• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제33권10호
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• pp.3293-3297
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• 2012

The solvolysis rate constants of 5-nitro-2-furoyl chloride (5-$NO_2(C_4H_2O)$-2-COCl, 1) in 27 different solvents are well correlated with the extended Grunwald-Winstein equation, using the $N_T$ solvent nucleophilicity scale and YCl solvent ionizing scale, with sensitivity values of $1.20{\pm}0.05$ and $0.37{\pm}0.02$ for l and m, respectively. The activation enthalpies (${\Delta}H^{\neq}$) were 5.63 to $13.0kcal{\cdot}mol^{-1}$ and the activation entropies (${\Delta}S^{\neq}$) were -25.9 to $-43.4cal{\cdot}mol^{-1}{\cdot}K^{-1}$, which is consistent with the proposed bimolecular reaction mechanism. The solvent kinetic isotope effect (SKIE, $k_{MeOH}/k_{MeOD}$) of 2.65 was also in accord with the $S_N2$ mechanism and was possibly assisted using a general-base catalysis. The product selectivity (S) for solvolysis of 1 in alcohol/water mixtures was 1.2 to 11, which is also consistent with the proposed bimolecular reaction mechanism.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제26권12호
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• pp.1981-1985
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• 2005

Kinetic studies have been performed for alkaline hydrolysis of a series of [(methoxy)(p-substituted styryl)carbene]pentacarbonyl chromium(0) complexes ($(CO)_5$Cr=$C(OCH_3)CH=CHC_6H_4X$, X = p-$OCH_3$, p-$CH_3$, H, p-Cl, p-$NO_2$). Second-order rate constants $(k_{{OH}^-})$ for the alkaline hydrolysis in 50% acetonitrile-water(v/v) were determined spectrophotometrically at various temperatures. At a low pH region (pH < 7.5), the observed rate constant $(k_{obs})$ remained constant with a small value, while in a high pH region (pH > 9.5), $k_{obs}$ increases linearly with increasing the pH of the medium. The second-order rate constants $(k_{{OH}^-})$ increase as the substituent X changes from a strong electron donating group to a strong electron withdrawing group. The Hammett plot obtained for the alkaline hydrolysis is consisted of two intersecting straight lines. The nonlinear Hammett plot might be interpreted as a change in the rate-determining step. However, the fact that the corresponding Yukawa-Tsuno plot is linear with $\rho$ and r values of 0.71 and 1.14, respectively indicates that the nonlinear Hammett plot is not due to a change in the rate-determing step but is due to ground-state stabilization through resonance interaction. The positive $\rho$ value suggests that nucleophilic attack by $OH^-$ to form a tetrahedral addition intermediate is the rate-determining step. The large negative ${\Delta}S^\neq$ value determined in the present system is consistent with the proposed mechanism.

• 대한환경공학회지
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• 제27권11호
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• pp.1238-1243
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• 2005

본 연구에서는 해안가에서 자생하는 두 종의 해조류(Laminaria japonica와 Kjellmaniella crassifolia)를 생체흡착제로 사용하여 용액중의 중금속(납) 제거 실험을 통해 생체흡착제의 납의 흡착속도와 흡착평형 특성을 연구하였다. 두 종의 해조류을 사용한 납의 생체흡착은 흡착초기 2시간 이내에 평형에 도달하였다. 흡착속도는 유사 2차 흡착속도식에 의해 거의 정확한 모사가 가능하였으며, 여기에서 산출된 속도상수, $k_{2,ad.}$는 각각 $0.883{\times}10^{-3}$와 $0.628{\times}10^{-3}\;g/mg/min$이었다. 흡착평형은 Langmuir, Redlich-Peterson 및 Koble-Corrigan (Langmuir-Freundlich) 모델식에 의해 잘 모사되었다. 또한, L. japonica와 K. crassifolia의 4가지 중금속에 대한 선택성은 Pb>Cd>Cr>Cu와 Pb>Cu>Cd>Cr순으로 나타났다. 본 실험에 사용된 L. japonica는 pH의 증가에 따라 납의 흡착량도 증가되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권11호
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• pp.941-946
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• 2009

본 연구는 상용 합성 제올라이트(Z-WK), 석탄계 비산재를 이용한 합성 제올라이트(Z-C1) 및 비산재(F-C1)를 이용하여 Lagergen 1차 및 2차 속도식과 Langmuir, Freundlich, Redlich-Peterson 및 Koble-Corrigan 식에 의해 코발트(Co)의 흡착속도와 평형흡착 특성을 평가하였다. 석탄계 비산재를 이용하여 Si/Al 비가 1.51인 제올라이트(Z-C1)를 제조하였으며, 흡착제 종류에 따른 Co 흡착량은 Z-C1(94.15mg/g) > F-C1(92.94mg/g) > Z-WK(88.56mg/g)순이었다. Z-WK와 Z-C1의 Co 흡착속도는 유사 2차 반응식으로서 정확한 예측이 가능하였다. Z-WK와 Z-C1의 Co 평형흡착량은 Langmuir 식과 Redlich-Peterson 식으로 잘 예측할 수 있었다. Z-C1은 수중의 Co 제거를 위한 유용한 흡착제로 사용이 가능할 것이다.

• 생명과학회지
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• 제15권1호
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• pp.15-20
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• 2005

동충하초 Paecilomyces tenuipes C240의 균사체 배양과정에서 균사체 성장, 세포외 다당체 생산, 기질감소 속도를 표현할 수 있는 동력학적 모델을 제시하였다. 균사체 성장은 Logistic식을, 세포외 다당체 생산은 Luedeking-Piret 식을, 기질소모는 Luedeking-Piret 유사식을 각각 적용함으로써, 전체 균사체 배양과정을 예측할 수 있었다. 모델식에서 사용된 주요 kineti, constant들은 다음과 같다: 균사체의 최대 비성장속도${\mu}m,\;0.7281\;h^{-1};$; 다당체 생산에서의 growth-associated constant $(\alpha),\;0.1743g(g\;cells)^{-1}$; non-growth-associated constant $(\beta),\;0.0019g(g\;cells)^{-1}\;;$ maintenance coefficient ($(m_s),\;0.0572g\;(g\;cells)^{-1}$·5L 발효조에서 얻은 균사체 성장, 세포외 다당체 생산, 기질감소 속도자료들을 모델에서 예측한 결과와 비교한 결과 서로 잘 일치하는 것으로 보아, 본 연구에서 제안된 모델식은 이 동충하초 균사체 배양공정의 scale-up등의 프로세스 설계에 응용가능 할 것이며, 다른 종류의 동충하초 균사체 배양공정에도 적용가능 할 것으로 판단된다.

• 공학논문집
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• 제3권1호
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• pp.223-233
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• 1998

고상반응식을 이용한 석회와 석영과의 수열반응속도 및 반응메카니즘에 관하여 연구하였다. 출발물질로 석영과 수산화칼슘 CaO/$SiO_2$몰비 0.8-1.0로 혼합하고 $180-200^{\circ}C$, 0.5-8시간동안 포화증기압하에서 오토클레이브로 수열반응을 행하였다. 수열반응속도는 총 석회의 양과 총 석영의 양에 대한 미반응 석회의 양과 미반응 석영의 양의 비로 구하였다. 반응속도는 Jander의 식 $[1-(1-\alpha)^{1/3}]^N=Kt$를 이용하여 얻은 결과, 석회의 반응속도는 N=1로서 주로 용해속도에 의해 지배되고 석영의 반응속도는 $N\risingdotseq2$로서 확산에 의해 주로 지배된다. 규산칼슘수화물계의 수열반응속도는 반응물 입자주위에 형성된 생성물층을 통한 물질전달에 의해 율속되는 것으로 추정되고 전체 수열반응의 속도식은 대략 $N=1-2$로서 경계층으로부터 확산에 의해 율속과정으로 전환된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권9호
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• pp.67-75
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• 2014

방대한 저장량으로 차세대 에너지원으로 평가받는 메탄가스 하이드레이트는 생산과정에서 유발될 수 있는 문제를 최소화하고 최적의 생산조건을 선정하기 위한 하이드레이트 포함한 다공질 재료의 THM 현상에 대한 프로그램의 개발이 절실하다. 기존의 해석 프로그램들은 국제공동연구를 통하여 프로그램들간의 상호 비교검증을 진행하고 있으나, 예측값의 불일치와 수렴성에 문제가 있는 것으로 나타났다. 본 논문에서는 다공질 재료내 메탄 하이드레이트의 해리 현상을 해석할 수 있는 fully coupled THM 유한요소 프로그램을 개발하였다. Methane hydrate, soil, water, 및 methane gas의 질량보존의 법칙, 에너지 보존의 법칙, 그리고 힘평형 방정식으로부터 지배방정식을 유도하였다. 다양한 주변수들의 조합을 통하여 주변수를 변위, 가스 포화도, 유체압, 온도, 하이드레이트 포화도로 선택하였으며, 상변화 전영역에서 해석이 가능하도록 하였다. 하이드레이트의 해리를 예측하는 모델은 kinetic model을 이용하였다. 개발된 THM 유한요소 프로그램을 이용하여 메탄가스 생산에 관한 Masuda의 실내 모형실험 결과와 비교적 분석을 수행하였으며, 해의 수렴성과 안정성을 확인할 수 있었다.

• Environmental Engineering Research
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• 제25권4호
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• pp.479-487
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• 2020

Current assumptions are used in the formulation of pseudo-first (PFO) and second-order (PSO) models to describe the kinetic data of filtration based on ideal operating conditions. This paper presents a new model developed with pseudo n^th order and based on real assumption. A comparison was performed between PFO, PSO and the new model to highlight their performance and the optimisation of the pseudo-order equation, using MATLAB software. Adsorption characteristic of bovine serum albumin adsorption on the track-etched membrane are used as a medium based on protein filtration data were extracted from the literature for different concentrations to demonstrate the comparison between PFO/PSO and the new model. The pseudo first and second-order kinetic models were applied to test the experimental data and they did not provide reasonable values. The results show that the predicted values are consistent with experimental values giving a good correlation coefficient R² = 0.997 and a minimum root mean squared error RMSE = 0.0171. Indeed, the experimental results follow the new model and the optimal pseudo equation order n = 1.115, the most suitable curves for the new model. As a result, we used different experimental adsorption data from the literature to examine and check the applicability and validity of the model.

• 한국표면공학회지
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• 제44권4호
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• pp.131-136
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• 2011

A kinetic study has been made for the growth of nanocrystalline diamond (NCD) particles to a continuous thin film on silicon substrate in a microwave plasma chemical vapor deposition reactor. Parameters of deposition have been microwave power of 1.2 kW, the chamber pressure of 110 Torr, and the Ar/$CH_4$ ratio of 200/2 sccm. The deposition has been carried out at temperatures in the range of $400\sim700^{\circ}C$ for the times of 0.5~16 h. It has been revealed that a continuous diamond film evolves from the growth and coalescence of diamond crystallites (or particles), which have been heterogeneously nucleated at the previously scratched sites. The diamond particles grow following an $h^2$ = k't relationship, where h is the height of particles, k' is the particle growth rate constant, and t is the deposition time. The k' values at the different deposition temperatures satisfy an Arrhenius equation with the apparent activation energy of 4.37 kcal/mol or 0.19 eV/ atom. The rate limiting step should be the diffusion of carbon species over the Si substrate surface. The growth of diamond film thickness (H) shows an H = kt relationship with deposition time, t. The film growth rate constant, k, values at the different deposition temperatures show another Arrhenius-type expression with the apparent activation energy of 3.89 kcal/mol or 0.17 eV/atom. In this case, the rate limiting step might be the incorporation reaction of carbon species from the plasma on the film surface.

• 대한화학회지
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• 제33권3호
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• pp.309-314
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• 1989

산 용액내에서 cis-$[Co(en)_2(N_3)_2]^+$와 Fe(II)간의 산화-환원 반응속도를 UV/vis-분광광도계로 측정하였다. 여기서 촉매 $H^+$가 관여한 반응속도상수와 각 반응물의 반응차수 그리고 활성화파라메타를 구하여 이들 자료를 바탕으로 타당한 반응메카니즘을 제안하였다. 본 연구의 실험결과를 보면, Co(III)와 Fe(II) 그리고 $H^+$에 대해서 각각 1차로 총괄반응이 3차 반응이다. 이때 반응속도상수 $K_H^+$는 $3.27{\times}10^{-2}l^2{\cdot}mol^{-2}{\cdot}sec^{-1}$이였다. 그리고 활성화에너지 $E_a$는 14.8Kcal/mol, 활성화엔탈피 ${\Delta}H^{\neq}$는 14.2Kcal/mol, 활성화엔트로피 ${\Delta}S^{\neq}$는 -16.7e.u.였다. 이러한 실험적 사실을 바탕으로, 본 반응계에서 $H^+$가 촉매로 작용하여 내부권(inner-sphere) 메카니즘으로 산화-환원반응이 진행되는 타당한 반응메카니즘을 제안하였다.