• 제목/요약/키워드: reduction kinetics

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흄드 실리카가 영가철에 의한 질산성질소 환원에 미치는 영향 (The Effect of Fumed Silica on Nitrate Reduction by Zero-valent Iron)

  • 조동완;전병훈;김용제;송호철
    • 대한환경공학회지
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    • 제32권6호
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    • pp.599-608
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    • 2010
  • 다양한 반응조에서 흄드 실리카(silica(fumed))가 질산성질소 처리를 위한 영가철 공정에 미치는 영향을 알아보기 위한 회분실험(batch experiment)을 수행하였다. 반응조는 질산성질소만 주입한 경우, 질산성질소와 지하수 환경에 존재하는 이온들을 주입한 경우, 실제 질산성질소로 오염된 지하수로 구성하였다. 지하수 환경을 가진 반응조에서 질산성질소 환원 속도가 빠르게 진행되었으며, 영가철/흄드 실리카 공정이 영가철 단독 공정에 비해 약 2.5 배의 반응 상수값($k_{obs}$)을 나타냈다. 전반적으로 주요 부산물인 암모늄은 영가철 단독 공정에서 약 70% 환원율로 발생하였으며, 영가철/흄드 실리카 공정의 경우에는 암모늄 발생율이 저감되었다. 수중 pH 는 영가철이 산화되면서 pH 가 상승하였으며, 지하수 환경에서는 상대적으로 낮게 유지되었다. 모든 반응조에서 영가철/흄드 실리카 공정의 pH 가 낮게 유지되었으며, 지하수 환경에서 질산성질소가 고농도로 존재할 경우에는 저농도에 비해 pH 상승폭이 큰 것으로 나타났다. 또한 등온흡착실험을 수행한 결과, 흄드 실리카가 암모늄에 대한 흡착능을 보였다. 전반적인 결과들을 통해 흄드 실리카가 질산성질소를 처리하는 영가철 공정에 유용한 매질임을 확인하였다.

RDE를 이용한 구리이온의 환원속도 및 전착형태에 관한 고찰 (A Study on the Kinetics of Copper Ions Reduction and Deposition Morphology with the Rotating Disk Electrode)

  • 남상철;엄성현;이충영;탁용석;남종우
    • 공업화학
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    • 제8권4호
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    • pp.645-652
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    • 1997
  • 백금 회전전극을 이용하여 확산지배영역에서의 구리 착화합물의 환원에 대한 전기화학적 특성조사 및 이에 대한 속도인자들을 구하였다. 황산염 용액내에서 Cu(II)의 환원은 2전자, 1단계 반응이며, 염화물 용액내에서의 Cu(II)는 1전자, 2단계 반응으로 환원된다. 환원반응에서의 전달계수는 황산염 용액내에서 Cu(II)가 가장 작으며, 할로겐염 중에서 Cu(I)의 전달계수는 1에 가까운 값을 나타내었다. 염화물 용액안에서 구리이온의 환원에 대한 표준속도상수는 Cu(II)의 환원이 Cu(I)을 출발물질로 할 경우보다 100배 정도 빠른 값을 나타내었다. 그리고 확산계수는 $Cl^-$존재시의 Cu(II), $I^-$, $Br^-$, $Cl^-$존재시의 Cu(I) 및 $SO_4^{-2}$존재시의 Cu(II)의 순으로 증가하였으며, 각 용액 내에서의 구리이온의 반지름 및 확산에 대한 활성화 에너지도 위의 순서와 동일하게 감소하였다. 회전전극상의 구리전착의 경우 전착전위 및 농도에 따라 불균일한 전착표면을 형성하였으며, 이러한 전착표면의 불균일성은 UV/VIS로 분석이 가능하였다.

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한자리 배위자와 에틸렌디아민의 코발트 (III) 착물에 대한 전극반응 속도론 (Electrode Kinetics for Mixed Ligand Complexes of Cobalt (III) with Bis (ethylenediamine) and Monodendate Ligands)

  • 황정의;정종재;이재덕
    • 대한화학회지
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    • 제33권2호
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    • pp.225-231
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    • 1989
  • $trans-[Co(en)_2X_2](ClO_4)_n$가 Co(II) 상태의 착물로 (X : 시아나이드, 나이트라이트, 암모니아, 그리고 이소티오시아네이트)되는 전극 환원반응 속도상수를 탄소전극에서 순환전압전류법 및 회전원판전극을 이용하여 측정하고 수은전극에서 순환전압전류법 및 펄스폴라로그래피법으로 측정하여 착물의 분광학적 흡수파수와 관계를 조사하였다. 탄소전극에서는 흡수파수가 증가할 때 전극반응의 활성화자유에너지가 증가하며 좋은 직선성을 보이지만 $NO_2^-$가 배위된 착물의 경우에는 수은전극에서 흡수파수와 활성화에너지의 관계가 비선형적이었으며 활성화엔트로피 역시 크게 나타났고 전극반응 전이계수도 크게 얻어졌다. 수은전극에서는$NO_2^-$가 배위된 착물은 다른 착물과 다르게 innersphere 메카니즘으로 환원되며 $NO_2^-$가 수은전극 표면으로 배향되어 전자전이가 일어나는 것으로 제안하였다.

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Petrochemical effluent treatment using natural coagulants and an aerobic biofilter

  • Bandala, Erick R.;Tiro, Juan Bernardo;Lujan, Mariana;Camargo, Francisco J.;Sanchez-Salas, Jose Luis;Reyna, Silvia;Moeller, Gabriela;Torres, Luis G.
    • Advances in environmental research
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    • 제2권3호
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    • pp.229-243
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    • 2013
  • Coagulation-flocculation (CF) was tested coupled with an aerobic biofilter to reduce total petroleum hydrocarbon (TPHs) concentration and toxicity from petrochemical wastewater. The efficiency of the process was followed using turbidity and chemical oxygen demand (COD). The biofilter was packed with a basaltic waste (tezontle) and inoculated with a bacterial consortium. Toxicity test were carried out using Lactuca sativa var. capitata seeds. Best results for turbidity removal were obtained using alum. Considerable turbidity removal was obtained when using Opuntia spp. COD removal with alum was 25%, for Opuntia powder it was 36%. The application of the biofilter allowed the removal of 70% of the remaining TPHs after 30 days with a biodegradation rate (BDR) value 47 $mgL^{-1}d^{-1}$. COD removal was slightly higher with BDR value 63 $mgL^{-1}d^{-1}$. TPH kinetics allowed a degradation rate constant equal to $4.05{\times}10^{-2}d^{-1}$. COD removal showed similar trend with $k=4.23{\times}10^{-2}d^{-1}$. Toxicity reduction was also successfully achieved by the combined treatment process.

생물벽체내 유기오염물질 TCE의 생물학적 분해 모의를 위한 수치모델개발 (Developing a Numerical Model for Simulating In-Situ Biodegradation of an Organic Contaminant, TCE, in Biobarrier)

  • 왕수균;오재일;배범한
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제8권4호
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    • pp.12-20
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    • 2003
  • 본 연구에서는 원위치 생물학적 처리 과정에서 공대사 기작에 의해 분해되는 유기오염물질의 성상과 거동을 모의하기 위한 수학적 모델을 제기하였다. 토양구조 내에서 부동유역의 존재가 처리 과정에 미치는 영향을 고려하기 위하여 이중공극 개념을 적용하였으며, 유기오염물질의 거동과 생물학적 처리에 미치는 미생물의 영향을 수학적으로 표현하기 위하여 수정된 Monod식과 토양상 미생물의 미소군집모형이 적용되었다. 가상의 원위치 생물학적 처리 과정에 대한 모델의 적용을 통하여 공극내 생체축적으로 인한 투수능의 감소가 지하수 흐름에 미치는 영향이 예시되었다. 가상의 생물학적 처리 과정에 대한 모델의 모의결과는 부동유역의 존재가 유기오염물질의 생물학적 가용성을 저감시키며, 생물벽체의 형성 및 처리과정에 있어 외부로부터의 미생물 및 영양물질 주입정의 위치가 효과적인 처리 계획의 수립을 위해 중요하다는 것을 보여 주었다.

TiO2 nanotube plate의 질산성질소 전기분해 효율 평가 (The Evaluation of Electrolytic Nitrate Removal Efficiency of TiO2 Nanotube Plate)

  • 김다은;이용호;최효연;한희주;박대원
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제35권3호
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    • pp.612-621
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    • 2018
  • 본 연구에서는 전기분해 방법을 이용한 질산성질소($NO_3{^-}-N$) 분해가 $TiO_2$ nanotube plate 및 구리, 니켈, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 주석, 티타늄을 환원전극으로 사용하였을 때 가능한지를 평가하였다. 전극의 전기화학적 특성 평가는 임피던스 측정을 하여 비교하였고, $TiO_2$ nanotube plate의 표면 분석은 주사전자현미경을 통해 SEM 및 BET 분석법을 이용한 비표면적 분석을 통해 비교하였다. 질산성질소 전해실험의 경우 90분의 실험을 진행하였으며, 실험 결과 전극 표면의 부식이 수반되지 않은 $TiO_2$ nanotube plate가 기타 금속 전극에 비해 질산성질소 환원 반응속도가 가장 뛰어난 것으로 확인되었다.

전기로 더스트 재활용에 대한 최근의 연구동향

  • 고인용
    • 한국자원리싸이클링학회:학술대회논문집
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    • 한국자원리싸이클링학회 2002년도 춘계임시총회 및 제 20회 학술발표대회
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    • pp.27-36
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    • 2002
  • 1995년 이후부터 현재까지 전기로 제강더스트의 재활용 또는 처리에 대하여 국내 및 전 세계의 공개특허 및 연구논문을 분석하여 전기로 더스트의 재활용연구 동향을 파악하고자 하였다. 국내의 경우, 35건의 특허가 공개 또는 등록되었는데, 활용방법에 따라 분류하면 다음과 같다. 고형안정화처리가 6건, 케미칼 제조 7건, 아스콘 채움재가 4건, 토건재료로 활용이 3건, 습식처리 회수가 4건, 용융환원 3건, 폐수처리활용이 2건, 시멘트원료 1건, 건식회수법 5건으로 나눌 수 있다. 또한 년도별로는 95년 2건, 96년 1건, 97년 4건, 98년 4건, 99년 5건, 2000년 18건, 2001년 1건이 출원되었다. 2000년에 전체 출원 건수의 절반이 집중되었다. 미국특허는 이 기간중 39건이 등록된 것으로 검색되었다. 년도별로는 95년 3건, 96년 6건, 97년 5건, 98년 7건, 99년 9건, 00년 2건, 01년 3건, 2002년 4건(2개는 한국출원)이 검색되었다. 처리방법 별로는 마찰재 원료로 활용 3건, 고화처리 3건, 건식장치 1건, 습식처리 13건, 유동환원, 직접환원, 환원배소, 플라즈마환원등의 건식 처리법이 10건, 습식+건식콘크리트 4건, 폐수처리 활용 1건, 건자채 생산 1건등이 등록되었다. 국가전자도서관에서 EAF Dust를 키워드로 1993년 이후의 EAF Dust 관련 연구문헌을 검색한 결과 48건이 검색되었고, 01년에 5건, 00년에 3건, 99년에 4건, 98년 2건, 97년이 가장 활발하여 15건의 보고가 확인되었다. 96년에는 8건, 95년에는 3건의 보고가 검색되었다. 01년의 연구논문들은 direct recycling, reduction kinetics, distillation reduction등에 관심을 보이고 있었다. 가장 활발하게 많은 연구논문이 발표되었던 97년 이후에는 논문 발표수가 현저히 감소되어 97년 이후에 이 분야에 대한 관심이 감소하고 있음을 보여주고 있다.

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황산염 환원 조건에서 리그노셀룰로오스의 분해 및 리그닌과 셀룰로오스의 상호작용 (Lignocellulose Biodegradation and Interaction between Cellulose and Lignin under Sulfate Reducing Conditions)

  • 고재중;김석구;시미즈 요시히사
    • 유기물자원화
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    • 제15권4호
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    • pp.131-137
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    • 2007
  • 황산염 환원조건에서의 리그노셀룰로오스의 분해에 대하여 고찰하였다. 특히, 리그닌에 대한 셀룰로오스의 비(C/L 비)를 각각 42.15, 4.59, 2.51, 1.14, 0.7로 하여 리그닌과 셀룰로오스의 상호작용에 대하여 고찰하였다. 셀룰로오스의 분해율은 1차 반응식에 의해 계산되어져, C/L 비가 감소할수록 반응상수는 감소하여 셀룰로오스의 분해에 대한 리그닌의 저해작용을 보여 주였다. 1차 반응식에 의한 반응상수와 리그닌의 함량의 증가에 대한 셀룰로오스의 분해율은 0.97의 $R^2$ 값을 가지며 로그힘수에 의해 표현할 수 있었다. 리그노셀룰로오스의 분해율 또한 C/L 비와 로그함수의 관계를 가지며 리그닌의 함량이 많을수록 감소하였다. 리그닌의 분해율은 C/L 비가 2.51 및 1.14인 조건에서 4.59 및 0.7의 조건보다 높게 나타나, 공동기질로서의 과도한 탄소원은 리그닌분해에 장애가 됨을 보여 주였다.

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고분자 연료전지용 전기촉매의 이론과 설계 (Theory & Design of Electrocatalyst for Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell)

  • 유성종;전태열;성영은
    • 전기화학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.11-25
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    • 2009
  • 연료전지는 가까운 미래를 위한 핵심 청정 신에너지원 중의 하나로 기대된다. 그러나 고분자 연료전지에서 공기극은 느린 산소환원반응과 많은 백금 사용 때문에 상업화에 어려움을 겪고 있으며, 이것을 해결하는 것이 최근 당면 과제이다. 또한 연료극은 일산화탄소의 피독 현상과 전극의 안정성이 문제시 되고 있다. 본 총설에서는 고분자 연료전지를 위한 연료극, 공기극 전기화학 촉매의 이론적 접근을 통해 촉매를 설계하는 최근 연구 내용을 소개하려 한다. 촉매 설계는 합금 전기 화학 촉매를 통해 접근 했으며, 이는 electronic, geometric, lateral effects를 손쉽게 조절할 수 있게 한다. 이것은 계산되어진 d-band center의 함수에 의존하며, 촉매의 활성과 큰 관계를 가짐을 발견하였다. 본고에서 지향하는 촉매의 최종 방향은 이론적 접근을 통해서 촉매의 사용량을 줄이면서 효율적으로 사용하는 것이다.

자연정화에 의한 양식굴(Crassostrea gigas) 중 노로바이러스 저감화 (Defecation of Norovirus from the Oyster Crassostrea gigas by Depuration Following Translocation of the Growing Area)

  • 유홍식;박용수;안세라;박큰바위;심길보;송기철;이태식
    • 한국수산과학회지
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    • 제49권2호
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    • pp.109-115
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    • 2016
  • The efficacy of depuration following growing area translocation for the defecation of norovirus was evaluated under experimental conditions using oysters Crassostrea gigas previously subjected to bioaccumulation of this virus at a waste treatment plant discharge site. Three trials were assayed in an open experimental system with a commercial oyster farm located in a shellfish growing area approved by the Korean Shellfish Sanitation Program. Real-time reverse-transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) was used to quantify viruses in the digestive glands of oysters. The final viral loads in oysters after 12 days remained under the detection limit (10 copies/g digestive gland) of the real-time RT-PCR. This reduction trend showed two-phase removal kinetics, with an initial slow reduction or slight increase in viruses during the first 2 days of depuration and subsequent stabilization with 0.12 to 2.64 log unit norovirus copies/g digestive gland per 2 days of depuration for the remaining time.