• Environmental Engineering Research
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• 제25권4호
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• pp.529-535
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• 2020

The present study investigated the photodegradation of synthetic organic dye; violet-3B, without and with the addition of C-N-codoped TiO₂ catalyst using a visible halogen-lamp as a light source. The catalyst was synthesized by using a peroxo sol-gel method with free-organic solvent. The effects of initial dye concentration, catalyst dosage, and pH solution on the photodegradation of violet-3B were examined. The efficiency of the photodegradation process for violet-3B dye was higher at neutral to less acidic pH. The kinetics reaction rate of photodegradation of violet-3B dye with the addition of C-N-codoped TiO₂ followed pseudo-first order kinetics represented by the Langmuir-Hinshelwood model, and increasing the initial concentration of dyes decreased rate constants of photodegradation. Photodegradation of 5 mg L^-1 violet-3B dye achieved 96% color removal within 240 min of irradiation in the presence of C-N-codoped TiO₂ catalyst, and approximately 44% TOC was removed as a result of the mineralization.

• Journal of Pharmaceutical Investigation
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• 제23권4호
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• pp.225-229
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• 1993

The stability of omeprazole in the aqueous solutions containing arginine or sodium phosphate dibasic(SPD) was examined at 30, 40 and $50^{\circ}C$. Arginine or anhydrous SPD was added to omeprazoie solution ($200{\mu}g/\;ml$ in distilled water) to yield $100{\mu}g/\;ml$ concentration of each. Then, the solution was kept at 30, 40 or $50^{\circ}C$ for 90 hrs. Aliquots of the solution were withdrawn at specified time intervals and assayed by HPLC for intact omeprazole. The remaining percentage-time curves revealed that omeprazole was degraded rapidly as funtions of time and temperature following pseudo first-order kinetics. The rate constant in the SPD solution was much higher than in the arginine solution. In other words. the degradation half-lives of omeprazole at $30^{\circ}C$, for example, was 148 and 76 hr in arginine and SPD solutions respectively. The initial pH of the solution containing $100{\mu}g/\;ml$ of arginine or SPD was 9.7 or 8.7, respectively. Since omeprazole is more stable as the pH of its solution becomes more alkaline, the longer half-life of omeprazole in arginine solution could be explained by the more alkaline characteristics of arginine than SPD in the solution. The activation energy necessary for the degradation reaction was almost identical in both solutions, indicating similar degradation mechanisms of omeprazole in the solutions. In conclusion, omprazole was more stable in the presence of arginine than of SPD.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제21권2호
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• pp.8-14
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• 2016

We compared the plausible reaction mechanism and quantitative efficiency of highly self-organized TiO₂ nanotube (ntTiO₂) film with TiO₂ powder. Film was fabricated by electrochemical potentiostatic anodization of titanium thin film in an ethylene-glycol electrolyte solution containing 0.3 wt% NH₄F and 2 vol% deionized water. Nanotubes with a pore size of 80-100 nm were formed by anodization at 60 V for 3 h. Humic acid (HA) was degraded through photocatalytic degradation using the ntTiO₂ film. Pseudo first-order rate constants for 0.3 g of ntTiO₂, 0.3 g TiO₂ powder, and 1 g TiO₂ powder were 0.081 min⁻¹, 0.003 min⁻¹, and 0.044 min⁻¹, respectively. HA adsorption on the ntTiO₂ film was minimal while adsorption on the TiO₂ powder was about 20% based on thermogravimetric analysis. Approximately five-fold more normalized OH radicals were generated by the ntTiO₂ film than the TiO₂ powder. These quantitative findings explain why ntTiO₂ film showed superior photocatalytic performance to TiO₂ powder.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제18권11호
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• pp.1166-1172
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• 1997

[FeⅢ(BLPA)DBC]BPh4, a new functional model for the catechol dioxygenases, has been synthesized, where BLPA is bis((6-methyl-2-pyridyl)methyl)(2-pyridylmethyl)amine and DBC is 3,5-di-tert-butylcatecholate dianion. The BLPA complex has a structural feature that iron center has a six-coordinate geometry with N4O2 donor set. It exhibits EPR signals at g=5.5 and 8.0 which are typical values for the high-spin FeⅢ (S=5/2) complex with axial symmetry. The BLPA complex reacts with O2 within a few hours to afford intradiol cleavage (75%) and extradiol cleavage (15%) products which is very unique result of all [Fe(L)DBC] complexes studied. The iron-catecholate interaction of BLPA complex is significantly stronger, resulting in the enhanced covalency of the metal-catecholate bonds and low energy catecholate to FeⅢ charge transfer bands at 583 and 962 nm in CH3CN. The enhanced covalency is also reflected by the isotropic shifts exhibited by the DBC protons, which indicate increased semiquinone character. The greater semiquinone character in the BLPA complex correlates well with its high reactivity towards O2. Kinetic studies of the reaction of the BLPA complex with 1 atm O2 in CH3OH and CH2Cl2 under pseudo-first order conditions show that the BLPA complex reacts with O2 much slower than the TPA complex, where TPA is tris(2-pyridylmethyl)amine. It is presumably due to the steric effect of the methyl substituent on the pyridine ring. Nevertheless, both the high specificity and the fast kinetics can be rationalized on the basis of its low energy catecholate to FeⅢ charge transfer bands and large isotropic NMR shifts for the BLPA protons. These results provide insight into the nature of the oxygenation mechanism of the catechol dioxygenases.

• 자원리싸이클링
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• 제17권6호
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• pp.34-42
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• 2008

본 연구에서는 yellow silicomolybdate method를 이용하여 규산나트륨 수용액의 특성, 핵 생성에 필요한 규산나트륨 수용액의 산화반응 특성 그리고 출발용액의 솔젤 반응특성을 기초로 하여 실리카 솔 형성에 대한 반응속도론적 고찰을 하였다. $SiO_2$를 2wt% 함유한 규산나트륨 수용액은 황산으로 산화시키기에 적당하였으며, 규산나트륨 수용액중의 나트륨 이온을 제거한 후, 안정된 실리 케이트 수용액을 얻기 위한 용액의 pH는 9 이상이었다. 규산종과 실리카 핵 표면 사이의 축중합 반응에 관한 속도론적 연구는 반응온도 $20{\sim}80^{\circ}C$, 수용액의 pH 10에서 수행하였다. 반응은 두 영역으로 구분되는데, 규산종의 농도가 높은 영역에서는 축중합 반응에 의해 제한을 받으며, 낮은 농도 영역에서는 화학흡착된 규산종이 실리카로 응축되는 공정에 영향을 미친다. 전체 축중합 반응은 규산종 농도의 1차 반응으로 진행되며, 축중합 반응은 무정형 실리카의 용해도에 접근하기 보다는 가평형점($C_x$) 향하여 진행된다. 본 연구조건에서 무정형 실리카의 용해열은 3.34 kcal/mol이었고 축중합 반응의 활성화에너지는 3.16 kcal/mol이었다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권6호
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• pp.547-554
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• 2010

본 연구에서는 나노구조의 새로운 망간산화물 입자(즉, 블랙-버네사이트)를 합성하여 물질특성 및 1,4-naphthoquinone (1,4-NPQ)을 대상으로 반응매개체 존재 하에서의 산화-변환반응 효율을 조사하였고, 그 결과를 기존의 McKenzie 방법으로 얻은 망간산화물(즉, 브라운-버네사이트)의 결과와 비교 분석하였다. XRD 분석 결과 합성한 망간산화물 입자의 결정상은 버네사이트(${\delta}-MnO_2$)임을 확인하였으며, SEM 측정결과 입자표면은 섬유상의 구조에 의한 나노크기의 미세기공을 가진 볼모양(ball-like)의 형태를 보였다. 배치실험 결과, 나노구조의 망간산화물에 의한 1,4-NPQ 제거는 유사-1차 반응을 따랐으며 기존 망간산화물과 비교해 BET 비표면적 값이 작음(41.05 vs 19.80 $m^2/g$)에도 불구하고 약 2.3배의 높은 속도 상수값을 보였다. 이러한 결과는 블랙-버네사이트에서의 상대적으로 높은 결정성과 나노구조의 표면 특성에 기인한 것으로 해석되며, 블랙-버네사이트 입자가 퀴논화합물에 대하여 상대적으로 높은 반응성을 보임을 알 수 있다. 반응산물에 대한 HPLC 크로마토그램 분석 결과로부터 블랙 버네사이트 입자에 의한 1,4-NPQ의 제거는 반응 매개체인 catechol 존재 하에서의 상호-결합반응을 통한 중합체 생성을 통해 제거됨을 확인하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권3호
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• pp.186-192
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• 2009

활성탄 재질별 유입수의 수온 및 EBCT 변화에 따른 의약물질 4종에 대한 생물분해율을 평가한 결과, 수온 및 EBCT가 증가할수록 의약물질 4종에 대한 생물분해율은 급격히 증가하였으며, 활성탄 재질별로는 석탄계 재질의 활성탄이 가장 우수한 생물분해능을 나타내었고, 다음으로 야자계와 목탄계 활성탄 순이었으며, 의약물질별로는 oxytetracycline이 가장 생물분해능이 큰것으로 나타났으며, 다음으로 tetracycline, trimethoprime 및 caffeine 순으로 조사되었다. 의약물질 4종에 대해 석탄계 재질의 활성탄에서의 수온별(5~$25^{\circ}C$) 생물분해 속도상수 및 반감기를 조사한 결과 oxytetracycline의 경우 생물분해 속도상수가 각각 0.0928 $min^{-1}$에서 0.3954 $min^{-1}$으로 증가하였고, 반감기는 7.47분에서 1.75분으로 감소하였다. 또한, caffeine의 경우는 생물분해 속도상수가 각각 0.0360 $min^{-1}$에서 0.2146 $min^{-1}$으로 증가하였고, 반감기는 19.25분에서 3.23분으로 감소하였다.

• 공업화학
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• 제31권2호
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• pp.164-171
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• 2020

석탄계 활성탄을 사용한 Reactive Red 120 (RR 120) 염료의 흡착특성을 활성탄의 양, pH, 초기농도, 접촉시간 및 온도를 흡착변수로 사용하여 조사하였다. 등온흡착평형관계는 Langmuir 식이 Freundlich 식보다 더 잘 맞았다. 흡착 메카니즘은 균일한 에너지 분포를 가진 단분자층 흡착이 우세하다고 판단되었다. 평가된 Langmuir 분리계수(R_L = 0.181~0.644)로부터 이 흡착공정이 효과적인 처리영역(R_L = 0~1)에 속하는 것을 알았다. Temkin 식과 Dubinin-Radushkevich 식에 의해 구한 흡착에너지는 각각 E = 15.31~7.12 J/mol과 B = 0.223~0.365 kJ/mol로 흡착공정은 모두 물리흡착(E < 20 J/mol, B < 8 kJ/mol)으로 나타났다. 흡착속도실험결과는 유사 1차 반응속도식에 잘 맞았다. CGAC에 대한 RR 120 염료의 흡착반응은 온도가 올라갈수록 자유에너지 변화값이 감소하였기 때문에 온도 증가와 함께 자발성이 높아지는 것으로 나타났다. 엔탈피 변화(12.747 kJ/mol)는 흡열반응임을 알려주었다. CGAC에 의한 RR 120의 흡착반응의 등량흡착열은 9.78~24.21 kJ/mol로 물리흡착(< 80 kJ/mol)임을 밝혔다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권4호
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• pp.278-286
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• 2009

본 연구에서는 망간원석을 포함한 4종의 천연망간산화물($NMO_1\;NMO_4$)을 대상으로 물질특성(결정상, 표면형태)과 1-naphthol (1-NP)에 대한 제거반응 특성을 회분식 실험을 통하여 수행하였고, 그 결과를 버네사이트에서의 결과와 비교 분석하였다. 천연망간산화물은 출처에 따라 버네사이트(${\delta}-MnO_2$)외에도 크립토멜란(${\alpha}-MnO_2$), 연망간석(${\beta}-MnO_2$) 등의 다양한 표면 특성을 동시에 가지고 있었으며, 이러한 표면 특성으로 인해 제거효율(제거율, 반응속도) 및 제거반응(흡착 또는 산화-변환제거)에서 차이를 보였다. 특히, $NMO_1$(전해망간산화물)은 버네사이트에 비교해서도 우수한 1-NP의 산화-변환 제거효율을 보임을 알 수 있었다. 망간산화물에 의한 1-NP의 제거는 모두 유사-일차속도 식을 따랐으며, 각 망간산화물의 비표면적으로 표준화하여 얻은 속도상수($k_{surf},\;L/m^2$ min) 값은 $NMO_1(3.31{\times}10^{-3})$>${\delta}-MnO_2(1.48{\times}10^{-3}){\fallingdotseq}NMO_3(1.46{\times}10^{-3})$>$NMO_2(0.83{\times}10^{-3})$>$NMO_4(0.67{\times}10^{-3})$의 순이었다. 또한, 반응후 침전층에 대한 용매추출실험을 통해 평가한 1-NP의 산화-변환 반응효율은 $NMO_1{\fallingdotseq}{\delta}-MnO_2$>$NMO_3$>$NMO_4{\gg}NMO_2$의 순이었으며, 반응산물은 반응여액(상등액)에 대한 HPLC 크로마토그램, UV-vis. 흡광도비($A_{2/4}$, $A_{2/6}$) 분석을 통해 버네사이트에서와 같이 1-napthol의 산화-결합 반응에 의한 것임을 확인하였다. 이상의 결과로부터 본 실험에 사용한 천연망간산화물($NMO_2$ 제외)은 1-NP의 제거에 효과적으로 적용될 수 있으며, 반응효율은 망간산화물의 출처에 따른 표면특성에 따라 차이가 있음을 확인하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권11호
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• pp.989-996
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• 2009

생물활성탄 재질별 및 안트라사이트 biofilter에서 EBCT 및 수온변화에 따른 aldehyde 4종(formaldehyde, acetaldehyde, glyoxal 및 methylglyoxal)의 생물분해 특성을 조사한 결과 EBCT와 수온을 증가시킬 경우 제거율이 상승하였으며, 수온이 $25^{\circ}C$일 때 aldehyde 4종의 제거율은 EBCT의 영향을 크게 받지 않았으나 수온이 $5^{\circ}C$일 경우에는 EBCT의 증가가 aldehyde 4종의 제거율 상승에 큰 영향을 미쳤다. 활성탄 재질별 BAC 및 biofilter에서 aldehyde 4종의 제거능은 석탄계-BAC > 야자계-BAC > 목탄계-BAC > biofilter 순으로 조사되었다. 수온 $5^{\circ}C{\sim}25^{\circ}C$, 석탄계- BAC에서 aldehyde류 4종에 대한 생물분해 속도상수(k)와 반감기($t_{1/2}$)를 조사한 결과, formaldehyde는 0.2175~0.7826 $min^{-1}$와 0.89~3.19 min, acetaldehyde는 0.2068~0.9211 $min^{-1}$와 0.75~3.35 min, glyoxal은 0.1468~0.3213 $min^{-1}$와 2.16~4.72 min, methylglyoxal은 0.1794~0.4665 $min^{-1}$와 1.49~3.86 min이었다. Aldehyde 4종에 대한 물질별 생분해율 평가 결과 formaldehyde ${\geq}$ acetaldehyde > methylglyoxal > glyoxal 순으로 나타났다.