본 논문은 먹는물 처리공정에 적합한 고도산화공정 중 하나인 자외선/과산화수소공정의 효율적인 운전을 위한 최적 운전 조건을 도출하는 방법을 연구하였다. 자외선/과산화수소 공정에서 대상물질의 제거효율을 예측하고 그에 따른 운전조건을 도출하기 위한 핵심 인자인 수산화라디칼 소모인자를 보다 쉽고 빠르게 측정하기 위해 새로운 지표물질인 로다민 비(Rhodamin B, RhB)를 선정하여 검증하였다. 그 결과, 기존 지표물질인 para-Chlorobenzoic acid (pCBA)와 비교해 약 1.1% 이하의 오차율로 높은 신뢰성을 가진 것을 확인하였다. 검증된 RhB를 이용하여 측정한 수산화라디칼 소모인자 및 모델링을 통해 대상물질(Ibuprofen)의 제거효율 예측 가능성을 평가한 결과, 실제 실험값과 평균 오차율 약 5% 내외로 거의 일치하였다. 약 8개월간의 자외선/과산화수소공정 파일럿 플랜트 유입수의 수산화라디칼 소모인자 모니터링 결과, 최대 두 배 정도의 차이로 크게 변화하였다. 이 차이는 미량오염물질 중 하나인 Caffeine의 목표 제거율을 만족하기 위한 자외선 에너지를 약 1.7배 증가시켜야 할 정도로 큰 값이다. 이상의 결과를 통해 자외선/과산화수소 공정을 안전하고 효율적으로 운전하기 위해서는 수산화라디칼 소모인자의 측정이 매우 중요하며, 측정된 소모인자, 자외선 흡광도($A_{254}$), 대상물질의 정보만 입력하면 자외선/과산화수소 공정을 쉽게 제어할 수 있음을 확인하였다.
Plasmid pTTY2에 의한 competent cell(P90c/$\phi$ 434)의 형질전환에 의하여 lipase를 생성하는 재조합 대장균(P90c/따434/pTTY2)을 합성하였다. Li pase 활성 조사를 위한 LAT plate, Rhodamine B plate를 이용한 실험에서 P90c/$\phi$434의 경우 halo 형성이 없었고, P90c/$\phi$434/pTTY2의 경우 용해시 켜 얻은 상등액과 용해되지 않은 미생물을 물리적으 로 깨 서 얻은 상등액 모두 halo를 형성하였다. P90c/$\phi$434/pTTY2에 대한 IPTG 유도시점, 유도 시간이 $\phi$434에 의한 미생물 용해에 미치는 영향을 살펴 봄으로써 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 재조합 대장균의 효과적인 용해는 ODGOO 0.5 ~ 2 2.5인 초기 exponential growth phase에서 IPTG 로 유도한 후, mitomycin C 첨가나 uv조사에 의 해 이루어진다. 2. 재조합 대장균의 용해는 IPTG 유도시간이 1 시간일 때 가장 효과적이었으며, 이후 유도시간이 증가할수록 감소하여 유도시간이 4시간일 때는 세포 용해가 이루어지지 않는다. 3. 실험한 범위에서 uv조사보다 mitomycin C 첨가가 세포 용해에 더 효과적이다. 본 연구결과가 대규모의 생물공학 생산물의 정제 에 응용되기 위해서는 고농도 세포에서의 세포용해 에 대한 연구가 펼요한 것으로 판단된다.
Thi T. N. Phan;Aleksandar N. Nikoloski;Parisa A. Bahri;Dan Li
Advances in nano research
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제16권1호
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pp.41-52
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2024
In this study, rare-earth orthoferrites LnFeO3 were synthesized using a facile hydrothermal reaction and their visible-light-induced photo-Fenton degradation of organics was optimized through Ln variation (Ln = La, Pr, or Gd). The morphological, structural, and chemical characteristics of as-prepared samples were examined in detail by using different methods, including XRD, SEM, TEM, XPS, etc. On the other side, under visible light illumination, the photo-Fenton-like catalytic activities of LnFeO3 were assessed in terms of the removal of selected organic models, i.e., pharmaceuticals (ketoprofen and tetracycline) and dyes (rhodamine B and methyl orange). As compared with PrFeO3 or GdFeO3, the sample of LaFeO3 displayed more structural distortion, larger specific surface area, and narrower band gap, resulting in its higher photo-Fenton-like catalytic activity toward the degradation of organics. In organic-containing solution, in which the initial solution pH = 5, catalyst dosage = 1 g/L and H2O2 concentration = 10 mM, 98.2% of rhodamine B, 31.1% of methyl orange, 67.7% of ketoprofen, or 96.4% of tetracycline was removed after 90-min exposure to simulated visible light. Our findings revealed that variation of Ln site on rare-earth orthoferrites was an effective strategy for optimizing their organic removal via visible-light-induced photo-Fenton reaction.
본 연구에서는 단순 침전법으로 제조한 CdS 및 CdZnS/ZnO 광촉매를 이용하여 가시광선하에서 로다민 B, 메틸 오렌지 및 메틸렌 블루 등에 대한 광분해 반응 연구를 수행하였다. 특히 염료와 광촉매의 물리화학적 성질이 전체 광촉매 반응의 반응 경로에 미치는 영향에 대해 중점을 두고 검토하였다. X선 회절분석법, UV-vis 확산반사 분광법 그리고 X선 광전자 분광분석법 등을 이용하여 제조된 촉매들의 물리화학적 특성을 분석하였다. CdS 및 CdZnS/ZnO 광촉매 모두 자외선뿐만 아니라 가시광선 영역에 있어서도 우수한 광흡수 특성을 나타내었다. 메틸 오렌지의 경우에는 CdS 및 CdZnS/ZnO 각각의 광촉매 상에서 동일한 반응기구를 통해 반응이 진행되는 반면, 로다민 B 및 메틸렌 블루는 각각의 광촉매 상에서 서로 다른 반응 경로를 통해 광분해 반응이 진행되는 것으로 나타났다. 특히 메틸렌 블루의 광분해 반응을 보면, CdZnS/ZnO 광촉매 상에서는 주로 단일분자 형태로 전체 반응이 진행되지만, CdS 상에서는 반응 초기부터 이량체를 형성하였다. 이와 같은 결과들은 CdS 및 CdZnS/ZnO 각각의 반도체 광촉매들의 전도대의 띠끝 전위 차이와 염료들의 흡착 특성 차이에 기인한 것으로 판단된다.
This study has carried out to evaluate the performance of direct and indirect oxidation electrode for the purpose of decolorization of Rhodamine B (RhB) in water. Four kinds of electrodes were used for comparison: Pt and JP202 (indirect oxidation electrode), Pb and boron doping diamond (BDD, direct oxidation electrode). The effect of applied current (0.5 ~ 2.5 A), electrolyte type (NaCl, KCl, HCl, $Na_2SO_4$ and $H_2SO_4$) and electrolyte concentration (0.5 ~ 2.5 g/L), solution pH (3 ~ 11) and initial RhB concentration (25 ~ 125 mg/L) were evaluated. Experimental results showed that RhB removal efficiency were increased with increase of current, NaCl dosage and decrease of the pH. However, the effect of operating parameter on the RhB removal were different with the electrode type. JP202 electrode was the best electrode from the point of view of performance and energy consumption. The order of removed RhB concentration per energy lie in: JP202>Pt>Pb>BDD.
CdS 및 CdZnS/ZnO를 침전법으로 제조하여 가시광선하에서의 로다민 B의 광분해 반응에 대한 광촉매로 이용하였다. 제조된 광촉매들은 X선 회절분석기와 UV-vis 확산반사 분광법 등으로 특성을 분석하였으며, 그 결과 원하는 결정구조를 지닌 광촉매들이 생성되었으며 또한 CdS 및 CdZnS/ZnO 두 가지 광촉매 모두 자외선뿐만 아니라 가시광선 영역의 빛도 효율적으로 흡수함을 알 수 있었다. 여러 종류의 활성 화학종에 대한 포집제들을 첨가하면서 각각의 광촉매에 대한 활성을 조사하였으며, 특히 두 가지 촉매상에서의 반응기구 차이점에 중점을 두고 고찰하였다. 이때 $CH_3OH$, KI 및 p-benzoquinone을 각각 ${\cdot}OH$ 라디칼, 광여기 정공 그리고 ${\cdot}O_2{^-}$ 라디칼에 대한 포집제로 이용하였다. 각각의 광촉매상에서는 서로 다른 반응기구에 의해서 반응이 진행되는 것으로 나타났다. CdS 광촉매 반응에서는 ${\cdot}O_2{^-}$ 라디칼이 그리고 CdZnS/ZnO 광촉매 반응에 있어서는 광여기 정공이 중요한 역할을 하는 것으로 판단되며, 따라서 CdS와 CdZnS/ZnO 각각의 광촉매상에서는 발색단 골격의 탈알킬화 반응 및 발색단 콘쥬케이트 구조의 절단 과정을 통하여 반응이 우선적으로 진행된다는 것을 알 수 있었다. 이러한 결과들은 CdS, CdZnS 그리고 ZnO 각각 반도체들의 전도대와 가전자대의 띠끝 전위와 활성 화학종 생성에 대한 산화환원 전위의 차이에 주로 기인한 것으로 생각된다.
The photocatalytic reactor using immobilized $TiO_2$ on silicone sealant was studied bench scale using solar light as the source of radiation. The influences of parameters such as shape, polishing extent and size of reflector, distance between reactor and reflector, an angle of inclination between reactor system and ground, were studies using Rhodamine B (RhB) as a model compound. respectively. The decolorization of round type among the reflector shapes was higher than that of the polygon and W type. The polishing extent of the reflector did not show the decolorization largely. The optimum size of reflector and distance between reactor and reflector were 38 cm and 6 cm, respectively.
수용성 안료인 RhB를 대상으로 GF/C에 고정한 $TiO_2$와 유동층 반응기를 이용하여 제거실험을 수행한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 고정화 $TiO_2$의 경우도 분말을 이용한 것과 같이 최적 광촉매 투입량이 나타났으며, 최적 투입량은 40.0 g/L이었고, 분말 $TiO_2$를 이용하는 광촉매 반응의 초기속도식과 같이 Langmuir - Hinshelwood 식으로 표현될 수 있었다. 분말 $TiO_2$를 이용한 경우보다 초기반응속도는 2.3배 느렸으나, 고정화 $TiO_2$의 경우 연속공정이 가능하고 촉매회수 공정이 필요하지 않으므로 반응속도만 더 높일 수 있으면 현장적용 가능성이 높다고 사료되었다. 2. 고정화 $TiO_2$의 최소유동을 위한 공기 공급량은 4 L/min, 최대 반응속도는 5 L/min에서 나타나 고정화 $TiO_2$를 충진한 유동층 반응기의 최적 공기 공급량은 최소유동화 속도 부근인 것으로 사료되었다.
In this paper, 10 nm $Fe_3O_4$ nanoparticles were modified on the surface of $2{\mu}m$ flower-like bismuth oxychloride (BiOCl) spheres by a facile co-precipitation method. The results showed that the $Fe_3O_4/BiOCl$ nanocomposites exhibited excellent photocatalytic activity and superparamagnetic property ($M_s=3.22emu/g$) under visible light for Rhodamine B (RhB) degradation. Moreover, the $Fe_3O_4-BiOCl$ photocatalyst possessed magnetic recyclable property, which could maintain high photocatalytic effective even after 20 cycle times. These characteristic indicates a promising application for wastewater treatment.
A study was carried out to detect of illegal artificial dyes, and to confirm the used rate of illegal dyes in the production process of commercial drops (candy), from Dec. 10, 1972 to Feb. 10, 1973. In this study, it was used thin layer chromatography, the samples were divided into two groups, group A of inscribed trade name and group B of not inscribed trade name. To contrast with group A and group B, 100 samples were randomly collected in the market places, 50 samples from group A and 50 samples from group B. The following conclusions were obtained: 1) used rate of illegal dyes were 2% of group A and 9% of group B. 2) used rate of illegal dyes were 2% of red, 2% of yellow, 1% of violet and 6% of green, not in blue. 3) used rate of illegal dyes 3% of Rhodamine B, 3% of Auramine and 6% of Light green S.F. Yellowish. 4) Out of 20 cases those used mixed dyes, only one case was confirmed as two illegal dyes, and 4 cases were used one illegal dye.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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