• 제목/요약/키워드: 산화/환원거동

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V/TiO2 촉매의 선택적 촉매 환원 반응특성 연구 (Characterization of V/TiO2 Catalysts for Selective Reduction)

  • 이상진;홍성창
    • 공업화학
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    • 제19권5호
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    • pp.512-518
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    • 2008
  • 고정원에서 발생되는 질소산화물을 $V/TiO_2$ 촉매하에서 암모니아를 이용하여 질소로 제거하는 선택적 촉매 환원법에 대하여 연구하였다. 이러한 SCR 공정은 촉매의 성능이 전체 공정의 성능을 좌우한다. 본 연구에서는 $V/TiO_2$ 촉매들의 저온 및 고온에서의 SCR 반응 특성을 조사하고 촉매상에서의 암모니아 거동을 통한 반응물의 흡 탈착 특성을 파악하였다. 실험은 고정층 반응기에서 수행하였으며, 촉매는 7종의 $TiO_2$에 동일한 양의 바나듐을 담지하였다. 실험결과 각각의 $TiO_2$와 바나듐간의 상호작용에 의해 비화학양론적인 바나듐 산화물들이 다르게 생성되기 때문에 $TiO_2$에 따라 다양한 반응활성을 나타내는 것을 확인하였다. 또한 각 촉매에 대하여 각각 최적의 소성온도가 존재하였으며 촉매의 활성도 각각 다르게 나타났다. 또한 촉매의 $NH_3-TPD$ 실험 결과 SCR 활성과 흡착된 $NH_3$의 양과는 직접적으로 일치하지 않았다.

스와넬라균(Shewanella p.)에 의한 용존우라늄 제거 특성 및 방사성폐기물 처분에의 응용 (Removal Characteristics of Dissolved Uranium by Shewanella p. and Application to Radioactive Waste Disposal)

  • 이승엽;백민훈;송준규
    • 자원환경지질
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    • 제42권5호
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    • pp.471-477
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    • 2009
  • 물속에 우라닐이온(${UO_2}^{2+}$) 형태로 존재하는 산화우라늄을 철환원세균인 스와넬라균(Shewanella p.)을 이용하여 제거하는 실험을 수행하였다. 용액상의 우라늄 초기농도는 $50{\mu}M$ 이었으며 미생물과의 반응에 의해 점차 그 농도가 감소하였고, 약 2주 후에 거의 대부분의 우라늄이 제거되었다. 우라늄이 제거된 기작은 대부분 미생물 표면에 대한 흡착, 침전 및 광물화에 의한 것이었다. 투과전자현미경으로 관찰한 결과로는 미생물 표면에 흡착되어 점차 결정화되어가는 우라늄이 큰 광물로 성장하고 여러 미생물개체 및 유기분비물과의 결합을 통해 그 크기가 수 ${\mu}m$ 이상으로 커져가는 것을 확인하였다. 이러한 미생물에 의한 우라늄 광물의 성장 및 결합은 방사성폐기물처분장의 우라늄 거동에 큰 영향을 끼칠 수 있으며, 특별히 본 실험에서 관찰한 생지화학적인 금속환원미생물의 역할에 의해 지하 우라늄의 이동이 상당히 지연되는 효과를 거둘 수 있을 것으로 사료된다.

처분장에서 우라늄 거동 규명을 위한 U(IV)의 제조 및 확인 (Preparation and identification of U(IV) for the investigation of behaviors of uranium in a disposal repository)

  • 김승수;강광철;김정석;정의창;백민훈
    • 분석과학
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    • 제21권2호
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    • pp.143-147
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    • 2008
  • 사용후핵연료를 지하 심부에 처분하였을 경우 예상되는 원자가가 4가인 우라늄(U(IV)) 이온을 제조하여 6가 우라늄(U(VI)) 이온과 분리하였다. U(IV) 이온을 제조하기 위하여 우라닐 용액에 몇 가지 환원제를 첨가하거나 환원제가 들어있는 혼합산으로 우라늄 산화물을 용해하는 시험을 수행하였다. 제조한 용액중 우라늄의 원자가는 Dowex AG 50W-X8 양이온교환수지에 의한 두 이온의 분리 및 레이저 유도 형광 분광광도계로 용액을 측정하여 확인하였다. 그러나 Lichroprep Si60 교환수지를 사용하였을 경우 Pu(IV)와 Pu(VI)의 분리조건으로 U(IV)와 U(VI)가 분리되지 않았다.

NiFe2O4를 이용한 열화학 사이클 H2 제조 (Thermal Behavior of NiFe2O4 for Hydrogen Generation)

  • 한상범;강태범;주오심;정광덕
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제14권4호
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    • pp.298-304
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    • 2003
  • The thermal behavior of $NiFe_2O_4$ prepared by a solid-state reaction was investigated for $H_2$ generation by the thermochemical cycle. The reduction of $NiFe_2O_4$ started from $800^{\circ}C$, and the weight loss was 0.2-0.3 wt% up to $1000^{\circ}C$. In the $H_2O$ decomposition reaction, $H_2$ was generated by oxidation of reduced $NiFe_2O_4$. The crystal structure of $NiFe_2O_4$ maintained during the redox reaction of 5 cycles. From this observation, the lattice oxygen in $NiFe_2O_4$ is released without the structural change during the thermal reduction and oxygen deficient $NiFe_2O_4$ can be restored to the spinel structure of $NiFe_2O_4$.

역전기투석용 이온교환막의 연구동향 및 전망 (Research Trends and Prospects of Reverse Electrodialysis Membranes)

  • 황진표;이창현;정연태
    • 멤브레인
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    • 제27권2호
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    • pp.109-120
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    • 2017
  • 양이온($Na^+$) 및 음이온($Cl^-$)이 각각의 CEM과 AEM을 통해 선택적으로 분리되어 담수로 이동할 때 발생되는 전위차와 산화/환원(redox couple)형 전해질을 포함하고 있는 전극에서 발생하는 전류를 이용하여 전기 에너지로 전환시키는 에너지변환장치이다. RED 시스템의 핵심소재 중 하나인 이온교환막은 높은 출력 밀도를 달성하기 위해 1) 낮은 팽윤거동, 2) 적절한 이온교환능, 3) 높은 이온전도도, 4) 높은 이온선택성을 만족시켜야 한다. 본 논문에서는 이를 만족시키는 소재 및 이온교환막의 연구동향 및 전망에 대해 설명하였다.

염화마그네슘 존재하의 메틸비올로겐-도데실황산나트륨 용액의 전기화학적 연구 (Electrochemical Studies on the Methylviologen-Sodium Dodecyl Sulfate Solution in the Presence of $MgCl_2$)

  • 고영춘;정근호
    • 분석과학
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    • 제11권3호
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    • pp.151-155
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    • 1998
  • 100 mM NaCl+27 mM $MgCl_2$ 용액에서, 도데실황산나트륨 (SDS)의 유무에 따른 1.0 mM 메틸비올로겐 ($MV^{2+}$)의 전기화학적 거동을 연구하였다. ${\Delta}E_p$(산화와 환원 봉우리전위 값의 차이) 대 - log[SDS]로 도시한 그림에서 두 선의 교차점을 임계미셀농도 (CMC)로 결정하였다. $Mg^{2+}$가 첨가되면, 유리탄소전극에 대한 효과적인 $MV{\cdot}^+$의 접근이 가능해지고 미셀형성도 지연되었다.

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소결분위기가 이트리아 안정화 지르코니아 세라믹스의 미세구조 및 등온상전이에 미치는 효과 (Effects of Sintering Atmosphere on the Isothermal Phase Transformation in Yttria-stabilized Zirconia Ceramics)

  • 이종국;강현희;황연;곽효섭;이우선
    • 한국재료학회지
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    • 제7권5호
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    • pp.411-416
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    • 1997
  • 수소 및 산소분위기 하에서 2Y-TZP 및 3Y-PZP 세라믹스를 소결하여 각각 제조한 다음, 각 시편의 미세구조 및 25$0^{\circ}C$에서의 등온상전이 거동을 비교하여 고찰하였다. 그 결과 수소분위기에서 소결한 모든 시편의 표면에서는 Zr$_{4+}$ 이온의 환원에 의해 산화분위기에서 소결한 시편에 비하여 색이 검게 변하였으며, 장시간 소결시 시편 표면에 조대 입자의 생성 및 입계 이완이 관찰되었다. 이에따라 수소분위기 하에서 장시간 소결된 시편의 경우 냉각 시 상전이가 일어나 다량의 단사정상이 상온에서 존재하였다. 저온 aging동안 등온상전이 속도는 산소분위기에서 소결한 시편보다 수소분위기에서 소결한 시편에서 낮게 나타났으며, 이러한 경향은 $Y_{2}$O$_{3}$의 고용량이 크고, 입자크기가 적은 시편일수록 증가하였다. 또한 2Y-TZP 시편에서는 입자크기에 상관없이 대부분의 정방정상이 단사정상으로 빨리 등온상전이를 일으켰으나, 3Y-TZP 시편의 경우, 등온상전이는 입자크기가 증가함에 따라 상전이 속도도 증가하였다.

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칼럼을 이용한 토양에서 As(III)와 As(V)의 흡착 및 탈착에 관한 연구 (A Study on Adsorption and Desorption of As(III) and As(V) on Soil using a Column)

  • 김명진;김태석
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제13권1호
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    • pp.52-59
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    • 2008
  • 흡착은 비소가 토양에 축적되는 주요 과정이다. 그러므로 토양에서 비소종의 흡착 및 탈착 특성을 이해하는 것은 비소종의 거동을 예측하고 토양으로부터 비소를 제거하는 적절한 정화방법을 수립하기 위해 필수적이다. 본 연구에서는 칼럼을 이용하여 토양에서 As(III)와 As(V)의 흡착 및 탈착실험을 수행하였다. As(III)에 대한 실험은 환원환경에서, 그리고 As(V)에 대한 실험은 산화환경에서 실시했다. 실험이 진행되는 동안 대부분의 As(III)는 그 산화상태를 유지하였다. As(III)의 흡착 및 탈착속도는 As(V)보다 빨랐다. 칼럼실험에서 비소종의 흡착 및 탈착반응은 완전히 가역적은 아니었다. 또한 As(V)는 회분식실험에서보다 칼럼실험에서 더 빠르게 토양에 흡착되었다.

LiCl-KCl 고온 용융염 내 UCl3 및 GdCl3의 전기화학적 거동 연구 (Electrochemical Behavior of UCl3 and GdCl3 in LiCl-KCl Molten Salt)

  • 민슬기;배상은;박용준;송규석
    • 전기화학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.276-281
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    • 2009
  • 본 연구는 고온화학공정에 사용할 전기화학적 센서 기술 개발의 사전 연구로서 고온 LiCl-KCl 공융염에 $UCl_3$$GdCl_3$를 녹여 $U^{3+}$$Gd^{3+}$의 전기화학 반응을 조사하였다. $U^{3+}$는 고온 LiCl-KCl 용융염내에서 -0.2V/-0.35 V에서 $U^{4+}$로의 산화/환원반응의, -1.51 V/-1.35 V에서 전착/해리 반응전류의 피크를 나타내었다. $Gd^{3+}$의 경우 -2.15 V에서 전착반응 피크를, -1.9 V에서 산화해리전류 피크를 나타내었다. $U^{3+}$$Gd^{3+}$의 혼합 고온 용융염에서는 $Gd^{3+}$의 전착 피크가 양의 전위로 이동하였다. 일정전류법의 결과는 시간이 지남에 따라 전위값이 일정해졌으며 그 전위값은 전해질 내 반응물의 환원전위값과 일치하였다. 노멀펄스전위법과 직각파전위법은 두 원소의 정성분석을 위한 좋은 전기화학적 방법론임을 보였으며 특히 노멀펄스전위곡선을 미분한 결과는 사용된 다른 방법에 비해 반응전류의 피크분리가 잘 일어났다.

과산화수소가 함유된 저산도 질산용액에서 DEHPA 추출제에 의한 Np의 추출거동 (Extraction Behaviour of Np with DEHPA from the Low Nitric Acid Solution Containing Hydrogen Peroxide)

  • 이일희;양한범;김광욱;임재관;유재형
    • 공업화학
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    • 제7권4호
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    • pp.707-714
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    • 1996
  • 본 연구는 Np의 환원제로 $H_2O_2$가 함유된 1M 이하의 저산도 질산용액으로부터 DEHPA(di-(2-ethyhexyl)phosphoric acid) 추출제에 의한 Np의 추출 및 역추출 조건 설정과 추출속도 향상에 주안점을 두어, 회분식으로 실험을 수행하였다. 저산도 질산용액에서 Np의 산화상태는 주로 Np(V)로 존재하고 있음을 확인하였으며, Np의 추출율은 $H_2O_2$ 농도 및 DEHPA의 농도 증가에 따라 증가하고, 질산농도 증가에 따라 급격히 감소하였다. 제3의 산화/환원제가 첨가되지 않는 경우 추출율은 약 70% 정도로 다소 낮지만, DEHPA에 의해 추출이 가능함을 보았다. 또한 추출속도는 $H_2O_2$ 농도의 0.516 승에 비례하며, 질산농도의 0.483 승에 반비례하고 있는 다음과 같은 식을 얻었다. $d[Np(V)]/dt=-1.391{\times}10^{-2}[H_2O_2]^{0.516}[HNO_3]^{-0.483}[Np(V)]$ 그리고 과산화수소의 첨가 유무에 관계없이, 유기상으로 추출된 Np은 옥살산(oxalic acid)에 의해 효과적으로 역추출되었으며, 0.5M 옥살산으로 약 92% 이상을 역추출하였다.

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