• 제목/요약/키워드: Hydrogen-Ion Concentration

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이차이온질량분석기의 원리와 분석법 동향 (Secondary Ion Mass Spectrometry : Theory and Recent trends)

  • 변미랑;김다영;홍태은
    • 세라미스트
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    • 제22권4호
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    • pp.357-367
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    • 2019
  • Secondary Ion Mass Spectrometry(SIMS) is an analytical method that measures the distribution and concentration of elements or compounds by analyzing the mass of secondary ions released by irradiating ion beams with energy of hundreds eV to 20 keV on the sample surface. Unlike other similar analytical instruments, SIMS directly detect the elemental ions that constitute a sample, allowing you to accurately identify components and obtain concentration information in the depth direction. It is also a great feature for measuring isotopes and analyzing light elements, especially hydrogen. In particular, with the development of materials science, there is an increasing demand for trace concentration analysis and isotope measurements in the micro-regions of various materials. SIMS has a short history compared to other similar methods; nevertheless, SIMS is still advancing in hardware and is expected to contribute to the development of materials science through research and development of advanced analytical techniques.

Hydrogen and Alkali Ion Sensing Properties of Ion Implanted Silicon Nitride Thin Film

  • Park, Gu-Bum
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • 제9권6호
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    • pp.231-236
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    • 2008
  • B, P, and Cs ions were implanted with various parameters into silicon nitride layers prepared by LPCVD. In order to get the maximum impurity concentration at the silicon nitride surface, a high temperature oxide (HTO) buffer layers was deposited prior to the implantation. Alkali ion and pH sensing properties of the layers were investigated with an electrolyte-insulator-silicon (EIS) structure using high frequency capacitance-voltage (HF-CV) measurements. The ion sensing properties of implanted silicon nitrides were compared to those of as-deposited silicon nitride. Band Cs co-implanted silicon nitrides showed a pronounced difference in pH and alkali ion sensing properties compared to those of as-deposited silicon nitride. B or P implanted silicon nitrides in contrast showed similar ion sensitivities like those of as-deposited silicon nitride.

황환원균과 3가철을 이용한 Trichloroethylene의 제거에 관한 연구 (Trichloroethylene Removal Using Sulfate Reducing Bacteria and Ferric Iron)

  • 황기철;민지은;박인선;박재우
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제13권1호
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    • pp.24-31
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    • 2008
  • 혼합균에서 분리 배양한 황환원균에 의해 발생되는 황화수소가 염소계유기오염물질인 트리클로로에틸렌의 환원에 어떠한 영향을 미치는지, 또한 염소계유기오염물질에 대한 환원력이 있다고 알려진 2가철은 황화수소가 존재할 경우 트리클로로에틸렌의 환원과 어떠한 관계에 있는지를 알아보기 위하여 본 실험을 수행하였다. 황환원균에 독성을 나타내지 않는 수준의 트리클로로에틸렌의 농도에서 황화수소 발생 및 트리클로로에틸렌의 분해 실험을 수행한 결과 황산염의 환원으로 발생한 황화수소의 농도는 4.38 mM, 트리클로로에틸렌의 농도는 큰 변화가 없는 것으로 관찰되었으며 이를 통하여 황환원균에 의해 발생되는 황화수소의 농도가 트리클로로에틸렌을 환원시키기에는 부족하다는 것을 알 수 있었다. 그러나 황화수소의 농도가 위 실험에서 발생된 농도보다 100배 정도 높을 경우(438 mM)에는 트리클로로에틸렌에 대한 환원력이 있음을 확인하였다. 대표적인 산화철인 $Fe_2O_3$(3가철)를 첨가하였을 경우, 황환원균의 생장에 따라 황화수소, 2가철 및 트리클로로에틸렌의 농도변화를 관찰하였으며 이를 통하여 황환원균에 의해서 발생된 황화수소가 산화되면서 3가의 산화철을 2가철로 환원시키고 황화수소에 의하여 환원된 2가철이 트리클로로에틸렌을 분해하여 농도를 감소시키는 것을 확인하였다. 위의 실험결과를 바탕으로 낮은 농도의 황화수소는 트리클로로에틸렌의 환원에 영향을 미치지 못하며 다만, 황화수소에 의해 환원된 2가철이 트리클로로에틸렌을 분해시키는 주요한 요인임을 알 수 있었다. 또한 실제 해수중에서 황환원균과 $Fe_2O_3$가 공존할 경우의 트리클로로에틸렌의 제거 효과를 살펴보기 위한 실험을 한 결과 황환원균이 황화수소를 생성하여 트리클로로에틸렌의 제거에 영향을 줄 수 있는 반응들은 황환원균 생장에 필수적인 탄소원의 농도가 확보될 때 가능하다는 결론을 얻을 수 있었다.

물, Dioxane-물 및 Ethanol-물의 混合溶媒에서의 Hydrogen Cupferrate의 酸解離常數의 決定 (Determination of Dissociation Constant of Hydrogen Cupferrate in Water, Dioxane-Water, and Ethanol-Water Solution)

  • 김시중;윤창주;장인순
    • 대한화학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.114-118
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    • 1966
  • The glass electrode was empirically calibrated in dioxane-and ethanol-water mixed solvents, by means of which the pH-meter reading could be converted to stoichiometric hydrogen ion concentration. By the potentiometric titration method, the thermodynamic dissociation constants of hydrogen cupferrate (HCup) with variations of ionic concentration in aqueous solution were determined, and by the extrapolation of the constants the new thermodynamic $pK_a$ value, 3.980${\pm}$0.006, at zero ional concentration was obtained. The thermodynamic dissociation constants of HCup in dioxane-and ethanol-water solution were also potentiometrically determined with the changes in composition of organic solvents at 0.01 and 0.05 of the ionic strength(${mu}$) and 25 $^{\circ}C$. The empirical formula of the constants with mole fraction(n) of the organic solvent are as follow: Dioxane-water solution. $pK_a$= 12.96n + 4.10 at ${\mu}$ = 0.01, n = 0.0228∼0.171 $pK_a$= 12.05n + 4.23 at ${\mu}$ = 0.05, n= 0.0228∼0.171 Ethanol-water solution, $pK_a$= 4.0ln + 4.26 at ${\mu}$= 0.01, n= 0.0395∼0.262 $pK_a$= 3.83n + 4.34 at ${\mu}$= 0.05, n= 0.0395∼0.262

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$NaBH_4$ 수용액 분해 수소 발생용 최적 촉매 개발 (Development of an Catalyst for Hydrolysis of Aqueous Sodium Borohydride Solution)

  • 양태현;;이원용;김창수
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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    • pp.296-298
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    • 2005
  • Hydrogen generation by the hydrolysis of aqueous sodium borohydride $(NaBH_4)$ solutions was studied using IRA-400 anion resin dispersed Pt. Ru catalysts and Lithium Cobalt oxide $(LiCoO_2)$ supported Pt, Ru and PtRu catalysts. The performance of the $LiCoO_2$ supported catalysts is better than the ion exchange resin dispersed catalysts. There is a marked concentration dependence on the performance of the $LiCoO_2$ supported catalysts and the hydrogen generation rate goes down if the borohydride concentration is increased beyond $10\%$. The efficiency of PtRu- $LiCoO_2$ is almost double that of either Ru-$LiCoO_2$ or Pt-$LiCoO_2$ for $NaBH_4$ concentrations up to $10\%$.

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Fenton Reaction을 이용한 Phenanthrene 오염 토양 처리에서 Acetate의 영향 (Influence of Acetate on the Removal of Phenanthrene from Contaminated Soil using Fenton Reaction)

  • 성요셉;박주양
    • 대한환경공학회지
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    • 제31권5호
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    • pp.352-357
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    • 2009
  • 오염토양에 펜톤 반응을 적용함에 있어서 과산화수소의 빠른 소모로 과량의 과산화수소가 요구되어지는 것이 단점으로 지적되고 있다. 이에 본 연구에서는 대표적인 PAHs물질인 phenanthrene으로 오염된 토양 처리를 위해 철의 리간드로 acetate를 사용하여 과산화수소의 안정성 확보를 통하여 공정의 효율을 높이고자 하였다. Acetate는 철의 몰농도에 대비하여 0.5배에서 3배(2${\sim}$12 mM)까지 주입하였고, 과산화수소는 분해 효율에 미치는 영향을 배제하기 위해 낮은 농도인 0.7%를 주입하였다. Acetate가 주입되어 과산화수소의 잔류시간은 최대 50배 이상 증가하였으며, 과산화수소의 안정성이 확보됨에 따라 phenanthrene의 제거율도 70%까지 향상되었다. 반응 중에 철은 2가와 3가로 산화환원을 반복하였고 과산화수소가 모두 분해되는 시점부터 $HO_2^-$에 의해 2가철로 환원이 이루어졌다. 과산화수소의 영향으로 반응중의 pH는 산성영역을 나타냈으며, acetate가 8 mM 이상 주입되었을때 4${\sim}$5범위 내에 머무르는 것을 확인하였다. Fenton reaction에 의해 철의 리간드로 사용된 acetate 역시 분해가 이루어지는 것을 확인할 수 있었으며, phenanthrene의 비해 분해되는 시점이 느린 것으로 나타나 분해되어지는 경쟁관계에서 phenanthrene이 우세한 것으로 판단된다. 이상의 연구결과를 통해 오염 토양처리에 기존 Fenton reaction의 효율성과 경제성을 향상시킬 수 있는 가능성을 확인할 수 있었으며, 중성영역의 pH로 확장된 연구 등을 통해 좀 더 현실적인 공법으로 발전할 수 있으리라 판단된다.

수소 장입된 Zircaloy-4 합금에서의 부식거동 (The Corrosion Behavior of Hydrogen-Charged Zircaloy-4 Alloys)

  • 김선재;김경호;백종혁;최병권;정요환
    • 한국재료학회지
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    • 제8권3호
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    • pp.268-273
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    • 1998
  • Zircaloy-4 합금판재에 230-250ppm의 수소를 장입시키고 $400^{\circ}C$에서 72시간동안 균질하게 수소화물을 형성시킨후 $350^{\circ}C$의 static autoclave를 이용하여 여러 가지 농도의 LiOH 부식용액조건에서 부식시험을 수행하였다. 부식평가는 시간에 따른 무게증가의 변화로서 측정하였고, 시편의 미세구조는 광학현미경과 주사전자현미경을 사용하여 관찰하였다. 부식시험 후 형성된 산화막에서의 H와 Li의 분포를 확인하기 위해 secondary ion mass spectrometry(SIMS)를 이용해 각 원소의 분포를 두께방향에서 측정하였다. 여러 가지 농도의 LiOH 수용액조건에서 Li+ 이온의 용액농도가 30ppm 이상으로 증가하면 합금의 부식은 급격히 가속화되었다. 이것은 $Li^{+}$가 산화막 내의 $Zr^{4+}$ 자리를 치환함에 따라 산소공공이 증가로 산화반응이 증가되고, 이로 인해 형성되는 수소화물의 양이 증가하기 때문이다. LiOH용액조건에서 부식시험 전에 시편 내에 수소를 장입시켜 수소화물을 형성시키면 수소를 장입하지 않은 시편보다 부식이 더 빨리 가속되지만, 시험기간이 길어지면 오히려 수소를 미리 장입시키지 않은 시편의 부식속도가 더 빨라진다. 이것은 부식시험 전에 수소를 시편에 미리 장입을 시키면 이때 형성된 수소화물에 의해 초기에 부식이 빨리 가속되지만 이미 고용도 이상의 수소가 금속 내부에 존재하므로 부식과정 중에 생기는 수소가 금속의 내부로 확산되어 들어오는 것이 억제되어 부식속도가 둔화되는 것으로 생각된다.

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Binding sites for lead ion in staphylococcus epidermidis

  • Kim, Mal-Nam;Sung, Hye-Yoon
    • Journal of Microbiology
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    • 제33권3호
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    • pp.228-233
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    • 1995
  • As S. epidermidis cell was fractionated into cell wall, cell membrane, and cytoplasm, the cell membrane proved to be the most efficient absorbent for lead ion. Utrasonication was effective, when the cells were treated during their exponential growth. The amount of the lead ion adsorbed in cell membrane decreased as hydrogen ion concentration of solution increased. Protein purified from the cell membrane showed higher adsorption capacity for the lead ion than peptidoglycan, teichoic acid from cell wall, or cell membrane lipid. Modification of carboxyl groups in the membrane protein with ethylenediamine and 1-ethyl-3-carbodiimide hydrochloride resulted in a considerable decrease of lead ion adsorption capability, suggesting that the main binding site for lead ion was the carboxyl groups of protein in cell membrane.

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페닐히드라진과 브롬의 반응메카니즘에 관한 연구 (Kinetics Study of the Reaction of Bromine with Phenylhydrazine in Sulfuric Acid Media)

  • Park Byoung Bin;Park Il H.;Kong Young Kun;Choi Q. Won
    • 대한화학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.227-234
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    • 1977
  • 황산산성에서 페닐히드라진과 브롬의 반응을 속도론적으로 검토하였다. 겉보기 2차 반응속도상수는 1M 이하의 황산농도에서는 수소이온 농도에 대략 역비례한다. KBr 첨가의 영향을 검토하여 $Br_2\;및\;Br_3^-$가 반응화학종이고, 이들의 속도상수는 $20^{\circ}C$의 0.01M $H_2SO_4$용액에서 각각 $5{\times}10^5M^{-1},sec^{-1}\;및\;0. 7{\times}10^5M^{-1},sec^{-1}$임을 밝혔다. 2,4-디니트로 페닐히드라진의 브롬과의 반응속도상수는 수소이온 농도에 거의 무관계하며 $Br_2\;및\;Br_3^-$에 대하여 각각 $1.2{\times}10^5M^{-1},sec^{-1}\;및\;2.0{\times}10^4M^{-1},sec^{-1}$이다.

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Peroxynitrite Inactivates Carbonic Anhydrase II by Releasing Active Site Zinc Ion

  • Kim, Young-Mi;Han, Sang-Hwa
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제25권5호
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    • pp.711-714
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    • 2004
  • Peroxynitrite enters erythrocytes through band 3 anion exchanger and oxidizes cytosolic proteins therein. As a protein associated with band 3, carbonic anhydrase II may suffer from peroxynitrite-induced oxidative damages. Esterase activity of carbonic anhydrase II decreased as the concentration of peroxynitrite increased. Neither hydrogen peroxide nor hypochlorite affected the enzyme activity. Inactivation of the enzyme was in parallel with the release of zinc ion, which is a component of the enzyme's active site. SDS-PAGE of peroxynitrite-treated samples showed no indication of fragmentation but non-denaturing PAGE exhibited new bands with lower positive charges. Western analysis demonstrated that nitration of tyrosine residues increased with the peroxynitrite concentration but the sites of nitration could not be determined. Instead MALDI-TOF analysis identified tryptophan-245 as a site of nitration. Such modification of tryptophan residues is responsible for the decrease in tryptophan fluorescence. These results demonstrate that peroxynitrite nitrates tyrosine and tryptophan residues of carbonic anhydrase II without causing fragmentation or dimerization. The peroxynitrite-induced inactivation of the enzyme is primarily due to the release of zinc ion in the enzyme's active site.