Journal of the Korean Chemical Society (대한화학회지)

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Photochemical Behavior of Carbon Monoxide in Aqueous Suspension of ZnO

ZnO 수용액중에서 일산화탄소의 광화학적 거동

  • Chul-Ho Park (Department of Health and Environment, Chunnam Techno College) ;
  • Woo-Suk Chang (Department of Chemistry, Chonnam National University) ;
  • Yong-Sung Kim (Department of Chemistry, Chonnam National University) ;
  • Hyoung-Ryun Park (Department of Chemistry, Chonnam National University)
  • 박철호 (전남과학대학 보건환경과) ;
  • 장우석 (전남대학교 자연과학대학 화학과) ;
  • 김용성 (전남대학교 자연과학대학 화학과) ;
  • 박형련 (전남대학교 자연과학대학 화학과)
  • Published : 2003.06.20
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Abstract

The photochemical transformation of carbon monoxide in aqueous solution has been investigated at $25{\pm}0.1^{\circ}C$using ZnO as a photocatalyst. After irradiation of 253.7 nm UV light in the solution, carboxylation and carbonylation processes were carried out, and the formation of formic acid, oxalic acid, glyoxylic acid, formaldehyde and glyoxal was observed. The formation of the products depended on the pH values in the solution. The yield of formaldehyde and glyoxal increased in acidic solution whereas it decreased in basic solution. When the pH values in the solution increased above 11.5, the yield of formic acid increased rapidly. The initial quantum yields of the products were determined and the probable mechanisms for the reactions were presented on the basis of the products analysis.

일산화탄소가 포화된 수용액에 광촉매로서 산화아연을 용액 1 ml 당 0.4 mg의 양을 첨가한 다음, $25{\pm}0.1^{\circ}C$에서 253.7 nm의 자외선을 조사시켜 일산화탄소의 광화학적 변환반응을 연구하였다. 그 결과 일산화탄소가 포화된 수용액은 253.7 nm의 자외선에 의해 카르복실화반응과 카르보닐화반응이 진행되어 포름산, 옥살산, 글리옥실산, 포름알데하이드 및 글리옥살이 주로 생성되었다. 이들 화합물들의 생성은 용액의 pH값에 영향을 받았는데, 산성용액에서는 포름알데하이드와 글리옥살의 생성이 증가하였으나, 염기성용액에서는 오히려 감소하였다. 하지만 유기산의 경우에는 산성용액에서는 큰 변화가 없었으나, 포름산의 경우에는 11.5 이상의 pH에서 급격히 증가하였다. 반응의 결과 생성된 각 생성물들에 대한 초기양자수득율을 계산하였으며, 이들 결과로부터 산화아연이 포함된 일산화탄소 수용액의 광화학 반응에 대한 가능한 반응메카니즘을 제시하였다.

Keywords

References

  1. 임계규; 김영해 대기화학, 동화기술, 서울, 대한민국, 1995; p 39
  2. Steinbach, F. Nature 1952, 215, 152. https://doi.org/10.1038/215152a0
  3. Schwab, G.; Noller, H.; Steinbach, F.; Venugopalan, M.Nature 1962, 193, 774. https://doi.org/10.1038/193774a0
  4. Nagarjunan, T. S.; Calvert, J. G. J. Phys. Chem. 1964,68, 17. https://doi.org/10.1021/j100783a004
  5. Amigues, D.; Teichner, S. J. Discuss. Farraday Soc.1966, 41, 362. https://doi.org/10.1039/df9664100362
  6. Holian, J.; Scholes, G.; Weiss J. J. Nature. 1961, 193,1386.
  7. Marz, R.; Chachaty, C. J. Chem Phys. 1961, 58, 527.
  8. Arai, H.; Nagai, S.; Hatada, M. Z. für Phys. Chem.1981, 126, 187. https://doi.org/10.1524/zpch.1981.126.2.187
  9. Zecchina, A.; Spoto, G.; Garrone, E.; Boiss, A. J. Phys.Chem. 1984, 88, 2575. https://doi.org/10.1021/j150656a030
  10. Charles, F.; Hanrahan, R. J. Radiat. Phys. Chem. 1985,24, 475.
  11. Park, H. R.; Getoff, N. J. Photochem., 1988, 43, 155. https://doi.org/10.1016/1010-6030(88)80015-7
  12. Park, H. R.; Getoff, N. Z. für Naturforschung 1988,43a, 430.
  13. Park, H. R.; Li, G.; Getoff, N. Z. für Naturforschung1988, 43a, 1126.
  14. Park, H. R.; Lugovoi, Y. M.; Getoff, N. Radiat. Phys.Chem. 1989, 33, 473.
  15. Park, H. R.; Lugovoi, Y. M.; Nikiforov, A.; Getoff, N.Radiat. Phys. Chem. 1991, 37, 469.
  16. Park, H. R.; Getoff, N. Z. fur Naturforschung 1992, 47a, 985.
  17. Lee, H. C.; Kim, H. J.; Park, H. R. Bull. Kor. Chem.Soc. 1994, 15, 1129.
  18. Dobosz, A.; Sobczynski, A. Water Research 2003, 37,1489. https://doi.org/10.1016/S0043-1354(02)00559-6
  19. Yeo, S. W.; Kim, J. H.; Lee, H. I. J. Kor. Chem. Soc.2002, 46, 64. https://doi.org/10.5012/jkcs.2002.46.1.064
  20. Yamamura, S.; Kojima, H.; Kawai, W. J. Electroanal.Chem. 1985, 186, 309. https://doi.org/10.1016/0368-1874(85)85775-0
  21. Rabani, J. J. Am. Chem. Soc. 1962, 84, 868. https://doi.org/10.1021/ja00864a041
  22. Nasch, T. Biochem. Journal 1958, 55, 418.
  23. Bank, T.; Vaughn, C.; Marshall, L. Analyt. Chem. 1955, 27, 1348. https://doi.org/10.1021/ac60104a045
  24. Calvert, J. G.; Pitts, J. N. Photochemistry, Johm Wiley& Sons Inc.: New York, U.S.A., 1967; p106-109,p428-430.
  25. Wine, P. H.; Astalos, R. J.; Mauldin III, R. L. J. Phys.Chem. 1985, 89, 2620. https://doi.org/10.1021/j100258a037
  26. Raef. Y.; Swallow, A. J. Trans. Faraday Soc. 1963, 59,1631. https://doi.org/10.1039/tf9635901631
  27. Seitner, D.; Getoff, N. Monatsh. Chemie 1969, 100,1868. https://doi.org/10.1007/BF01151736
  28. Nozik, A. J. Annu. Rev. Phys. Chem. 1980, 295, 453.
  29. Huheey, J. E.; Keiter, E. A.; Keiter, R. L. InorganicChemistry, 4th Ed, Harper Collins College Publishers:New York, U.S.A., 1993; p561-567.
  30. Jonah, C. D.; Matheson, M. S.; Miller, J. R.; Hart, E.J. J. Phys. Chem. 1976, 80, 1267. https://doi.org/10.1021/j100553a001
  31. Seitner, D.; Getoff, N. Z. Phys. Chem. 1969, 66, 22. https://doi.org/10.1524/zpch.1969.66.1_3.022
  32. Dorfman, L. M.; Taub, I. A. J. Amer. Chem. Soc. 1963,85, 2370. https://doi.org/10.1021/ja00899a006

Cited by

  1. Characterization of factors favoring the expression and purification of recombinant LL-37 from Escherichia coli vol.54, pp.6, 2011, https://doi.org/10.1007/BF03253175