• Title/Summary/Keyword: 환원반응성

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Electrochemical Studies of Light Lantanide Complexes (Part 1) (가벼운 란탄족 원소 착물의 전기화학적 연구 (제 1 보))

  • Kang Sam-Woo;Park Chong-Min;Chang Choo-Hawn;Do Lee-Mi;Suh Moo-Yul
    • Journal of the Korean Chemical Society
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    • v.37 no.1
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    • pp.83-91
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    • 1993
  • The eletrochemical behavior of light lanthanide complexes has been investigated by several electrochemical techniques in alkaline solutions. The composition of the complexes was determined by spectrophotometric method to be 1 : 1 and reduction mechanism was two steps 1 electron transfer reaction. The half wave potential of first peak depended on pH and cathodic current showed remarkably adsorptive properties. The results of DC and CV investigation demonstrated the quise-reversible nature of the electron transfer. The anion radical formed after first one electron reduction process, dimerizes to form dimer. The apparent irreversible behavior of the second wave is a result of the existence of a fast protonation following the second electron transfer. An exhaustive electrolysis was carried out at controlled potential of -1.80 V, deep blue color of the solution became progressively weaker, and then the solution became colorless solution. The final product of an exhaustive electrolysis is electro-inactive. The appearance of four steps may be explained by the fact the reduction of Ln-OCP elucidated ECEC mechanism.

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A Chemical Reaction Calculation and a Semi-Empirical Model for the Dynamic Simulation of an Electrolytic Reduction of Spent Oxide Fuels (산화물 사용후핵연료 전해환원 화학 반응 계산 및 동적 모사를 위한 반실험 모델)

  • Park, Byung-Heung;Hur, Jin-Mok;Lee, Han-Soo
    • Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
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    • v.8 no.1
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    • pp.19-32
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    • 2010
  • Electrolytic reduction technology is essential for the purpose of adopting pyroprocessing into spent oxide fuel as an alternative option in a back-end fuel cycle. Spent fuel consists of various metal oxides, and each metal oxide releases an oxygen element depending on its chemical characteristic during the electrolytic reduction process. In the present work, an electrolytic reduction behavior was estimated for voloxidized spent fuel based on the assumption that each metal-oxygen system is independent and behaves as an ideal solid solution. The electrolytic reduction was considered as a combination of a Li recovery and chemical reactions between the metal oxides such as uranium oxide and the produced Li metal. The calculated result revealed that most of the metal oxides were reduced by the process. It was evaluated that a reduced fraction of lanthanide oxides increased with a decreasing $Li_2O$ concentration. However, most of the lanthanides were expected to be stable in their oxide forms. In addition, a semi-empirical model for describing $U_3O_8$ electrolytic reduction behavior was proposed by considering Li diffusion and a chemical reaction between $U_3O_8$ and Li. Experimental data was used to determine model parameters and, then, the model was applied to calculate the reduction yield with time and to estimate the required time for a 99.9% reduction.

Selective Catalytic Reduction of NOx by Urea in a Fluidized Bed Reactor (유동층 반응기에서 우레아에 의한 NO 선택적 촉매 환원)

  • 노선아;정순화;김상돈
    • Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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    • 1999.11a
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    • pp.35-39
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    • 1999
  • 현재 NO제거에 주로 사용되는 환원제로서 NH$_3$가 있는데 이는 NO에 대한 선택도가 우수하기 때문이다. 그러나, NH$_3$는 독성이 강하고 부식성이 있어 저장 및 수송에 많은 비용이 든다는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 SOx/NOx 동시 제거 공정에 효과적으로 알려진 fresh and sulfated CuO/${\gamma}$-A1$_2$O$_3$촉매상에서 독성이 강한 NH$_3$를 대신하는 새로운 환원제로서 urea용액을 이용하여 유동층 반응기에서 SCR을 수행해 보고자 한다.(중략)

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광환원법을 이용한 편극 패턴 된 강유전체 표면에 금속 나노입자의 선택적 성장

  • Park, Yeong-Sik;Kim, Jeong-Hun;Chu, Ben-Ben;Min, Chi-Hong;Yang, U-Cheol
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2011.02a
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    • pp.445-445
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    • 2011
  • 본 연구에서는 편극 패턴된 강유전체 단결정 $LiNbO_3$ 기판에 광화학적 반응에 의해 금속(Au, Ag, Cu)나노입자를 표면에 선택적으로 성장하였다. 강유전체는 자발편극성의 특성을 지니고 있기 때문에 선택적으로 전압을 가하여 편극성의 역전에 의해 표면의 편극성을 선택적으로 패터닝이 가능하다. 본 연구에서는 주기적으로 양의 편극 영역과 음의 편극 영역이 패턴된 $LiNbO_3$ 기판을 사용하였다. 표면의 편극성은 압전소자반응현미경법(PFM)을 이용하여 확인하였으며, 극성은 R-V curve로 확인하였다. 금속입자는 금속입자를 포함하는 용액에 기판을 넣고 자외선을 조사하여 성장시켰다. 성장된 금속입자의 표면 분포 및 분석은 AFM을 이용하여 측정하였다. Ag 입자를 성장시킨 결과, (-z)편극 영역보다 (+z)편극영역에서 보다 많은 금속 나노입자들이 환원반응을 일으켜 나노입자를 형성하였으며, 경계영역 (inversion domain boundary)에 가장 많은 나노구조체가 형성되었다. Au 입자의 경우, (+z)편극영역이 (-z)편극영역의 표면보다 더 많은 입자가 형성되었지만 Ag입자처럼 편극영역의 경계에서 많이 증착되는 경향성은 보이지 않았다. Cu 입자의 경우 광화학반응을 거의 일으키지 않았으며, 편극영역에 따른 증착 경향성도 보이지 않았다. 이와 같은 결과를 증착된 금속 나노입자의 편극에 따른 표면분포를 강유전체 표면 극성에 따른 표면 밴드구조와, 각 입자가 지닌 환원전위와 전자친화도에 관련된 모델로 설명할 것이다.

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Application of Phase-Field Theory to Model Uranium Oxide Reduction Behavior in Electrolytic Reduction Process (전해환원 공정의 우라늄 산화물 환원 거동 모사를 위한 Phase-Field 이론 적용)

  • Park, Byung Heung;Jeong, Sang Mun
    • Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
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    • v.16 no.3
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    • pp.291-299
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    • 2018
  • Under a pyro-processing concept, an electrolytic reduction process has been developed to reduce uranium oxide in molten salt by electrochemical means as a part of spent fuel treatment process development. Accordingly, a model based on electrochemical theory is required to design a reactor for the electrolytic reduction process. In this study, a 1D model based on the phase-field theory, which explains phase separation behaviors was developed to simulate electrolytic reduction of uranium oxide. By adopting parameters for diffusion of oxygen elements in a pellet and electrochemical reaction rate at the surface of the pellet, the model described the behavior of inward reduction well and revealed that the current depends on the internal diffusion of the oxygen element. The model for the electrolytic reduction is expected to be used to determine the optimum conditions for large scale reactor design. It is also expected that the model will be applied to simulate the integration of pyro-processing.

Thermodynamic Analysis of Silicon Reduction Reaction in Arc Furnace (아크로를 이용한 실리콘 환원 반응의 열역학적 해석)

  • Park, Dongho;Kim, Dae-Suk;Lee, Sang-Wook;Moon, Byoungmoon;Yu, Tae U
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2010.06a
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    • pp.70.2-70.2
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    • 2010
  • 고순도 금속규소는 반도체, 태양전지 및 규소화 화합물 등의 원료로 사용되어왔으며, 최근 태양전지 시장 확대로 인해 고순도 금속규소의 수요가 증가하고 있다. 그러나 전량 수입 중인 고순도 금속규소의 수급 안정성과 품질 균일성 등이 문제가 되고 있어, 고순도 생산 공정 및 생산 에너지를 절감 공정에 관한 연구 개발이 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 금속규소의 원료인 규석(SiO2)과 카본(C)의 환원반응을 온도와 압력별로 살펴보고, 평형 상태의 금속규소수율 조건을 알아보았다. 그리고 아크로 내부 위치에 따른 산화/환원 반응식을 고찰하여 주요 반응식의 깁스 자유 에너지를 비교 분석 하였다. 본 해석을 통한 실험용 아크로 제작과 기초실험을 통해 금속 규소 생산 수율 및 순도를 평가하였으며, 생산된 실리콘의 최대 순도는 약 99.8%로 측정되었다.

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Biological reduction of perchlorate containing high salinity (고농도 염을 포함한 퍼클로레이트의 생물학적 환원)

  • Hwang, Jungwon;Park, Doori;Lee, Kanghoon;Yeom, Icktae
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2015.05a
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    • pp.284-284
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    • 2015
  • 본 연구는 퍼클로레이트의 생물학적 환원 과정에 있어서 고농도의 염이 미생물에게 어떤 영향을 미치는지를 다양한 방법을 통해서 알아보고 적절한 모델링 접근을 통하여 최적 환원속도를 위한 반응조 조건 및 설계에 필요한 요소들을 도출하기 위해 수행되었다. 100mL 합성폐수를 포함하는 플라스크를 이용한 실험이 수행되었고, 일정 농도의 퍼클로레이트와 유일 탄소원으로 아세트산나트륨이 사용되었다. 염화나트륨 농도가 $7490{\mu}s/cm$에서 $23700{\mu}s/cm$까지 증가하는 동안 퍼클로레이트의 생물학적 환원 속도는 현저하게 감소하였으며, $32100{\mu}s/cm$ 이상의 염화나트륨 농도에서는 퍼클로레이트가 환원되지 않았다. 동일한 농도의 염화나트륨, 염화암모늄, 염산 및 황산이 포함된 하수에서는 퍼클로레이트의 환원속도가 모두 비슷하였다.

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The Hydrogen Reduction Behavior of MoO3 Powder (MoO3 분말의 수소환원거동)

  • Koo, Won Beom;Yoo, Kyoungkeun;Kim, Hanggoo
    • Resources Recycling
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    • v.31 no.1
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    • pp.29-36
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    • 2022
  • The hydrogen reduction behavior of molybdenum oxides was studied using a horizontal-tube reactor. Reduction was carried out in two stages: MoO3 → MoO2 and MoO2 → Mo. In the first stage, a mixed gas composed of 30 vol% H2 and 70 vol% Ar was selected for the MoO3 reduction because of its highly exothermic reaction. The temperature ranged from 550 to 600 ℃, and the residence time ranged from 30 to 150 min. In the second step, pure H2 gas was used for the MoO2 reduction, and the temperature and residence time ranges were 700-750 ℃ and 30-150 min, respectively. The hydrogen reduction behavior of molybdenum oxides was found to be somewhat different between the two stages. For the first stage, a temperature dependence of the reaction rate was observed, and the best curve fittings were obtained with a surface reaction control mechanism, despite the presence of intermediate oxides under the conditions of this study. Based on this mechanism, the activation energy and pre-exponential were calculated as 85.0 kJ/mol and 9.18 × 107, respectively. In addition, the pore size within a particle increases with the temperature and residence time. In the second stage, a temperature dependence of the reaction rate was also observed; however, the surface reaction control mechanism fit only the early part, which can be ascribed to the degradation of the oxide crystals by a volume change as the MoO2 → Mo phase transformation proceeded in the later part.

Microbial Reduction of Iron Oxides and Removal of TCE using the Iron Reduced by Iron Reducing Bacteria (철 환원 박테리아에 의한 산화철의 환원과 환원된 철을 이용한 TCE 제거에 관한 연구)

  • Shin, Hwa-Young;Park, Jae-Woo
    • Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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    • v.27 no.2
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    • pp.123-129
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    • 2005
  • In situ permeable reactive barrier (PRB) technologies have been proposed to reductively remove organic contaminants from the subsurface environment. The major reactive material, zero valent iron ($Fe^0$), is oxidized to ferrous iron or ferric iron in the barriers, resulting in the decreased reactivity. Iron-reducing bacteria can reduce ferric iron to ferrous iron and iron reduced by these bacteria can be applied to dechlorinate chlorinated organic contaminants. Iron reduction by iron reducing bacteria, Shewanella algae BrY, was observed both in aqueous and solid phase and the enhancement of TCE removal by reduced iron was examined in this study. S. algae BrY preferentially reduced Fe(III) in ferric citrate medium and secondly used Fe(III) on the surface of iron oxides as an electron acceptor. Reduced iron formed reactive materials such as green rust ferrihydrite, and biochemical precipitation. These reactive materials formed by the bacteria can enhance TCE removal rate and removal capacity of the reactive barrier in the field.

Enzymatic Production of Cyclodextrin Homologues Using Membrane Bioreactors (막 생물반응기를 이용한 Cyclodextrin 동족체의 효소적 생산)

  • 홍준기;염경호
    • Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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    • 1998.10a
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    • pp.82-85
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    • 1998
  • 1. 서론 : Cyclodextrin(CD) 동족체(homologues)는 $\alpha$-, $\beta$-, $\gamma$-CD로 구분되며, 이들 각각은 $\alpha$-D-glucopyranose 단위체 6,7, 및 8개가 비환원성 환상구조로 연결된 cyclic maltooligosaccaride의 일종으로 외부는 친수성이고, 내부는 소수성인 공동 구조를 갖고 있다. 따라서 각 CD는 동공의 크기가 달라 다른 크기의 소수성 물질들과 선택적인 포접화합물 (inclusion compound)을 형성하는 특징이 있다. CD 동족체는 전분 분해 효소인 cyclodextrin glycosyltransferase(CGTase)에 의해 전분으로부터 생산되는데, 반응용액 내에서의 CD 동족체 농도가 어느 한계값 이상으로 높아지면 생산물 저해와 다른 환원당으로의 분해 때문에 생산성이 감소하여 이의 효과적 생산에 어려움이 있다. 본 연구는 dead-end 및 cross-flow형 막 생물반응기를 사용하여 CGTase에 의한 전분의 CD 동족체로의 분해반응시 생산물 저해를 억제시켜 생산성을 향상시키고, 동시에 조작조건 변화에 따른 생산물인 CD 동족체의 효과적인 연속분리 가능성을 검토하였다.

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