Herbicides play a very important role in modern agriculture. However, the herbicide applied to the agricultural field may accumulate in the field, converting the advantages to environment pollution. Many small animals in the ecosystem such as alderfly, earthworm, butterfly, loach, frog, firefly, some birds and aquatic organisms have been known to disappear gradually. In addition, several behavior of herbicides including adsorption by soil, movement by water, photodecomposition, volatilization to air, absorption by plant, metabolism by soil microorganisms and so on, are proceeded while the herbicide remained in the environment. In this review, fate and behavior of herbicides in the environment and their effect on ecosystem after their application are focused on four aspects : the first is the absorption and metabolism of herbicides by plant; the second is the residues of herbicides in soil and water environments: the third is the accumulation and release of herbicides in aquatic organisms and the fourth is the translocation of herbicides in model agricultural ecosystem. Many factors may affect the behavior and fate of herbicides after their application, climatic conditions and soil properties seem to be the most important. Therefore, the fate and behavior of herbicide in Taiwan, located on subtropical region, may differ from those in Korea.
7 diethylaminocoumarin (DEAC) 레이저 염료의 광물리적 특성들을 다양한 용매에서 측정하였다. DEAC의 방출 스펙트럼은 양이온성(CTAC) 미셀과 음이온성(SDS) 미셀에서 측정하였고, 레이저 파라미터는 아세톤, 다이옥산, 에탄올 및 dimethylforamide (DMF)과 같은 여러 가지 용매에 대하여 계산하였다. DEAC의 광반응성은 366 nm 빛을 사용하여 $CCl_4$ 용매에서 연구하였고, 광화학 수득률 (${\Phi}_c$)과 속도 상수(k)도 결정하였다. picric acid (PA), tetracyanoethylene (TCNE), 7,7,8,8-tetracynoquinonedimethane (TCNQ)등의 유기 수용체와 DEAC의 상호 작용에 대한 연구는 acetonitrile ($CH_3CN$) 용액에서 형광을 측정하므로 써 수행하였다. DEAC의 전기화학적 연구는 백금 전극을 사용하여 0.1 mol/L tetrabutyl ammonium perchlorate (TBAP)/$CH_3CN$ 용액에서 순환 전류-전압법, convolutive voltammetry 및 디지털 시뮬레이션을 조합하여 수행하였고, 전기화학 파라미터도 결정하였다.
본 연구에서는 실내 오염물질인 포름알데히드가스를 제거하기위하여 $Pd/TiO_2$로 코팅한 극세 섬유에 광분해 효과를 제안하였다 광촉매 반응기는 사각박스(부피 2 l)내에 UV램프와 $Pd/TiO_2$로 코팅한 극세 섬유와 함께 장착하였다. 이 때 Langmuir-Heinshelwood의 반응속도와 흡착상수, 온도 및 농도 변화에 따른 전환을 그리고 습도변화와 오염가스($SO_2$) 혼합으로 인한 전환율의 영향을 조사하였다. 결과로서 속도상수(k)와 흡착상수($\beta$) 각각 114.94 ppmv/min, $0.0036ppmv^{-1}$을 얻었다. 또한 온도증가($40^{\circ}C{\sim}80^{\circ}C$)에 따른 포름알데히드가스 전환율이 약 20%로 감소하고 습도변화에 따른 전환율에서는 습도가 증가할수록 감소하는 경향을 보였다. 이외에 $SO_2$가스 혼입되어 있는 상태에서 전환율은 $SO_2$ 가스가 수분에 의한 이온의 영향으로 방해인자로 작용하는 것을 알 수 있었다.
Ammonia is a major compound of odor in livestock house. To enhance the performance of ammonia oxidation (decomposition). the gas-liquid, two phase photocatalytic oxidation system was designed and prepared in this study. Commercial P-25 as $TiO_2$ catalyst was used for ammonia decomposition. V/P-25 catalyst prepared by sol gel method was also used for the removal of by-producted $NO_x$ in $NH_3$ oxidation reaction. When $TiO_2$ was used as a photocatalyst, the conversion to $N_2$ in ammonia decomposition reached above 90% until 200hr (The air flow rate of 4L/min with the ammonia concentration up to 25ppm.). However, considerable amounts of NO and $NO_2$ were formed as a result of $NH_3$ oxidation (as a by-product). Therefore, we added Vanadia impregnated $TiO_2$(P-25) catalyst for the removal of $NO_x$ at the end of reaction trail. The results of a pilot-scale operation were successful to achieve the simultaneous removal of $NH_3\;and\;NO_x$ about 81 and 87%, respectively.
암모니아를 이용하여 질소가 도핑된 광촉매를 제조하고 이에 따른 가시광 광촉매 활성효과를 알아보았다. 질소 도핑된 $TiO_2$ 광촉매가 태양광영역에서 분해되는 정도를 확인하기 위해서 태양광에 조사하에 메틸렌블루 염료분해 실험을 수행하였다. SEM 이미지 분석결과 질소가 도핑된 $TiO_2$ 광촉매의 응집 입자가 감소함을 알 수 있었고, XRD 결과 $600^{\circ}C$에서 열처리된 질소 도핑 $TiO_2$ 광촉매는 아나타제 구조와 루타일이 존재하고 있음을 알 수 있었다. 또한, X선 광전자 분광기 분석을 통하여 암모니아 반응시간에 따라서 $TiO_2$ 광촉매에 N의 조성 증가를 알 수 있었다. $TiO_2$ 광촉매의 질소 도핑에 의하여 메틸렌블루에 대한 광분해 효과가 도핑되지 않은 시료에 비해 증가하였다. 또한 질소 도핑은 $TiO_2$ 광촉매의 결정에도 영향을 주었다.
This study investigated the decomposition activities of toluene on 10 mol% Al-W-incorporated mesoporous titano (15 mol %) silicates. The mesopore sizes observed in the transmission electron microscopy images ranged from 2.0 to 5.0 nm, and the pores were irregular on the addition of 10 mol% Al or W ions, but changed to regular hexagonal forms with the simultaneous additions of Al and W. The X-ray photon spectroscopy results showed a shift of the special peak for Ti2p in Al-incorporated mesoporous titanosilicates to a stronger binding energy compared to those of mesoporous titanosilicates and Al-incorporated mesoporous titanosilicates. Three O1s peaks in the spectra of the Al and W coexisted samples were observed at 530.5 and 531.7, 533, and 533.7eV, which were assigned to $Ti-Os\;in\;TiO_2\;and\;Ti_2O_3,\;Si-O\;in\;SiO_2\;and\;Al-O\;in\;Al_2O_3$, respectively. The toluene molecules desorbed at lower temperatures over W-incorporated mesoporous titanosilicates, and the amounts of toluene desorbed were also small; however, Al-incorporated mesoporous titanosilicates adsorbed much more toluene, particular over $Al_7.5-W_2.5-Ti_15-Si_75$. The photocatalytic decomposition of toluene was more enhanced over $Al_7.5-W_2.5-Ti_15-Si_75$ than over Al- or W-incorporated mesoporous titanosilicates only.
$TiO_2$sol(30wt%, anatase)을 이용하여 스핀코팅으로 유리기판에 $TiO_2$박막을 제조하였다. 박막의 두께는 코팅주기의 횟수가 조절하였다. 한 코팅주기는 스핀코팅, 건조, 열처리를 포함한다. 박막의 반응성은 막 위에서의 자외선강도가 0.44와 2.mW/$\textrm{cm}^2$인 조건에서 벤젠기체의 광분해 속도를 통해 조사하였다. 박막의 두께가 증가할수록 표면적으로 증가로 인해 반응성은 증가하였으며, 0.44mW/$\textrm{cm}^2$일 때 4$\mu\textrm{m}$정도 이상의 두께에서 반응성은 더 이상 증가되지 않았다. porous한 $TiO_2$박막은 비교적 넓은 유효표면적을 가지고 있으며, 그것은 비교적 높은 자외선 강도하에서 박막두께에 따라 반응속도를 증가시키는 결과를 낳았다.
2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin(TCDD)로 오염된 토양의 현장 광분해 정화 과정에서 가장 중요한 이동 메커니즘인 지표에서의 증발 및 광분해에 의한 유기 용매의 이류 상방향 이동에 대한 수식화와 모델 개발을 수행하였다. 각 유체 분포에 대한 다상 유동 효과, 구동력으로서의 중력, k-S-p 관계의 정확한 묘사를 위한 van Genutchen 방정식을 포함한 유한요소법 기반의 수치 모델을 제안하였다. 실험실 규모의 비포화 토양 컬럼 내 용매 이동에 중요한 영향을 미치는 인자들을 조사하기 위하여 수행한 계산의 결과들을 제시하였다. 중력은 고투수성 토양의 유체 분포와 증발에 상당한 영향을 미쳤다. 토양의 종류 또한 증발 과정 중 유체 포화도 분포에 큰 영향을 미친다. 용매의 이류 이동량은 증발량이 증가할수록 초기 물 포화도가 감소할수록 증가하였다. 본 연구에서 수행한 시뮬레이션은 개발된 모델이 토양 환경 내에서 유기 용매의 이류 이동에 영향을 미치는 다양한 인자들의 영향을 분석하는데 유용함을 보여준다.
Dye sensitized solar cells(DSSC) are the most promising future energy resource due to their high energy efficiency, low production cost, and simple manufacturing process. But one problem in DSSC is short life time compared to silicon solar cells. This problem occurred from photocatalytic degradation of dye material by nanometer sized $TiO_2$ particles. To prevent dye degradation as well as to increase its life time, the transparent coating film is needed for UV blocking. In this study, we synthesized nanometer sized $TiO_2$ particles in sols by increasing its internal pressure up to 200 bar in autoclave at $120^{\circ}C$ for 10 hrs. The synthesized $TiO_2$ sols were all formed with brookite phase and their particle size was several nm to 30 nm. Synthesized $TiO_2$ sols were coated on the backside of fluorine doped tin oxide(FTO) glass by ink jet printing method. With increasing coating thickness by repeated ink jet coating, the absorbance of UV region (under 400 nm) also increases reasonably. Decomposition test of titania powders dispersed in 0.1 mM amaranth solution covered with $TiO_2$ coating glass shows more stable dye properties under UV irradiation, compared to that with as-received FTO glass.
Vacuum ultraviolet photolysis of ethyl bromide was studied at 104.8-106.7 nm (11.4-11.6 eV) in the pressure range of 0.2-18.6 torr at $25^{\circ}$ using an argon resonance lamp with and without additives, i.e., NO and He. Since the ionization potential of $CH_3CH_2Br$ is lower than the photon energy, the competitive processes between the photoionization and the photodecomposition were also investigated. The observations indicated that 50% of absorbed light leads to the former process and the rest to the latter one. In the absence of NO the principal reaction products for the latter process were found to be $CH_4, C_2H_2, C_2H_4, C_2H_6, and C_3H_8$. The product quantum yields of these reaction products showed two strikingly different phenomena with an increase in reactant pressure. The major products, $C_2H_4$ and $C_2H_6$, showed positive effects with pressure whereas the effects on minor products were negative in both cases, i.e., He and reactant pressures. Addition of NO completely suppresses the formation of all products except $C_2H_4$ and reduces the $C_2H_4$ quantum yield. These observations are interpreted in view of existence of two different electronically excited states. The initial formation of short-lived Rydberg transition state undergoes HBr molecular elimination and this state can across over by collisional induction to a second excited state which decomposes exclusively by carbon-bromine bond fission. The estimated lifetime of the initial excited state was ${\sim}4{\times}10^{-10}$ sec. The extinction coefficient for $CH_3CH_2Br$ at 104.8-106.7 nm and $25{\circ}$ was determined to be ${varepsilon} = (1/PL)ln(I_0/I_t) = 2061{\pm}160atm^{-1}cm6{-1}$ with 95% confidence level.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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