• 제목/요약/키워드: oxidation and reduction potential

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깁사이트로부터 니켈피착 감마알루미나의 제조 및 특성 (Preparation of Ni-doped Gamma Alumina from Gibbsite and Its Characteristics)

  • 이현;정인성;박희찬
    • 한국재료학회지
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    • 제8권12호
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    • pp.1158-1164
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    • 1998
  • 깁사이트를 황산수용액에 용해하여 제조된 황산알루미늄 용액에 에틸알코올을 사용하여 결정을 석출시킨 후 여과, 건조를 통하여 수황산알루미늄 결정 [$Al_2(SO_4)_3$ · $nH_2O$]을 제조하였다. XRD분석 결과 수황산알루미늄에 포함된 결정수는 n=18, 16, 12, 0이었으며, TG분석 결과 평균결정수($n_{av}$)는 14.7이었다. 수황산알루미늄을 열처리한 결과 $800^{\circ}C$에서는 무수황산알루미늄, $900^{\circ}C$$1000^{\circ}C$에서는 $\gamma-Al_2O_3$, $1200^{\circ}C$에서는 $\alpha-Al_2O_3$의 생성을 확인할 수 있었다. $\gamma-Al_2O_3$에 니켈피착을 위하여 0.025M농도의 황산알루미늄과 황산니켈을 사용하고 $Ni^{+2}$ 이온과 $Al^{+3}$ 이온의 농도비가 0.5인 혼합용액을 제조한 후 $\gamma-Al_2O_3$ 분말을 혼합하여 슬러리를 제조하였다 제조된 혼합슬러리에 우레아와 $NH_4OH$수용액을 첨가하여 pH를 9.0로 조절하고 $80^{\circ}C$에서 니켈피착을 하였으며, 니켈피착의 진행사항은 ORP(oxidation reduction potential), 전도도 그리고 pH값을 측정하여 관찰하였다. 니켈량에 따른 니켈피착 $\gamma-Al_2O_3$의 특성을 조사하기 위하여 피착된 $\gamma-Al_2O_3$$900^{\circ}C$에서 열처리하고 비표면적 변화와 열확산도를 측정하였다. 또한 $1250^{\circ}C$에서 니켈피착 $\gamma-Al_2O_3$의 열안정성은 비표면적과 XRD의 결정상변화로 확인하였다 니켈피착 $\gamma-Al_2O_3$의 표면은 XPS분석으로 Ni $2P_{3/2}$의 화학결합에너지의 변화를 확인한 결과 $NiAl_2O_4$, 상의 화학결합에너지가 증가되었다. 본 연구 결과로 니켈피착 $\gamma-Al_2O_3$가 순수 $\gamma-Al_2O_3$에 비하여 열적 안정성을 지닌 것으로 확인 되었다.

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$NaClO_2(s)$와 탄소 분산형 촉매를 이용한 저온에서의 $NO_x$$SO_2$ 동시 제거 (Simultaneous Removal of $NO_x$ and $SO_2$ through the Combination of Sodium Chlorite Powder and Carbon-based Catalyst at Low Temperature)

  • 변영철;이기만;고동준;신동남
    • 대한환경공학회지
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    • 제33권1호
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    • pp.39-46
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    • 2011
  • $250{\sim}400^{\circ}C$ 범위에서 $NO_x$ 제거를 위해 운영되는 선택적 촉매 환원법의 반응 온도를 $200^{\circ}C$ 이하로 낮추기 위해서는 NO를 $NO_2$로 산화시키는 전처리 공정을 필요로 한다. 이번 연구에서는 분말 $NaClO_2(s)$를 이용하여 NO를 $NO_2$로 산화시킨 후, 탄소 분산형 촉매를 이용한 저온에서의 $NO_x$, $SO_2$ 동시 제거에 관한 실험실 규모 실험과 제철소 소결 공장에서 실제 배기가스를 이용하는 bench 규모 실험을 진행하였다. 실험실 규모 실험에서는 반응기에 $NaClO_2(s)$ (2.4~3.6 g)를 충진 하여 $NO_x$ 200 ppm, $SO_2$ 75 ppm, $H_2O$ 10%, $O_2$ 15%의 모사가스(2.6 L/min)를 통과시켰으며, $NaClO_2(s)$와 반응 후의 모사가스를 탄소 분산형 촉매가 충진 된 반응기(공간 속도 = $2,000hr^{-1}$)로 주입하였다. bench 규모 실험에서는 $50Nm^3/hr$의 배기가스 유량에 screw feeder로 $NaClO_2(s)$ 분말을 주입하여 NO를 $NO_2$로 산화 시킨 후, $1,000hr^{-1}$ 탄소 분산형 촉매를 통과하여 $NO_x$ 제거 가능성을 확인하였다. 실험실 규모와 bench 규모 실험 모두 $SO_2$를 측정하며 $NO_x$, $SO_2$ 동시 제거 가능성을 확인하였다. 그 결과 실험실 규모와 bench 규모 실험 모두 $NaClO_2(s)$에 의하여 NO가 $NO_2$로 산화되었고, 이를 결합한 탄소 분산형 촉매에서 90% 이상의 $NO_x$, $SO_2$ 제거 효율을 나타내는 것을 확인하였다. 이상의 실험 결과로부터 $NaClO_2(s)$와 탄소 분산형 촉매의 결합은 저온에서 $NO_x$$SO_2$를 동시에 제거할 수 있음을 알 수 있었다.

Paraquat에 의한 사람 임파구 DNA 손상에 대한 환원전리수의 보호효과 (Protective Effect of Electrolyzed Reduced Water on the Paraquat-induced Oxidative Damage of Human Lymphocyte DNA)

  • 박은주;류근걸;이윤배;이종권;이미영
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제48권2호
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    • pp.155-160
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    • 2005
  • 본 연구에서는 매우 낮은 음의 산화환원전위를 나타내는 환원전리수가 paraquat에 의한 사람 임파구 DNA의 손상에 미치는 영향을 Comet assay를 사용하여 조사하였다. 환원전리수 처리에 의해서 paraquat에 의해 산화적으로 손상된 DNA가 회복되는 정도를 손상된 DNA로 인한 꼬리부분의 형광광도의 %비율로 나타내었다. Comet assay는 개별 세포의 DNA의 산화적 손상을 측정하는데 널리 사용되고 있다. 사람 임파구에 다양한 농도의 paraquat을 $37^{\circ}C$에서 30분간 처리한 후, 환원전리수를 첨가하여 30분간 반응시켰다. 그 결과 paraquat에 의한 임파구 DNA의 손상은 paraquart 농도증가에 의존적으로 증가하였다. 그러나 환원전리수를 처리한 결과 DNA의 산화적 손상이 paraquat 미처리 대조군 수준으로 거의 다 복구되었다.

오존에 의한 활성오니처리 방류수의 탈색처리 연구 (Decolorization System of Effluent of Activated Sludge Process Using Ozone)

  • 최희철;곽정훈;최동윤;권두중;김형호;이덕수;강희설;최영수;천상석
    • 한국축산시설환경학회지
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    • 제8권3호
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    • pp.153-158
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    • 2002
  • 활성오니처리를 한 양돈폐수 방류수의 잔여오염물질을 정화하고 색도 구성물질을 분해하고자 4개의 오존처리조와 폭기조, 침전조 등으로 구성된 처리소 총 처리조용량이 594.5l이고 1일 200l씩 처리가 가능한 20g/hr의 오존발생기가 부착된 오존이용 탈색 시스템을 개발하였으며 그 시험 결과는 다음과 같다. 1. 오존처리시 온도는 반응열에 의하여 처리전 31.$0^{\circ}C$에서 처리중에는 41.9$^{\circ}C$까지 증가하였으며 pH도 처리 과정 중에 계속적으로 증가했다. 2. 산화환원전위차는 처리전에 148㎷였으나 처리중에 증가하여 330㎷까지 증가하였으며 처리가 완료된 후 방류조에서는 다시 감소하였다. 3. BOD의 경우 처리전 11mg/l였으나 처리후에 1mg/l로 낮아졌으며 CO $D_{MN}$ 의 경우에도 83mg/l에서 1.0mg/l으로 낮아졌다. 4. 활성오니처리 방류수의 색도는 442도였으나 오존처리후에는 색도가 6도로 98.6%의 높은 색도제거효율을 보였다.

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Reduction of oocyte lipid droplets and meiotic failure due to biotin deficiency was not rescued by restoring the biotin nutritional status

  • Tsuji, Ai;Ikeda, Yuka;Murakami, Mutsumi;Kitagishi, Yasuko;Matsuda, Satoru
    • Nutrition Research and Practice
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    • 제16권3호
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    • pp.314-329
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    • 2022
  • BACKGROUND/OBJECTIVES: Oocyte lipid droplets play a crucial role in meiosis and embryo development. Biotin is associated with fatty acid synthesis and is the coenzyme for acetyl-CoA carboxylase (ACC). The effects of a biotin deficiency on the oocyte lipid metabolism remain unknown. This study examined the effects of a biotin deficiency and its replenishment on murine 1) oocyte lipid droplet levels, 2) ovary lipid metabolism, and 3) oocyte meiosis. MATERIALS/METHODS: Mice were divided into 3 groups: control, biotin deficient (BD), and recovery groups. The control and BD groups were fed a control diet or BD diet (0.004 or 0 g biotin/kg), respectively. The recovery group mice were fed a BD diet until day 21, and were then fed the control diet from days 22 to 64. This study then quantified the oocyte lipid droplet levels, assessed the oocyte mitochondrial function, and examined the ability of oocytes to undergo meiosis. Ovarian phosphorylated ACC (p-ACC), lipogenesis, β-oxidation, and ATP production-related genes were evaluated. RESULTS: The BD group showed a decrease in lipid droplets and mitochondrial membrane potential and increased p-ACC levels. In the recovery group, the hepatic biotin concentration, ovarian p-ACC levels, and mitochondrial membrane potential were restored to the control group levels. On the other hand, the quantity of lipid droplets in the recovery group was not restored to the control levels. Furthermore, the percentage of oocytes with meiotic abnormalities was higher in the recovery group than in the control group. CONCLUSIONS: A biotin deficiency reduced the oocyte lipid droplet levels by downregulating lipogenesis. The decreased lipid droplets and increased oocyte meiosis failure were not fully restored, even though the biotin nutrition status and gene expression of lipid metabolism was resumed. These results suggest that a biotin deficiency remains robust and can be long-lasting. Biotin might play a crucial role in maintaining the oocyte quality.

Palmitate처리된 인간 간세포주 HepG2 세포에서 piperine의 지질 축적과 인슐린 저항성 기전에 대한 연구 (Effects of Piperine on Insulin Resistance and Lipid Accumulation in Palmitate-treated HepG2 Cells)

  • 정희진;방은진;정성호;김병무;정해영
    • 생명과학회지
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    • 제29권9호
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    • pp.964-971
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    • 2019
  • 간의 지질 축적과 인슐린 저항성은 비알콜성 지방간 환자에게서 증가한다. Piperine은 후추(Piper nigrum)와 필발(인도산 후추, P. longum)의 주요 성분으로 항암, 항비만, 항 당뇨병, 항염증 및 항산화 등의 생리활성이 보고되었다. 그러나 piperine의 인간 간세포 HepG2 세포에서 지질 축적과 인슐린 저항성의 억제제로서의 연구는 보고된 바가 없다. 본 연구의 목적은 지질 축적 및 인슐린 저항성에 대한 piperine의 효과를 palmitate처리된 HepG2 세포에서 잠재적인 분자 기전을 밝히는 것이다. 그 결과 piperine처리군은 지질 함량을 감소시켰고, 지방 형성 표적 유전자인 SREBP-1c와 FAS의 발현을 억제함으로써 palmitate처리된 세포내 지질 축적을 감소시켰다. 게다가 piperine처리군은 지방산 산화에 관련된 CPT-1과 인산화된 ACC 및 인산화된 IRS-1 (Tyr632)와 Akt의 레벨을 증가시켰다. 또한, piperine처리군은 인산화된 IRS-1 (Ser307)의 레벨을 감소시켰다. 결론적으로 palmitate처리된 HepG2 세포에서 piperine은 SREBP-1와 FAS발현의 감소 및 CPT-1과 ACC 인산화의 증가 및 인산화된 IRS-1(Try632)와 Akt 신호전달 경로를 조절함으로써 지질 축적 및 인슐린 저항성을 개선함을 확인하였다. 따라서 piperine의 지질 축적 및 인슐린 저항성을 예방하는 약물로써 가능성이 제시되었다.

Electrochemical Characteristics of Zn and Si Ion-doped HA Films on Ti-6Al-4V by PEO Treatment

  • Lim, Sang-Gyu;Hwang, In-Jo;Choe, Han-Cheol
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.199-199
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    • 2016
  • Commercially pure titanium (cp-Ti) and Ti alloys (typically Ti-6Al-4V) display excellent corrosion resistance and biocompatibility. Although the chemical composition and topography are considered important, the mechanical properties of the material and the loading conditions in the host have, conventionally. Ti and its alloys are not bioactive. Therefore, they do not chemically bond to the bone, whereas they physically bond with bone tissue. The electrochemical deposition process provides an effective surface for biocompatibility because large surface area can be served to cell proliferation. Electrochemical deposition method is an attractive technique for the deposition of hydroxyapatite (HAp). However, the adhesions of these coatings to the Ti surface needs to be improved for clinical used. Plasma electrolyte oxidation (PEO) enables control in the chemical com position, porous structure, and thickness of the $TiO_2$ layer on Ti surface. In addition, previous studies h ave concluded that the presence of $Ca^{+2}$ and ${PO_4}^{3-}$ ion coating on porous $TiO_2$ surface induced adhesion strength between HAp and Ti surface during electrochemical deposition. Silicon (Si) in particular has been found to be essential for normal bone and cartilage growth and development. Zinc (Zn) plays very important roles in bone formation and immune system regulation, and is also the most abundant trace element in bone. The objective of this work was to study electrochemical characteristcs of Zn and Si coating on Ti-6Al-4V by PEO treatment. The coating process involves two steps: 1) formation of porous $TiO_2$ on Ti-6Al-4V at high potential. A pulsed DC power supply was employed. 2) Electrochemical tests were carried out using potentiodynamic and AC impedance methoeds. The morphology, the chemical composition, and the micro-structure an alysis of the sample were examined using FE-SEM, EDS, and XRD. The enhancements of the HAp forming ability arise from $Si/Zn-TiO_2$ surface, which has formed the reduction of the Si/Zn ions. The promising results successfully demonstrate the immense potential of $Si/Zn-TiO_2$ coatings in dental and biomaterials applications.

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해양퇴적층에서 적조생물(Cochlodinium polykrikoides)의 혐기성 분해과정 중 황토가 휘발성 지방산 생성에 미치는 영향 (Effects of Yellow Clay on the Production of Volatile Fatty Acids during the Anaerobic Decomposition of the Red Tide Dinoflagellate Cochlodinium polykrikoides in Marine Sediments)

  • 박영태;이창규;박태규;이윤;배헌민
    • 한국수산과학회지
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    • 제45권5호
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    • pp.472-479
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    • 2012
  • The formation of volatile fatty acids(VFAs) and changes in pH, oxidation and reduction potential(Eh) and acid volatile sulfide(AVS) with the addition of yellow clay were investigated using microcosm systems to examine the effects of yellow clay dispersion on the anaerobic decomposition of Cochlodinium polykrikoides in marine sediments. The acetate concentration reached a maximum by day 4 and was 1.2-1.8 fold less in the sample treated with yellow clay compared to the untreated sample (224-270 vs. 333 uM). The formate concentration reached a maximum by day 1 and was 1.3-2.8 fold less in the sample treated with yellow clay compared to the untreated sample (202-439 vs. 563 uM). The propionate concentration reached a maximum by day 2 and was 1.5-1.8 fold less in the sample treated with yellow clay compared to the untreated sample (32.6 vs. 57.2 uM). After the amounts of acetate, formate and propionate peaked the levels dropped dramatically due to the utilization by sulfate reducing bacteria. The Eh of the samples treated with yellow clay was similar to the untreated sample on day 0 but was higher in the sample treated with yellow clay(140-206 mV) from days 4 to 17. AVS started to form on day 3 and this was sustained until day 6, and 1.2-2.2 fold less was produced in the sample treated with yellow clay compared to the untreated sample (40.2-69.3 vs. 83.2-93.8 mg/L). Accordingly, during the anaerobic decomposition of C. polykrikoides in marine sediments, yellow clay dispersal seems to suppress the reduction state of Eh and the formation of volatile fatty acids(acetate, formate and propionate) used as an energy source by sulfate reducing bacteria, indicating that this process controls the production of hydrogen sulfide that negatively affects marine organisms and the marine sediment environment.

과급에 의한 디젤 및 바이오디젤의 저온연소 운전영역 확장에 관한 연구 (Extension of Low Temperature Combustion Regime by Turbocharging Using Diesel and Biodiesel Fuels)

  • 장재훈;오승묵;이용규;이선엽
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제36권11호
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    • pp.1065-1072
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    • 2012
  • 바이오디젤 연료는 그 안에 포함된 산소성분으로 인해 압축착화엔진에 사용했을 때 일반디젤 연료보다 더 적은 입자상 물질을 배출한다. 따라서 이 연료를 저온연소 기법에 적용하는 경우 보다 효과적으로 $NO_x$-PM을 동시 저감할 수 있고 그로부터 저온연소 운전영역의 확장을 기대할 수 있다. 이번 연구에서는 일반디젤과 대두유 기반의 바이오디젤 연료를 이용하여 산소농도 5~7%의 Dilution controlled regime에서 저온연소 운전을 구현하고 성능 및 배기 특성을 조사하였다. 엔진 실험 결과로부터 바이오디젤 연료의 경우 디젤에 비해 약 14% 낮은 발열량에도 불구하고 높은 세탄가 및 함산소 성질로 인한 연소효율 증가로 동일 연료량 분사 시 이보다 더 낮은 약 10~12% 정도의 출력이 감소함을 볼 수 있었다. 배기 측면에서도 바이오디젤 내 산소원자가 입자상물질의 산화반응을 촉진하여 최대 90%의 smoke 저감이 가능함을 관찰하였다. 또한 엔진 과급 실험으로부터 과급을 사용하여 저온연소 및 바이오디젤 사용으로 인한 출력 저하를 개선할 수 있음을 확인하였으며 과급과 바이오디젤 연료의 동시 적용을 통해 산소농도 11~12%의 EGR 가스 투입으로도 저온연소에 상응하는 PM-$NO_x$ 동시 저감이 가능함을 보여주었다. 이런 결과는 결국 이와 같은 과급 및 바이오디젤 연료의 적절한 조합으로부터 엔진 출력 향상과 배기특성 개선이 동시에 달성할 수 있고 이로부터 운전영역의 확대가 가능함을 의미한다.

미산성 차아염소산수의 신선 채소류에 대한 살균 유효성 (Disinfection efficacy of slightly acidic electrolyzed water (SlAEW) against some fresh vegetables)

  • 박기재;임정호;정희용;정문철
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.312-319
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    • 2017
  • 신선 농산물의 비가열 살균에 사용되는 살균소독제는 처리시간과 살균소독제의 농도에 비선형적인 감균효과를 나타낸다. 따라서 실제 사용에 있어서는 적정 농도와 적정 시간에 대한 고려가 매우 중요하다. 본 연구에서는 희석염산(6%, v/v)을 원료로 생성한 미산성 차아염소산수(slightly acidic electrolzyed water, SlAEW)($20{\pm}1^{\circ}C$에서의 유효염소 30 ppm, ORP $562{\pm}23mV$, pH 6.4)로 4종의 채소류(상추, 깻잎, 치콘 및 케일)에 대한 미생물 저감 특성을 분석하여 비가열 살균공정설계에 필요한 살균효과를 평가하였다. SlAEW에 30분간 3회 침지하면서 핵심인자인 유효염소와 미생물군수 및 잔류 미생물군수와의 관계를 분석하였다. 대부분의 총균수 감소는 1차 침지 초기 10분간 이루어졌으며 4종의 채소류에 생존하는 3 log CFU/g의 총균수가 침지를 통해 감소시킬 수 있는 한계값으로 판단되었다. 또한 SlAEW에 10분간 침지함으로써 감소시킬 수 있는 균수는 평균적으로 약 2 log CFU/g이었다. 초기 10분후의 감소된 유효염소는 상추, 깻잎, 치콘 및 케일에 대해 각각 2.2 ppm, 2.0 ppm, 1.7 ppm 및 2.5 ppm이었고 감소된 유효염소량의 약 50-80%가 초기 10분내에 감소되었다.