본 연구는 수중에서 광분해 반응시 발생되는 페록시라디칼을 검출하고 정량화하는 방법에 관한 것으로 비교적 간단한 방법으로 높은 감응도를 나타낼 수 있어 수처리를 위한 고도산화공정에서 유기물 분해를 위해 주요 역할을 하는 페록시라디칼의 정량화에 효과적으로 이용될 수 있다. 이 방법은 페록시라디칼이 $Fe^{3+}$-EDTA와 반응하여 $Fe^{2+}$-EDTA로 환원되는 반응에 기초를 둔 것으로 경제적이며 검출 및 정량을 위해서 손쉽게 사용할 수 있는 비효소계의 시약을 사용한다는 이점과 수계에서 흔히 발생하는 반응의 방해에 민감하지 않은 장점을 지니고 있다.
오존산화공정에서 수산화라디칼(OH.)의 생성속도가 다양한 실험조건(오존의 주입농도, 니트로벤젠의 농도, scavenger, pH, 과산화수소)에서 측정되었다. 니트로벤젠은 오존과의 직접적인 반응보다는 수산화라디칼에 의해 분해되었으며 분해속도는 오존과 니트로벤젠의 농도의 함수로 표현되었다. 또한 수산화라디칼 scavenger의 농도가 증가할수록 반응속도는 감소하였다. 실험상에서 얻은 모든 결과는 일차반응속도식을 따랐다. Probe compound와 scavenger를 이용한 경쟁적 방법을 사용하여 수산화라디칼을 측정하였는데, 그 결과 수산화라디칼의 생성속도는 오존의 농도에 선형적으로 비례하였으며, 오존 1몰당 수산화라디칼은 0.24몰이 생성되었다. 동일 오존농도에서 pH의 변화에 따른 수산화라디칼의 생성속도가 측정되었으며, (pH 10.2 ($0.91Ms^{-1}$) > pH 7.3($0.72Ms^{-1}$) > pH 5.6($0.67Ms^{-1}$) > pH 3.4($0.63Ms^{-1}$)) 중성이하의 pH에서보다 알칼리성 pH에서 수산화라디칼은 많이 발생됨을 알 수 있다. 또한 과산화수소의 첨가도 수산화라디칼의 생성속도를 증진시키는 결과를 낳았다. pH의 조절과 과산화수소의 첨가시 발생속도를 비교해보면 과산화수소를 첨가했을 때 수산화라디칼의 발생속도는 1.6배정도 더 크게 측정되었는데 이는 수산화라디칼을 발생시키는 데 있어서 과산화수소의 첨가가 pH의 조절보다는 더 좋은 증진제로써 작용할 수 있다는 것을 설명해준다. 이러한 결과들은 오염된 토양이나 지하수를 처리하기 위한 오존을 이용한 고급산화공정에 충분히 적용될 수 있을 것이라 판단된다.
본 글에서는 자동차엔진을 모형화한 정적연소기내의 라디칼 계측기술에 관해 언급하고자 한다. 밀폐연소기내에서 연소반응에 의해 발생된 국소 및 평균 라디칼 강도를 계측하여 순간당량비를 구할 수 있는 관계식을 유도할 수 있으며, 이것을 이용하면 기관에서 발생되는 연소과잉에 의하여 순간당량비를 구하거나, 각종 산업용 버너 등 다양한 연소기에 적용할 수 있을 것이다.
과산화수소와 organic peroxide는 대류권내 광화학반응에서 생성되는 중요 부산물이다. 이들은 대류권내의 OH와 HO$_2$ 라디칼의 농도를 지시하여 대기의 산화도를 나타내는 지시자가 된다. 이 라디칼들은 $O_3$를 생성하는데 필수적인 성분이므로, 대류권내 광화학 반응을 이해하기 위해서는 과산화수소의 농도와 분포를 이해하는 것이 필수적이다. 대기중의 hydroperoxide는 유리코일 내에서 포집 용액에 의해 포집된 후 HPLC 시스템의 postcolumn reactor에서 효소와 반응하여 형광을 띠게 되고, 형광검출기에서 검출된다. 이 모든 과정은 자동화되어 과산화수소의 실시간 관측 및 연속관측이 가능하게 되었다. (중략)
산업용 섬유로서 그 사용 범위가 다양해질 것으로 예상되는 고강도, 고탄성률 폴리비닐알코올(PVA) 섬유를 얻기 위해서는 먼저 분지 구조가 없는 고분자량의 PVA의 합성이 필요하다. 그러나 비닐아세테이트와 같은 비공역형 단량체는 성장종 라디칼종의 활성이 매우 커서 성장반응 속도와 정지반응 속도가 매우 빠르므로 연쇄 이동반응이 빈번하게 일어나 고분자량의 중합체를 얻기 힘들고 또 분지구조를 갖게된다. (중략)
본 연구에서는 하이드로퍼옥시 라디칼 생성단계에서 반응 부산물로 생성되는 과산화수소를 정량하여 수산화라디칼의 생성 및 비스페놀 A (BPA)의 분해특성을 조사하였다. 라디칼 연쇄반응이 일어나지 않는 조건에서는 Criegee mechanism과 동일하게 오존에 의한 직접산화반응만이 BPA를 분해시키는 것으로 나타났다. 라디칼 연쇄반응이 일어나는 pH 6.5 및 9.5의 조건에서는 비선택적 산화반응이 일어나 수산화라디칼의 생성을 간접적으로 확인할 수 있었다. 투입된 촉매에 의한 BPA의 분해효율은 $O_3$/PAC ${\geq}$$O_3/H_2O_2$ > $O_3$/high pH > $O_3$ alone 공정 순으로 나타났다. 오존/촉매공정들의 산화반응 동안에는 0.03~0.08 mM의 과산화수소가 지속적으로 측정되었다. $O_3$/high pH 공정의 경우, BPA가 반응시작 50 min 만에 완전히 분해되었지만, TOC (총유기탄소) 제거율은 29%로 산화반응 중 생성된 중간물질을 충분히 산화시키지 못하는 것으로 나타났다(선택적 산화반응). $O_3/H_2O_2$ 및 $O_3$/PAC 공정에서는 BPA가 반응시작 40 min 만에 완전히 분해되었으며, TOC 제거율은 각각 57% 및 66% 정도로 반응 중간체들을 산화(비선택적 산화반응)시키는 것으로 나타났다.
이 연구에서는 1기압 298 K 기체 상태에서 페난트렌에 두 개의 OH 라디칼이 연쇄적으로 작용하여 페난트렌이 분해되는 반응 과정을 B3LYP/6-31G(d,p) 기저함수를 사용하여 DFT 계산을 수행하였다. 계산 결과 두 개의 OH 라디칼이 연쇄적으로 페난트렌에 작용하는 경우에도 phenanthren-9-ol 생성 반응이 phenanthren-1-ol 생성 반응보다 유리할 것으로 예측된다. 한편 OH 첨가와 H 추출 과정에 대한 우선성은 상온에서 OH 첨가 과정이 유리할 것으로 예측되었다.
대기 중에서 HOx(OH, H $O_2$) 라디칼은 중요한 산화제로, 대류권내 광화학 반응에서 핵심적인 역할을 한다 이러한 OH 라디칼의 정확한 농도를 측정하는 것은 대기의 산화능력, 기후 변화 및 대기 중의 광화학 반응을 보다 정확히 이해하기 위해 필수적이다. 그러나 OH를 비롯한 HOx 라디컬의 농도 측정은 대기 내에 존재하는 양이 절대적으로 작고 (OH: $10^{6}$molecules $cm^{-3}$, H $O_2$: $10^{8}$molecules $cm^{-3}$), 반응성이 커서 수명이 짧기 때문에 측정에 많은 어려움이 따른다. (중략)
천연 알칼로이드의 하나인 ${\iota}$-sparteine (SP)의 전기화학적 산화반응을 아세토니트릴 용액 중에서 조사하였다. SP의 순환전압전류그림(CV)은 Ag/AgCl (0.1M AgNO$_3$ in acetonitrile) 전극에 대하여 +0.75 V and +1.45 V에서 두 개의 비가역적 산화봉우리를 나타내었다. 두 과정은 각각 약 1.2~1.3개의 전자반응에 해당함을 전기량법을 이용하여 확인하였다. SP 의 첫 단계산화는 SP의 질소원자 하나가 산화되어 SP 라디칼 양이온을 형성하고, 라디칼 양이온은 뒤 이은 빠른 탈수소반응에 의하여 중성의 이민 라디칼을 형성한다. 이 중성 라디칼은 두 가지 반응 경로가 가능하다:대부분의 중성 라디칼은 불균등화 반응에 의하여 SP와 엔아민으로 된다. 또한 일부의 중성 라디칼은 다시 일전자 산화반응에 의해 1,2-dehydrosparteinium 양이온을 생성하게 된다. 이 양이온을 KOH로 처리하면 (+)-lupanine으로 된다. SP를 전기분해하여 얻은 생성물들을 분리한 후 적외선분광법, 질량분석법, 자외선-가시광선 분광법 및 얇은 막 전기분광화학법을 이용하여 확인하였다.
메틸 라디칼과 산소 분자 사이의 반응 속도를 입사 충격파를 이용하여 1390부터 2250k 온도범위 및 1.5에서 5.3mol/$m^3$ 밀도 범위에서 213.9nm 파장에서의 메틸 라디칼의 흡수 스펙트럼을 측정하여 고찰하였다. 메틸 라디칼을 생성하기 위한 원천 분자로는 azomethane이 사용되었다. 실험 결과 $CH_3 + O_2{\rightarrow}CH_2O + OH$ 반응의 속도상수는 $k_2=1.35{\times}10^{12}\;exp( - 5900 K/T)\;cm^3 mol^{-1}s^{-1}$ 같이 표현할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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