• Title/Summary/Keyword: 화학적 반응

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1,3-bisdicyanovinylindane 색소를 이용한 선택적 $Hg^{2+}$ 감지 특성

  • Kim, Su-Ho;Kim, Young-Sung;Kim, Sung-Hoon;Son, Young-A
    • Proceedings of the Korean Society of Dyers and Finishers Conference
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    • 2009.11a
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    • pp.19-20
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    • 2009
  • 최근 화학, 물리, 생명과학, 전기, 전자등의 다양한 분야에 활발하게 연구가 이루어지고 있는 초분자 화학은 선택적 분자인지를 위한 효율적인 골격구조와 나아가 다양한 계에 응용할 수 있다. 초분자 화학의 분자인지 과정의 특징은 일반적으로 수용체 (receptor 혹은 host)가 목표가 되는 기질 (substrate, analyte, 혹은 guest)에 대하여 선택적으로 식별하고 반응하는 것이다. 비공유 결합성 상호작용에 의하여 이루어지는 초분자 화학의 분자 인지 과정의 특징은 일반적으로 수용체 (receptor 혹은 host)가 목표가 되는 기질 (substrate, analyte, 혹은 guest)에 대하여 선택적으로 식별하고 반응하는 것이다. 이는 공유결합을 이용하는 분자화학과는 차별화 된 것이다. 수용체는 간단한 구조의 화합물 및 금속 이온들과 같은 기질과 가역적으로 상호 작용할 수 있는 착물을 형성한다. 최근들어 급격한 산업화가 진행되어 환경문제가 심각하게 대두 되어져 왔고, 그 중에서 특히 수은이나 카드뮴에 의한 질병, 납에 의한 중독 등 중금속에 의한 오염이 크게 나타남에도 불구하고, 현재 그러한 중금속을 검출함에 있어 많은 비용과 시간이 드는 문제점이 있다. 또한 우리에게 이로운 금속은 효율적 분석을 통해 환경계와 의료계에 많은 도움을 줄 것으로 사례되므로 화학센서 기술의 개발은 절실히 요구되어지고 있다. 이에 새로운 1,3-bisdicyanovinylindane 을 통해 $Hg^{2+}$ 금속의 감지 여부 알아보고, 그 특성을 파악하고자 한다. 1,3-indandion (2.18g, 14.9mmol), malononitrile (2.95g, 44.7mmol), ethanol 50ml를 20분간 상온에서 용해시킨다. 후에 sodium trihydrate acetate(3.05g)을 첨가한 후 5시간 동안 환류반응 시킨다. 이 과정에서 얻어진 용액을 필터과정을 통하여 에서 합성 반응 중에 생성된 불순물(1,3-dicyanovinylindane-1-one, monocondensation)을 제거한다. 필터과정을 통해 걸러진 미 반응 물질을 제�G 용반응욕액을 증류수(100ml)를 이용하여 희석시키고 난 후 염산을 이용, 산성화 시켜 고체 생성물을 얻어낸다. 이렇게 생성된 고체 생성물은 다시 필터 및 건조를 통하여 회색의 고체 화합물을 얻어낸다. 1,3-bisdicyanovinylindane과 금속이온에 대한 감응도를 확인하기 위하여 metanol/water(1:2)을 용매로 하여 금속이온의 농도를 변화시켜 발색특성을 살펴보았다. 본 색소화합물과 Hg2+에 대한 UV 흡광도 변화 적정결과와 그 화합물의 상태 살펴본 결과 금속이온이 0.2ml씩 더 참가되면서 색의 변화를 뚜렷하게 나타내었다. 반면 그 밖에 이온($Fe^{3+}$, $Ag^{2+}$, $Pd^{2+}$, $Zn^2$, $Fe^{2+}$, $Cu^{2+}$, $Pb^{2+}$)은 UV 흡광도 변화가 적거나 변화 자체가 없었다. 하지만 과량의 $Fe^{3+}$, $Ag^{2+}$, $Pd^{2+}$는 색상 변화를 나타내었으며,이와 같은 흡광도 변화는 금속에 따라 약간의 차이가 있지만, 420nm를 등흡수점으로 하여, 580nm의 파장 영역에 있는 흡수 밴드의 세기는 감소하는 반면 400nm 파장 영역에 있는 흡수 밴드의 세기가 증가하였다. 1,3-bisdicyanovinylindane 화합물은 다양한 생물계 및 환경계에서 요구되는 micro mol에서 milli mol 농도 영역의 $Hg^{2+}$ 이온의 선택적이고 민감한 검출과 정량적인 분석에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

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MTBE Decomposition in a Shell & Tube Type Membrane Reactor Comprising 12-Tungstophosphoric Acid Catalyst and Polyphenylene Oxide Membrane (12-텅스토인산 촉매와 polyphenylene oxide 막으로 구성된 shell & tube 형 막반응기에서 MTBE(methyl tert-butyl ether)분해 반응)

  • 송인규;이화영;김재진
    • Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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    • 1992.10a
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    • pp.43-44
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    • 1992
  • 촉매막반응기란 반응기와 분리막이 동시에 하나의 과정으로 결합된 unit로, 촉매막반응기를 사용할 경우 가역 반응에서 막을 통한 생성물의 선택적 제거는 화학 평형이동을 유발시켜 열역학적으로 얻을수 있는 평형 전환율보다 높은 전환유을 얻을 수 있다. 본 연구는 이러한 촉매막반응기의 성능에 대한 실험적 연구로, 산 촉매하에서 일어나는 MTBE 분해반응을 12-텅스토인산 촉매상에서 수행하였다.

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산화아연-다층 그래핀 양자점을 이용한 전기화학셀

  • Sim, Jae-Ho;Lee, Gyu-Seung;Go, Yo-Han;Yang, Hui-Yeon;Son, Dong-Ik
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2016.02a
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    • pp.321-321
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    • 2016
  • 한경오염의 증가에 따라 광촉매 물질을 이용한 환경 정화의 필요성이 대두되고 있다 [1]. 광촉매와 전기화학셀은 빛을 이용하여 다른 에너지를 생산하는 능력을 가지고 있다. 이 전기화학셀의 성능향상을 위해서는 적절한 밴드갭을 이용한 광흡수의 증가, 전자재결합의 감소, 전기화학적 반응 표면의 증가가 필요하다. 산화 아연은 잘 알려진 n형 산화물 반도체로서 좋은 전기적 특성과 광촉매 성능으로 전기화학셀에 적합한 소재이다. 그러나 산화 아연은 액체 전해물질 상에서 안정성이 좋지 못하다 [2]. 이를 해결하기 위해 단층 그래핀 혹은 풀러렌(C60)을 이용하여 산화아연을 코팅하는 방법을 제안하였는데, 풀러렌을 사용 시 단층 그래핀에 비하여 전기화학셀의 전기화학적 반응은 높았으나 안정성은 더 떨어지는 모습을 보였다 [3]. 본 연구에서는 다층 그래핀을 이용하여 전기화학적 반응도 높고 안정성도 높은 산화아연-다층 그래핀 양자점의 합성 및 이를 이용한 전기화학셀 소자의 특성을 연구하였다. X선 회절법, 라만 분광법, 투과 전자 현미경, 광발광 분광기, 시간-분해성 광발광 분광기를 이용하여 산화아연-다층 그래핀 양자점의 특성을 분석하였고, 이를 이용하여 광양극을 제작하여 전기화학적 특성을 관측하였으며 로다민 B 염료를 이용한 분해 테스트를 통하여 광촉매 성능을 확인하였고 사이클 테스트를 통하여 안정성을 확인하였다.

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First Passage Time between Ends of a Polymer Chain

  • Sung, Jae-Young
    • Journal of the Korean Chemical Society
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    • v.51 no.3
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    • pp.227-231
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    • 2007
  • We improve Wilehemski-Fixmann theory for intrachain reaction dynamics of a polymer chain by taking into account excluded volume effects between reactive groups in the polymerchain. An approximate analytic expression for the intra-chain reaction dynamics is obtained for Gaussian chain model and compared to Brownian dynamics simulation results. The results of the present theory are in a better agreement to Brownian dynamics simulation results than those calculated by previously reported theories.

Physio-chemical and Mineralogical Characterization of the Tailings in the Guryoung Mining Area (구룡광산 광미층의 심도변화에 따른 물리.화학적 및 광물학적 특성)

  • Moon, Yong-Hee;Kim, Jeong-Yeon;Song, Yun-Goo;Moon, Hi-Soo
    • Economic and Environmental Geology
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    • v.41 no.2
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    • pp.183-199
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    • 2008
  • This study is focused on characterization of the physio-chemical and mineralogical properties, investigation of their vertical changes in the tailing profile of the Guryoung mining area, classification of the profile into distinct zones, and condition conceptual model of physio-chemical conditions and phases-water relationships controlling the element behaviors in the tailings. The upper part of the groundwater is characterized by the high contents of $Fe_2O_3$ and $SO_3$ for whole rock analysis, low pH, and the occurrence of jarosite, schwertmannite and Fe-oxyhydroxide as the secondary mineral phases. The tailing profile can be divided into the covering soil, jarosite zone, Fe-sulfate zone, Fe-oxyhydroxide and gypsum-bearing pyrite zone, calcite-bearing pyrite zone, soil zone, and weathered zone on the based of the geochemical and mineralogical characteristics. The profile can be sampled into the oxidized zone and the carbonate-rich primary zone with the dramatic changes in pH and the secondary mineral phases. The conceptual model proposed for the tailing profile can be summarized that the oxidation of pyrite is the most important reaction controlling the changes in pH, the dissolution of the primary silicates and carbonates, the precipitation of secondary mineral phases, acid-neutralizing, and heavy metal behaviors through the profile.

Photochemical Reactions of Aromatic Hydrocarbons in Indoor and Outdoor Smog Chambers (실내/외 스모그 챔버에서 방향족계 탄화수소의 광화학 반응 비교 연구)

  • 안흥순;동종인
    • Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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    • 2002.11a
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    • pp.135-136
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    • 2002
  • 최근 들어, 대도시 지역에서 오존(O$_3$)농도가 환경기준을 초과하는 빈도가 증가함에 따라 대기 중 광화학 대기오염현상과 그에 따른 오존 등 2차 광화학 오염물질에 대해 많은 관심이 집중되고 있다. 이러한 복잡한 대기중의 반응을 이해하고 해석하기 위하여 Smog Chamber를 이용한 대기 중 광화학 반응 연구가 진행 중에 있으며, 국내에서도 연구가 이루어지고 있다 Smog Chamber를 통해 대기 중의 광화학 반응의 세부적인 이해와 수학적 모델에 필요한 화학반응들의 변수를 제공하는 등 포괄적이고 종합적인 연구를 수행할 수 있다. (중략)

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Support vector regression을 응용한 barbaralane의 global potential energy surface 재구성

  • Ryu, Seong-Ok;Choe, Seong-Hwan;Kim, U-Yeon
    • Proceeding of EDISON Challenge
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    • 2014.03a
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    • pp.1-13
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    • 2014
  • Potential Energy Surface(PES)를 양자 계산을 통해 알아내는 것은 화학 반응을 이해하는 데에 큰 도움이 된다. 이를테면 Transition State(TS)의 configuration을 알 수 있고, 따라서 reaction path와 활성화 에너지 값을 예측하여, 진행시키고자 하는 화학반응의 이해를 도울 수 있다. 하지만 PES를 그리기 위해서는 해당 분자의 다양한 configuration에 대한 singlet point energy 계산이 필요하기 때문에, 계산적인 측면에서 많은 비용을 요구한다. 따라서 product와 reactant의 구조와 같은 critical point의 정보를 이용하여 최소한의 configuration을 sampling하여 전체 PES를 재구성하는 기계학습 알고리즘을 개발하여 다차원 PES 상에서의 화학반응의 예측을 가능하게 하고자 한다. 본 연구에서는 Barbaralane의 두 안정화 된 구조의 critical point로 하여 이 주변을 random normal distribution하여, B3LYP/6-31G(d) level의 DFT 계산을 통해 relaxed scanning하여 구조와 에너지를 구하였으며, 이 정보를 Support Vector Regression(SVR) 알고리즘을 적용하여 PES를 재구현하였으며, 반응경로와 TS의 구조 그리고 활성화 에너지를 구하였다. 또한 본 기계학습 알고리즘을 바닥상태에서 일어나는 반응이 아닌, 들뜬 상태와 전자 구조가 변하는 화학반응, avoid crossing, conical intersection과 같은 Non-adiabatic frame에서 일어나는 현상에 적용 가능성을 논하고자 한다.

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Change of Predator Recognition Depends on Exposure of Predation Risk Source in Captive Breed Endangered Freshwater Fish, Microphysogobio rapidus (인공증식된 멸종위기종 여울마자의 포식 위험원 노출에 따른 포식자 인지 변화)

  • Moon-Seong Heo;Min-Ho Jang;Ju-Duk Yoon
    • Korean Journal of Ecology and Environment
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    • v.56 no.4
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    • pp.406-413
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    • 2023
  • Captive breeding and reintroduction are crucial strategies for conserving endangered species populations. However, fish raised in predator-free environments, show a lack of recognition of predationrelated stimuli such as chemical and visual signals. It is critical to recognize chemical signals from injured conspecifics, also known as alarm signals, and the order or shape of predators to indicate the spread of predation risk in the habitat. We conducted a laboratory experiment to determine and adjust the optimal exposure period to induce appropriate anti-predator behavior response to different types of stimuli (Chemical, Visual and Chemical+Visual) for the endangered species Microphysogobio rapidus. Our results demonstrate that predator avoidance behavior varies depending on the types of stimuli and the duration of predation risk exposure. First, the results showed captive-breed M. rapidus show lack of response against conspecific alarm signal (Chemical cue) before the predation risk exposure period and tend to increase response over predation risk exposure time. Second, response to predator (visual cue) tend to peak at 48 hours cumulative exposure, but show dramatic decrease after 72 hours cumulative exposure. Finally, response to the mixed cue (Chemical+visual) tend to peak prior to the predation risk exposure period and show reduced response during subsequent exposure periods. This experiment confirms the lack of responsiveness to conspecific alarm signals in captive-bred M. rapidus and the need for an optimal nature behavior enhancement program prior to release of endangered species. Furthermore, responsiveness to predator visual signal peak at 48 hours cumulative exposure, suggest an optimal predation risk exposure period of up to 48 hours.

An estimation method for stochastic reaction model (확률적 방법에 기반한 화학 반응 모형의 모수 추정 방법)

  • Choi, Boseung
    • Journal of the Korean Data and Information Science Society
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    • v.26 no.4
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    • pp.813-826
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    • 2015
  • This research deals with an estimation method for kinetic reaction model. The kinetic reaction model is a model to explain spread or changing process based on interaction between species on the Biochemical area. This model can be applied to a model for disease spreading as well as a model for system Biology. In the search, we assumed that the spread of species is stochastic and we construct the reaction model based on stochastic movement. We utilized Gillespie algorithm in order to construct likelihood function. We introduced a Bayesian estimation method using Markov chain Monte Carlo methods that produces more stable results. We applied the Bayesian estimation method to the Lotka-Volterra model and gene transcription model and had more stable estimation results.