• 제목/요약/키워드: iron-catalyzed oxidation

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난분해성 후렉소잉크 폐수중 유기물 및 색도제거를 위한 철촉매 공기산화 공정의 적용 (Application of Iron-Catalyzed Air Oxidation Process for Organics and Color Removals in Recalcitrance Flexographic Inks Wastewater)

  • 조용덕;윤현희;박상준;김종성;이상화
    • 상하수도학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.487-498
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    • 2006
  • The oxidation processes of metal catalysis were practically applied into the flexographic inks wastewater treatment to derive the most effective and economical system among all the processes of iron-salts coagulation, iron-catalyzed air oxidation, and coagulation followed by biological treatment. The iron concentration and pH were optimized as $2.8{\times}10^{-3}mol$ and 5.5~6.0, respectively, for all the oxidation processes. At the optimal reaction conditions, the removal efficiencies of $TCOD_{Mn}$ and Color were as follows for the respective process: i) 75% $TCOD_{Mn}$ and 77% Color removals for iron-salts coagulation, ii) 91% TCODMn and 90% Color removals for iron-catalyzed air oxidation, iii) 74~92% $TCOD_{Mn}$ and 81~90% Color removals for coagulation followed by biological treatment. Based on the economical and technological aspects, iron-catalyzed air oxidation was confirmed as the most effective process in the treatment of industrial wastewater.

달걀 노른자위 레시틴의 첨가가 물/카놀라 기름 에멀션의 지방질 산화에 미치는 영향 (Effect of Addition of Egg Yolk Lecithin on the Lipid Oxidation of a Water/canola Oil Emulsion)

  • 최지수;최은옥
    • 한국식품과학회지
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    • 제47권5호
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    • pp.561-566
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    • 2015
  • 350 ppm 농도로 물/카놀라 기름 에멀션에 첨가된 달걀 노른자 위 레시틴은 에멀션 기름의 철 이온에 의한 자동산화와 클로로필에 의한 감광산화에 유의한 영향을 나타내지 않았다. 에멀션의 산화 중 달걀 노른자위 레시틴으로부터 유래한 인지방질은 분해되었으며 감광산화에 비해 자동산화에서 분해 속도가 높았다. 그러나 PC와 PE 사이의 분해 속도는 두 종류의 산화에서 모두 유의한 차이를 보이지 않았다(p>0.05).

철과 구리 이온으로 산화 촉진시킨 난황유 모델시스템에서 Phosvitin의 항산화 효과 (The Influence of Phosvitin on the Inhibition of Iron-, and Copper-catalyzed Oxidation in Egg Oil Model System)

  • 이성기;김용재
    • 한국가금학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.209-213
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    • 2000
  • Phosvitin, an iron chelating protein in egg yolk, was measured for its ability to inhibit lipid oxidation in egg oil model system. Phosvitin(75$\mu$M) could inhibit both iron(50∼150$\mu$M) and copper(5∼15$\mu$M) catalyzed oxidation of egg oil, and much more effective in the presence of iron than copper. The antioxidant activity of phosvitin in egg oil decreased with increasing temperature up to 121$\^{C}$. But phosvitin was relatively heat stable maintaining 79 and 73% of its antioxidant activity after being heated for 6 min at 100$\^{C}$ and 2 min at 121$\^{C}$, respectively.

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제강분진을 촉매로 활용한 펜톤유사산화에 의한 고농도 para-Nitrophenol의 처리 (Treatment of High Strength para-Nitrophenol using Fenton-like Oxidation Catalyzed by Steeler's Dust)

  • 배범한;정재훈;이성재;장윤영;박규홍;장윤석
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2000년도 추계학술대회
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    • pp.136-139
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    • 2000
  • Fenton-like oxidation of para-nitrophenol(PNP) was studied using hydrogen peroxide iii combination with steeler's dust substituted for ferrous iron in Fenton's reaction. Various factors critical in the degradation of PNP were studied, including hydrogen peroxide dosage, concentration of steeler's dust. and initial pH. Experimental results showed that 1,000mg/L PNP and its oxidation intermediate could be mostly decomposed within 30m1n by 10g/L steeler's dust, 0.25% hydrogen peroxide, and initila pH of 3.0. The reaction rate constant (k) of CODcr concentration were calculated with the addition of steeler's dust(0.0059 min$^{-1}$ (g/L)$^{-1}$ ) and hydrogen peroxide(0.2965 min$^{-1}$ (%)$^{-1}$ ), respectively.

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폐영가철 투수성반응벽체를 이용한 Modified Fenton 산화에 의한 MTBE 처리연구 (A Study on the Modified Fenton Oxidation of MTBE in Groundwater with Permeable Reactive Barrier using Waste Zero-valent Iron)

  • 문소영;오민아;이재영
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제17권2호
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    • pp.15-21
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    • 2012
  • MTBE (Methyl tertiary-butyl ether) has been commonly used as an octane enhancer to replace tetraethyl lead in gasoline, because MTBE increases the efficiency of combustion and decreases the emission of carbon monoxide. However, MTBE has been found in groundwater from the fuel spills and leaks in the UST (Underground Storage Tank). Fenton's oxidation, an advanced oxidation catalyzed with ferrous iron, is successful in removing MTBE in groundwater. However, Fenton's oxidation requires the continuous addition of dissolved $Fe^{2+}$. Zero-valent iron is available as a source of catalytic ferrous iron of MFO (Modified Fenton's Oxidation) and has been studied for use in PRBs (Permeable Reactive Barriers) as a reactive material. Therefore, this study investigated the condition of optimization in MFO-PRBs using waste zero-valent iron (ZVI) with the waste steel scrap to treat MTBE contaminated groundwater. Batch tests were examined to find optimal molar ratio of MTBE : $H_2O_2$ on extent to degradation of MTBE in groundwater at pH 7 with 10% waste ZVI. As the results, the ratio of optimization of MTBE to hydrogen peroxide for MFO was determined to be 1:300[mM]. The column experiment was conducted to know applicability of MFO-PRBs for MTBE remediation in groundwater. As the results of column test, MTBE was removed 87% of the initial concentration during 120days of operational period. Interestingly, MTBE was degraded not only within waste ZVI column but also within sand column. It means the aquifer may affect continuously the MTBE contaminated groundwater after throughout the waste ZVI barrier. The residual products showed acetone, TBF (Tert-butyl formate) and TBA (Tert-butyl acetate) during this test. The results of the present study showed that the recycled materials can be effectively used for not only a source of catalytic ferrous iron but also a reactive material of the MFO-PRBs to remove MTBE in groundwater.

${H_2}{O_2}$/$Fe^0시스템을 이용한 유류오염 미세토양의 화학적 산화처리 (Chemical Oxidation Treatment of Hydrocarbon-Contaminated Eine Soil by ${H_2}{O_2}$/$Fe^0 System)

  • 지원현;김지형;강정우;김성용;장윤영
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제6권3호
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    • pp.13-20
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    • 2001
  • 본 연구에서는 고농도 유류오염토양 처리를 위해 ${H_2}{O_2}$/$Fe^0 시스템을 이용한 Fenton-like oxidation을 제시하였다. 주요 반응조건인 초기 PH, $Fe^0${H_2}{O_2}$ 주입량과 초기 오염농도를 변화시켜가며 본 산화처리 시스템의 반응특성을 회분식 실험을 통하여 알아보았다. 유류 오염물은 디젤을 사용하였으며 오염농도는 가스 크로마토그래피를 사용하여 TPH (Total Petroleum Hydrocarbon)로 나타내었다. 제거효율을 보면 적정 ${H_2}{O_2}$/$Fe^0 주입조건인 10% ${H_2}{O_2}$+ 20% Fe$^{0}$ 에서 반응시간 24이내에 약 65% 이상의 제거율(초기 TPH 농도 : 10,000mg/kg)을 나타내었으며, 초기 pH조건은 높은 제거효과를 얻기 위해서 3~4범위이내가 적정함을 알 수 있었다. 기존의 과산화수소의 분해촉매로 사용하는 철 염($FeSO_4)과의 비교실험에서는 $Fe^0를 촉매로 사용하였을 때 유류오염토양의 화학적 산화 처리가 처리효율과 경제성에서 더 효과적임을 알 수 있었고, 특히 고농도 오염토양 처리에서 더 유리한 것으로 나타났다.

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석유로 오염된 토양의 과수를 이용한 처리에 관한 연구 (A Study on the Treatment of Petroleum-Contaminated Soils Using Hydrogen Peroxide)

  • 최진호;김재호;공성호
    • 한국토양환경학회지
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    • 제2권3호
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    • pp.49-57
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    • 1997
  • 천연 토양 속에 많이 존재하는 철광식인 goethite, magnetite와 과산화수소수를 이용해 펜톤 유사 반응(Fenton-like oxidation)을 유도하여 디젤과 등유로 각각 오염된 모래(silica sand)를 회분식 시스템으로 처리하여 보았다. 과산화수소수의 농도(0%, 1%, 15%), 초기 오염물의 농도(0.2, 0.5, 1.0g디젤, 등유/kg 모래), 그리고 철광석(iron minerals)의 양(0, 1, 5wt% magnetite or goethite)을 달리하여 반응조건들을 조사하였다. 모래-철광석-$H_2O$$_2$system에서의 오염물의 분해는 잔존 Total Petroleum Hydrocarbon(TPH)의 농도를 분석하여 확인하였다. 디젤이 silica sand에 오염된 경우(1.0g오염물/kg soil, 5wt% magnetite)에 과산화수소수의 농도를 0%, 1%, 그리고 15%로 달리하여 본 결과 8일후 각각 0%, 25%, 60%의 TPH 감소를 보였다. 철광석의 양이 lwt%에서 5wt%로 증가되었을 경우, 오염물의제거량이 magnetite의 경우 16%, goethite의 경우 13.1%만큼 증가하였다. 등유가 사용된 경우에 있어서의 오염물 분해는 디젤이 사용된 경우와 비슷하게 나타났다. Magnetite system은 iron(II)과 iron(III)이 공존하며, 미량의 철성분이 용해되므로 goethite system보다 오염물의 분해가 더 많이 일어나는 것으로 보인다. 그러나 용해된 철성분은 철광석 표면에 침전물의 형태로 쌓이게 되어 철광석 표면의 전자교환능력을 감소시키고 과산화수소수를 quenching시키는 것으로 사료된다. 그리하여 goethite system에서 과산화수소수가 적게 소모되어 magnetite system보다 나은 처리효율을 가지는 것으로 나타났다. 이 연구의 결과를 통하여 볼 때 천연토양속에는 magnetite와 goethite같은 철광석이 함유되어 있으므로 별도의 철성분 첨가없이 과산화수소수의 처리만으로도 석유로 오염된 토양의 처리가 가능할 것으로 보인다.

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디젤과 등유로 오염된 토양의 철광석으로 촉매화된 과수를 이용한 처리에 관한 연구 (A Study on Treatment of Soils Contaminated by Diesel and Kerosene Using Hydrogen Peroxide Catalyzed by Naturally Occurring Iron Minerals)

  • 최진호;김상대;문세기;공성호
    • 공업화학
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    • 제10권1호
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    • pp.24-29
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    • 1999
  • 천연 토양 속에 많이 존재하는 철광석인 goethite, magnetite와 과산화수소수를 이용해 펜톤 유사 반응(Fenton-like oxidation)을 유도하여 디젤과 등유가 같은 중량 비율로 오염된 silica sand를 회분식 시스템으로 처리하여 보았다. 과산화수소수의 pH(3, 7) 농도(0%, 1%, 7%, 15%, 35%), 초기 오염물의 농도(0.2, 0.5, 1.0 g-오염물/kg-모래), 그리고 철광석(iron minerals)의 양(0, 1, 5 wt % magnetite 또는 goethite)을 달리하여 반응조건들을 조사하였다. Silica sand-철광석-$H_2O_2$ system에서의 오염물의 분해는 잔존 Total Petroleum Hydrocarbon(TPH)의 농도를 분석하여 확인하였다. 최적 실험 pH는 3이었고, 철광석이 철공급원으로 사용된 경우가 $FeSO_4$ 용액이 철공급원으로 사용된 경우보다 과수의 소모가 적어서 더 효율적이었다. 초기 오염물의 농도 1.0 g-오염물/kg-모래(5 wt % magnetite)에 과산화수소수의 농도를 0%, 1%, 7%, 15%, 그리고 35%로 달리하여 본 결과 8일후 각각 0%, 24.5%, 44%, 50%, 그리고 70%의 TPH 감소를 보였다. 같은 오염물 농도하에서 15%의 과산화수소를 사용하고, 철광석의 양이 0, 1, 5, 10 wt %로 변화되었을 경우, 오염물의 제거량은 magnetite의 사용시 각각 0%, 33.5%, 50%, 60%, goethite의 사용시는 각각 0%, 29%, 41%, 53%이었다. Magnetite system은 iron(II)과 iron(III)이 공존하며, 미량의 철성분이 용해되므로 goethite system보다 오염물의 분해가 더 많이 일어나는 것으로 보인다. 그러나 용해된 철성분은 철광석 표면에 침전물의 형태로 쌓이게 되어 철광석 표면의 전자교환능력을 감소시키고 과산화수소수를 quenching시키는 것으로 사려된다. 그리하여 goethite system에서 과산화수소수가 적게 소모되어 magnetite system보다 나은 처리효율을 가지는 것으로 나타났다. 토양을 shaker를 이용하여 혼합시킨 결과 오염물의 제거량이 magnetite의 경우 41%, goethite의 경우 30%만큼 증가하였다. 이 연구의 결과를 통하여 볼 때 천연토양속에는 magnetite와 goethite같은 철광석이 함유되어 있으므로 별도의 철성분 첨가없이 과산화수소수의 처리만으로도 석유로 오염된 토양의 in-situ 또는 ex-situ한 처리가 가능할 것으로 보인다.

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A Fiber Optic Sensor for Determination of 2,4-Dichlorophenol Based on Oxygen Oxidation Catalyzed by Iron(III) Tetrasulfophthalocyanine

  • Tong, Yilin;Li, Dapeng;Huang, Jun;Zhang, Cong;Li, Kun;Ding, Liyun
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제34권11호
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    • pp.3307-3311
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    • 2013
  • A new fiber optical sensor was developed for the determination of 2,4-dichlorophenol (DCP). The sensor was based on DCP oxidation by oxygen with the catalysis of iron(III) tetrasulfophthalocyanine (Fe(III)PcTs). The optical oxygen sensing film with $Ru(bpy)_3Cl_2$ as the fluorescence indicator was used to determine the consumption of oxygen in solution. A lock-in amplifier was used for detecting the lifetime of the oxygen sensing film by measuring the phase delay change of the sensor head. The different variables affecting the sensor performance were evaluated and optimized. Under the optimal conditions (i.e. pH 6.0, $25^{\circ}C$, Fe(III)PcTs concentration of 0.62 mg/mL), the linear detection range and response time of the sensor are $1.0{\times}10^{-6}-9.0{\times}10^{-6}$ mol/L and 250 s, respectively. The sensor displays high selectivity, good repeatability and stability, and can be used as an effective tool in analyzing DCP concentration in practical samples.

Morphology-dependent Nanocatalysis: Rod-shaped Oxides

  • Shen, Wenjie
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.130-131
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    • 2013
  • Nanostructured oxides are widely used in heterogeneous catalysis where their catalytic properties are closely associated with the size and morphology at nanometer level. The effect of particle size has been well decumented in the past two decades, but the shape of the nanoparticles has rarely been concerned. Here we illustrate that the redox and acidic-basic properties of oxides are largely dependent on their shapes by taking $Co_3O_4$, $Fe_2O_3$, $CeO_2$ and $La_2O_3$ nanorods as typical examples. The catalytic activities of these rod-shaped oxides are mainly governed by the nature of the exposed crystal planes. For instance, the predominant presence of {110} planes which are rich in active $Co^{3+}$ on $Co_3O_4$ nanorods led to a much higher activity for CO oxidation than the nanoparticles that mainly exposed the {111} planes. The simultaneous exposure of iron and oxygen ions on the surface of $Fe_2O_3$ nanorods have significantly enhanced the adsorption and activation of NO and thereby promoted the efficiency of DeNOx process. Moreover, the exposed surface planes of these rod-shaped oxides mediated the reaction performance of the integrated metal-oxide catalysts. Au/$CeO_2$ catalysts exhibited outstanding stability under water-gas shift conditions owing to the strong bonding of gold particle on the $CeO_2$ nanorods where the formed gold-ceria interface was resistant towards sintering. Cu nanoparticles dispersed on $La_2O_3$ nanorods efficiently catalyzed transfer dehydrogenation of primary aliphatic alcohols based on the uniue role of the exposed {110} planes on the support. Morphology control at nanometer level allows preferential exposure of the catalytically active sites, providing a new stragegy for the design of highly efficient nanostructured catalysts.

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