• 제목/요약/키워드: 반응 동력학

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폴리카보네이트 용융중합 초기의 촉매기반 에스터 교환반응 동력학 (Catalyzed Transesterification Kinetics in Early Stage of Polycarbonate Melt Polymerization)

  • 정주연;이지목;홍성권;이진국;정현민;김용석
    • 폴리머
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    • 제39권2호
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    • pp.235-239
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    • 2015
  • 본 연구에서는 디올 단량체로서 바이오 유래 isosorbide 및 bisphenol A가 적용된 폴리카보네이트의 단일 및 공중합체를 얻기 위한 촉매로서 LiOH, $Cu(acac)_2$ 및 n-butyltin hydroxide oxide hydrate를 각각 적용하여 용융중합 초기 단계에서 에스터 교환반응의 동력학 분석을 실시하여 촉매활성도를 비교하였다. 단일 중합의 경우, $Cu(acac)_2$가 가장 큰 촉매활성도를 나타내었으나, 서로 다른 두 가지 디올 단량체가 적용된 용융 공중합의 경우에는 촉매의 적용 메커니즘 및 단량체의 화학구조에 의존하여 LiOH의 촉매활성이 가장 큼을 확인하였다. 이러한 연구결과는 최근 관심이 집중된 바이오 유래 친환경 폴리카보네이트용 촉매선정에 활용 가능함을 제시한다.

과산화수소와 헤모글로빈 촉매에 의한 펜타클로로페놀(PCP) 오염토양 처리에 관한 연구 (A study on the treatment of soil contaminated by pentachlorophenol with hydrogen peroxide and hemoglobin catalytic reaction)

  • 송주완;강구영
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2000년도 추계학술대회
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    • pp.315-319
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    • 2000
  • 400ppm의 pentachlorophenol(PCP) 오염토양을 5$m\ell$ scintillation vial의 multi reactor와 1L 크기의 one reactor를 써서 Hydrogen peroxide와 Hemoglobin 촉매반응에 의해 PCP 분해정도를 조사하였다. 대부분 초기에 반응이 빠르게 진행되므로 time scale을 8시간 이내와 한달여기간동안 살펴보았다. 8시간동안의 PCP 분해정도는 일차함수로 동력학 계수가 -0.0233으로 나타났고, 이때 제거효율은 60.8%이고 one reactor의 경우 30일동안 80%의 제거효율을 보였다. PCP 회수율은 multi reactor의 경우 96.5($\pm$6.7)이고 one reactor(fan scale)의 경우 90.1%였다.

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자체반응열 고온합성법에 의한 $Ti_3AI$ 생상반응의 동력학적 연구 (Studies on the Kinetics for the Formation Reaction $Ti_3AI$ by SHS (Self-propagating High-temperatuer Synthesis) Method)

  • 전광식
    • 한국세라믹학회지
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    • 제35권6호
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    • pp.569-574
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    • 1998
  • 자체의 반응열에 의해 반응이 자발적으로 진행되는 SHS법을 이용하여 $Ti_3AI$ 금속간 화합물의 생성반응에서의 화염대 두계, 반응속도 그리고 겉보기 활성화에너지에 대하여 고찰하였다. 이 반응에서 화염대 두께는 1.4mm이었고, 반응속도는 $0.4g/\textrm{cm}^2{\cdot}sec$이었다. 또한, 반응물의 상대밀도를 조절하여 얻은 실험 data를 이용하여 구한 반응의 겉보기 활성화에너지는 40kJ/mol이었다.

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활성탄에 의한 Disperse Yellow 3 염료의 흡착에 있어서 평형, 동력학 및 열역학적 특성 (Characteristics of Equilibrium, Kinetics and Thermodynamics for Adsorption of Disperse Yellow 3 Dye by Activated Carbon)

  • 이종집
    • 청정기술
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    • 제27권2호
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    • pp.182-189
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    • 2021
  • 입상 활성탄(GAC)에 의한 disperse yellow 3(DY 3) 염료의 흡착을 초기농도, 접촉 시간, 온도 및 pH를 흡착변수로 하는 실험을 통해 등온흡착과 동력학적, 열역학적 파라미터에 대해 조사하였다. pH 변화실험에서 활성탄에 대한 DY 3의 흡착은 산성영역인 pH 3에서 흡착률이 가장 높았다. 이는 양(+)으로 하전된 활성탄 표면과 DY 3의 음이온(OH-) 사이의 정전기적 인력에 기인한 것으로 판단되었다. DY 3의 흡착평형자료로부터 Langmuir 등온흡착식에 가장 잘 맞았으며, 계산된 분리계수(RL) 값으로부터 활성탄이 DY 3을 효과적으로 제거할 수 있다는 것을 알았다. 또한, Temkin 식의 흡착열 관련 상수의 값이 20 J mol-1을 넘지 않아 물리 흡착 공정임을 알 수 있었다. 동력학 실험은 농도별 실험과 온도별 실험 모두 유사 이차 속도식이 오차율 10.72% 이내였다. Weber와 Morris의 입자내 확산 모델의 플로트는 두 단계의 직선으로 나타났다. Stage 2(입자내 확산)의 기울기가 stage 1(경계층 확산)의 기울기보다 작게 나타나 입자 내 확산이 속도지배단계인 것을 확인하였다. 활성탄에 의한 DY 3 흡착의 자유에너지 변화는 298 ~ 318 K에서 모두 음의 값을 나타냈으며, 온도가 증가할수록 자발성이 더 높아졌다. 활성탄에 대한 DY 3의 흡착반응의 엔탈피 변화는 0.65 kJ mol-1 로 흡열반응이었으며, 엔트로피 변화는 2.14 J mol-1 K-1로 양의 값(positive value)을 나타냈다.

활성탄에 의한 Eosin Yellow의 흡착에 대한 평형, 동력학 및 열역학 파라미터에 관한 연구 (Equilibrium Kinetics and Thermodynamic Parameters Studies for Eosin Yellow Adsorption by Activated Carbon)

  • 이종집
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권5호
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    • pp.3319-3326
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    • 2014
  • Eosin yellow는 유용한 염료나 색소로 사용되지만 유해한 독성을 가진 물질이다. 본 연구에서는 활성탄을 사용하여 eosin yellow를 흡착하는데 필요한 흡착평형과 흡착동역학에 대하여 pH, 초기농도, 접촉시간 등을 변수로 하여 조사하였다. 등온흡착평형관계를 검토한 결과 평가된 Langmuir 상수값, $R_L$=0.067-0.083과 Freundlich 상수값 $\frac{1}{n}=0.237-0.267$로부터 활성탄에 의한 eosin yellow의 흡착조작이 적절한 처리방법이 될 수 있음을 알았고, Temkin 상수값, B=1.868-2.855 J/mol과 Dubinin-Radushkevich 식 상수값, E=5.345-5.735 kJ/mol로부터 흡착공정이 물리흡착공정임을 알았다. 흡착공정에 대한 동력학적 해석을 통해 반응속도식의 적용결과는 유사이차반응속도식이 유사일차반응속도식에 비해 일치도가 높은 것으로 나타났으며, 입자내확산식에 의해 흡착공정은 경계층확산과 입자내확산의 2단계로 진행되는 것을 알았다.

펨토 초-테라헤르츠 빔 라인용 펄스 모듈레이터의 설계와 제작 (Fs-THz beam line electron accelerator of pulse modulator design and fabrication)

  • 손윤규;권세진;서재학;장성덕;강흥식;이경태;노성채
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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    • pp.1322-1323
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    • 2008
  • 기존의 펨토 초 레이저를 이용하여 발생시킨 테라 헤르츠 광원의 한계를 극복하기 위하여 대용량의 가속기를 이용한 테라 헤르츠 광원의 발생에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 포항방사광 가속기연구소에서도 펨토 초 테라 헤르츠 빔을 이용한 분광학적인 방법을 사용하여 단백질 접힘과 DNA-단백질 간 상호작용, 화학적, 생물학적인 반응 동력학 등에 관한 연구와 영상 기술개발 등을 할 계획을 가지고 펨토초 테라 헤르츠 빔 라인을 건설 중에 있다. 펨토 초-테라 헤르츠 빔 라인의 마이크로웨이브를 가속하는 장치에 사용되는 전원장치의 설계와 제작 및 시험과정을 외국기술에 의존하지 않고 순수 국내기술로 실현하였다. 본 논문에서는 펄스 모듈레이터의 설계와 실험결과를 보이고자 한다.

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활성탄에 의한 Acid Fuchsin 염료의 흡착에 대한 등온선, 동력학 및 열역학 특성치에 대한 해석 (Analysis on Isotherm, Kinetic and Thermodynamic Properties for Adsorption of Acid Fuchsin Dye by Activated Carbon)

  • 이종집
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제58권3호
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    • pp.458-465
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    • 2020
  • 활성탄에 의한 acid fuchsin (AF) 염료의 흡착에 대한 등온선, 동력학 및 열역학적 특성치를 흡착제의 양, pH, 초기 농도, 접촉시간 및 온도를 변수로 하여 수행하였다. 활성탄을 사용한 AF의 흡착에 대한 pH의 영향은 산성(pH 8)에서 흡착백분율이 높은 욕조 현상을 나타냈다. 등온흡착 데이터는 Freundlich, Langmuir, Dubinin-Radushkevich 등온흡착식에 맞춰 보았다. Freundlich 식이 가장 높은 일치도를 나타냈으며, 흡착메카니즘이 다분자층 흡착임을 알았다. 흡착용량은 온도증가와 함께 증가하였다. Freundlich의 분리계수는 이 흡착공정이 적합한 처리공정임을 나타냈다. Dubinin-Radushkevich 등온흡착식에 의해 평가된 흡착 에너지는 활성탄에 의한 AF의 흡착이 물리 흡착임을 확인시켰다. 흡착동력학은 유사이차반응속도식에 잘 맞았다. 입자내 확산 모델에 의해 흡착점에서의 표면 확산이 율속단계로 평가되었다. 흡착공정의 활성화 에너지와 엔탈피 변화는 각각 21.19 kJ/mol, 23.05 kJ/mol 이었다. Gibbs 자유 에너지 변화는 흡착반응이 온도가 높아질수록 자발성이 더 진다는 것을 알려주었다. 양의 엔트로피는 이공정이 비가역적이라는 것을 나타냈다. 등량 흡착열은 본질덕으로 물리흡착임을 나타냈다.

입상 활성탄에 의한 Murexide의 흡착 평형, 동력학 및 열역학 파라미터에 관한 연구 (Study on Adsorption Equilibrium, Kinetic and Thermodynamic Parameters of Murexide by Activated Carbon)

  • 이종집
    • 청정기술
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    • 제25권1호
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    • pp.56-62
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    • 2019
  • 입상 활성탄에 의한 murexide 흡착의 평형, 동역학 및 열역학 파라미터들에 대해 조사하였다. 실험은 흡착제의 양, 염료의 초기농도, 접촉시간과 온도를 변수로 하여 회분식 실험으로 진행하였다. 등온흡착평형관계는 293 ~ 313 K의 범위에서 Freundlich 식에 가장 잘 적용되었으며, Langmuir 식의 분리계수 $R_L$과 Freundlich 식의 분리계수 ${\beta}$로부터 입상 활성탄에 의한 murexide의 흡착조작이 적절한 처리방법이 될 수 있다는 것을 알았다. 또한 Dubinin- Radushkevich 식에서 얻은 흡착에너지(E)로부터 물리흡착공정임을 알 수 있었다. 흡착공정에 대한 동역학적 해석을 통해 반응속도식의 적용 결과는 유사이차반응식이 유사일차반응식보다 일치도가 높은 것으로 나타났다. Gibbs 자유에너지 변화($-0.1096{\sim}-10.5348kJ\;mol^{-1}$), 엔탈피변화($+151.29kJ\;mol^{-1}$)을 통해 흡착공정이 자발적 공정 및 흡열과정으로 진행되었음을 알 수 있었다. 또한 Gibbs 자유에너지 변화는 온도가 올라갈수록 감소하였기 때문에 입상 활성탄에 의한 murexide의 흡착반응은 온도가 올라갈수록 자발성이 높아졌다. 엔트로피 변화 ($512.4J\;mol^{-1}\;K^{-1}$)는 활성탄에 의한 murexide의 흡착반응이 일어나는 동안 고-액 계면에서 무질서도가 증가함을 나타냈다.

정속가열(定速加熱)조건에서 표준온도상당시간(相當時間)을 이용한 비효소적 갈색화 반응의 동력학 파라미터 추정(推定) (Estimation of Kinetic Parameters of Nonenzymatic Browning Reaction Using Equivalent Time at Reference Temperarture with Linearly Increasing Temperature Profile)

  • 조형용;권윤중;김인규;변유량
    • 한국식품과학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.178-184
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    • 1993
  • 식품의 품질변화에 미치는 온도의 영향을 분석하기 위한 kinetic parameters를 추정하는데 있어서 표준온도 상당시간이 유효함을 밝히기 위하여 비효소적 갈색반응 액체 모델 및 식품시스템을 직선적으로 온도를 증가시키는 조건$(6^{\circ}\;/h)$에서 반응시켰다. 표준온도 상당시간은 $t_E=-{\exp}[-(E_a/R)\;(1/T-1/T_{ref})]$로 정의되며, 임의의 온도 T에서 1일 동안에 일어난 품질변화는 표준온도 $T_{ref}$에서 몇일 동안에 일어난 변화에 상당하는가를 의미한다. 이와 같이 정의되는 표준온도 상당시간을 이용하여 glucose-lysine모델, 여러종류의 아미노산과 당의 액체모델 및 액체 음료 식품시스템의 실험자료로부터 비선형 최소자승법으로 kinetic parameter, n, $k_{ref}$$E_a$를 추정하였다. Glucose와 lysine의 손실속도는 1차 반응, 갈색물질 형성속도는 0차 반응이었다. 추정한 kinetic parameters를 이용하여 computer simulation한 결과 실험값과의 상관계수가 0.96 이상으로 잘 일치하여 $t_E$를 이용한 1단계 비선형 최소자승법으로 kinetic parameters를 효율적으로 정확히 추정할 수 있음을 확인하였다.

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활성탄에 대한 프로피네브 농약의 흡착동력학적 특성 연구 (Study on Adsorption Kinetic Characteristics of Propineb Pesticide on Activated Carbon)

  • 이종집;조정호;김흥태
    • 청정기술
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    • 제17권4호
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    • pp.346-352
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    • 2011
  • 활성탄에 의한 프로피네브 농약의 흡착특성을 초기농도, 접촉시간과 온도를 고려한 회분식 실험을 통해 조사하였다. Langmuir 식과 Freundlich 식을 사용하여 흡착등온선과 상수값을 구하였다. 흡착평형관계는 Freundlich 등온식이 잘 맞았으며, 흡착등온선의 기울기 값으로부터 활성탄에 의한 프로피네브의 효과적인 처리가 가능하다는 것을 알 수 있었다. 유사일차반응속도식과 유사이차반응속도식을 사용하여 동력학적 실험값을 평가한 결과, 유사이차반응속도식이 더 잘 맞았으며, 속도상수 ($k_2$) 값은 프로피네브의 초기농도가 증가할수록 감소하였다. 활성화에너지, 표준엔탈피, 표준엔트로피 및 표준자유에너지를 평가하였는데, 조사된 표준자유에너지값은 298, 308 및 318 K에서 각각 -7.28, -8.27 및 -11.66 kJ/mol로 나타나 흡착공정이 자발적임을 알 수 있었다. 엔탈피변화량은 54.46 kJ/mol 로 양의 값을 나타내어 활성탄에 대한 프로피네브의 흡착이 흡열반응으로 일어난다는 것을 알 수 있었다.