유해성 유기물을 효과적으로 분해시키는데 이용되는 Ag(II)이온에 의한 전기화학적 매개산화 공정의 한계전류밀도를 예측하기 위하여 질산전해질의 농도, Ag(I) 이온의 농도 및 온도변화에 따른 Ag(I)/Ag(II) 이온쌍의 cyclic voltammogram을 백금전극에서 얻었으며, 피크전류로부터 Ag(I) 이온의 확산계수를 구하였다. Ag(I)/Ag(II) 이온쌍의 산화환원 반응은 물 분해 반응에 의해 크게 영향을 받았으며 백그라운드 보정을 통하여 정확한 피크전류를 측정할 수 있었다. Ag(I) 이온의 확산계수를 질산용액의 점도 및 온도의 함수로 나타냄으로써 전기화학적 매개산화공정의 한계전류밀도를 용이하게 예측할 수 있는 실험식을 제시하였다.
본 연구는 AgX (Ag-함침 X zeolite)에 의해 고방사성해수폐액 (HSW)의 발생초기에 함유되어 있는 고방사성 요오드($^{131}I$)의 흡착, 제거를 목표로 수행하였다. AgX에 의한 I의 흡착 (AgX-I 흡착)은 AgX 내 Ag-함침농도가 증가할수록 증가하며, 함침농도 30wt% 정도가 적당하였다. AgX (Ag-함침 약 30~35wt%)로부터 Ag의 침출농도는 해수폐액에 함유되어 있는 chloride 이온에 의한 AgCl 침전 등으로 증류수보다 덜 침출 (<1 mg/L) 되었다. AgX-I 흡착은 초기 I 농도 0.01~10 mg/L의 경우 m/V(흡착제량/용액부피의 비)=2.5 g/L에서 99% 이상 흡착제거 되어 I의 효율적 제거가 가능함을 알 수 있다. AgX-I 흡착제거는 해수폐액 보다는 증류수에서 수행하는 것이 효과적이고, 온도의 영향은 미미한 것 같으며, 흡착평형등온선은 Languir 보다는 Freundlich 등온선으로 표현하는 것이 양호하였다. 한편 AgX-I 흡착속도는 유사 2차 속도식을 만족하고 있으며, 속도상수 ($k_2$)는 $C_i$ 증가에 따라 감소하고 있지만, m/V 비 및 온도 증가에 따라서는 증가하고 있다. 이때 흡착 활성화에너지는 약 6.3 kJ/mol 로 AgX-I 흡착은 약한 결합형태의 물리적흡착이 지배적일 것으로 보인다. 그리고 열역학적 매개변수를 평가(음수 값의 Gibbs 자유에너지 및 양수 값의 엔탈피)에 의해 AgX-I 흡착이 자발반응(정반응)의 흡열반응이며, 고온에서 반응이 양호함을 나타내었다.
The complexation of co-contaminant mixtures between Ag(I) and polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) molecules (naphthalene, pyrene, and perylene) were investigated to quantify the equilibrium constants of their complexes and elucidate the interactions between Ag(I) and PAH molecules. The apparent solubilities of PAHs in aqueous solutions increased with increasing Ag(I) ion concentration. The values, K$_1$ and K$_2$ of equilibrium constants of complexes of Ag(I)-PAHs, were 2.990 and 0.378, 3.615 and 1.261, and 4.034 and 1.255, for naphthalene, pyrene, and perylene, respectively, The K$_1$and K$_2$ values of PAHs for Ag(I) increased in the order of naphthalene < pyrene < perylene and naphthalene < pyrene ≒ perylene, respectively, indicating that a larger size of PAH molecule is likely to have more a richer concentration of electrons on the plane surfaces which can lead to stronger complexes with the Ag(I) ion. For the species of Ag(I)-PAH complexes, a 1:1 Ag(I) : the aromatic complex, AgAr$\^$+/, was found to be a predominant species over a 2:1 Ag(I) : aromatic complex, Ag$_2$Ar$\^$++/. The PAH molecules with four or more aromatic rings and/or bay regions were observed to have slightly less affinity with the Ag(I) ion than expected, which might result from inhibiting forces such as the spread of aromatic $\pi$ electrons over o wide molecular surface area and the intermolecular electronic repulsion in bay regions.
치아우식증의 원인균으로 알려져 있는 Streptococcus mutans의 여러 균주 중 GS-5균주는 AgI/II 유전자 내에 생기는 nonsense mutation에 의하여 절편의 분비형 AgI/II 단백질을 발현한다. 이러한 사실은 S. nutans GS-5가 독특한 임상 기능을 가질 수 있음을 암시하며, 최근의 보고는 임상적으로 분리된 S. mutans 균주를 이용한 실험 결과에 근거하여 이러한 가능성을 지지한다. 본 연구는 이전의 실험을 통하여 S. mutans의 agI/II 유전자를 확보한 후 재조합 단백질인 N-terminal AgI/II 단백질을 생산하였다. 이 후 하이브리도마를 통하여 1C11A라 명명되는 세포막 단백질 AgI/II에 대한 단항체를 생산하였으며, Western blot과 ELISA를 통하여 이 항체가 AgI/II 단백질에 매우 높은 특이성을 나타냄을 알 수 있었다. 새로이 얻어진 단항체는 AgI/II와 관련된 질환의 기전을 규명하는데 기초 재료가 될 것이다.
$AgI/AgCl/H_2WO_4$ double heterojunctions photocatalyst was prepared via deposition-precipitation followed by ion exchange method. The structure, crystallinity, morphology, chemical content and other physical-chemical properties of the samples are characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive x-ray spectra (EDX), UV-vis diffuse reflectance spectroscopy (DRS), and photoluminescence (PL). The photocatalytic activity of the $AgI/AgCl/H_2WO_4$ was evaluated by degrading methyl orange (MO) under visible light irradiation (${\lambda}$ > 400 nm). The double heterojunctions photocatalyst displayed more efficient photocatalytic activity than pure AgI, AgCl, $H_2WO_4$ and AgCl/$H_2WO_4$. Based on the reactive species and energy band structure, the enhanced photocatalytic activity mechanism of $AgI/AgCl/H_2WO_4$ was discussed in detail. The improved photocatalytic performance of $AgI/AgCl/H_2WO_4$ double heterojunctions could be ascribed to the enhanced interfacial charge transfer and the inhibited recombination of electron-hole pairs, which was in close relation with the $AgI/AgCl/H_2WO_4$ heterojunctions formed between AgI, AgCl and $H_2WO_4$.
Poly(3-methylthiophene) 전도성 막전극을 이용해서 벗김 전압-전류법으로 Ag의 분석 가능성을 연구하였다. 막전극 표면에 존재하는 18-crown-6은 수용액에서 Ag(I)을 착화에 의해서 흡수하고 이 Ag(I)은 제한된 전위 범위의 순환 전압-전류법에 의해서 막전극 속으로 이동하여 유리질 탄소전극에서 산화-환원된다. 따라서 막전극은 Ag(I)의 침투를 용이하게 하기 위해서 적당한 두께의 다공성으로 제조되어야 한다. 이러한 실험 결과를 바탕으로 수용액에서 $5.0{\times}10^{-6}M$의 Ag(I)을 검출할 수 있었다.
새로운 전지의 개발을 위하여$ AgI-Ag_8S_3SO_4$system들을 만들어 이에 대한 전기전도도 측정, 상 연구 및 그 구조를 조사하였다. X-ray powder diffraction method로 20mole% $ Ag_8S_3SO_4$-AgI system의 구조가 단사정계임을 규명하였고 DTA method로 단일상을 이룸을 확인하였다. 4-probe method를 적용시켜 전기전도도를 측정한 결과 20mole% $ Ag_8S_3SO_4$-AgI system이 순수한 $ Ag^+ $이온성 couduct임을 밝힐 수가 있었다.
Ag+ 이온과 Ca2+ 이온으로 교환하고 진공 탈수한 제올라이트 A에 요오드를 흡착한 결정 구조(a=12.174(3)Å)를 21℃에서 입방공간군 Pm3m을 사용하여 단결정 X-선 회절법으로 구조를 해석하였다. 결정은 AgNO3와 Ca(NO3)2의 몰비를 1:150으로 하고 농도를 0.05 M로 한 혼합용액을 사용해 흐름법으로 3일간 이온교환한 후 360℃에서 2×10-6 Torr하에서 2일간 진공탈수한 후 80℃에서 14.3 Torr의 요오드 증기로 24시간 처리하였다. 결정구조는 Full-matrix 정밀화 계산에서 I > 3σ(I)인 122개의 독립 반사를 사용하여 최종 오차 지수 R1=0.082, R2=0.068까지 정밀화시켰다. 본 결정 구조에는 단위세포당 결정학적으로 세 가지의 다른 종류의 양이온 즉 2개의 Ag+ 이온, 1.1 개의 Ag+ 이온 그리고 4.45개의 Ca2+이온이 6-링의 산소와 결합하면서 각각 서로 다른 3회 회전축 상에 위치하고 있었다. 2.0개의 Ag+ 이온이 3개의 산소로 만들어지는 (111) 평면으로부터 큰 동공쪽으로 1.399(4)Å 떨어져 위치하고 있었다. 또 다른 1.1 개의 Ag+이온은 반대쪽에서 발견되었다. 여섯 분자의 요오드 분자가 흡착되었다. 각 요오드 분자는 골조 산소와 전하이동 착물을 형성하였다. (O-I=3.43(2)Å, I-I=2.92Å, I-I-O;166.1(3)°). 이중 2개의 요오드 분자는 각각 하나의 Ag+ 이온과 매우 가깝게 결합하고 있음을 알 수 있었다(Ag-I;2.73Å).
AgI(80 mol%)를 기질로 하여 AgBr 15 mol% + CuI 5mol%, AgBr 10 mol% + CuI 10mol%, AgBr 5 mol% + CuI 5mol%의 계를 제조하여 이들의 이온 전도성을 상온에서 200$^{\circ}C$까지 임피던스분석기(impedance analyzer)를 이용하여 측정한다. 이 온도영역에서 활성화에너지는 0.6∼0.7 eV를 얻을 수 있었으며, 5 mol% AgBr계의 이온 전도성이 가장 컸으며 활성화에너지는 가장 작음을 보였다.
$Ag^+$ 이온으로 완전히 치환되고 탈수된 두개의 제올라이트 X의 구조(a=24.922${\AA}$, a=24.901(1)${\AA}$)를 21$^{\circ}C$에서 입방공간군 Fd3을 사용하여 단결정 X-선 회절법으로 해석하고 구조를 정밀화하였다. 결정은 $AgNO_3$의 수용액을 사용하여 3일간 흐름법으로 이온 교환하였다. 첫번째 결정은 300$^{\circ}C$에서 $2{\times}10^{-6$torr하에서 2일간 진공 탈수하였다. 두번째 결정은 350$^{\circ}C$에서 진공 탈수하였다. 첫번째 구조는 Full-matrix 최소자승법 정밀화 계산에서 I>3${\sigma}$(I)인 227개의 독립 반사를 사용하여 최종 오차 인자를 $R_1=0.095,\;R_2=0.092$까지 정밀화 계산하였고, 두번째 구조는 334개의 독립 반사를 사용하여 $R_1=0.096,\;R_2=0.087$까지 정밀화시켰다. 첫번째 결정에서 Ag는 서로 다른 5개의 결정학적 자리에 위치하였다. 16개의 $Ag^-$이온은 D6R의 중심에 있는 자리 I를 채우면서 위치하고, 32개의 Ag원자는 D6R의 맞은편에 있는 소다라이트 공동에 있는 자리 I'에 위치하였고, 17개의 $Ag^+$ 이온은 큰 공동에 있는 6-산소 링에서 소다라이트 공동 내의 32-중축을 가진 II'에 위치하고, 15개의 $Ag^+$ 이온은 큰 공동에 32-중축을 가진 II에 위치하고, 나마지 12개의 $Ag^+$이온은 2중축을 약간 벗어난 큰 공동에 있는 III'에 위치하였다. 두번째 결정에서 모든 Ag종은 첫번째 결정과 유사한 자리에 있었다. 자리 I에 16개, 자리 I'에 28개, 자리 II에 16개, 자리 II'에 16개, 자리 III에 6개 또 다른 III'에 6개 모두 88개의 Ag종이 위치하였고 4개의 Ag원자는 탈수중에 골조 밖으로 이동하였다. 이들 결정에서 Ag원자는 소다라이트 공동의 중심에서 사면체의 $Ag_4$ 클라스터를 형성하였다. 이 클라스터는 2개의 $Ag^+$이온과 배위하여 안정화 된다. 클라스터에서 Ag-Ag 거리는 약 3.05.angs.이고 은금속에서 Ag-Ag 거리인 2.89.angs.보다 약간 길었다. 소다라이트 공동에 위치한 자리II에서 적어도 2개의 6-링에 위치한 $Ag^+$이온은 클라스터에 반드시 배위하며, 뒤틀린 팔면체 은 클라스터인($Ag_6)^{2+}$)로 존재한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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