C.I. Reactive Blue 19에 대한 hydroxylethylsulfonyl type의 수용액에서의 용해성과 안정성을 조사한 결과 이온강력 0.15, pH 5.8과 9.2에서 초기의 용해도를 4시간 동안 유지했으며, 이온강력을 증가시키면 용해도의 단정성이 감소했다. 그러나 용액의 교반하면 안정성이 증가하여 이온강력 0.30에서 초기용해도가 하루 동안 유지되었다. 셀로판 필름을 원주형태의 롤로 만들어 확산과 흡착 거동을 조사한 결과 hydroxylethylsulfonyl type의 용액 농도가 증가하면 표면농도, $C_0$가 증가했으나 확산계수, D는 일정한 값을 유지했다. Bis(arylsulfonylethyl)ether type의 셀룰로우스와의 반응성은 vinylsulfonyl type에 대해 겉보기 반응속도가 1/6 정도였다.
반응염색(反應染色) 견(絹) fibroin의 graft 중합(重合) 거동(擧動)을 알아보기 위하여, C. I. Reactive Yellow 179, Red 2, Black 5, Blue 13, Blue 49, Blue 4, Blue 19, Red 6, Blue 71, Blue 21로 견(絹) fibroin의 염착량(染着量)이 각각 다르게 염색(染色)하고, methacrylamide graft 중합(重合)하였으며 그 결론(結論)은 다음과 같다. 1. 염료(染料)의 고착속도(固着速度)는 흡착속도(吸着速度)와 일치(一致)하는 경향(傾向)이었으며, 고착속도(固着速度)는 Yellow 179 및 Blue 71이 가장 낮았고, Black 5, Blue 49, Blue 4, Blue 19, Blue 21은 비교적 빠른 것으로 나타났다. 2. 염색시간(染色時間)이 경과(經過)할수록 즉(卽), 염착량(染着量)이 증가(增加)할수록 증량율(增量率)은 감소(減少)하는 것으로 나타났으나, Blue 71 및 Blue 21 염색(染色) 견(絹) fibroin의 증량율(增量率)은 염착량(染着量)의 다소(多少)에 관계없이 현저하게 높았으며, Blue 19의 경우 증량율(增量率)은 12% 내외(內外)로 일정(一定)하게 나타났고, Yellow 179 염색(染色) 견(絹) fibroin의 증량율(增量率)은 무처리(無處理) 견(絹) fibroin과 비슷한 것으로 나타났다. 3. 평형염색(平衡染色) 견(絹) fibroin의 증량율(增量率)은 Blue 71 및 Blue 21 염색(染色) 견(絹) fibroin의 경우를 제외하고는 모두 무처리(無處理) 견(絹) fibroin에 비하여 낮은 것으로 나타났으며, 염색온도(染色溫度)가 상승(上昇)할수록 증량율(增量率)은 저하(低下)하는 것으로 나타났다. 4. Graft 중합(重合) 과정에서 색상(色相)이 다소(多少) 변화(變化)하는 것으로 나타났다.
Orange peel (OP) exhibits a sorption capacity towards anionic dyes such as reactive blue 19 (RB19). Cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) as a cationic surfactant was used to modify the surface nature of OP to enhance its adsorption capacity for anionic dyes from an aqueous solution. Four adsorbents were investigated: the OP, sodium hydroxide-treated OP (SOP), CTAB-modified OP and CTAB-modified SOP. The physical and chemical properties of these sorbents were determined using nitrogen adsorption at 77 K and by scanning electron microscope and Fourier transform infrared spectroscopy techniques. The adsorption of the RB19 dye was assessed with these sorbents at different solution pH levels and temperatures. The effect of the contact time was considered to determine the order and rate constants of the adsorption process. The adsorption data were analyzed considering the Freundlich, Langmuir, Elovich and Tempkin models. The adsorption of RB19 by the assessed sorbents is of the chemisorption type following pseudo-first-order kinetics. CTAB modification brought about a significant increase in RB19 adsorption, which was ascribed to the grafting of the sorbent with a cationic surfactant.
구핵부가형 반응성 염료인 C.I. Reactivo Blue 19와 산성 염료인 C.I. Acid Blue 138로 각각 견을 평형염착시켜 온도 및 pH에 따른 염착량 및 고착량을 구하여 각 조건에서의 염착거동을 비교 검토하였다. 1) 염착은 pH 및 온도가 낮을수록 양염료 모두 증가하였고, 반응성 염료인 경우, pH 8.5, 7$0^{\circ}C$에서 최대 고착량을 나타내었다. 2) 산성인 경우 반응성 염료는 산성 염료와 같은 거동을 나타내었다. 3) 산성 및 반응성 염료인 KL은 pH의 감소에 따라 증가하였고, Kp는 전자인 경우 증가, 후자인 경우 감소하였다. 4) 온도가 상승할수록 양염료 모두 KL은 감소하였고, 표준친화력은 증가하였다. 5) 산성 및 반응성 염료의 염착반응은 발열반응이고 표준엔트로피는 정의 값을 나타내었다. 6) 강산성측에서는 산성 반응성 염료 모두 Langmuir형 미착과 Nernst형 미착의 합으로 나타낼 수 있다.
The dyeabilities of C.I. Reactive Blue 19(B19, MW ; 626), C.I. Reactive Blue 4(B4, MW ; 637) and C.I. Reactive Black 5(B5, MW : 991) were investigated. Initial dyeing rates were increased and the amount of dye on the fabric at equilibrium was decreased with temperature like other ordinary dyeing processes. Activation entropy$(\Delta{S}^*)$ was decreased because of loose bonding between dyestuffes and fiber molecules at transition state. It can be clarified that the entire reaction is exothermic and the number of molecular species at transition state becomes greater from decrease in activation enthalpy$(\Delta{H}^*)$ and the increase in activation free energy$(\Delta{G}^*)$ with temperature, respectively. The amount of B19 on the fabric at equilibrium was greater than that of B4, because B4 became unreactive towards textile substrates through hydrolysis. Due to the biggest size of the dye molecule, the reaction rate of B5 was the slowest but its difunctional group played an important role in achieving the greatest amount of dye on the fabric at equilibrium.
한국환경보건학회 2005년도 Proceedings of KSEH.Minamata Forum
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pp.95-102
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2005
For decolorization of synthetic dyes, Isolate fungi were investigated for the decolorization of 8 industrial dyes. One fungus isolated from textile wastewater collected from Banweol industrial complex, Korea showed excellent ability for removing synthetic dyes. Internal Transcribed Spacers (ITS) sequencing result was confirmed as the new Basidomycetes species. HUE05-1 The optimal decolorizaton conditions were pH5, 30$^{\circ}C$ and aerobic condition. HUE05-1 was completely decolorized all dyes in both solid and liquid condition. The result is decolorization effect at Reactive Orange 16; 97.12%, Reactive Blue 19; 92.09%, Reactive Blue 49; 97.04%, Reactive Yellow 145; 95.53%, Acid Orange 10; 99.18%, Acid Violet 43; 98.73%, Acid Blue 350; 94.71%, Disperse Blue 106; 90.07%.
For decolorization of synthetic dyes, One fungus(HUE05-1) which was isolated from textile wastewater collected from industrial complex in Korea showed excellent ability of removing synthetic dyes. This fungus was identified as Basidiomycetes species by Internal Transcribed Spacers (ITS) sequence. Isolated fungi. HUE05-1 completely decolorized all dyes in both solid and liquid condition. The decolorization results were Reactive Orange-16, 97.12%; Reactive Blue-19, 92.09%; Reactive Blue-49, 97.04%; Reactive Yellow-145, 95.53%; Acid Orange-10, 99.18%; Acid Violet-43, 98.73%; Acid Blue-350, 94.71% and Disperse Blue-106, 90.07%.
반월공단의 염색폐수와 염료폐수를 균원시료로 하여 반응성 염료의 색도제거능이 나타난 13종의 균주를 분리하고, 산소농도에 따른 영향을 살펴보기 위하여 교반에 따른 색도제거율을 살펴 본 결과, 교반을 진행하지 않은 경우 효율이 더 높은 효율을 얻을 수 있었다. 또한, 5가지 반응성 염료 (reactive blue 19, reactive blue 21, reactive red 180, reactive red 195, reactive yellow 145)를 가지고 색도제거 실험을 진행한 결과 2종의 균주가 높은 효율을 보였다. 이 2종의 균주를 동정한 결과 Bacillus anthracis와 Bacillus cereus로 판명되었다. 최적 조건을 살펴보기 위하여 온도와 초기 pH 영향에 따른 색도 제거율을 알아보기 위하여 실험을 진행한 결과 35$^{\circ}C$, pH 7에서 높은 색도제거율을 보였다. 또한 탄소원과 질소원에 따른 영향을 살펴보기 위하여 Bacillus anthracis로 실험한 결과 glucose, yeast extract를 사용한 경우 89%의 높은 색도 제거율을 얻을 수 있었다. 이러한 결과로 미루어 볼 때 분리된 두 균주는 염색폐수의 색도제거에 효과적인 균주라고 사료된다.
고체배양을 통해 10종의 균주 중에서 선별된 고활성 균주인 T. versicolor KCTC 16781은 100 mg/L의 6가지 염료(reactive blue 19, reactive blue 49, reactive black 5, acid black 52, reactive orange 16, and acid violet 43)를 15일 이내에 효율적으로 분해하였다. T. versicolor KCTC 16781은 액체배양에서 반응 2-3일 이내에 6가지 염료의 색도를 100% 제거시켰으며, 배양 초기에 빠른 속도로 효소를 생산하여 높은 활성을 보였다. 이로 인해 색도제거 속도가 기존의 연구에 보고된 결과들보다 우수함을 입증하였다. 서로 다른 종류의 염료분해 실험에서, 효소활성이 반응 초기에 작은 차이를 보였지만, 최대 효소활성에 도달한 후의 값이 2.0$\pm$0.5 U/mL의 범위에 들어 염료의 종류에 관계없이 비슷한 범위의 활성을 보이는 것을 확인할 수 있었다. 염료의 색도제거가 완벽하게 이루어진 후에도 효소활성은 감소하지 않았으며, 배양 말기까지 2.0 U/mL 이상의 효소활성을 유지하여 고농도의 염료를 제거할 수 있는 가능성을 보였다.
계면활성제를 완충용액에 섞어서 사용하는 미셀 모세관 전기영동법(micellar electrokinetic capillary chromatography, MECC)을 이용하여, 아조염료의 합성성분이면서 동시에 아조염료가 분해될 때 생성되는 H-acid modifier 혹은 2-naphthylamine-1,5-disulfonic acid 등의 디아조 성분에 대한 분석을 수행하고, 이 분리 결과를 Ion-Paring 메카니즘을 이용한 고성능 액체 크로마토그래피법과 비교하였다. 이 방법을 이용하여 Direct Blue 2, Direct Blue 6, Direct Blue 15 등의 직접염료 그리고 Reactive Orange 4와 같은 반응성 염료의 혼합용액을 완전히 분리할 수 있었다. 특히 각 염료의 환원용액을 H-acid, J-acid, ${\gamma}$-acid, orthanilic acid, sulfanilic acid 2-naphthylamine-1,5-disulfonic acid 등의 표준물질과 비교 분석한 결과, 사용한 각 염료의 디아조 성분인 H-acid modifier 혹은 2-naphthylamine-1,5-disulfonic acid에 대한 정보를 얻을 수 있었다. 본 연구의 결과를 토대로 Ion-Pair 크로마토그래피법과 모세관 전기영동법은 미지의 염료에 대한 성분확인 및 디아조 혹은 커플링 성분분석에 응용할 수 있음을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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