• Journal of Industrial and Engineering Chemistry
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• 제67권
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• pp.316-325
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• 2018

Aluminum based metal-organic framework using a di-carboxylate linker succinic acid (Al-SA MOF), are synthesized in water with minimal generation of secondary pollutants. The physicochemical properties of Al-SA MOF were examined, followed by its utility for the adsorption of Acid Black 1 (AB1) in aqueous media. Influences of key parameters such as pH, contact time, initial AB1 concentration,temperature, and selectivity on the adsorption process were assessed. A series of adsorption mechanisms are proposed, which involve electrostatic, hydrogen bonding, and hydrophobic interactions. These findings suggest that Al-SA MOF is a potent candidate in removing complex azo dyes molecules from aqueous media.

• 청정기술
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• 제10권1호
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• pp.37-45
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• 2004

본 연구는 섬유산업에서 많이 사용되고 있는 주요염료인 분산성, 반응성, 산성염료를 대상으로 일반적인 수질오염항목인 COD, T-N, TOC, color, SS, TDS, conductivity 등을 분석하여 각각의 염료용액의 성상을 비교 분석하였고, NF막을 투과시켰을 경우 투과 flux와 배제율이 염료용액 종류에 따라서 어떻게 다른 양상을 나타내는지를 연구하였다. 결과적으로, 염료종류별 화학적 성질 및 구조적인 차이에 의하여 염료용액의 용해도 및 유기물부하 등이 달라짐을 알 수 있었고, 특히, 분산성 염료와 반응성염료는 이들 화학적 성질의 차이가 매우 현격하게 달라서 투과 flux 감소현상과 유기물, color, 부유물 및 용존 고형물, 이온성 물질 등의 배제율이 다른 양상을 보임을 알 수 있었다. 반응성염료 용액은 분산성염료 용액에 비하여 투과 flux는 높지만, TDS의 배제율이 낮은 반면, 분산성염료 용액은 부유성 고형물 농도가 높아 투과 flux가 낮고, 유기물질의 배제율이 낮은 특성을 나타낸다.

• KSBB Journal
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• 제19권3호
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• pp.200-205
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• 2004

반월공단의 염색폐수와 염료폐수를 균원시료로 하여 반응성 염료의 색도제거능이 나타난 13종의 균주를 분리하고, 산소농도에 따른 영향을 살펴보기 위하여 교반에 따른 색도제거율을 살펴 본 결과, 교반을 진행하지 않은 경우 효율이 더 높은 효율을 얻을 수 있었다. 또한, 5가지 반응성 염료 (reactive blue 19, reactive blue 21, reactive red 180, reactive red 195, reactive yellow 145)를 가지고 색도제거 실험을 진행한 결과 2종의 균주가 높은 효율을 보였다. 이 2종의 균주를 동정한 결과 Bacillus anthracis와 Bacillus cereus로 판명되었다. 최적 조건을 살펴보기 위하여 온도와 초기 pH 영향에 따른 색도 제거율을 알아보기 위하여 실험을 진행한 결과 35$^{\circ}C$, pH 7에서 높은 색도제거율을 보였다. 또한 탄소원과 질소원에 따른 영향을 살펴보기 위하여 Bacillus anthracis로 실험한 결과 glucose, yeast extract를 사용한 경우 89%의 높은 색도 제거율을 얻을 수 있었다. 이러한 결과로 미루어 볼 때 분리된 두 균주는 염색폐수의 색도제거에 효과적인 균주라고 사료된다.

• 공업화학
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• 제3권2호
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• pp.349-359
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• 1992

염료속에 함유된 무기염(NaCl, $Na_2SO_4$)의 선택적 제거를 위해 역확산과 역삼투를 결합한 방법과 nanofiltration(NF)을 각각 이용하였다. 역확산에 의한 염의 제거율은 염의 종류에 따라 1회(one pass)에 1~30%를 나타냈으며 염과 염료의 분리비는 10~500의 매우 큰 값을 갖는 반면 염료의 손실율은 0.3% 이하였다. 염료용액을 순환시킬수록 음이온인 $Cl^-$ 이온의 제거율이 증가하고 양이온인 $Na^+$ 이온의 제거율이 감소하는 도난투석현상이 관찰되었다. 또한 공급용액의 유속이 염의 제거에 미치는 영향을 살펴보았다. 역확산에 의해 염이 제거된 염료를 평판형 역삼투막을 사용하여 농축하였으며 $Cl^-$ 이온의 배제율을 solution-diffusion 모델식에 적용하였다 2회의 Diafiltration(DF)을 수행한 NF에서도 역확산에서와 마찬가지로 도난투석에 의해 $Cl^-$ 이온의 배제율 감소와 음배제율을 관찰하였다. 특히 두번째 DF에서 도난투석의 효과는 더욱 크게 나타났다.

• 청정기술
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• 제13권3호
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• pp.215-221
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• 2007

생물흡착은 염색폐수로부터 염료를 제거하기 위한 기술로서 현재 사용되고 있는 기술을 대체할 수 있는 유망한 처리 방법이다. 본 연구에서는 생물흡착제로써 저가이면서 풍부한 소재중의 하나인 하수 슬러지를 이용하였다. 본 연구의 목적은 바이오매스의 변형을 통하여 흡착능력을 향상시키는데 있다. FT-IR 분석과 적정실험을 통하여 흡착에 관여하는 작용기는 카르복실 그룹, 인산 그룹, 아민 그룹으로 판명하였으며 그 중에서 반응성 염료(Reactive Red 4, RR 4)를 흡착할 수 있는 작용기는 아민 그룹임을 알 수 있었다. 또한 음이온성 염료인 RR 4의 흡착을 저해하는 것으로 생각되는 카르복실 그룹을 제거함으로써 흡착성능을 향상시킬 수 있었다. 그 결과, 카르복실 그룹이 제거된 바이오매스의 최대 흡착량이 변형 전에 비해 pH 2에서는 130%, pH 4에서는 210% 증가하였다. 그러므로 화학적으로 변형시킨 하수 슬러지는 산업폐수내 염료제거에 효과적이면서 값싼 생물흡착제로 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 공업화학
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• 제34권1호
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• pp.45-50
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• 2023

마이크로 유체 시스템을 활용한 농축 기술은 저과다 분석물을 특정 위치에 모으거나 추출하는 기술로, 의료 및 바이오 분야를 포함한 다양한 분야에서 필수적인 기술로 각광받고 있다. 본 연구에서는 이온교환막을 활용한 전기막 시스템(electromembrane system)에서 전기영동(electrophoresis) 현상을 이용해 타겟 샘플을 농축할 때 고려해야 할 변수에 대한 광범위한 연구를 수행하였다. 가시화가 용이한 형광염료로 음전하를 띄는 Alexa Fluor 488과 양전하를 띄는 Rhodamine 6G을 샘플로 사용하여, 타겟 샘플이 포함된 메인 채널의 유속과 메인/버퍼 채널의 농도, 전압 등이 샘플 농축에 어떻게 영향을 끼치는지 알아보았다. 실험 결과, 메인/버퍼 채널 농도비가 같을 경우, 유속이 느릴수록, 샘플이 포함된 메인 채널의 농도가 높을수록, 타겟 샘플의 농축이 훨씬 더 잘 일어난다는 사실을 알 수 있었다. 또한 본 연구를 통해 Alexa Fluor 488과 Rhodamine 6G의 전기영동 이동도 값을 실험적으로 계산하여 비교하였다.

• 공업화학
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• 제34권5호
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• pp.488-492
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• 2023

본 연구에서는, 탄화가 가능한 고분자/리그닌 복합소재 필름을 형성한 후, 제어된 온도 프로파일(profile)을 갖는 탄화 공정을 통해 탄화 생성물을 얻는다. 탄화 공정이 리그닌의 탄화 생성물 및 탄소 필름에 미치는 영향을 파악하여 성공적인 탄화물 생산이 가능한지를 탐색하였다. 얻어진 탄소 필름이 다양한 분자들, 비극성 유기 분자, 극성 유기 분자, 염료 분자 등에 보여주는 흡착 특성을 리그닌의 탄화물과 비교하며 자외선/가시광선(UV/Vis) 분광기로 분석하였다. 순환전류법으로 분석한 결과 본 연구에서 활용한 탄화 과정을 통해 탄소 필름이 성공적으로 얻어졌음을 확인하였다. 다양한 흡착 실험 결과 얻어진 탄화 리그닌이 다양한 분자들에 대한 흡착이 가능함을 보여주었고, 특히 염료 분자에 대해 효과가 가장 높게 나타났다. 이는, 분자 크기가 큰 분자에 대해 흡착이 용이함을 암시한다. 복합소재 필름의 경우 도입된 고분자가 리그닌의 흡착 성능을 다소 약화시키는 것으로 나타났다. 이 연구는 금속 양이온에 대한 흡착 거동을 분석한 이전 결과로 함께 향후 연구에 대한 중요한 정보를 제공할 것이다.

• 한국의류학회지
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• 제48권4호
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• pp.707-728
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• 2024

This study aimed to assess the colorizing properties of bacterial cellulose (BC) using plant-based dyes, namely spinach, beet, and banana peel, and determine the dyeing conditions of each dye based on color strength (K/S) values. Tannic acid and walnut shell powder were utilized as bio-mordants, and their effects on the dyeability of BC were compared to metallic mordants. Additionally, the type of mordant and the mordanting method were assessed according to their rubbing fastness and dry-cleaning fastness. The K/S values of the colorized and mordanted BCs were also compared to examine their mordanting conditions. Finally, the mordanting conditions for spinach, beet, and banana peel dyeing were selected as post-mordanting with tannic acid, meta-mordanting with tannic acid, and post-mordanting with walnut shell powder, respectively. Based on the results, the selected mordanting conditions improved both rubbing fastness and dry-cleaning fastness of BCs to grade 5, and the light fastness achieved grade 4-5. The tensile strength and flexibility of the dyed BCs were also enhanced and comparable to that of untreated cowhide leather.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제25권9호
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• pp.1433-1441
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• 2015

Pollution resulting from the discharge of textile dyes into water systems has become a major global concern. Because peroxidases are known for their ability to decolorize and detoxify textile dyes, the peroxidase activity of Vitreoscilla hemoglobin (VHb) has recently been studied. It is found that VHb and variants of this enzyme show great promise for enzymatic decolorization of dyes and may play a role in achieving their successful removal from industrial wastewater. The level of VHb peroxidase activity correlates with two amino acid residues present within the conserved distal pocket, at positions 53 and 54. In this work, sitedirected mutagenesis of these residues was performed and resulted in improved VHb peroxidase activity. The double mutant, Q53H/P54C, shows the highest dye decolorization and removal efficiency, with 70% removal efficiency within 5 min. UV spectral studies of Q53H/P54C reveals a more compact structure and an altered porphyrin environment (λ_Soret = 413 nm) relative to that of wild-type VHb (λ_Soret = 406), and differential scanning calorimetry data indicate that the VHb variant protein structure is more stable. In addition, circular dichroism spectroscopic studies indicate that this variant's increased protein structural stability is due to an increase in helical structure, as deduced from the melting temperature, which is higher than 90℃. Therefore, the VHb variant Q53H/P54C shows promise as an excellent peroxidase, with excellent dye decolorization activity and a more stable structure than wild-type VHb under high-temperature conditions.

• 공업화학
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• 제23권5호
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• pp.450-455
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• 2012

수용액으로부터 유독한 플루오레세인 염료 성분을 제거하는데 있어서 활성탄의 활용가능성을 살펴보았다. 회분식 실험을 통해 입상 활성탄에 대한 플루오레세인 염료의 흡착특성을 초기농도, 접촉시간 및 흡착온도를 변수로 하여 조사하였다. 실험결과는 활성탄이 수용액으로부터 플루오레세인 염료를 고효율로 제거할 수 있는 것으로 나타났다. 흡착 평형관계는 298~318 K의 온도범위에서 Freundlich 등온식이 잘 적용되었다. 흡착동력학적 연구로 부터 플루오레세인 염료의 흡착공정은 유사이차속도식에 잘 맞았으며 유사이차속도상수($k_2$)는 플루오레세인 염료 초기농도가 높을수록 감소하였다. 흡착자유에너지변화${\Delta}G^0$), 엔탈피변화${\Delta}H^0$), 엔트로피변화${\Delta}S^0$)를 계산하여 본 결과, 표준자유에너지 변화량이 -17.11~-20.50 kJ/mol로 자발적인 공정임을 알았다. 엔탈피변화량은 33.2 kJ/mol로 양의 값을 나타내어 활성탄에 대한 플루오레세인 염료의 흡착이 흡열반응임을 알 수 있었다.