수중에 함유된 망간 이온은 인체에 독성 물질로 작용하며, 또한 신경계에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 특히 망간은 넓은 pH 영역에서 높은 용해성으로 인하여, 망간 제거가 어렵기 때문에 이를 효과적으로 처리하는 연구가 필요하다. 본 연구에서 소나무 수피 바이오차를 과산화수소로 화학적으로 개질하였고, 개질된 흡착제는 수중에서의 망간 이온 제거에 사용되었다. 개질된 흡착제는 망간이온 5, 10 mg/L 조건에서 각각 82.1, 56.2%의 높은 제거능력을 나타내었다. 또한 망간 농도 변화에 의한 흡착 데이터로부터 이론식에 적용하여 분석하였다. 그 결과 망간 이온의 흡착 거동은 Freundlich 보다는 Langmuir 모델에 잘 부합하였으며 또한, 동력학적 고찰에 의하면 유사 2차 반응식(pseudo-second order kinetic model)이 더욱 적합함을 알 수 있었다. 그리고 Gibbs 자유에너지 변화에서는 흡착 반응의 온도가 증가할수록 자발성이 보다 더 잘 이루어진다는 것을 도출하였다. 결과적으로 이러한 실험 결과들은 수중에 함유된 망간 이온을 효과적으로 제거하는 수처리 기술로 사용될 수 있을 것이다.
이 연구에서는 박테리아 기반 악취저감 키트의 악취제거 성능을 평가하였다. 박테리아는 악취오염원인 암모니아(NH3), 황화수소(H2S), 총질소(T-P) 및 총인(T-N)을 제거할 수 있는 Rhodobacter capsulatus, Paracoccus limosus 및 Brevibacterium hankyongi를 사용하였다. 사용된 소재들은 박테리아와 다공성골재(팽창질석, 제올라이트 비드, 활성탄)이며, 제거 메커니즘에 따라 소재들의 융합을 달리하였다. 물리적 흡착 메커니즘을 갖는 소재들(제올라이트 비드 및 활성탄)은 악취오염원(NH3, H2S, T-P 및 T-N)의 농도 저감율이 점차 둔화되어 48시간 이후부터 더 이상의 악취오염원의 농도의 저감 효과가 없었다. 생물학적 흡착 메커니즘으로 악취를 제거하는 박테리아가 고정화된 팽창질석은 지속적인 농도 저감으로 108시간 이후에 악취오염원의 농도가 0 ppm에 도달하였다. 결과적으로 실제 하천수에서 물리적 흡착 메커니즘을 갖는 소재들의 악취제거 성능은 환경부에서 제시하고 있는 악취 배출허용 기준을 만족하지 못한 반면, 박테리아가 고정화된 팽창질석은 악취 배출허용 기준을 만족하였으며, 수질도 1등급으로 평가되었다.
A new heterogeneous acidic catalyst was successfully prepared by impregnation of silica (Aerosil 300) by an acidic ionic liquid, named 1-(4-sulfonic acid)butylpyridinium hydrogen sulfate [$PYC_4SO_3H$][$HSO_4$], and characterized using FT-IR spectroscopy, the $N_2$ adsorption/desorption analysis (BET), thermal analysis (TG/DTG), and X-ray diffraction (XRD) techniques. The amount of loaded acidic ionic liquid on Aerosil 300 support was determined by acid-base titration. This new solid acidic supported heterogeneous catalyst exhibits excellent activity in the synthesis of 2-aryl-2,3-dihydroquinazolin-4(1H)-ones by cyclocondensation reaction of 2-aminobenzamide with aromatic aldehydes under solvent-free conditions and the desired products were obtained in very short reaction times with high yields. This catalyst has the advantages of an easy catalyst separation from the reaction medium and lower problems of corrosion. Recycling of the catalyst and avoidance of using harmful organic solvent are other advantages of this simple procedure.
변전위법과 전기화학적 임피던스측정법(electrochemical impedence spectroscopy)을 이용하여 borate 완충용액에서 Co-RDE의 전기화학적 부식과 부동화에 대하여 조사하였다. Tafel 기울기, 코발트 회전원판전극의 회전속도, 임피던스 그리고 부식전위와 부식전류의 pH 의존성으로부터 코발트의 부식과 부동화 반응 메커니즘과 환원반응에서의 수소 발생 반응구조를 제안하였다. EIS data로부터 등가회로를 제안하였으며 산화반응의 영역별로 전기화학적 변수들을 측정하였다. 부식전위에서 측정된 Nyquist plot의 induction loop가 낮은 주파수 영역에서 관측되는 것으로 보아 흡착/탈착 현상이 Co의 부식과정에 영향을 미치는 것으로 보인다.
Horseradish peroxidase (HRP) catalyzes the oxidation of aromatic compounds by hydrogen peroxide via insoluble polymer formation, which can be precipitated from the wastewater. For HRP immobilization, poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) fine carrier supports were produced by using the Nano Spray Dryer B-90. Immobilized HRP was used to remove the persistent 2,4-dichlorophenol from model wastewater. Both extracted (9-16 U/g) and purified HRP (11-25 U/g) retained their activity to a high extent after crosslinking to the PLGA particles. The immobilized enzyme activity was substantially higher in both the acidic and the alkaline pH regions compared with the free enzyme. Optimally, 98% of the 2,4-dichlorophenol could be eliminated using immobilized HRP due to catalytic removal and partly to adsorption on the carrier supports. Immobilized enzyme kinetics for 2,4-dichlorophenol elimination was studied for the first time, and it could be concluded that competitive product inhibition took place.
Heavy metal release from wastewater is a serious environmental problem, and therefore, various wastewater treatment techniques have been developed. Among the techniques, sorption technique is most attractive. Considerable researches have been recently focused on finding out inexpensive sorbents, especially from various natural materials. In order to evaluate the applicability of the scoria taken from the Jeju Island, Korea to remove heavy metals (Pb, Cu, Zn, Cd) from aqueous solutions, equilibrium sorption experiments were conducted in this study. In equilibrium tests, powdered activated carbon (PAC), one of the most commonly used sorbents, was also tested to compare the effectiveness of the Jeju scoria with that of PAC. The Jeju scoria had larger adsorption capacity and affinity for metal ions (Pb(II), Cu(II), Zn(II), Cd(II)) than PAC. The sorption parameters of the two sorbents were evaluated by using both the Langmuir and Freundlich isotherms, and the sorption data were better fitted to the Freundlich isotherm. In addition, the sorption behavior of metal ions (Pb(II), Cu(II), Zn(II), Cd(II)) onto the scoria displayed a typical characteristic of the cation sorption. The removal of metal ions decreased at a lower pH condition due to competition with hydrogen ions for the sorption sites of Jeju scoria, while the removal increased at a high pH condition due to hydroxide precipitation.
Si(100)에 주입된 불활성 기체 이온들의 열적 방출 특성을 열탈착(temperature-programmed desorption; TPD) 질량분석법으로 고찰하였다. 약 400K의 표면 온도 조건에서 1keV 비온빔에 시료를 노출시켜 주었을 때, He은 $500\~1100 K$의 넓은 온도 범위에서 Si(100)결정 밖으로 분출되어 나온 반면, Ne, Ar, 및 Kr은 각각 810, 860, 875 K 근처에서 매우 좁은 온도 범위에서 TPD 피크를 나타내며 급격하게 방출되었다. He+ 이온으로 처리된 Si(100)은 표면 원자 구조의 손상이 상대적으로 최소한으로 일어났지만, $Ne^+,\;Ar^+,\;Kr^+$ 등의 이온들로 처리된 경우는 질량이 클수록 표면이 원자 스케일로 더 심하게 손상되었음이 수소 흡탈착 분석 결과로 밝혀졌다. 이온빔에 의한 결정 내부의 결함 생성과 관련하여 이러한 실험적 결과가 시사하는 점들을 논의하였다
In this study, we prepared electrodes containing ionic liquid for high temperature polymer electrolyte fuel cells. Effects of ILs on electrochemical properties of the electrodes were investigated carrying out measurement of cyclic voltammograms of the various electrodes with the content of IL in a strong supporting electrolyte. As the ILs content increased in electrodes, electrochemical surface area(ESA) decreased due to the leakage of ILs from Nafion ionomer. In addition, two case of cyclic voltammograms under two simulated environment, i.e. IL leakage from Nafion ionomer in I) electrode and ii) polymer electrolyte, were investigated. As a result, IL leakage from polymer electrolyte showed worse results in electrochemical properties of the electrode.
Polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) performance degrade when sulfur dioxide is present in the fuel hydrogen gas, this is referred as $SO_2$ poisoning. This paper reveals $SO_2$ poisoning on PEMFC cathode part by measuring electrical performance of single cell under 1 ppm and 5 ppm on $SO_2$ gas operating. The security of $SO_2$ poisoning depended on $SO_2$ concentration under the best operating conditions($65^{\circ}C$ of cell temperature and 100% of relative humidity between anode and cathode). $SO_2$ adsorption occured on the surface of catalyst layer on membrane electrode assembly (MEA), In addition, MEA poisoning by $SO_2$ was cumulative but reversible. After poisoning within 5 ppm $SO_2$ for 1hr, the electrical performance of PEMFC was found to recover up to about 93% by cyclic voltametry scan.
Alkaline solutions such as $NH_4$OH, choline and TMAH (($CH_3$)$_4$NOH) have been introduced in semiconductor wet processing of silicon wafers to control ionic and particulate impurities following etching in acidic solutions. These chemicals usually mixed with hydrogen peroxide and/or surfactants to control the etch rate of silicon. The highest etch rate was observed in $NH_4$OH solutions at a pH in alkaline solutions. It indicates that the etch rate depends on the content of $OH^{-}$ as well as cations of alkaline solutions. STM/AFM techniques were used to characterize the effect of alkaline solutions on silicon surface roughness. In SC1 (mixture of $NH_4$OH : $H_2$$O_2$ : $H_2$O) solutions, the reduction of the ammonium hydroxide proportion from 1 to 0.1 decreased the surface roughness ($R_{rms}$) from 6.4 to $0.8\AA$. The addition of $H_2$$O_2$ and surfactants to choline and TMAH reduced the values of $R_{p-v}$ and $R_{rms}$ significantly. $H_2$$_O2$ and surfactants added in alkaline solutions passivate bare silicon surfaces by the oxidation and adsorption, respectively. The passivation of surfaces in alkaline solutions resulted in lower etch rate of silicon thereby provided smoother surfaces.s.ces.s.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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