• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권10호
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• pp.57-62
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• 2011

이 연구는 Methyl tert Btyl Ether(MTBE)의 광촉매반응을 통한 제거시에 다양한 음이온($Cl^-$, $NO_3{^-}$, $HCO_3{^-}$)들의 영향을 통계적 방법을 사용하여 조사하였다. 이 공정은 일반적으로 UV의 존재 하에 수용액상에 생성되는 Hydroxyl radicals(OH라디칼)의 생성에 기초하며, 이러한 라디칼들의 생성은 수용액 상의 무기 음이온들이 OH라디칼과의 반응에 의해 광분해를 방해한다. 이런 무기음이온들의 영향은 반응표면법(RSM)의 한 종류인 혼합물분석(Mixture analysis)를 통해 $Cl^-$, $NO_3{^-}$와 $HCO_3{^-}$의 독립변수들을 수학적으로 표현하였다. 분산분석(Analysis of variance; ANOVA)의 회귀분석항은 유의한 p값(p<0.0001)과 높은 결정계수($R^2$=99.28%, ${R^2}_{adj}$=98.91%)를 나타냈다. 그리고 등고선도(Contour plot)와 반응표면도(Response surface plot)는 $UV/H_2O_2$ 공정에 기초한 MTBE 광분해에 대한 무기 이온들의 영향을 나타내었다. 이 연구의 결과는 MTBE의 광분해에 대해 $Cl^-$와 $HCO_3{^-}$ 이온이 OH라디칼의 생성을 방해하는 것으로 나타났고 이 두 인자에 의한 상호작용이 관찰되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권7호
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• pp.649-655
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• 2010

본 연구에서는 난분해성 물질인 페놀을 초음파와 자외선 광선(UV-C)을 이용하여 분해를 알아본 연구이다. 초음파, 자외선, 그리고 초음파와 자외선의 결합반응에서 주파수, 온도, 용액의 pH, 아르곤 가스 purging, 그리고 자외선 세기의 효과를 조사하였다. 초음파 단독 반응의 경우 pH 4, $5^{\circ}C$, 35kHz에서 360분 동안 30%의 페놀의 최적 분해효율을 보였다. 자외선(UV-C) 단독 반응의 경우 $19.3\;mW/cm^2$의 자외선 세기와 pH 4, $5^{\circ}C$에서 60분에 100%의 페놀 분해 효율을 보였다. 이에 반하여 초음파와 자외선의 결합반응에서는 동일 조건에서 45분 동안 페놀이 모두 제거되었다. 초음파와 자외선의 결합 반응에서 페놀은 자외선 강도가 $7.6\;mW/cm^2$일 때 360분 안에 $19.3\;mW/cm^2$일 때는 45분 안에 완전히 분해되었고, 각각의 분해 속도 상수는 $17.3{\times}10^{-3}\;min^{-1}$와 $138.1{\times}10^{-3}\;min^{-1}$이었다. 페놀의 분해반응에서 OH 라디칼의 scavenger로 작용하는 메탄올을 첨가하는 실험을 한 결과 초음파와 자외선 광선의 조합반응에서 페놀 분해의 주요인자는 OH 라디칼이라는 것을 확인할 수 있었다. 페놀 분해의 반응효율 비교는 초음파 + 광반응 조합반응 > 자외선 광선 단독 반응 > 초음파 단독 반응과 같이 확인되었다.

• 폴리머
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• 제38권3호
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• pp.378-385
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• 2014

초음파를 이용한 수중 반응을 통하여 친수성 고분자인 poly(vinyl alcohol) (PVA)를 다중벽 탄소나노튜브 표면에 개질하였다. 초음파 인가 시 PVA는 라디칼을 지닌 상태로 절단되며 탄소나노튜브는 일반적으로 라디칼 스캐빈저 역할을 하므로 생성된 PVA 라디칼과 반응하여 PVA 사슬이 탄소나노튜브 표면에 그래프트 된다. PVA의 그래프트 반응을 조절하기 위하여 초음파 인가 조건을 300과 500 W로 선택하였으며, 인가 시간은 최대 50분으로 하였다. 탄소나노튜브 표면에 그래프트된 PVA는 FTIR, TGA, SEM, 및 TEM을 통하여 분석하였다. 또한 PVA로 개질된 탄소나노튜브의 분산안정성을 분석하였다. 그래프트된 PVA의 양은 초음파의 인가 출력과 인가 시간에 비례하여 증가하였으며, PVA로 개질된 탄소나노튜브는 물 속에서 매우 안정적인 분산성을 보였다. 이는 복잡한 화학반응 과정없이 초음파를 이용하면 탄소나노튜브를 고분자로 간단히 개질할 수 있음을 보여준다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.445-447
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• 2008

본 연구에서는 다중벽 탄소나노튜브용 표면개질제를 리빙라디칼중합법을 통하여 제조하고, 이를 이용하여 표면개질되고 분산제어된 다중벽탄소나노튜브를 제조하고 염료감응형 태양전지의 대전극 재료로 사용하였다. 우선 리빙라디칼중합법 중 nitroxide mediated polymerization (NMP) 기술을 이용하여 poly(maleic anhydride-co-p-acetoxystyrene)-block-poly(p-acetoxystyrene)를 합성하고, 공중합체중의 maleic anhydride기에 이미드화 반응을 통하여 pyrene기를 도입하였다. 공중합체 중의 p-acetoxystyrene 반복단위들은 가수분해 반응을 통하여 p-hydroxystyrene 반복단위로 변환하였으며, 제조된 공중합체의 구조와 열 특성 등을 GPC, GC, $^1H$-NMR, TGA을 통하여 분석하였다. 제조된 공중합체를 이용하여 다중벽 탄소나노튜브의 표면을 polymer wrapping법으로 처리하였고, 표면개질된 탄소나노튜브의 분산성을 다양한 용매에서 비교분석하였다. 표면이 개질되고 페이스트 내에의 분산성이 향상된 다중벽탄소나노튜브를 염료감응태양전지의 대전극 제조에 응용하였으며, 표면처리 및 분산제어 여부에 따른 제작 특성 및 동작특성 등을 평가하였다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제2권4호
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• pp.330-336
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• 2015

본 논문은 수용액에서 $TiO_2$ 나노입자 (Degussa P25) 광촉매 반응에 의한 비스페놀 A (BPA)의 분해 제거를 연구하였다. 3시간의 광촉매 반응 (자외선 파장 = 365 nm, 자외선 강도 = $3mW\;cm^{-2}$, $TiO_2$ 농도 = $2.0g\;L^{-1}$)에 의하여 98%의 BPA ($1.0{\times}10^{-5}M$)와 89%의 총유기탄소가 제거되었다. 그리고 광분해, 가수분해와 흡착반응에 의한 BPA의 분해 제거는 각각 2%, 5%와 13%로 나타났다. 광촉매 반응에 의한 BPA의 분해 제거는 수산화 라디칼의 소광제인 메탄올의 농도가 증가 할수록 감소하였다. 이것은 BPA와 수산화 라디칼의 반응이 BPA 분해 제거의 주요한 기작이라는 것을 나타낸다. 이 반응의 초기 유사 1차 속도 상수는 $7.94{\times}10^{-4}min^{-1}$로 계산되었으며, BPA 90%를 분해 제거하는 시간은 25분으로 나타났다. 그리고 광촉매 반응에 의한 BPA의 독성 저감을 평가하기 위하여 물벼룩 (Daphnia magna, 생후 24시간 미만)을 이용한 급성독성 시험을 실시하였다. 물벼룩에 대한 BPA의 급성독성 (48시간)은 초기 2.93 TU (독성 단위)였으며, 3시간의 광촉매 반응 후에는 무독성으로 나타났다. 이것은 BPA의 광촉매 반응에서 독성 분해산물이 생성되지 않는 다는 것을 제시한다.

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2003년도 추계학술대회 논문집
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• pp.388-389
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• 2003

Nitrous acid는 태양광선의 존재 하에 광분해 되어 히드록실 라디칼(hydroxyl radical, OH)을 발생시키는 대류권 오존생성 원인 물질이다. 대기화학에 있어서 Nitrous acid의 중요성을 보면, 야간에 농도가 증가된 Nitrous acid는 태양광이 존재하는 아침부터 광분해 (<390nm)로 히드록실 라디칼을 생성하여 오존생성반응을 일어나게 하는 것으로 대기 중 오존의 생성에 중요한 역할을 한다. 반면에 Nitric acid는 reactive nitrogen compounds(즉 NO, NO$_2$ 그리고 $N_2$O$_{5}$)의 주된 최종 생성물질이다. (중략)

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2001년도 추계학술대회 논문집
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• pp.83-84
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• 2001

액적화학은 SO4$^{-2}$ 생성에 중요한 역할을 할 뿐만 아니라 OH와 HO$_2$ 라디칼 생성에도 영향을 미친다. 따라서 기존 기상 광화학반응에 액적화학을 추가하여 산성비 모사를 하여왔다. 그러나 액적화학을 추가하기 위해서는 기액간의 물질전달을 포함하여야 하고 액적화학반응속도와 기상화학반응속도가 크게 다름으로써 수치적 풀이의 어려움이 가중되는 문제가 있다. 따라서 기존 연구에서는 기액간의 평형 및 시간 분리 등의 가정을 사용하여 액적화학 반응 추가에 따른 문제를 해결하여 왔다. 본 논문은 이러한 수치단순화의 정확도를 평가하려 한다. (중략)

• 대한화학회지
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• 제24권1호
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• pp.20-24
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• 1980

Benzologous pyridine계 리간드의 프론티어전자밀도와 pK값을 단순 Huckel 분자궤도함수법을 이용하여 계산하였다. 이들 리간드의 양성자 첨가과정에서 이론적인 pK 값을 구하는 기본식을 유도하였으며, 이 식을 이용하여 계산한 pK값은 실험치와 잘 일치하였으며, 리간드내의 질소원자 위치에 대한 $\pi$ 전자밀도와 사이에는 병행관계가 성립됨을 보여주었다. 또한 리간드의 프론티어전자밀도의 분포로서 친전자적, 친핵적, 라디칼반응에 대하여 각각 조사하였다.

• 대한화학회지
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• 제34권2호
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• pp.136-142
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• 1990

탄화수소류에 대해서 PMO (Pertubation Molecular Orbital) 방법으로 NBMO (Nonbonding Molecular Orbital) 계수를 구하여 안정화에너지 ${\delta}E$를 계산하였다. 그 결과 ${\delta}E$값은 라디칼 반응의 활성화에너지, 결합해리에너지 및 방사선 조사시 생성되는 생성물의 생성확률(G 값)과 좋은 상관성을 보였다.

• 공업화학
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• 제20권6호
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• pp.593-602
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• 2009

오랫동안 슈퍼옥사이드 음이온 라디칼(superoxide anion radical)은 활성산소(reactive oxygen species, ROS) 화학종으로서 물리화학적 기초 연구에서부터 생명과학(혹은 생명공학) 분야에 이르기까지 상당한 관심의 대상이었다. 최근에는 고도산화공정(advanced oxidation processes, AOP, 혹은 advanced oxidation technologies, AOT)을 이용하는 오염물 제어 분야뿐만 아니라 나노물질에 의한 유해성을 평가하는데 있어서 슈퍼옥사이드 음이온 라디칼이 중요한 화학종으로 주목을 받고 있다. 그럼에도 불구하고 슈퍼옥사이드 음이온 라디칼에 대한 명확한 이해가 부족하여 관련 연구자들 사이에서 불필요한 논쟁과 혼동을 일으키고 있으며 슈퍼옥사이드 음이온 라디칼의 물리화학적 성질에 대한 오해를 가중시키고 있다. 이 글에서는 기존 연구에서 행해진 슈퍼옥사이드 음이온 라디칼의 물리화학적 특성 및 그 반응성에 대해 정리하였고 고도산화공정, 나노물질 및 생명공학 분야 등에서 슈퍼옥사이드 음이온 라디칼이 갖는 중요성을 서술하였다.