted silicon on insulator (FDSOI) complementary metal oxide semiconductor (CMOS) active pixel image sensor. The active pixel is comprised of reset and source follower transistors on the SOI seed wafer, while the pinned photodiode and readout gate and floating diffusion are fabricated on the SOI handle wafer after the removal of the buried oxide. The source of dark current is eliminated by hybrid bulk/FDSOI pixel structure between localized oxidation of silicon (LOCOS) and photodiode(PD). By using the low noise hybrid pixel structure, dark currents qm be suppressed significantly. The pinned photodiode can also be optimized for quantum efficiency and reduce the noise of dark current. The spectral response of the pinned photodiode on the SOI handle wafer is very flat between 400 nm and 700 nm and the dark current that is higher than desired is about 10 nA/cm2 at a $V_{DD}$ of 2 V.
For commercialization of fuel cell electric vehicles, one of the key objectives is to reduce cost of full stack assembly. Regarding Membrane Electrode Assembly, the major issue is to improve fuel cell activation process in the initial Hydrogen Oxidation Reaction and Oxygen Reduction Reaction. In this research, the VD (Vacuum Drying) process has been developed for improvement of activation process. The VD condition is developed by controlling the temperature and degree of vacuum to remove the remaining solvent of electrode. Consequently, the electrode applied to VD process showed the low characteristics such as 3.5% of remaining solvent content and the improved efficiency such as 15% of activation process speed.
This study investigated the effect of chlorine dose and chlorine reaction time for the formation of haloacetic acids (HAAs). According to the results, HAA formation was highly affected by chlorine dose and chlorine reaction time. HAA formation reached a plateau value at 30 mg/L of chlorine dose and 24 hr of chlorine reaction time. For the speciation of formed HAAs in the test water, the concentration of brominated-HAAs was significantly lower than that of chlorinated-HAAs because of low level of bromide ion concentration in the test water. It also investigated the removal efficiency of HAA precursors by several unit processes, such as ozone alone, UV alone, and combined ozone/UV system. Of them, ozone/UV system was proved as the best process to control the HAAs formation. The increase of the brominated-HAAs was observed during ozonation with and without UV irradiation showing the slight increase of total HAA concentrations.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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