온도(10, 15, 20, $25^{\circ}C$)와 압력(1, 200, 500, 1000 bar) 변화에 따라 p-치환염화벤조일류$(p-CH_3,\;p-H,\;p-NO_2)$와 퀴놀린 유도체(quinoline, 6-chloroquinoline)의 반응을 아세토니트릴 용매내에서 전기전도도법에 의하여 속도상수$(k_2)$를 구하였다. 이로부터 여러 활성화파라미터-활성화에너지$(Ea,\;{\Delta}V^{\neq},\;{\Delta}H^{\neq},\;{\Delta}S^{\neq}, \;{\Delta}G^{\neq})$를 구하였으며, 또한 Hammett반응상수 ${\rho}_X$와 기질의 치환기 효과에따른 ${\rho}_Y$를 구하였다. 속도상수는 온도와 압력 증가에 따라 증가하였으며, 친핵체인 quinoline과 기질에 전자 받게 치환기$(p-NO_2)$가 치환된 경우 더욱 증가 하였다. 이때 활성화부($({\Delta}V^{\neq})$, 활성화엔트로피$({\Delta}S^{\neq})$는 모두 음의 값으로 나타났으며, 모든 압력 조건에 따라서 친핵체의 치환기 효과 ${\rho}_X$는 음의 값을 ${\rho}_Y$는 양의 값을 나타내었다. 이러한 속도론적인 연구 결과 전반적인 반응은 $S_N2$ 반응메카니즘을 따르며, 압력이 증가함에 따라 결합형성이 진전되어지는 반응 메카니즘으로 진행됨을 알 수 있었다.
Pare, Brijesh;Kaur, Parwinder;Bhagwat, V.W.;Fogliani, Charles
대한화학회지
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제48권2호
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pp.195-202
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2004
미셀 촉매 작용은 이론과 실험 화학 교과내용에서 중요한 부분이다. 산성 용액에서 도데실황산 나트륨(SDS)을 촉매로 한 글리신과 과망가니즈산 칼륨의 반응은 미셀 촉매 작용을 보여주는 반응속도론적 실험으로 적합하며, 고등학교와 대학 학부과정의 물리화학실험에서 사용할 수 있다. 본 연구에서는 이 반응이 계면활성제 존재하에서 반응속도가 빨라지는 것을 관찰하기 위하여 SDS를 넣지 않은 경우와 넣은 경우 모두 실험을 진행하였고, 얻어진 k를 [SDS]에 대하여 도시하였다. SDS의 임계 미셀 농도 이하에서부터 계면활성제에 의한 촉매 효과가 관찰되었는데, 이 선-미셀 촉매 효과는 양의 협동효과에 의한 것임을 알 수 있다. 얻어진 양의 협동지수(n)는 2.37이다. 또한 기질과 산화제의 농도에 따른 반응속도 변화도 논의하였다. 반응은 유사 일차 반응으로 진행되었으며, 글리신과 과망가니즈산 이온의 농도에 각각 일차 반응으로 나타나 전체 반응 차수는 이차 반응이었다. 반응 시간은 3~4시간으로 한 실험 시간에 몇 개의 실험 데이터를 얻을 수 있다. 용액 제조와 실험 과정에 대해서 자세히 기술하였으며, 또한 계면활성제에 의한 촉매 작용의 이론도 논의하였다.
입상 활성탄에 대한 bismarck brown R의 흡착평형, 동력학 및 열역학 파라미터들을 회분식 실험을 통해 살펴보았다. 조작변수로서 초기농도, 접촉시간과 흡착온도의 영향을 조사하였다. 흡착평형자료는 선형회귀법을 사용하여 Langmuir와 Freundlich 흡착등온식에 대한 적합성을 평가하였다. 흡착평형은 Freundlich 흡착등온식이 더 잘 맞았으며, 계산된 분리계수(1/n) 값으로부터 입상 활성탄이 bismarck brown R을 효과적으로 처리할 수 있다는 것을 알 수 있었다. 동력학적 실험으로부터, 흡착공정은 유사이차반응속도식에 잘 맞으며, 속도상수($k_2$) 값은 온도가 증가할수록 증가하였다. 활성화에너지, 엔탈피, 엔트로피 및 Gibbs 자유에너지변화와 같은 열역학 파라미터들은 흡착공정의 특성을 평가하기 위하여 298~318 K의 온도 범위에서 조사하였다. 활성화 에너지의 계산값은 100 mg/L에서 8.73 kJ/mol로 입상 활성탄에 대한 bismarck brown R의 흡착이 물리적 공정임을 나타냈다. Gibbs 자유에너지변화의 음수값(${\Delta}G$ = -2.59~-4.92 kJ/mol)과 엔탈피변화의 양수값(${\Delta}H$ = +26.34 kJ/mol)은 흡착공정이 자발적이며 흡열과정으로 일어난다는 것을 나타냈다.
C. thermosaccharolyticum을 이용하여 xylose, glucose, cellobiose등을 각각 단일기질 및 혼합기질로 배양한 결과는 다음과 같다. 기질의 종류에 관계없이 에탄올의 생산양상은 Leudeking-Piret모델에 따랐으며 q$_{p}$=$\alpha$$\mu$+$\beta$의 식으로 나타낼 수 있었다. 단일당에서의 배양결과 glucose, xylose, cellobiose 각 당에서의 비증식속도는 0.363 h$^{-1}$, 0.242 h$^{-1}$, 0.144 h$^{-1}$로 균의 증식은 glucose를 기질로 사용하였을 때가 가장 좋았다. 에탄올 생산성은 xylose에서 가장 좋았으며, 각 당에서의 에탄올수율은 0.38g ethanol/g xylose, 0.34 g ethanol/g cellobiose, 0.242g ethano1/g glucose 이었다. glucose에서의 배양결과, 배양 12시간이후 균의 자기소화현상이 현저히 일어났으며, 다른 당에서와는 달리 에탄올 생산양상은 $\alpha$값이 음수를 나타내므로써, 균의 생육이 증가하면 오히려 에탄을 비생산속도는 감소하는 경향을 보였다. 서로 다른 당을 혼합하여 기질로 사용할 경우, 각 당의 이용특성은 이들을 단독기질로 배양하였을 때의 소비양상과 유사하여 각 당은 서로 영향을 미치지 않고, 독립적으로 자화되는 것으로 생각된다. 혼합당에서의 기질소비는 glucose, xylose, cellobiose순으로 소비되었으며, 또한 에탄을 생산성은 glucose가 첨가된 경우 glucose 농도가 낮고(5g/l), glucose를 기질로 하여 균이 왕성하게 증식한 상태에서 xylose나 cellobiose를 이용하므로써 glucose만을 단독기질로 배양한 결과보다 좋았다.
The nutritional worth of Phalaris minor seeds was assessed in comparison to conventional cereal grains like maize and wheat. P. minor seeds had higher total ash and cell wall constituents as compared to wheat and maize grains. The CP content of P. minor was comparable to wheat grains but higher than maize grains. The in vitro studies revealed that the net gas production and availability of ME from P. minor was comparable to that of maize but the digestibility of nutrients was significantly (p<0.05) lower than that of conventional cereal grains. The digestion kinetic parameters for DM and CP revealed that P. minor had the highest (p<0.05) soluble fraction (a) followed by wheat and maize. Reverse trend was observed for insoluble but potentially degradable fraction (b). The effective and true DM and CP degradability was significantly (p<0.05) higher in wheat grains followed by that in P. minor and maize grains. The digestibility of OM and NDF was not affected by replacing cereal grains in concentrate mixture with P. minor seeds up to 75 per cent level. But the availability of ME from concentrate mixtures was comparable to control only up to 50% level of replacement. Replacement of cereal grains with P. minor did not affect the rapidly soluble fraction and insoluble but potentially degradable fraction of concentrate mixture containing P. minor up to 75 per cent, but it was depressed significantly at 100% replacement level. The effective and true degradability of DM of concentrate mixtures containing P. minor from 50 to 100 per cent was comparable to that of conventional concentrate mixture (CCM). The wheat based concentrate mixtures showed higher net gas production (208 vs. 201 ml/g DM/24 h), digestibility of nutrients and ME availability (9.64 vs. 9.54 MJ/kg DM) as compared to maize based concentrate mixture. The wheat based concentrate mixture had significantly (p<0.05) higher rumen undegradable fraction and effective degradability. The data conclusively revealed that conventional cereal grains could be replaced with P.minor seeds up to 75 per cent without affecting the availability of nutrients.
본 연구에서는 적효모 X. dendrorhous KCTC 7704로부터 여러 ${\beta}$-ionone 내성 변이균주를 선별하였다. 야생균 KCTC 7704는 ${\beta}$-ionone 0.021 mM 농도에서 생육이 현저히 저하되었지만, NTG처리 후 ${\beta}$-ionone 0.1 mM 농도에서 선별된 변이균주는 ${\beta}$-ionone 0.15 mM에서도 70% 이상의 상대 생육율을 나타내는 매우 강한 ${\beta}$-ionone 내성을 갖고 있었다. 여러 ${\beta}$-ionone 농도에서 선별한 변이균주들을 $20^{\circ}C$에서 4일간 회분식 발효로 배양하여 그 특성을 조사하였다. 선별된 가장 우수한 변이균주는 야생균주보다 카로티노이드 생성능이 2.3배 향상(즉 $1.2{\mu}g$ of total carotenoids per mg of dry cells)되었으며 유기산과 같은 대사산물은 거의 생성하지 않았다. 여러 탄소원 들에 대한 비교 발효특성 연구 결과 과당이나 자당을 사용했을 때봐 비교하여 포도당 배지에서 최종 균체농도 및 총 카로티노이드 생성량이 많았다. 포도당이 제한되는 연속발효(dilution rate $0.04h^{-1}$) 실험을 통하여 pH의 영향을 조사한 결과 균체농도 및 총 카로티노이드 생성은 pH 4.0 조건하에서 최적인 것을 알 수 있었다.
인도네시아 아역청탄인 ABK탄과 중국 갈탄(lignite)과 같은 저급탄에 대한 열분해와 촤-$CO_2$ 가스화반응에 대한 실험을 비등온의 승온 조건에서 열중량분석기(Thermogravimetric analysis, TGA)를 이용하여 수행하였다. 열분해 속도는 2단계, 1차의 열분해 모델(Kissinger 법의 변형)에 의해 잘 모사되었다. 촤의 $CO_2$ 가스화반응은 수축 핵 모델에 적용하여 초기의 활성화 에너지가 ABK탄은 189.1 kJ/mol, lignite는 260.5 kJ/mol의 값을 얻었으며, 수축 핵 모델에 의해 잘 모사되었다. 특히, 촤의 $CO_2$ 가스화반응에서 활성화 에너지는 무연탄의 결과와 유사하였으며, 다른 모델이나 석탄의 종류에 따라 큰 차이를 보였다.
토양으로부터 생전분을 분해하는 세균을 분리하였으며, Bacillus sp.로 동정하였다. 분리한 세균으로부터 생전분 분해효소의 생성을 위한 최적조건을 검토하였다. 세균은 탄소원으로 wheat 및 soluble starch를, 질소원으로 polypeptone을 사용했을 때 최대 효소생성을 얻을 수 있었다. 그리고 탄소원을 0.5, 질소원을 0.5 수준으로 사용했을 때 효소 생성을 극대화 하였다. 그리고 배지의 초기 pH를 6.5, 배양온도를 $35^{\circ}C$로 유지했을 때 효소생성이 높았다. Seepharose CL-6B 젤 여과 및 DEAE-Sephacel 이온교환수지를 사용하여 부분정제한 효소활성의 최적조건은 pH6.5, 온도 $70^{\circ}C$ 였다.
부분적 항상성변이주인 Bacillus megaterium (KFCC 10029)가 생산하는 페니실린 아미다제를 예로하여 강화된 $Ca^{++}$-alginate gel에 의한 포괄방법을 이용하는 효소 고정화 방법을 제시하였다. 발효액으로 부터 celite 흡착법에 의해 효소를 분리한 후 alginate의 gellatin용액에 혼합하고 $Ca^{++}$ 용액에서 응고시키고 glutaraldehyde로 처리하여 성형하였다. 이렇게 하여 얻은 고정화효소의 최적 pH 및 온도는 각각 8.0과 6$0^{\circ}C$였다. Km value 와 6-APA 및 페닐초산에 의한 저해 상수는 각각 2.6mM, 7.4mM, 21.2mM이었다. Gel의 증가된 물리적 강도 때문에 반응조 조작중 흡착효소의 유실을 성공적으로 없앨수 있었다. 관형식 반응조에서의 고정화 효소의 반감기는 4$0^{\circ}C$와 3$0^{\circ}C$에서 각각 6일 및 30일이었으며, 이것은 흡착효소와 비교해 볼 때 6-8배의 증가치이다. 결론적으로 alginate gel 포괄방법에 의한 효소고정화 방법에 있어, 본 연구에서 개발된 개량된 방법을 사용함으로써 고정화효소의 물리적 강도 및 안정도를 크게 증가시킬 수 있었다.
PURPOSES : In this study, a three-dimensional nonlinear finite element analysis (FEA) model for airport concrete pavement was developed using the commercial program ABAQUS. Users can select an analysis method and set the range of input parameters to reflect actual conditions such as environmental loading. METHODS : The geometrical shape of the FEA model was chosen by considering the concrete pavement located in the third-stage construction site of Incheon International Airport. Incompatible eight-node elements were used for the FEA model. Laboratory test results for the concrete specimens fabricated at the construction site were used as material properties of the concrete slab. The material properties of the cement-treated base suggested by the Federal Aviation Administration(FAA) manual were used as those of the lean concrete subbase. In addition, preceding studies and pavement evaluation reports of Incheon International Airport were referred for the material properties of asphalt base and subgrade. The kinetic friction coefficient between the concrete slab and asphalt base acquired from a preceding study was used for the friction coefficient between the layers. A nonlinear temperature gradient according to slab depth was used as an input parameter of environmental loading, and a quasistatic method was used to analyze traffic loading. The average load transfer efficiency obtained from an Heavy falling Weight Deflectomete(HWD) test was converted to a spring constant between adjacent slabs to be used as an input parameter. The reliability of the FEA model developed in this study was verified by comparing its analysis results to those of the FEAFAA model. RESULTS : A series of analyses were performed for environmental loading, traffic loading, and combined loading by using both the model developed in this study and the FEAFAA model under the same conditions. The stresses of the concrete slab obtained by both analysis models were almost the same. An HWD test was simulated and analyzed using the FEA model developed in this study. As a result, the actual deflections at the center, mid-edge, and corner of the slab caused by the HWD loading were similar to those obtained by the analysis. CONCLUSIONS : The FEA model developed in this study was judged to be utilized sufficiently in the prediction of behavior of airport concrete pavement.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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