• 제목/요약/키워드: Oxidation Kinetic

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NiFeOx co-catalyzed BiVO4 photoanode for improved photoelectrochemical water splitting

  • Kim, Jin Hyun;Kang, Hyun Joon;Magesh, Ganesan;Lee, Jae Sung
    • Rapid Communication in Photoscience
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    • 제3권2호
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    • pp.35-37
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    • 2014
  • PEC (photoelectrochemical) water splitting for $O_2/H_2$ production is one of the promising but difficult way to utilize solar energy. Among photocatalytic materials for PEC water oxidation, $BiVO_4$ (Eg = 2.4 eV) has been recently intensively studied since it has various advantageous properties. But its maximum efficiency has not been realized owing to kinetic factors - slow water oxidation at surface & insufficient stability. These problems can be simultaneously solved by application of oxygen evolution catalyst (OEC) such as $CoO_x$, Co-Pi, $IrO_x$ etc. Herein we report the first successful application of $NiFeO_x$ OEC on $BiVO_4$, showing good performance compared to other effective OEC applied on $BiVO_4$ under basic conditions. The enhanced activity of OEC loaded $BiVO_4$ has been supported by the surface charge separation efficiency and electrochemical impedance studies.

가열산화중인 콩기름에서의 하이드로퍼로키사이드(hydroperoxide)의 분해기구 (A Mechanism for the Hydroperoxide Decomposition in a Soybean oil during Thermal Oxidation)

  • 신애자;김동훈
    • 한국식품과학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.71-74
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    • 1985
  • 식용 콩기름의 가열산화과정 초기에 형성되는 가장 중요한 중간생성체인 하이드로퍼로키사이드(hydroperoxide)의 생성기구대신 분해기구의 한 모델을 설정하였다. $100^{\circ}C,\;120^{\circ}C,\;150^{\circ}C$$180^{\circ}C$에서 120 ml/min의 공기주입하에 가열산화된 콩기름시료의 하이드로퍼로키사이드외 분해속도를 실험을 통하여 측정하고 위의 분해기구에 적용하여 분석, 검토하였다. 이상의 분석결과 하이드로퍼로키사이드 분해반응의 반응속도차수는 1차적이었음을 알 수 있었다. 또한 이상의 분해속도 측청치에서 산출한 하이드로퍼로키사이드의 해리에너지는 15.876 Kcal/g mol이었다.

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Polypyrrole-Glucose Oxidase 효소전극의 배위자 크기에 따른 전기화학적 특성 (Electrochemical Properties of Polypyrrole-Glucose Oxidase Enzyme Electrode with Different Dopants)

  • 김현철;구할본
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제15권2호
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    • pp.141-146
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    • 2002
  • We synthesized polypyrrole (PPy) by electrolysis of the pyrrole monomer solution containing support electrolyte, KCl and/or p-toluene sulfonic acid sodium salt (p-TS). The electrochemical behavior, was investigated using cyclic voltammetry and AC impedance. In the case of using electrolyte p-TS, the oxidation potential of the PPy was about -02 V vs Ag/AgCl reference electrode, while the potential was about 0 V for using electrolyte KCl. The falloff of the oxidation potential gave a sign of an improvement in the electron hopoing mechanism on the backbone. The AC impedance plot gave a hint of betterment of mass transport. PPy doped with p-TS improved in mass transport or diffusion. That was because the PPy doped with p-TS was more porous than PPy with KCl. We attained an effect of good kinetic parameters, in the case of PP-GOx enzyme electrodes doped with p-TS, which were determined by 58 mmol dm$\^$-3/ for apparent Michaelis constant and by 581 ㎂ for maximum current respectively.

과망간산을 이용한 지하수내 TCE 분해의 동력학적 해석 (Oxidative Degradation Kinetics of Trichloroethylene in Groundwater by Permanganate)

  • 양승관;고석오
    • 대한환경공학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.397-401
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    • 2006
  • 본 연구에서는 지하수내의 TCE 오염물질을 과망간산을 이용하여 산화분해할 경우의 반응율에 대하여 평가하였다. 또한 최적의 산화제 주입량 결정을 위하여 TCE뿐만 아니라 지하수 대수층 물질에 의한 과망간산의 소모율에 대한 실험을 수행하였다. 대수층 물질이 없는 경우에 과망간산에 의한 TCE의 분해는 효과적으로 이루어졌으며 500 mg/L의 과망간산 농도에서 $k_{obs}=5.24{\times}10^{-3}s^{-1}$의 유사 1차반응계수를 얻었다. TCE와 과망간산에 대하여 각각 1차반응, 전체적으로는 2차반응을 나타내었다. 이때의 반응계수는 $k=0.65{\pm}0.08M^{-1}s^{-1}$였다. 반면 대수층 물질 자체는 산화제인 과망간산과 활발한 반응을 하여 상당한 소모효과를 나타내었으며 이는 대수층 물질내에 존재하는 금속산화물에 의한 것이라 판단된다.

철 및 망간 산화물로 코팅된 입자활성탄을 이용한 수용액 중 As(III) 및 As(V)의 제거 (Removal of As(III) and As(V) in Aqueous Phases by Fe and Mn Oxides Coated Granular Activated Carbon)

  • 이희용;양중석;최재영;이승목
    • 대한환경공학회지
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    • 제31권8호
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    • pp.619-626
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    • 2009
  • 본 연구에서는 수용액상의 비소를 산화 및 흡착기작을 이용하여 제거하기 위해서 철과 망간 산화물로 코팅된 입자 활성탄 (FMOCG)을 제조하고, 이의 표면특성 및 회분식 실험을 통하여 비소제거 특성을 규명하였다. 회분식 실험에서는 네 가지 코팅매질의 비소 산화 및 흡착 동역학, pH 영향, 등온흡착실험을 실시하였다. 코팅매질의 철과 망간 함량은 FMOCG-1(178.12 Fe mg/g, 11.25 Mn mg/g)가 비교적 많은 것으로 나타났다. 비소흡착 동역학을 통하여 As(III)의 경우 산화 및 흡착을 통하여 제거됨을 확인하였다. pH 영향실험 결과 pH가 낮을수록 비소의 제거율이 높아지는 것으로 나타났다. 등온흡착실험 결과는 Langmuir isotherm에 잘 적용되었으며 As(III)보다 As(V)의 흡착량이 약간 높았으며, 최대 흡착량은 1.38~8.44 mg As(III)/g과 2.91~9.63 mg As(V)/g이었다.

석탄점화온도의 직접적인 측정에 의한 촤산화 반응율 도출에 대한 연구 (A Study on Char Oxidation Kinetics by Direct Measurement of Coal Ignition Temperature)

  • 권종서;김량균;송주헌;장영준;전충환
    • 에너지공학
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    • 제20권4호
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    • pp.346-352
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    • 2011
  • 본 연구의 목적은 한국화력발전소에서 사용되는 석탄의 촤 산화반응율을 연구하는 것이다. 석탄촤 산화반응율은 입자의 점화온도에 근거한 Semenov의 열착화이론을 활용하여 도출하였다. 석탄촤의 입자를 열전대를 통해 직접 가열 및 온도 측정을 할 수 있으며, 광각기 센서를 통해 석탄촤점화시 발생되는 빛의 강도를 계측함으로써 점화시점을 결정 할 수 있는 실험장치를 제안 하였다. 아역청탄인 Wira와 역청탄인 Yakutugol의 석탄촤 점화온도는 입자 직경의 변화에 따라 측정을했으며, 입자의 직경이 커질수록 석탄촤 점화온도는 상승하였다. 입자 직경에 따른 석탄촤 점화온도의 결과를 통해 활성화에너지 및 빈도인자를 도출하였다. 본 연구를 통해 도출한 석탄촤 산화반응율 값을 기존의 연구 데이터와 비교한 결과 유사함도 확인할 수 있었다.

알칼리성 용매에서 과망간에 의한 세프포독심 프록세틸의 산화의 분광광도법적 조사: 속도론적 연구 (Spectrophotometric Investigation of Oxidation of Cefpodoxime Proxetil by Permanganate in Alkaline Medium: A Kinetic Study)

  • Khan, Aftab Aslam Parwaz;Mohd, Ayaz;Bano, Shaista;Siddiqi, K. S.
    • 대한화학회지
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    • 제53권6호
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    • pp.709-716
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    • 2009
  • 일정한 이온 세기의 알칼리 용액에서 과망간산에 의한 프포독심 프록세틸(Cefpodoxime Proxetil) 의 산화의 속도론적 경로가 분광광도법적으로 연구되었다. 그 반응은 과망간산 이온 농도에서 일차 속도론적으로 나타났으며, 프포독심 산과 알칼리 농도에서 단일 이하의 차수를 나타내었다. 용매의 이온 세기가 증가함에 따라 속도도 증가하였다. 산화 반응은 프포독심 산과 함께 복합체를 형성하는 알칼리-과망간산 종들을 통하여 진행된다. 반응물을 만들기 위해서 프포독심 산의 자유 라디칼과 과망간산의 다른 분자 사이의 빠른 반응에 이어서 다음 분해가 천천히 진행된다. 다양한 온도에서 반응의 조사는 제안하는 메커니즘의 느린 단계를 고려한 활성화 변수들의 결정할 수 있게 하고 일차 속도론을 따른다. 제안하는 메커니즘과 유도된 속도 법칙들은 관찰된 속도들과 일치하였다.

Dimethyl methylphosphonate(DMMP)의 초임계수 산화반응 (Supercritical water oxidation of Dimethyl methylphosphonate(DMMP))

  • 이해완;류삼곤;이종철;홍대식
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제44권6호
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    • pp.636-643
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    • 2006
  • 연속식 SCWO 반응기를 이용하여 DMMP의 초임계수 산화반응을 반응온도 $440{\sim}540^{\circ}C$, 반응압력 242 bar, 체류시간 10~26 초, 과잉산소량 -40~200%의 조건 하에서 수행하였다. 반응온도 $540^{\circ}C$에서 DMMP 분해율은 99.7% 이상으로 높았으며, DMMP의 농도가 증가함에 따라 DMMP 분해율은 증가하였다. 산화제 농도 변화에 따른 분해율은 양론비 이하에서는 현저하게 영향을 받았으나, 양론비 이상에서는 큰 차이가 없었다. DMMP 분해율이 85% 이상인 30개의 실험결과로부터 DMMP의 초임계수 산화반응 속도식을 도출하였다. Pre-exponential factor는 $(1.10{\pm}0.76){\times}10^6$, 반응 활성화에너지는 $90.66{\pm}3.87kJ/mol$, DMMP와 산소에 대한 반응차수는 각각 $1.02{\pm}0.03$, $0.32{\pm}0.03$로 모델에 의한 예측값과 실험값은 잘 일치하였다.

The Roles of Peroxiredoxin and Thioredoxin in Hydrogen Peroxide Sensing and in Signal Transduction

  • Netto, Luis E.S.;Antunes, Fernando
    • Molecules and Cells
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    • 제39권1호
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    • pp.65-71
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    • 2016
  • A challenge in the redox field is the elucidation of the molecular mechanisms, by which $H_2O_2$ mediates signal transduction in cells. This is relevant since redox pathways are disturbed in some pathologies. The transcription factor OxyR is the $H_2O_2$ sensor in bacteria, whereas Cys-based peroxidases are involved in the perception of this oxidant in eukaryotic cells. Three possible mechanisms may be involved in $H_2O_2$ signaling that are not mutually exclusive. In the simplest pathway, $H_2O_2$ signals through direct oxidation of the signaling protein, such as a phosphatase or a transcription factor. Although signaling proteins are frequently observed in the oxidized state in biological systems, in most cases their direct oxidation by $H_2O_2$ is too slow ($10^1M^{-1}s^{-1}$ range) to outcompete Cys-based peroxidases and glutathione. In some particular cellular compartments (such as vicinity of NADPH oxidases), it is possible that a signaling protein faces extremely high $H_2O_2$ concentrations, making the direct oxidation feasible. Alternatively, high $H_2O_2$ levels can hyperoxidize peroxiredoxins leading to local building up of $H_2O_2$ that then could oxidize a signaling protein (floodgate hypothesis). In a second model, $H_2O_2$ oxidizes Cys-based peroxidases that then through thiol-disulfide reshuffling would transmit the oxidized equivalents to the signaling protein. The third model of signaling is centered on the reducing substrate of Cys-based peroxidases that in most cases is thioredoxin. Is this model, peroxiredoxins would signal by modulating the thioredoxin redox status. More kinetic data is required to allow the identification of the complex network of thiol switches.

DN 250만 250℃고온 스팀환경에서 운전되는 단열 브러쉬 실 마모효과에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on the Wear Effects of a Brush Seal in DN 2.5million in a 250℃ High - temperature Steam Environment)

  • 하윤석;하태웅;이용복
    • Tribology and Lubricants
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    • 제35권2호
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    • pp.99-105
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    • 2019
  • This study presents an experimental investigation of the wear and oxidation of the bristles of a brush seal in a super-heated steam environment. We construct a model reflecting normal force and radial interference to predict the amount of wear. To monitor the volume loss of the bristle induced by the swirl phenomenon of the rotor, we measure the clearance between the rotor and the brush seal by using a non-contact 3-D device. We calculate the area by using the area-wise measurement method. Considering the obvious brush seal wear variables, we use two disks with different roughness($Ra=0.1{\mu}m$ and $100{\mu}m$) to determine the effect of roughness on wear. Considering an actual steam turbine, we utilize a steam generator and super-heater to generate a working fluid (0.95MPa, 523.15K) that has high kinetic energy. We observe the abrasion of the bristles in the hot steam environment through a scanning electron microscope image. This study also conducted energy dispersive X-ray (EDX) analysis for a qualitative evaluation of local chemistry. The results indicate that the wear and elimination of bristles occur on the disk with high roughness, and the weight increases due to oxidation. Furthermore these results, reveal that the bristle oxidation is accelerated more under super-heated steam conditions than under conditions without steam.