We have been studying application of electrochemical noise (Fluctuation) analysis for localized corrosion. Foils of Zinc, Aluminum and Magnesium were used as specimens for electrochemical cell simulating localized corrosion. These specimens were dipped in sodium chloride solutions adjusted to each exponent of Hydrogen ion concentration (pH) condition of 5.5, 10, 12 respectively. Time variations of potential and current were measured in those solutions, and simultaneously the surfaces of specimens were observed using microscope with television monitor. Two types of electrochemical cells were arranged for experiments simulated localized corrosion. The fluctuations on trendy component of short-circuited potential and short-circuited current were appeared in synchronization. It was seemed that these fluctuations result from hydrogen evolution on the aluminum active site in the crevice from the microscopic observation. In the case of zinc and magnesium, fluctuations appeared on the trendy component of the corrosion potential. Two types fluctuation were detected. First one is the fluctuation varied periodically. The second one is the random fluctuation. It was seemed that these fluctuations result from generation of corrosion products and hydrogen evolution on the active site in the crevice of zinc and magnesium from the microscopic observation.
Cs$^{+}$ 이온에 대해 선택성을 갖는 ferrocyanide-음이온 교환수지를 제조하여 모의 제 염폐액 내에 존재하는 Cs$^{+}$ 이온에 대한 흡착실험을 수행하였다. 제조된 이온교환 수지가 citric acid를 주제염제로 하는 제염폐액 내에 존재하는 Cs+ 이온에 대한 흡착능력은 상용 양이온교환수지에 비해 4배 이상 효과적인 것으로 나타났다. 모의 제염폐액과 선택성 이온교환수지를 접촉시킨 후 360분이 경과하면 금속이온에 대한 흡착반웅이 평형에 도달하였다. 본 연구범위에서 Co$^{2+}$ 이온농도가 필요이상 증가하게 되면 Cs$^{+}$ 이온의 흡착율은 감소하였다. 과산화수소와 히드라진을 사용한 선택성 폐 이온교환수지의 재생실험 결과 전기중성화조건을 만족시키기 위해 Cs$^{+}$ 이온이 수지로부터 용출됨을 확인하였고 열화없이 재 사용가능성을 확인하였다.
수용액에서 가벼운 란탄족 금속이온의 전기화학적 거동을 직류 폴라로그래피, 펄스차이 폴라로그래피 및 순환 전압전류법으로 연구하였다. La$^{3+}$, Pr$^{3+}$ 및 Nd$^{3+}$의 환원은 0.1 M LiCl 지지전해질에서 3전자가 관여하는 비가역적인 반응이었다. Sm$^{3+}$의 환원은 0.1 M TMAI 지지전해질에서 1전자에 이어 2전자가 관여하는 비가역적인 반응이었으며, Eu$^{3+}$의 환원은 0.1 M LiCl 지지전해질에서 1전자에 이어 2전자가 관여하는 유사가역반응 및 비가역반응이었다. 펄스차이 폴라로그래피에 의하면 pH 4 이하에서는 수소이온의 촉매효과에 의하여 가수분해된 란탄족 금속이온 (Ln(OH)$^{2+}$)은 란탄족 금속이온(Ln$^{3+}$)보다 양전위에서 환원되었으며, 봉우리 전류의 크기는 Eu$^{3+}$ < Sm$^{3+}$ < Nd$^{3+}$ < Pr$^{3+}$ < La$^{3+}$ 순으로 증가하였다. 순환 전압전류법에서 주사속도 변화에 대한 전류함수의 크기는 [H$^{+}$]/[Ln$^{3+}$]의 비에 의존하였으며, pH 및 란탄족 금속이온의 농도가 낮을수록 수소이온에 의한 반응 또는 촉매전류가 증가하였다.
정지흐름분석법을 이용하여 화학발광법으로 수용액 중의 Fe(II)와 Fe(III)을 분리 정량하는 방법에 대하여 연구하였다. 이 방법은 lucegenin과 $H_2O_2$ 혼합용액에 Fe(III)이온을 첨가하였을 때 화학발광의 세기가 증가하는 것을 기초로 하였다. KO H, $H_2O_2$ 및 Fe(III)의 가리움제로 이용한 citric acid의 농도와 시료의 주입속도가 화학발광의 세기에 미치는 영향을 조사하였다. 전체 철의 정량을 위하여 구한 [$H_2O_2$], [KOH] 및 흐름속도의 죄적조건은 각각 4.0M, 2.0M, 및 3.5mL/min 이었고, 이러한 최적조건 하에서 얻은 검정곡선에서 직선성이 성립하는 범위는 1.0${\times}10^{-6}$M에 서 1.0${\times}10^{-4}$M이었고, 상관계수는 0.996, 검출한계는 1.0${\times}10^{-7}$M이었다. Fe(III)이온의 정량을 위하여 구한 [$H_2O_2$], [KOH], [citric acid] 및 흐름속도의 최적조건은 각각 4.0M, 2.0M, 0.01M 및 3.5mL/min이었고 이러한 최적조건 하에서 얻은 검정곡선에서 직선성이 성립하는 범위는 1.0${\times}10^{-6}$M에서 1.0${\times}10^{-4}$M이었고, 상관관계수는 0.997, 검출한계는 5.0${\times}10^{-7}$M이었다.
Fernandez-Maestre, Roberto;Velasco, Andres Reyes;Hill, Herbert H.
Bulletin of the Korean Chemical Society
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제35권4호
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pp.1023-1028
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2014
Protonated caffeine ($CH^+$) and glucosamine ($GH^+$) overlapped in an analysis with ion mobility spectrometryquadrupole mass spectrometry. Ethyl lactate vapor (L) at different concentrations from 0 to 22 mmol $m^{-3}$ was added as a buffer gas modifier to separate these signals. The drift times of $CH^+$ and $GH^+$ increased with L concentration. The drift time increase was associated to clustering equilibria of $CH^+$ and $GH^+$ with one molecule of L and the equilibrium of $GH^+$ was more displaced to the formation of $GLH^+$ than that of $GLH^+$. $GH^+$ clustered more to L than $CH^+$ because $GLH^+$ formed more stable hydrogen bonds (26.30 kcal/mol) than $GLH^+$ (24.66 kcal/mol) and the positive charge in $GH^+$ was more sterically accessible than in $CH^+$. The aim of this work was to use theoretical calculations to guide the selection of a buffer gas modifier for IMS separations of two compounds that overlap in the mobility spectra and predict this separation, simplifying that empirical process.
산업단지 조성 시 건설폐토석을 활용하기 위해 건설폐기물로부터 선별 처리된 토석에 대하여 물리 역학적 특성과 용출 특성을 분석하였다. 지반 내 알칼리 이온의 확산에 대한 실험은 XRF, ICP방법을 이용하여 분석하였다. 또한, 환경적인 영향을 확인하기 위하여 어류독성시험을 병행하였다. 건설폐토석은 실내실험에서 공학적인 성토기준과 토양오염 기준을 만족하였다. 그러나 건설폐토석과 물이 1:1의 비율로 혼합된 수용액은 알칼리 이온에 의해 높은 농도의 pH를 유지하는 것으로 나타났다. 수도이온농도가 9.0이상으로 상승하는 주요 원인은 CSH계 시멘트 성분에 의한 수산화칼슘용액인 것으로 추정된다. 건설폐토석 내 높은 pH 농도는 어류의 생태에 독성을 유발하게 된다. 조사자료를 바탕으로 Visual Modflow Ver. 2009를 이용하여 지반 내 pH 농도의 확산범위를 분석하였다. 건설폐토석 내 높은 pH 농도는 시멘트 성분으로 인해 장기간 동안 존재할 수 있으므로 성토 초기에 양질의 화강풍화토와 혼합하여 pH를 조절하는 것이 필요하다.
Choi, Shinkyu;Na, Hye-Young;Kim, Ji Aee;Cho, Sung-Eun;Suh, Suk Hyo
The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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제17권3호
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pp.181-187
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2013
Reactive oxygen species (ROS) are generated in various cells, including vascular smooth muscle and endothelial cells, and regulate ion channel functions. $K_{Ca}3.1$ plays an important role in endothelial functions. However, the effects of superoxide and hydrogen peroxide radicals on the expression of this ion channel in the endothelium remain unclear. In this study, we examined the effects of ROS donors on $K_{Ca}3.1$ expression and the $K^+$ current in primary cultured human umbilical vein endothelial cells (HUVECs). The hydrogen peroxide donor, tert-butyl hydroperoxide (TBHP), upregulated $K_{Ca}3.1$ expression, while the superoxide donors, xanthine/xanthine oxidase mixture (X/XO) and lysophosphatidylcholine (LPC), downregulated its expression, in a concentration-dependent manner. These ROS donor effects were prevented by antioxidants or superoxide dismustase. Phosphorylated extracellular signal-regulated kinase (pERK) was upregulated by TBHP and downregulated by X/XO. In addition, repressor element-1-silencing transcription factor (REST) was downregulated by TBHP, and upregulated by X/XO. Furthermore, $K_{Ca}3.1$ current, which was activated by clamping cells with 1 ${\mu}M$$Ca^{2+}$ and applying the $K_{Ca}3.1$ activator 1-ethyl-2-benzimidazolinone, was further augmented by TBHP, and inhibited by X/XO. These effects were prevented by antioxidants. The results suggest that hydrogen peroxide increases $K_{Ca}3.1$ expression by upregulating pERK and downregulating REST, and augments the $K^+$ current. On the other hand, superoxide reduces $K_{Ca}3.1$ expression by downregulating pERK and upregulating REST, and inhibits the $K^+$ current. ROS thereby play a key role in both physiological and pathological processes in endothelial cells by regulating $K_{Ca}3.1$ and endothelial function.
일반적으로 Fenton 반응 공정을 실제 오염토양에 적용하기에는 다소 무리가 있다. 그 이유로 대표적인 Fenton 반응공정인 고전적인 Fenton 반응은 낮은 pH에서 우수한 처리효율을 보이고 있기 때문이다. 또한, 철이온의 투입을 대신하여 철광석을 이용하는 Fenton-like 반응도 철광석 표면에서 hydroxyl radical을 생성하나 높은 pH에서는 다량의 수산화물과의 경쟁반응으로 인하여 그 활성이 상당히 감소되어진다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 중성영역의 pH에서 철이온-chelating agent의 복합체를 촉매로 사용하는 modified Fenton 반응이 제시 되어지고 있다. 이 처리방식의 경우에는 다량의 철이온의 투입이 요구되어진다. 따라서, 본 실험에서는 Fenton-like 반응과 modified Fenton 반응의 효율적인 접목으로 중성영역에서의 chelating agent의 투입으로 철광석으로부터 철이온을 용출하여 복합체를 형성함으로 혼합 Fenton 공정에서 부가적인 촉매로 사용되어짐으로 오염물 처리효율을 크게 향상시킨 기법 개발을 진행하였다. 2,4,6-Trinitrotoluene은 본 실험에서 오염원으로 사용하였으며, chelating agent에 의해 용출된 철이온이 약 0.1 mM 이상일 경우 Fenton-like 반응에 비하여 상당히 좋은 제거효율을 보였다. 혼합 Fenton 공정의 최대제거효율은 magnetite-NTA 시스템으로써 약 76%의 제거효율과 magnetite-EDTA의 경우 약 56%로서 이는 Fenton-like 반응에 비하여 약 40-60% 정도의 제거효율이 향상된 결과이다.
Cadmium (Cd) has been identified as a potential contaminant in agricultural and environmental soils. Ionic condition in the soils is an important factor to influence Cd availability. In this study, the effect of sulfate or nitrate application on Cd sorption in acidic and calcareous soils was investigated. The Cd, sulfate $(SO_4)$, and nitrate $(NO_3)$ sources were solutions of $CdCl_2$, $K_2SO_4$, and $KNO_3$, respectively. The soil-solution system pH was affected by the application of sulfate or nitrate in both acidic and calcareous soil system, but there was not clear pH difference between pre- and simultaneous applications of sulfate or nitrate (PAS/PAN or SAS/SAN). Solution ionic strength (I) values were similar between the acid and calcareous soil systems after applying the Cd even though it was significantly different in the untreated control soils. However after applying the sulfate or nitrate, the I values increased and were always higher with SAS/SAN treatments. Solution Cd concentration also increased with the application of sulfate or nitrate. However, the Cd concentration in soil solution controlled by Cd sorption in the systems was different between PAS/PAN and SAS/SAN treatments only in the calcareous soil system, but not in the acidic soil system. The difference in Cd concentration between SAS/SAN and PAS/PAN in the calcareous systems may be caused by system pH, ionic strength, complexation, and predominately, competition of the $Cd^{2-}$ with the index $K^+$ ion. Potassium ion-Cd competition in the acidic soil system may be minimized because of the abundance of hydrogen ions.
FET형 용존산소 센서는 pH-ISFET를 기본 소자로하여 pH 감지 게이트 근처에 백금으로 된 작업 전극을 형성한 구조를 가지고 있다. 작업전극에 특정한 전위를 인가하면 전기분해로 인하여 용존산소의 농도에 비례하는 수소 이온이 pH 감지 게이트 주변에 발생된다. 따라서 pH-ISFET를 통하여 수소 이온 농도의 변화량을 검출하면 용존산소의 농도를 측정할 수 있게된다. 본 논문에서는 이러한 FET형 용존산소 센서를 어레이 형태로 제작하여 적용하고 측정의 신뢰성을 높이기 위한 알고리즘을 도입한 FET형 용존산소 센서 어레이 측정 시스템을 개발하였다. 또한 상용 용존산소 측정기와 그 성능을 비교 분석하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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