• 상하수도학회지
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• 제25권5호
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• pp.643-649
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• 2011

Degradation of benzothiophene(BT) in the aqueous phase by potassium ferrate(VI) was investigated. Potassium ferrate(VI) was prepared by the wet oxidation method. The degradation efficiency of BT was measured at various values of pH, ferrate(VI) dosage and initial concentration of BT. BT was degraded rapidly within 30 seconds by ferrate(VI). While the highest degradation efficiency was achieved at pH 5, the lowest degradation efficiency was achieved at pH 9. Also, the initial rate constant of BT increased with decreasing of the BT initial concentration. In addition, the intermediate analysis for the reaction of BT and ferrate(VI) has been conducted using GC-MS. Benzene, styrene, benzaldehyde, formaldehyde, benzoic acid, formic acid, and acetic acid were identified as reaction intermediates, and ${SO_4}^{2-}$ was identified as an end product.

• 상하수도학회지
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• 제38권1호
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• pp.17-27
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• 2024

본 논문은 회분식 반응기에서 습식 산화법으로 합성한 칼륨 페레이트(VI)에 의한 난분해성 아조 염료Reactive Black 5의 분해 과정을 연구하는 것을 목적으로 한다. 수용액에서 RB5의 분해는 pH, Ferrate (VI) 투입량, 초기 농도, 수용액 온도 등 다양한 변수의 조건에서 연구되었다. RB5 경우에는 최대 분해 효율은 pH 7.0에서 63.2%가 달성되었으며, 이 실험 조건에서 얻은 k_app 값은 190.49 M^-1s^-1으로 나타났다. 온도 또한 가장 중요한 매개 변수 중 하나로 연구되었으며, 그 결과로부터 온도(45℃까지)를 증가시키면 페레이트(VI)에 의한 아조 화합물 염료의 분해 효율이 증가하고, 온도가 45℃를 초과하면 분해 효율이 저하되는 것으로 나타났다.

• Environmental Engineering Research
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• 제23권2호
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• pp.129-135
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• 2018

The aim of this study is to assess the applicability of ferrate(VI) in the efficient treatment of aqueous waste contaminated with potassium hydrogen phthalate (KHP) which is known to be a potent endocrine disrupting chemicals. Simulated batch reactor operations were conducted at a wide range of pH (7.0 to 12.0) and molar ratios of KHP to ferrate(VI). Kinetic studies were performed in the degradation process and overall rate constant was found to be 83.40 L/mol/min at pH 8.0. The stoichiometry of ferrate(VI) and KHP was found to be 1:1. Further, lower pH values and higher KHP concentrations were favoured greatly the degradation of KHP by ferrate(VI). Total organic carbon analysis showed that partial mineralization of KHP was achieved. The presence of several background electrolytes were studied in the degradation of KHP by ferrate(VI).

• 대한환경공학회지
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• 제29권12호
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• pp.1337-1344
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• 2007

본 연구에서는 산화제, 소독제, 응집제로서 동시에 작용하는 potassium ferrate(VI)를 합성하여 자연유기물질(NOM, HA와 FA)로 오염된 강물을 처리하는 실험을 수행하였다. Ferrate 주입량($2\sim46$ mg/L as Fe)에 따른 낙동강 시료에 포함되어 있는 10 mg/L HA의 제거효율을 $UV_{254}$로 알아본 결과, $20.7\sim73.6%$ 제거효율을 보였고 10 mg/L FA에 대해서는 $52.6\sim77.5%$의 제거효율을 보였다. 하지만 제거효율을 TOC로 분석한 결과는 HA에 대해 $0\sim20.3%$, FA에 대해 $0\sim26.6%$의 낮은 효율을 보였다. pH와 반응온도에 따른 영향을 보면, pH가 낮을수록 ferrate에 한 NOM 제거효율이 높게 나타났고, 온도가 높을수록 HA 제거효율이 높아졌다. 응집제로서 ferrate 효과를 기존 응집제들과 비교해 본 실험에서 ferrate는 $Al_2(SO_4)_3{\cdot}18H_2O$, $FeSO_4{\cdot}7H_2O$, FeO(OH)와 비슷한 정도의 효율을 보였다. Ferrate와 HA의 반응은 60초 이내에 완결되어 정상상태에 이르렀고 반응시간에 대해 1차 반응을 보였다. 그리고 소량의 ferrate를 주입하여 HA를 전처리한 후 기존 응집제로 처리하였을 때 ferrate로 전처리하지 않았을 때보다 효율이 향상되었다.

• 상하수도학회지
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• 제26권1호
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• pp.37-46
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• 2012

The degradation characteristics of TCE by Ferrate(VI) oxidation have been studied. The degradation efficiency of TCE in aqueous solution was investigated at various pH values, Ferrate(VI) doses, initial concentrations of TCE and aqueous solution temperature values. GC-ECD was used to analyze TCE. The optimum conditions of TCE degradation were obtained pH 7.0 and $25^{\circ}C$ in aqueous solution. Also, the experimental results showed that TCE removal efficiency increased with the decrease of initial concentration of TCE. And intermediate products were identified by GC-MS techniques. Ethyl Chloride, Chloroform, Ethylene, 1,2-dichloroethane and 1,1,2-trichloroethane were identified as a reaction intermediate, and $Cl^-$ was identified as an end product.

• 공업화학
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• 제32권3호
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• pp.340-347
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• 2021

The aim of this research is to assess the use of high purity potassium ferrate (VI) for the efficient removal of sulfamethoxazole (SMX), one of the potential micro-pollutant found in aqueous waste. In addition, various parametric studies have enabled us to deduce the mechanism in the degradation process. The pH and concentration of sulfamethoxazole enable the degradation of pollutants. Moreover, the time-dependent degradation nature of sulfamethoxazole showed that the degradation of ferrate (VI) in presence of sulfamethoxazole followed the pseudo-second order kinetics and the value of rate constant increased with an increase in the SMX concentration. The stoichiometry of SMX and ferrate (VI) was found to be 2 : 1 and the overall rate constant was estimated to be 4559 L²/mmol²/min. On the other hand, the increase in pH from 8.0 to 5.0 had catalyzed the degradation of SMX. Similarly, a significant percentage in mineralization of SMX increased with a decrease in pH and concentration. The presence of co-existing ions and SMS spiked real water samples was extensively analyzed in the removal of SMX using ferrate (VI) to simulate studies on real matrix implication of ferrate (VI) technology.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.226-226
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• 2021

Tetractycline은 sulfonamides, penicilines 등과 함께 축산계에서 널리 사용되는 대표적인 항생물질의 한 종류이다. 2011년 사료 내 항생제 투여를 금지한 이후 자가치료 및 예방용으로 사용되고 있으며, 가축의 체내로 투여되는 tetracycline는 주로 분뇨에 포함되어 배출되는데, 강우 등 물 순환에 따라 지표수 및 지하수로 이동하여 미생물에 독성을 일으키거나 내성균이 발생하기도 한다. Tetracycline 등의 항생물질 처리 방식으로 흡착 등 다양한 공정이 제시되고 있다. 본 연구에서는 산화제 중 하나인 ferrate(VI)를 이용하여 tetracycline 분해실험을 수행하였다. ferrate(VI)는 염소산화물 및 H₂O₂에 비해 비교적 강한 산화력을 가지며, 처리 후 발생되는 철염(Fe³⁺)은 독성이 없다는 장점이 있다. Ferrate(VI)는 병원균 제거 등에 효과적인 것으로 알려져 있으며, 다양한 난분해성 물질과 항생물질을 성공적으로 분해하여 그 효과를 입증한 바 있다. 본 연구에서는 자체적으로 제조한 potassium ferrate(VI)를 이용하여 다양한 수중 환경에서 tetracycline를 분해하고, 분해특성 및 중간생성물 연구를 수행하였다. Ferrate(VI)는 염기성 환경에서 tetracycline 분해효율이 가장 높은 것으로 나타났으며, 이는 pH에 따른 tetracycline과 ferrate(VI)의 이온화가 가장 큰 원인인 것으로 판단된다. 특히 ferrate(VI)는 pH가 낮을수록 쉽게 환원되는 특징이 있으며, 염기성으로 갈수록 안정화하여 오래 잔류하므로 이러한 결과가 나타난 것으로 판단된다. 중간생성물 조사 결과, ferrate(VI)와 tetracycline 사이의 분해 메커니즘은 주로 OH 라디칼로 인한 것이 대부분이며, hydroxylation과 amino group에서의 demethylation의 형태로 발생하였다. 이후 추가적인 반응으로 benzene ring이 깨지면서 결과적으로 CO₂ 및 H₂O 등으로 무기물화 되는 것으로 판단된다.

• 상하수도학회지
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• 제36권3호
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• pp.167-175
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• 2022

수용액에서 EBT의 분해는 pH, Ferrate (VI) 투입량, 초기 농도, 수용액 온도 등 다양한 변수의 조건에서 연구되었다. 최대 분해 효율은 pH 7.0에서 95.42%가 달성되었으며, 이 실험 조건에서 얻은 kapp 값은 872.87 M^-1s^-1 이었다. EBT 분해율은 Ferrate (VI)의 투입량이 증가함에 따라 증가하였으며 EBT 초기 농도가 감소함에 따라 EBT 분해의 초기 속도 상수가 증가하였다. 또한 EBT의 분해율은 온도가 10℃에서 45℃에 도달할 때까지 수용액의 온도에 따라 증가하였으며 이 실험조건에서 활성화 에너지 값은 EBT 분해에 대해 11.9 kJ/mol의 값이 도출되었다. 따라서 분해 실험의 결과는 Ferrate (VI)가 수용액상에서 EBT를 효과적으로 분해시킬 수 있음을 보여주고 있다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권6호
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• pp.454-459
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• 2009

본 연구에서는 다목적으로 사용가능하고 환경친화적인 potassium ferrate를 이용하여 강물의 humic acid와 중금속(Cu, Mn, Zn)을 동시에 제거하고자 하였다. 0.03${\sim}$0.7 mM (as Fe) ferrate를 이용해서 0.1 mM 중금속을 처리한 결과, Cu에 대해 28${\sim}$99%, Mn에 대해 22${\sim}$73%, Zn에 대해18${\sim}$100%의 제거효율을 얻었다. Humic acid와 중금속의 혼합용액에 0.03${\sim}$0.7 mM (as Fe) ferrate를 주입하여 각 물질을 다음과 같이 동시에 효과적으로 제거할 수 있었다: 49${\sim}$81% (humic acid), 93${\sim}$100% (Cu), 22${\sim}$86% (Mn), 20${\sim}$100% (Zn). 혼합용액에서 humic acid와 각 중금속 제거효율이 단일 중금속과 humic acid 용액에서의 결과보다 높은데, 이는 혼합용액에 ferrate를 주입하기 전, humic acid의 음이온 작용기와 중금속 양이온의 반응에 의해 착화합물이 형성되어 일부가 제거되었기 때문이다.

• 한국세라믹학회:학술대회논문집
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• 한국세라믹학회 2002년도 추계총회 및 연구발표회 초록집
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• pp.122.1-122
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• 2002