• 제목/요약/키워드: 염기성 용액

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화학약액 추출법에 의한 오염된 흙의 정화 처리법 연구 (Remediation of Contaminated Soil by Aqueous Solution Extraction)

  • 박준범
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제11권4호
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    • pp.87-98
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    • 1995
  • 현장에서 화학약액을 주입하여 탈착을 촉진시킴으로 유기화합물로 오염된 흙을 정화처리하는 방법을 실험실에서 모델링해 보았다. 본 실험에서 UH40이라고 명명된 흙에 페놀(phenol), 애닐린(aniline), 퀴놀린(quinoline), 및 2-낼톨(2-napthol) 등의 유기유해물질을 오염시킨 후, 여러 종류의 화학약액을 사용하여 이 유기물질을 탈착/제거시켜 보았다. 오염물질제거 용액으로는 물, 과산화수소, 산성 및 염기성용액, 그리고 계면활성제를 이용하였다. 현장의 흙의 응력 상태와 약액주입 상황은 삼축압축기를 응용한 투수기(permeameter)로 오염된 흙에 구속음력을 가해주고 등수경사를 유발시켜 약액이 흐르게 함으로써 모델링이 가능하였다. 폐놀과 애닐린은 수산화나트릅과 중성세제에 의해 각각 효과적으로 탈착되었고, 음이온성 세제는 퀴놀린과 2-낼톨의 정화에 효과적이었다.

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화학적 영향을 고려한 토목섬유-지반 접촉면의 동적상대변위 (Dynamic Relative Displacement of Geosynthetic-Soil Interface Considering Chemical Effect)

  • 곽창원;오명학;장동인;박인준
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제32권11호
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    • pp.73-81
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    • 2016
  • 최근 늘어나고 있는 폐기물량에 따라 해상 폐기물 매립장의 건설이 연구되고 있으며, 매립장 내 폐기물의 보강 및 보호 목적으로 토목섬유가 널리 사용되고 있다. 토목섬유는 흙과의 접촉면을 형성하는데 지진시 접촉면에서의 동적 전단 거동이 폐기물 매립장의 지진시 거동 및 안정성을 지배하는 가장 중요한 요소이다. 따라서 접촉면 동적 전단거동 및 동적상대변위 파악이 매우 중요하다. 이러한 접촉면 거동은 주위 환경 및 하중조건에 의해 영향을 받으며 복잡한 응답을 보이므로 이론적 접근이 곤란하다. 본 연구에서는 침출수 내의 산성 및 염기성과 같은 성분이 반복 전단하중 상태에서 지반-토목섬유 접촉면의 동적 상대변위특성에 대하여 실내 시험을 수행하고 그 결과를 분석하였다. 이를 위하여 동적 접촉면 전단 시험기를 이용하여 산성 및 염기성 용액에 840일 장기수침 시료와 60일 단기수침시료에 대하여 반복 단순전단 시험을 수행 하였다. 그 결과 산성 및 염기성 조건 공통적으로 산성일 경우 접촉면의 상대변위가 가장 큰 값을 나타내어 접촉면 손상 정도의 크기가 상대적으로 큰 것으로 나타났다.

질소산화물 제거용 상용 $V_2O_5-WO_3/TiO_2$ SCR 폐 촉매의 재생 효과 고찰 (A Study on the Regeneration Effects of Commercial $V_2O_5-WO_3/TiO_2$ SCR Catalyst for the Reduction of NOx)

  • 박해경
    • 대한환경공학회지
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    • 제27권8호
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    • pp.859-869
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    • 2005
  • 소각장 off gas에 장기간 노출이 되어 활성이 저하된 상용 $V_2O_5-WO_3/TiO_2$ aged 촉매를 물리화학적 방법으로 재생 처리를 수행한 후, 재생 처리에 따른 촉매의 물성 변화를 확인하고 이에 따른 촉매 활성변화를 고찰하였다. 촉매의 특성분석은 XRD(x-ray diffractometer), BET, POROSIMETER, EDX(energy dispersive x-ray spectrometer), ICP(inductively coupled plasma), TGA(thermogravimetric Analyze,), SEM(scanning electron microscopy)등을 이용하여 수행하였고 NOx 전환반응실험은 소각장 off gas를 모사하여 $NH_3$에 의한 SCR 반응을 통해 수행하였다. 본 연구에서 수행된 재생처리 방법 중, 열처리 방법으로 재생처리를 수행 할 경우 fresh 촉매환성의 95% 이상을 회복하였으며, 화학적 재생 처리 방법으로는 산성용액의 경우는 pH가 5인 용액으로 재생 처리된 촉매가, 염기성 용액의 경우는 pH가 12인 용액으로 재생 처리된 촉매가 fresh 촉매활성의 90% 이상의 촉매 활성을 회복 하였다. 촉매 특성 분석 결과, 상기와 같은 방법으로 재생 처리된 촉매의 경우 비표면적은 fresh 촉매의 $85{\sim}95%$ 수준으로 회복 되었으며, aged 촉매 표면에 축적되어 있던 촉매 비활성 물질로 잘 알려진 황(S)이나 칼슘(Ca)등은 최대 99%이상 제거 되었다. Aged 촉매 표면상의 인(P), 크롬(Cr), 아연(Zn) 등과 같은 중금속의 경우는 최대 95% 이상 제거 되었으나 납(Pb)의 경우는 제거율이 $10{\sim}30%$ 수준으로 매우 미흡한 것으로 나타났다.

졸-겔법에 의한 TiO2미분말 합성과 반응메카니즘(II): Titanium n-propoxide의 가수분해 (Synthesis of TiO2 Fine Powder by Sol-Gel Process and Reaction Mechanism(II) : Hydrolysis of Titanium n-Propoxide)

  • 명중재;박진구;정용선;경진범;김호건
    • 공업화학
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    • 제8권5호
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    • pp.777-783
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    • 1997
  • n-propanol 용매내에서 titanium n-propoxide($Ti(O^nPr)_4$)의 가수분해반응에 의하여 $TiO_2$ 미분말을 합성하였고, 가수분해속도를 자외선 분광법에 의하여 측정하였다. 분말합성은 water/alkoxide의 농도비가 약 300정도에서 실시하였으며, 물농도, 반응온도, 반응시간 및 반응용액의 산 염기효과에 의한 합성조건을 조사하였다. 반응은 $Ti(O^nPr)_4$의 농도에 비하여 물농도를 과량으로 하여 유사일차반응으로 진행시켰고, 반응속도상수를 Guggenheim method로 계산하였다. 또한 물의 동위원소효과($D_2O$)를 측정하여 반응에 관여하는 물분자의 촉매성을 확인하였다. 실험결과 중성 및 염기성 용액 조건에서 $TiO_2$미분말이 합성되었고, 미세구조 관찰로부터 $TiO_2$입자는 직경 $0.4-0.7{\mu}m$ 정도의 구형입자로 확인되었으며, 물의 농도와 반응온도가 증가할수록, 반응시간이 감소할수록 입자크기는 작아지는 경향을 보였다. 물의 동위원소효과로부터, 물분자는 nucleophilic catalysis로 작용하고 있으며, 반응속도로부터 전이상태에 참여하는 n-value와 열역학적 파라미터를 계산한 결과, $Ti(O^nPr)_4$의 가수분해반응은 이분자 반응인 associative $S_N2$ mechanism으로 진행하는 것으로 추정되었다.

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한국산 유색미의 주요성분인 Cyanidin 3-glucoside의 수용액에서의 열안정성 (Thermal Stability of the Major Color Component, Cyanidin 3-glucoside, from a Korean Pigmented Rice Variety in Aqueous Solution)

  • 조만호;윤혜현;한태룡
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제39권3호
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    • pp.245-248
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    • 1996
  • 식품첨가물로서의 활용가능성을 검색하기위해, 한국산 유색미(Oryza sutiva var. Suwon 415)의 주요색소인 cyanidin 3-히ucoside의 열안정성과 pH 변화에 따른 UV/Vis 스펙트럼의 변화에 대해 연구하였다. 유색미의 안토시아닌 색소는 산성(pH 2.0)과 염기성(pH 9.0) 완충용액에서 각각 강한 적색과 청색을 나타내었고 열에 의한 색소의 분해반응은 20mM phosphate (PH 2.0)와 20mM CHES (pH 9.0) 완충용액에서 $50{\sim}95^{\circ}C$의 온도범위에서 수행되었다. 색소의 분해정도는 UV/Vis 스펙트럼의 변화를 측정하여 결정하였으며, 350nm (pH 2.0)와, 275, 310, 및 405nm (pH9.0)에서 isosbestic를 나타내었다. 이 결과는 색소분해반응이 1차 반응임을 의미한다. 유색미 안토시아닌은 산성조건에서 매우 안정하였고 염기성조건에서도 비교적 안정하였으며, 반감기는 $70^{\circ}C$에서 각각 50.3h과 0.6h이었다. 색소분해반응의 활성화에너지$(E_a)$와 Arrhenius frequence facto(A)는 pH 2.0에서는 26.9kcal $mol^{-1}$$6.0{\times}10^{11}\;s^{-1}$이었고, pH 9.0에서는 152Kcal $mol^{-1}$$1.4{\times}10^{6}\;s^{-1}$이었다.

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기체투과막을 이용한 암모니아성 질소 회수방안 (Recovery of Ammonia Nitrogen using Gas-permeable Membranes)

  • 이상훈;채상엽
    • 멤브레인
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    • 제32권3호
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    • pp.191-197
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    • 2022
  • 기체투과막 기술을 이용하여 가축분뇨 폐기물 등으로부터 암모니아성 질소를 효과적으로 회수할 수 있다. 이는 폐기물 내 암모니아 기체가 폐기물에 함침된 기체투과막의 미세공극을 투과하여 막반대편에 도달하게 된다. 투과된 암모니아 기체분자는 막 반대편에 존재하는 용액 내 황산 등 산에 의해 포획 및 회수된다. 막 유입부 내 암모니아성 질소 제거 효과를 높이기 위해서는 우선 유입 폐기물 내 pH를 높게 유지해야 하는데 pH 상승에 필요한 염기성 약품 투입비용이 문제가 될 수 있다. 기존 연구에서는 보다 저렴한 소석회 투입하거나 폭기 혹은 질산화억제를 통해 높은 pH를 효과적으로 유지시키는 방안이 거론되고 있다. 한편 암모니아성 질소 회수에 쓰이는 기체투과막의 재질은 적절한 내열성이나 내화학성 이외에도 소수성을 띈다는 특징이 있으며 이를 통해 막기공을 통해 암모니아 기체를 선택적으로 투과시킬 수 있다. 향후 연구에서는 다양한 성상을 가진 현장 폐기물을 이용하여 실증 Test를 수행하고 이를 기반으로 최적 설계/운전 조건 규명 및 경제성 제고 방안을 수립하여야 한다.

나노 형상 조절에 의한 Pd의 전기화학적 특성 (Electrochemical Properties of Pd Nanocrystals by Shape Control)

  • 이영우;한상범;이종민;김지연;고아라;박경원
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.386-388
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    • 2009
  • 차세대 에너지로 연료전지가 각광을 받고 있는 현재, 세계 각국에서는 연료전지의 상용화를 위해 노력하고 있다. 그러나 촉매분야에서 백금계 촉매의 사용량의 문제에 따른 매장량 한계점과 귀금속이라는 문제점이 존재하기 때문에 이에 대하여 대책강구가 필요한 시점이다. 이에 백금 촉매의 활성을 증대하고자 나노 크기의 제어 연구가 진행되고 있다. 또한, 촉매의 구조적인 면에 따라 촉매의 활성이 달라지는 점을 착안하여 백금계의 나노 형상 조절 연구와 백금계 촉매를 대체할 비백금계의 촉매 개발 연구가 활발히 진행되어지고 있다. 이에 본 연구는 백금계 촉매 중 Pd을 polyol process에 의한 나노 형상 조절을 통하여 단위 질량당(or 단위 부피당) 촉매의 활성을 높이고자 하였다. Polyol process에서는 환원제, 계면활성제, 온도, 시간, 기타 첨가제에 따라 나노 형상이 다르게 조절되는데, 이에 계면활성제로 PVP를 사용하고, 반응속도 및 형상조절을 위해 다양한 첨가제를 이용하여 polygonal Pd NPs을 형성하였다. 본 나노 형상 조절에서는 첨가제와 온도가 가장 큰 영향을 미치는 요인으로 착안하여 그에 따른 polygoanl Pd NPs의 사이즈 조절을 통해 전기화학 특성이 차이의 연구에 중점을 두었다. 이에 따라 나노 형상 조절이 된 Pd촉매를 이용하여 상용화된 촉매(Pd/C(XC-72R))에 비하여 전기화학적인 특성의 차이와 Pd 촉매의 촉매적 특성의 효과를 보고자 한다.

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염기성 용액에서 마젠타 아조메틴 색소의 퇴색 반응속도와 메커니즘 (Rates and Mechanism of Fading Reaction of Magenta Azomethine Dye in Basic Solution)

  • 이중호;김정성;김창수
    • 한국환경과학회지
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    • 제14권7호
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    • pp.711-717
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    • 2005
  • A magenta azomethine dye(D) was synthesized from the reaction of 3-methyl-1-phenyl-2-pyrazoline-5-one with N,N-diethyl-1,4-phenylenediamine. The magenta azomethine dye was identified on the basis of elemental analysis, $^{13}C-NMR$, infrared, and GC/MS studies. The magenta azomethine dye was decomposed in a basic solution. Rate constants of the fading reaction of magenta azomethine dye in ethanol-water solvent were measured spectrophoto­metrically at 540 nm. Reaction rate was increased with the increase of $[OH\^{-}]\;and\;[H\_{2}O]$ in the region of $[H_{2}O]=11\~40\;M$. The reaction was governed by the following rate law. -d[D]/dt = $\{k_o\;+\;k_{OH}[OH^-][H_{2O}]\}[D]$ A possible mechanism consistent with the empirical rate law has been proposed.

GaN 기반 광전극을 이용한 광전기화학적 물분해 수소 생산 (Photoelectrochemical (PEC) Water Splitting using GaN-based Photoelectrode)

  • 허지원;배효정;하준석
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.13-20
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    • 2021
  • GaN은 III-V족 화합물 반도체로 밴드갭을 조절하는 것이 가능하고 화학적으로 안정하기 때문에 다른 물질에 비해 산성, 염기성 용액에서 부식이 적다. 또한 GaN의 밴드갭이 물의 산화·환원 준위를 포함하고 있어 외부전압 없이 물 분해가 가능하다는 장점이 있다. 하지만 GaN 자체만으로는 태양광-수소 변환 효율(solar-to-hydrogen conversion efficiency, STH)이 낮아 이를 개선하기 위해 최근 활발한 연구가 이루어지고 있다. 본 총설에서는 GaN을 PEC 물분해의 광전극으로 사용하기 위한 방법들과 연구에 대해 정리하였다.

살충제 buprofezin의 가수분해 반응 메카니즘 (Kinetics and mechanism of hydrolysis of insecticidal buprofezin)

  • 성낙도;유성재;최경섭;권기성
    • 농약과학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.46-52
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    • 1998
  • [ $45^{\circ}C$ ]의 15%(v/v) dioxane 수용액중에서 살충성 buprofezin(IUPAC : tert-butylimino-3-iso-propyl-5-phenylperhydro-1,3,5-thiadiazin-4-one)의 가수분해 반응속도상수와 pka상수(5.60)를 측정하고 pH-효과, 용매효과(m=0.34, n=2.45 및 $1{\gg}m$), 열역학적 활성화 파라미터(pH 4.0, ${\Delta}H^{\neq}$= 11.12 $kcal{\cdot}mol^{-1}$, ${\Delta}S^{\neq}$=-5.0e.u. 및 $E_{act.}$=11.76Kcal), 반응 속도식등의 반응 속도론적 및 생성물분석(1-isopropyl-3-phenyl urea) 등의 비속도론적 실험결과를 얻었다. 이들 자료의 검토로부터 pH 8.0이하의 산성용액에서는 특정($k_{H3O+}$)및 일반 산-촉매반응에 의한 $A-S_{E}2$형 및 A-2(또는 $A_{AC}2$)형 반응, 그리고 pH 9.0이상의 알카리성 용액에서는 일반염기 촉매반응($k_{H2O}$)에 의한 친핵성 첨가-제거 ($Ad_{N}-E$) 반응이 사면체($sp^{3}$) 중간체를 경유하는 궤도-조절 반응으로 진행되는 일련의 가수분해 반응메카니즘을 제안하였다. 또한, Buprofezin은 산성(pH8.0이하)용액보다 염기성(pH8.0이상) 용액중($k=10^{-8}sec.^{-1}$)에서 더욱 안정하였으며 $45^{\circ}C$의 중성(pH 7.0) 수용액 중에서 반감기($t=\frac{1}{2}$)는 약 3개월이었다.

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