• 청정기술
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• 제26권2호
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• pp.122-130
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• 2020

입상 활성탄에 대한 reactive blue 4 (RB 4) 의 등온흡착과 동력학적, 열역학적 파라미터에 대해 활성탄의 양, pH, 초기농도, 접촉시간, 온도를 흡착변수로 하여 조사하였다. 활성탄에 의한 RB 4 염료의 흡착은 pH 7을 기점으로 양쪽으로 흡착 백분율이 증가하는 concave 모양을 나타내었다. 등온흡착자료는 Langmuir, Freundlich, Temkin 등온흡착식에 적용하였다. Freundlich과 Langmuir 등온흡착식이 모두 잘 맞았다. 계산된 Freundlich 분리계수(1/n = 0.125 ~ 0.232)과 Langmuir 분리계수(R_L = 1.53 ~ 1.59) 으로부터 활성탄이 RB 4를 효과적으로 처리할 수 있다는 것을 알 수 있었다. Temkin의 흡착열관련상수(B_T = 17.611 ~ 29.010 J mol^-1)는 이 공정이 물리흡착임을 나타냈다. 동력학적 실험으로부터 흡착공정은 유사 이차 반응속도식에 잘 맞았다. 입자 내 확산식에 대한 결과는 표면확산을 나타내는 두 번째 직선의 기울기보다 입자내 세공확산을 나타내는 첫 번째 직선의 기울기가 작게 나타나서 입자내 세공확산이 속도지배단계인 것을 확인하였다. Gibbs 자유에너지 변화(ΔG = -3.262 ~ -7.581 kJ mol^-1)와 엔탈피 변화(ΔH = 61.08 kJ mol^-1)은 각각 흡착공정이 자발적 공정 및 흡열과정임을 나타내었다.

• Journal of Pharmaceutical Investigation
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• 제38권6호
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• pp.373-380
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• 2008

In order to develop optimal formulation and iontophoresis condition for the transdermal delivery of levodopa, we have evaluated the effect of two permeation enhancers, ethanol and oleic acid in microemulsion, on transdermal delivery of levodopa. In vitro flux studies were performed at $33^{\circ}C$, using side-by-side diffusion cell and full thickness hairless mouse skin. Current density applied was $0.4\;mA/cm^2$ and current was off after 6 hours application. Levodopa was analysed by HPLC at 280 nm. The o/w microemulsions of oleic acid in buffer solution (pH 2.5 & 4.5) were prepared using oleic acid, Tween 80 and ethanol. The existence of microemulsion regions were investigated in pseudo-ternary phase diagrams. Contrary to our expectation, cumulative amount of levodopa transported from microemulsion (pH 2.5) for 10 hours was similar to that from aqueous solution in all delivery methods (passive, anodal and cathodal). When pH of the micro-emulsion was pH 4.5, cumulative amount of levodopa transported for 10 hours increased about 40% (anodal) to 50% (cathodal), when compared to that from aqueous solution. Flux from pH 4.5 microemulsion showed higher value than that from pH 2.5 in all delivery methods. These results seem to indicate that electroosmosis plays more dominant role than electrorepulsion in the flux of levodopa at pH 2.5. The effect of ethanol on iontophoretic flux was studied using pH 2.5 phosphate buffer solution containing 3% or 5% (v/v) ethanol. Flux enhancement was observed in passive and anodal delivery as the concentration of the ethanol increased. Without ethanol, cathodal delivery showed higher flux than anodal delivery. Anodal delivery increased the cumulative amount of levodopa transported 1.6 fold by 5% ethanol after 10 hours. However, in cathodal delivery, no flux enhancement of levodopa was observed during current application and only marginal increase in cumulative amount transported after 10 hours was observed by 5% ethanol. These results seem to be related to the decrease in dielectric constant of the medium and the lipid extraction of the ethanol, which decrease the electroosmotic flow, and thus decrease the flux. Overall, the results provide important insights into the role of electroosmosis and electrorepulsion in the transport of levodopa through skin, and provide some useful informations for optimal formulation for levodopa.

• 대한환경공학회지
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• 제27권5호
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• pp.476-485
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• 2005

본 연구에서는 망간산화물을 이용하여 TNT 환원부산물들의 산화-결합반응(oxidative-coupling reaction)에 의한 변환반응을 조사하였다. 회분식 실험으로부터 일반 토양중에 존재하는 망간산화물의 하나인 버네사이트(birnessite)에 의해 실험에 사용한 TNT 환원부산물들이 완전히 변환되고 있음을 확인하였다. 또한 이러한 변환의 주요 원인은 산화-결합반응을 통한 중합체 형성에 기인한 것임을 M/S 분석을 통해 확인할 수 있었다. 각 TNT 환원부산물을 대상으로 버네사이트의 양에 따른 반응속도 실험을 통해 유사-일차 반응상수를 구하였고, 이로부터 버네사이트 비표면적에 대해 표준화한 반응상수, $k_{surf}$를 도출하였다. 아민기를 두 개 가지고 있는 diaminonitrotoluenes (DATs)의 $k_{surf}$값($1.49{\sim}1.91\;L/m^2{\cdot}day$)이 아민기를 하나 가지고 있는 dinitroaminotoluenes (DNTs)의 $k_{surf}$값($1.15{\times}10^{-2}{\sim}2.09{\times}10^{-2}\;L/m^2{\cdot}day$)에 비해 약 $10^2$배 정도 큼을 확인할 수 있었다. 또한 DNTs 혹은 DATs들간의 $k_{surf}$값을 비교함으로써 ortho 위치에 있는 아민기가 para 위치의 아민기에 비해 버네사이트에 의한 산화반응에 유리함을 확인할 수 있었다. TNT가 다양한 반응매개체(mediator)의 존재 하에서 상호결합 반응(cross-coupling)에 의해 제거되기는 어려우나, $Fe^0$ 및 망간산화물에 의한 연속처리로부터 TNT를 효과적으로 처리할 수 있음을 확인하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권10호
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• pp.685-690
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• 2014

하수처리시설 초과유량에 대한 처리 규제 입법 예고로 인해 강우 월류수 처리에 대한 관심이 증가하고 있다. 본 연구에서는 강우 월류수 염소(차아염소산나트륨) 소독 시 소독제 농도(0.11-4.0 mg $Cl_2/L$), pH (6.5-8.0), 온도($15-25^{\circ}C$), 암모니아 농도(10-41 mg N/L), 부유물질(91-271 mg SS/L)이 대장균군수 감소 속도에 미치는 영향을 고찰하였다. 차아염소산나트륨 농도 효과는 반속도 상수가 1.212mg $Cl_2/L$인 saturation-type model로 잘 모사되었다. 소독 반응 속도는 SS와 pH 증가에 따라 감소되는 반면, 온도에 따라서는 증가하였고, 암모니아 농도에는 영향을 받지 않았다. 월류수 유입 조건을 $1{\times}10^5MPN/mL$, 271 mg SS/L, $15^{\circ}C$, pH 8.0로 가정할 때, 염소 주입 농도 1 mg/L, 수리학적 체류시간 1.25 분인 염소 소독조를 통해 입법예고 된 수질 기준의 1/3 수준인 대장균군수 1,000개/mL를 달성할 수 있을 것으로 계산되어, 염소 소독이 강우 월류수 소독에 유효하게 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권3호
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• pp.220-225
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• 2013

분말활성탄에 의한 페놀흡착의 속도론, 등온흡착, 열역학적 특성을 규명하기 위해 회분식 실험을 수행하였다. 흡착실험에서 얻어진 데이터에 2차 반응속도 모델을 적용한 결과, 상관계수($R^2$)의 값이 0.999 이상으로 실험값과 이론적 예측값이 잘 일치하였다. 흡착반응의 속도상수($k_2$)는 흡착제 투입량에 따라 0.55~19.81 mg $mg^{-1}min^{-1}$의 범위를 가지는 것으로 나타났다. 페놀의 등온흡착 특성은 Langmuir 등온 흡착 모델을 따르는 것으로 나타나 페놀이 활성탄 표면에 단층으로 균일하게 흡착되는 것을 알 수 있었다. 283.15~323.15 K의 온도범위에서 열역학적 특성을 평가한 결과, 흡착반응의 활성화에너지는 17.44 kJ $mol^{-1}$, 표준자유에너지변화는 -2.89~-2.14 kJ $mol^{-1}$, 엔탈피 변화는 -8.26 kJ $mol^{-1}$, 엔트로피 변화는 -18.94 J $mol^{-1}K^{-1}$인 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 활성탄에 의한 페놀흡착은 Langmuir 방식의 물리적 흡착이고 자발적이며 발열반응임을 보여준다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제9권1호
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• pp.62-74
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• 2008

본 논문에서는 전파천문용으로 사용하기 위한 대칭형 디지털 필터 코어의 설계를 제안한다. 본 논문에서는 Xilinx사의 Virtex-4 SX55 모델의 FPGA칩을 기반으로 한국우주전파관측망(Korean VLBI Network; KVN)의 자료획득시스템에서 요구하는 FIR 필터 코어의 기능을 VHDL 코드로 설계하였다. 본 논문에서 설계한 디지털 필터는 디지털 필터계수를 공유하여 시스템의 효율을 증대시킨 대칭형 구조(Symmetric Structure)를 갖는다. 대칭구조의 디지털 필터(Symmetric FIR Filter Unit; SFFU)는 제한된 시스템 클록을 이용하여 데이터의 처리를 효과적으로 수행하기 위해 병렬처리 방법을 사용한다. 따라서 본 논문에서는 SFFU의 효율적인 설계를 위해 전체적인 IP core의 합성 및 실험에는 통합 합성 소프트웨어 ISE Foundation을 사용하였으며, GUI 환경이 뛰어난 core generator를 활용하였다. 설계한 디지털 필터 코어의 합성 결과, 최대 동작 주파수는 260MHz를 약간 상회하는 수준까지 달성하였으며, 슬라이스, LUT 등의 리소스 사용량은 40% 이하임을 확인하였다 또한 Mentor Graphics사의 Modelsim 6.la 버전을 이용하여 SFFU(Symmetric FIR Filter Unit)의 시뮬레이션을 수행한 결과, 오류 없이 작동하는 것을 확인하였다. SFFU의 기능을 확인하기 위하여 추가적으로 Matlab을 이용하여 의사 신호를 이용한 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션과 설계한 디지털 FIR 필터의 비교실험결과에서 FIR 필터의 기능을 수행하고 있음을 확인할 수 있어 본 논문에서 FPGA와 VHDL을 이용하여 설계한 대칭구조의 디지털 FIR 필터의 유효성을 확인할 수 있었다.

• 임산에너지
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• 제22권2호
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• pp.69-77
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• 2003

본 연구는 coumarine과 ester성분을 함유한 물푸레나무 수피 추출물의 각종 효소의 생리활성 기능과 항산화능을 검토함으로서 의약품 및 화장품 등의 첨가제로서의 사용 가능성을 검토하였다. 첫째, 효소학적 생리활성 실험에서 전자공여능은 1ppm에서는 62.00%, 10ppm 이상의 농도에서는 90%이상의 높은 전자공여능을 나타내었고, SOD 유사활성능은 500ppm 이하의 농도에서 10%미만의 매우 작은 유사활성을 보여주었으나, 5000ppm의 농도에서는 84.73%의 높은 활성을 보여주었다. xanthine oxidase의 저해활성을 관찰한 결과 200ppm에서 45.57%의 비교적 낮은 저해효과를 나타내었다. 둘째, tyrosinase 저해표과를 관찰한 결과 2000ppm에서 57.51%의 저해효과를 나타내었지만, 500ppm 이하의 농토에서는 매우 낮은 저해효과를 보여 주었다. 이는 물푸레나무 수피 추출물은 미백효과가 낮음을 보여주었다. 셋째, 지방산패도 측정결과 Cu/sup 2＋/ 이온을 산화 촉진제로 사용했을 때 10ppm의 농도에서 82%의 저해효과를 보여주었고, Fe/sup 2＋/ 이온을 산화 촉진제로 사용했을 때 100ppm에서 60%이상의 아주 우수한 효과를 보여 주었으며, Fe/sup 2＋/를 산화촉진제로 사용했을 때보다, Cu/sup 2＋/를 산화촉진제로 사용하였을 때가 더 높은 지방산패도 저해효과를 보여주었다. 결론적으로 물푸레나무 수피 추출물의 생리환성 기능과 항산화능은 분명히 나타남을 볼 때 화장품 및 의약품 첨가제로서의 역할온 기대할 수 있음을 보여준다.

• 청정기술
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• 제18권1호
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• pp.76-82
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• 2012

폐수로 부터 유독한 말라카이트 그린 성분을 제거하는데 있어서 제올라이트의 활용가능성을 살펴보았다. 흡착실험은 298, 308 및 318 K에서 수행하였으며, 흡착에 대한 온도, 접촉시간과 초기농도의 영향을 조사하였다. 흡착자료를 기초로 Langmuir와 Freundlich 흡착등온식에 대한 적합성을 평가하였다. 흡착공정은 Freundlich 흡착등온식이 잘 맞았으므로 제올라이트 표면의 불균일한 에너지에 의해 선택적인 흡착이 이루어짐을 알았다. 계산된 흡착등온선의 상수 값으로부터 제올라이트에 의해서 말라카이트 그린의 효과적인 처리가 가능하다는 것을 알 수 있었다. 동력학적 실험으로부터, 흡착공정은 유사이차반응속도식에 잘 맞으며, 속도상수($k_2$) 값은 말라카이트 그린의 초기농도가 증가할수록 감소하였다. 활성화에너지, 엔탈피, 엔트로피 및 자유에너지변화와 같은 열역학 파라미터들은 흡착공정의 특성을 평가하기 위하여 조사하였다. 활성화에너지의 계산값은 제올라이트에 대한 말라카이트 그린의 흡착이 물리적 공정임을 나타냈다. 자유에너지변화값(${\Delta}G^{\circ}$ = -6.47~-9.07 kJ/mol)과 엔탈피변화값(${\Delta}H^{\circ}$ = +32.414 kJ/mol)은 흡착공정이 298~318 K 범위에서 자발적이고 흡열과정이라는 것을 나타냈다.

• 청정기술
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• 제20권1호
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• pp.35-41
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• 2014

본 연구에서는 입상 활성탄($8{\times}30mesh$, $1,578m^2/g$)을 사용하여 quinoline yellow 염료를 흡착하는데 필요한 흡착평형과 흡착동역학 및 열역학에 대하여 조사하였다. 등온흡착평형관계를 검토한 결과, 평가된 Langmuir 식의 상수($R_L=0.0730{\sim}0.0854$)와 Freundlich 식의 상수(1/n = 0.2077~0.2268)로부터 입상 활성탄에 의해 quinoline yellow를 적절하게 흡착처리 할 수 있음을 알았고, Temkin 식의 상수(B = 15.759~21.014 J/mol)와 Dubinin-Radushkevich 식의 상수(E = 1.0508~1.1514 kJ/mol)로부터 흡착공정이 물리흡착공정임을 알았다. 흡착공정에 대한 동력학적 해석을 통해 반응속도식의 적용결과는 유사이차반응속도식이 유사일차반응속도식에 비해 일치도가 높은 것으로 나타났으며, 흡착공정은 입자내세공확산과 표면확산의 두단계로 진행됨을 알았다. 유사이차반응속도식을 적용한 열역학적 해석을 통해 평가된 엔탈피 변화값(+35.03 kJ/mol)과 활성화에너지값(+35.137 kJ/mol)으로부터 흡착공정이 흡열반응으로 진행됨을 알았다. 또한 엔트로피 변화값(+134.38 J/mol K)은 흡착공정의 무질서도가 증가한다는 것을 나타내었고, 온도가 올라갈수록 자유에너지값이 감소하는 경향을 보인 것은 활성탄에 대한 quinoline yellow의 흡착반응은 온도가 올라갈수록 자발성이 높아지는 것으로 판단되었다.

• 한국환경과학회지
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• 제19권5호
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• pp.565-575
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• 2010

This study is mainly focused on micellar effect of cetylpyridinium chloride(CPyCl) solution including alkylbenzimidazole(R-BI) on dephosphorylation of diphenyl-4-nitrophenylphosphinate(DPNPIN) in carbonate buffer(pH 10.7). The reactions of DPNPIN with R-BI$^{\ominus}$ are strongly catalyzed by the micelles of CPyCl. Dephosphorylation of DPNPIN is accelerated by BI$^{\ominus}$ ion in $10^{-2}M$ carbonate buffer(pH 10.7) of $4{\times}10^{-3}M$ CPyCl solution up to 100 times as compared with the reaction in carbonate buffer by no BI solution of $4{\times}10^{-3}M$ CPyCl. The value of pseudo first order rate constant($k^m_{BI}$) of the reaction in CPyCl solution reached a maximum rate constant increasing micelle concentration. Such rate maxima are typical of micellar catalyzed bimolecular reactions. The reaction mediated by R-BI$^{\ominus}$ in micellar solutions are obviously slower than those by BI$^{\ominus}$, and the reaction rate were decreased with increase of lengths of alkyl groups. It seems due to steric effect of alkyl groups of R-BI$^{\ominus}$ in Stern layer of micellar solution. The surfactant reagent, cetylpyridinium chloride(CPyCl), strongly catalyzes the reaction of diphenyl-4-nitrophenylphosphinate(DPNPIN) with alkylbenzimidazole (R-BI) and its anion(R-BI$^{\ominus}$) in carbonate buffer(pH 10.7). For example, $4{\times}10^{-3}M$ CPyCl in $1{\times}10^{-4}M$ BI solution increase the rate constant ($k_{\Psi}=1.0{\times}10^{-2}sec^{-1}$) of the dephosphorylation by a factor ca.14, when compared with reaction ($k_{\Psi}=7.3{\times}10^{-4}sec^{-1}$) in $1{\times}10^{-4}M$ BI solution(without CPyCl). And no CPyCl solution, in $1{\times}10^{-4}M$ BI solution increase the rate constant ($k_{\Psi}=7.3{\times}10^{-4}sec^{-1}$) of the dephosphorylation by a factor ca.36, when compared with reaction ($k_{\Psi}=2.0{\times}10^{-5}sec^{-1}$) in water solution(without BI). This predicts that the reactivities of R-BI$^{\ominus}$ in the micellar pseudophase are much smaller than that of BI$^{\ominus}$. Due to the hydrophobicity and steric effect of alkyl group substituents, these groups would penetrate into the core of the micelle for stabilization by van der Waals interaction with long alkyl groups of CPyCl.