• 제목/요약/키워드: oxide reduction

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과망간산칼륨을 이용한 KP의 새로운 표백법(제3보) -모델화합물 실험에서 Oxalic acid 첨가의 평가- (New Bleaching Method for KP with Permanganate(III) -Evaluation of Role of Oxalic Acid as a Acid Catalyst and a Reductant on the Permanganate Oxidation with Phenolic Model Compounds-)

  • ;윤승락
    • 펄프종이기술
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    • 제33권1호
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    • pp.73-79
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    • 2001
  • Stricter environmental demands have increased the need to replace conventional C/D bleaching sequence by chlorine-free sequence. Permanganate is well known as a powerful oxidant and have been used industrially in variable fields. However, it has considered to be difficult to use permanganate as a bleaching reagent because of its strong oxidative effect decreasing the viscosity of pulps extremely. We have tried to use permanganate as a bleaching reagent for KP under the mild condition and it was clear that pernanganate oxidized lignin remained in pulps selectively and increased pulp brightness decreasing K number of pulps with small degradation of cellulose. We have employed the neutral condition in the permanganate bleaching process in this study. In this case, permanganate was converted to manganese dioxide after bleaching reaction. The manganese dioxide is remained in the treated pulp fibers because of its insolublity in water. So it was required to reduction the manganese oxide to manganese ion by using reductants with acid. In this paper, we proposed to use oxalic acid as a reducing reagent converting manganese oxide to manganese ion after bleaching reaction. Oxalic acid plays the role as a reductant and a acid, so post-treatment after bleaching became to be easy by using oxalic acid. On the study using lignin model compounds, it was clear that permaganate react with phenols firstly, after that oxalic acid reduce the manganese oxide to manganese ion in the mixture of permanganate, phenols and oxalic acid. Several lignin model compounds ($\textit{p}$-hydroxybenzaldehyde, vanillin, syringaldehyde, veratraldehyde) are selected to elucidate the effect of substituents on reaction rate and its mechanism with permanganate including oxalic acid in this study. Except for veratraldehyde, the rate of oxidative degradation of phenolic compounds by permanganate with oxalic acid are higher than neutral condition. Especially, the degradation rate of $\textit{p}$-hydroxybenzaldehyde are strongly dependent on pH of reaction mixture. On the other hand, the degradation rate of veratraldehyde are decreased with decreasing pH and main degradation product is veratric acid. This result indicate that pH of bleaching liquor should be kept over 2 to degrade of non-phenolic lignin in the pulps effectively in permanganate bleaching.

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망간 산화물 촉매상에서 일산화탄소의 산화반응 : 소성온도의 영향 (CO Oxidation Over Manganese Oxide Catalysts: Effect of Calcination Temperature)

  • 박정현;김윤정;조경호;김의식;신채호
    • 청정기술
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    • 제17권1호
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    • pp.41-47
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    • 2011
  • 순수한 $MnO_2$ 산화물을 과망간산칼륨과 망간아세테이트를 사용하여 침전법으로 제조하였고 소성온도를 달리하여 CO 산화반응을 수행하였다. 촉매의 물리화학적 특성을 알아보기 위하여 XRD, $N_2$ 흡착, $H_2-TPR$, CO-TPD 등의 특성분석을 수행하였다. $MnO_2$-300 촉매는 9nm 크기 근처의 좁은 기공크기 분포로 존재하며 $181m^2/g$의 높은 비표면적을 보였다. XRD와 $H_2-TPR$ 분석으로 $MnO_2$ 촉매는 $Mn^{4+}$$Mn^{3+}$의 산화상태임을 확인하였다. CO-TPD 분석으로 소성온도가 높아질수록 탈착되는 $CO_2$의 양이 감소하는 것을 확인하였다. $MnO_2$ 촉매의 소성온도에 따른 최적 활성에서는 $300^{\circ}C$에서 소성한 촉매가 가장 좋은 활성을 나타냈으며, $200^{\circ}C$ 이하에서 100%의 CO 전환율을 보였다. 수분 존재하의 CO 산화반응은 활성점에 $H_2O$와 CO의 경쟁 흡착으로 촉매의 활성을 감소시켰으며 수분제거 시 활성이 건조조건과 동일하게 회복되었다.

강원도 폐금속광산지역의 광미와 주변토양의 중금속 오염현황 및 오염도 평가 (Assessment of Pollution Level and Contamination Status on Mine Tailings and Soil in the Vicinity of Disused Metal Mines in Kangwon Province)

  • 김정대
    • 대한환경공학회지
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    • 제27권6호
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    • pp.626-634
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    • 2005
  • 본 연구에서는 강원도내 4개의 폐금속광산에서 발생되는 광미와 주변 토양의 중금속 오염현황 및 오염도를 평가하였다. 광미와 주변 토양의 오염정도는 총 중금속농도 기준으로 원동>제2연화>신예미${\fallingdotseq}$상동 순이었으며, 이들 광미는 배경토양 및 Kloke 값보다 각각 $1.2{\sim}78.2$$1.1{\sim}80.6$배가 높은 농도로서 주변 토양을 오염시키고 있었다. 광미내 대다수 중금속의 화합물형태는 잔류성이 대부분이었다. 비잔류형태 화합물에서는 상당부분이 환원성과 산화성이어서 장기간에 걸쳐 산화환경조건에 따라 중금속이 유출될 것으로 보이며 특히, 제2연화의 Cd은 교환성과 탄산염 화합물이 쉽게 유출되어 단기간에 주변 환경을 오염시킬 가능성이 클 것으로 판단된다. 우리나라 토양오염기준치의 초과여부 검토결과 많은 시료에서 토양환경보전법의 우려기준 및 대책기준 이상인 것으로 나타나 이에 대한 처리대책이 필요하였다. PI에 의한 오염도평가에서는 4개의 광산지역 모두 1.0 이상보다 훨씬 높아 오염정도가 심각하였으며 복원시 최우선 광산은 원동이었다. 또한, DI에 의한 복원수준정도 평가결과에서 원동광산은 단기간에 유출 가능한 교환성부터, 나머지 광산은 중 장기간에 걸쳐 유출되는 환원성부터 우선적으로 제거해야 할 것으로 나타났다.

LPS로 유발한 장염증 모델에 대한 주초황금의 항산화 조절 및 장염증 개선 효과 (Ethanol-Heated Processed Scutellariae Radix Improve Inflammatory Response through an Inhibitory Effect against Oxidative Stress in Mice with the Lipopolysaccharide-induced Intestine Injury of Mice)

  • 신성호;신유옥;이주영;이아름;김민영;박찬흠;서부일;노성수
    • 대한본초학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.81-88
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    • 2015
  • Objectives : The aim of present study was to evaluate the beneficial effect of Scutellariae Radix (SR) and Scutellariae Radix EtOH-heated at 200℃ (SR200) using lipopolysaccharide (LPS) treated intestine of mice.Methods : Extract of SR and SR200 were orally administrated. Their effects were compared with vehicletreated LPS and normal groups. Subsequently, we measured reactive oxygen species (ROS) and nitric oxide in the serum and western blotting in the intestine.Results : The average weight in LPS treated (Vehicle) group was lowered significantly compare to that in non-treated normal group and this weight loss in the vehicle group was effectively prevented by the administration of SR and SR200 respectively. The increased oxidative stress biomarker levels such as reactive oxygen species (ROS) and nitric oxide (NO) in the serum was markedly decreased by treated with SR200. The decreased levels of superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and glutathione peroxidase (GPx) induced by LPS injection were significantly restored by both SR and SR200 treatment. Moreover, increased inflammatory mediators and cytokines such as inducible nitric oxide synthase (iNOS), cyclooxygenase-2 (COX-2), tumor necrosis factor alpha (TNF-α) and interleukin-6 (IL-6) in the LPS treated vehicle mice were significantly decreased through down-regulation c-JUN through reduction of oxidative stress.Conclusions : SR and SR200 could have benefit effect through down-regulation of abnormal oxidative stress in LPS induced intestine injury mice. Moreover, The anti-inflammatory activity of SR200 extract was better than SR extract in the LPS induced intestine injury mice.

슈퍼커패시터 활용성 자가조립된 폴리아닐린, 그래핀 옥사이드 그리고 피트산으로 구성된 다층 초박막 (Layer-by-Layer Self-Assembled Multilayer Film Composed of Polyaniline, Graphene Oxide, and Phytic Acid for Supercapacitor Application)

  • 이명섭;홍종달
    • 대한화학회지
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    • 제59권1호
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    • pp.36-44
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    • 2015
  • 본 논문은 layer-by-layer 자가조립법을 이용해서 polyaniline(PANi), graphene oxide(GO) 및 phytic acid(PA)으로 구성된 $(PANi/GO/PANi/PA)_{10}$ 다층을 제작하고, 전기화학적 방법을 활용하여 GO를 ERGO으로 환원하여 완성된 $(PANi/ERGO/PANi/PA)_{10}$ 다층 필름 전극의 전기화학적 특성을 분석하였다. 특히 이 과정에 다층 필름 전극 내에서 고리형 다인산 화합물 나노입자가 PANi을 도핑함과 동시에 전극 내부에 다공성과 표면적을 높여서 $(PANi/ERGO)_{20}$ 전극의 용적 커패시턴스를 개선할 수 있는 지를 조사하였다. 다층 필름 전극의 전기화학적 특성은 1 M $H_2SO_4$ 전해질 하에서 삼 전극 시스템을 이용하여 측정되었다. 그 결과, $(PANi/ERGO)_{20}$ 전극은 $1A/cm^3$ 전류밀도에서 $666F/cm^3$의 용적 커패시턴스을 보여주었고, $(PANi/ERGO/PANi/PA)_{10}$ 전극은 $769F/cm^3$에 해당되는 개선된 용적 커패시턴스를 보여주었다. 또한 1000 사이클 이후에도 초기 커패시턴스의 79.3%의 순환 안정성을 유지하였다. 이와 같이 공액성 구성성분들이 서로 포개져서 밀집되게 형성된 $(PANi/ERGO)_{20}$ 전극 내부에 고리형 다인산 화합물 나노입자를 이용한 구조변환을 통해서 전극의 전기화학적 특성을 개선할 수 있음을 확인하였다.

LPS로 유도한 Raw 264.7 세포에서 A.C.C. 추출물의 항염증 효과 (The anti-inflammation effects of A.C.C. extracts on the LPS-induced Raw 264.7 cell)

  • 류진협;안주희;우용규;조현정
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권12호
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    • pp.503-511
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    • 2017
  • 본 연구의 목적은 황백을 포함한 총 14가지의 한약재를 증류 추출하여 얻은 시료(A.C.C. 추출물)의 항염증 활성을 확인하고 임상적인 효과를 평가하는 것이다. 이를 위해, Lipopolysaccharide(LPS)로 자극한 RAW 264.7세포에서 세포가 방출하는 nitric oxide(NO) 생성량과 염증성 사이토카인인 tumor necrosis factor(TNF)-${\alpha}$, interleukin(IL)-$1{\beta}$ 및 IL-6 생성량의 변화를 확인하였다. 그 결과, A.C.C. 추출물은 세포 독성없이 LPS가 증가시킨 NO와 염증성 사이토카인들의 생성을 강력하게 억제하였다. 또한, A.C.C. 추출물은 Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, MRSA(Methicillin-resistant Staphylococcus aureus), Candida albicans and Streptococcus mutans 등의 세균들에서 99.9%의 강력한 세균 감소율을 보여 주었다. 이는 A.C.C. 추출물이 항염증 효과와 함께 강력한 항균 효과를 가진 유효한 성분인 것을 의미한다. 또한, 기저귀 발진, 가려움증, 땀띠 증상을 겪고 있는 영 유아에게 A.C.C. 추출물을 도포하였을 때, 발진, 아토피, 짓무름, 가려움증, 땀띠 등의 증상 개선 효과를 나타내었으며, 영 유아 피부의 땀띠가 2주일 경과 후 상당히 완화된 것을 육안으로 확인할 수 있었다. 이는 A.C.C. 추출물이 임상적으로도 항염증 및 항균작용을 통하여 기저귀 발진 및 땀띠 등의 증상을 완화 시키는 물질임을 확실히 한 것이다. 그러므로, A.C.C. 추출물이 염증성 질환에 대한 효과적인 대안이 될 수 있을 것으로 사료된다.

이산화티타늄을 이용한 대기정화 블록의 질소산화물 제거 성능 평가 (Performance Evaluation of Nitrogen Oxide Removal by Air Purification Blocks with Titanium Dioxide)

  • 오리온;김황희;박성기;차상선;박찬기
    • 한국농공학회논문집
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    • 제62권5호
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    • pp.39-46
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    • 2020
  • This study evaluated the nitrogen oxide (NOx) removal efficiency by air purification concrete blocks with titanium dioxide (TiO2). The concrete in the mixtures had a 30% water:cement ratio, to which TiO2 was added at 0%, 5%, and 10% of cement weight. The compressive strength reduction rate and removal efficiency of NOx were investigated. The result of the compressive strength test in the study indicated that addition rate of TiO2 did not lead to signifcant effect. In terms of the average removal efficiency of NOx, mix No. 1 using a TiO2 mixing ratio of 0% had a removal efficiency of 0.57% on average; thus, the removal effect w as not significant. For the other samples prepared by mixing, the average removal efficiencies for mix No. 2 (5% TiO2) were 58.86% and 62.05% for normal and washing surface treatments, respectively, and those of sample No. 3 (10% TiO2) were 59.94% and 67.61%. mixs No. 4 (5%) and No. 5 (10%), in which TiO2 diluted with distilled water was sprayed onto the block surface, had an average NOx removal efficiency of 61.72% and 68.48%, respectively. In terms of NOx removal efficiency, Mixs No. 3 and No. 5 with 10% TiO2 were better than Mixs No. 2 and No. 4 with 5% TiO2. In addition, analyzing the NOx removal efficiency results from the fixing method, it was capable to apply mixing (washing) and the diluted spray methods. Therefore, it was found that the diluted spray method applied in this study can be employed in any manufacture of air purification concrete blocks.

과수원 토양의 탄화물 시용에 따른 아산화질소 발생량 감소와 토양탄소 증가효과 (Decreases Nitrous Oxide Emission and Increase Soil Carbon via Carbonized Biomass Application of Orchard Soil)

  • 이선일;김건엽;최은정;이종식;정현철
    • 한국환경농학회지
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    • 제36권2호
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    • pp.73-79
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    • 2017
  • 본 연구는 농가에서 버려지는 부산물을 탄화물로 변환한 후 토양에 적용하여 토양의 화학적 특성 변화와 온실가스 발생량을 비교하였다 탄화물로의 활용은 세 가지의 장점이 있었다. 첫 번째 버려지는 자원은 활용하여 재이용한 측면, 두 번째 농경지의 토양탄소 함량을 증진 시킬 수 있는 측면, 세 번째 농경지에서 발생하는 아산화질소를 줄일 수 있는 측면에서 유용할 것으로 판단된다. 하지만 $N_2O$ 감축기작에 대한 정확한 파악을 위해 질소순환과 연계된 추가적인 연구가 필요하다.

밀봉 재료에 따른 페롭스카이트 막의 산소투과 특성 (Effect of Sealant Materials on Oxygen Permeation in Perovskite Oxide Membrane)

  • 김종표;박정훈;윤여일
    • 공업화학
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    • 제19권4호
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    • pp.382-387
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    • 2008
  • 착체중합법을 이용하여 $Ba_{0.5}Sr_{0.5}Co_{0.8}Fe_{0.2}O_{3-{\delta}}$ 조성의 산화물을 합성하였으며, 합성된 분말은 압축 성형 후 $1080^{\circ}C$에서 소결하여 치밀한 페롭스카이트 분리막을 제조하였다. 밀봉 재료로 gold ring, Pyrex ring 및 Pyrex 분말을 사용하여 가스누출 실험을 수행하였다. $Ba_{0.5}Sr_{0.5}Co_{0.8}Fe_{0.2}O_{3-{\delta}}$ 분리막의 산소투과량 분석결과 온도가 증가함에 따라 산소투과량은 증가하였고, $900^{\circ}C$에서 $0.74mL/min{\cdot}cm^2$의 값을 나타내었다. $950^{\circ}C$에서 밀봉 재료에 따른 투과 특성 분석 결과, gold ring을 이용할 경우 높은 산소투과량을 보인 반면, Pyrex를 밀봉재로 사용할 경우 낮은 투과량을 보였다. 이는 Pyrex를 밀봉재로 이용할 경우 분리막 표면으로 유리가 침투하여 유효 산소투과면적을 감소시켰기 때문이며, 광화학 현미경 분석으로 Pyrex 유리의 확산 침투를 확인하였다.

옥수수 재배지 아산화질소 배출에 대한 질소비료와 바이오차 시용 효과 (Effect of Biochar Application on Nitrous Oxide Emission in the Soil with Different Types of Nitrogen Fertilizer During Corn (Zea may) Cultivation)

  • 이선일;김건엽;최은정;이종식;권효숙;신중두
    • 한국환경농학회지
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    • 제39권4호
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    • pp.297-304
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    • 2020
  • BACKGROUND: Emission of nitrous oxide (N2O) from the soil is expected to depend on the types of nitrogen fertilizer used. Biochar has recently been proposed as a potential mitigation of climate change by reducing the N2O emission. Although laboratory studies reported that biochar applications could reduce N2O emission, the number of field-based studies is still limited. Therefore, a field experiment was conducted to investigate the effect of biochar on N2O emission when different nitrogen fertilizers were applied in corn cultivated field. METHODS AND RESULTS: The field experiment consisted of six treatments: urea fertilizer without biochar (U), ammonium sulfate fertilizer without biochar (A), oil cake fertilizer without biochar (O), urea fertilizer with biochar (U+B), ammonium sulfate fertilizer with biochar (A+B), and oil cake fertilizer with biochar (O+B). Biochar was applied at a rate of 10 t/ha. Greenhouse gas fluxes were measured during growing seasons using static vented chambers. The cumulative N2O emissions were 0.99 kg/ha in the U, 1.23 kg/ha in the A, 3.25 kg/ha in the O, 1.19 kg/ha in the U+B, 0.86 kg/ha in the A+B, and 1.55 kg/ha in the O+B. CONCLUSION: It was found that N2O emission was related to application of both nitrogen fertilizer type and biochar. In particular, the N2O reduction effect was the highest in the corn field incorporated with biochar when oil cake was applied to the soil.