VOC(Volatile Organic Compound) removal characteristics in continuous flow reactors have been numerically investigated. The photocatalytic reaction have been simulated with the binding constant and the reaction rate constant obtained from experimental data for the constant-volume batch reactor, and then VOC abatement in continuous flow reactors with the same conditions as those of batch reactor has been analyzed. The standard 4\kappa-\varepsilon$ model and mass conservation equation have been employed for numerical calculation, and heterogeneous reaction rate has been used in terms of the boundary condition of the conservation equation. in the case of the continuous flow reactor, reaction characteristics have been estimated with various inlet velocities and with different number of baffles. The result shows that the concentration distribution and flow patterns are strongly affected by the inlet velocity, and that with the increased inlet velocity, VOC removal rate is increased, while removal efficiency is decreased. This result may be useful in the design of reactors with improved VOC removal efficiency.
대기 중 휘발성유기물(VOC) 분석을 위해 가스시료 채취 용기로서 고분자 재질의 유연한 백(bag)이나 금속재질의 캐니스터 또는 유리병 등을 사용하고 있다. 본 연구에서는 가스시료 용기에 시료 채취 후 분석 시까지 단기 보관에 따른 휘발성시료의 농도 안정성을 다양한 용기에 대해 비교하였다. 시료용기로 폴리비닐플로라이드(polyvinyl fluoride, PVF), 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 폴리에스터-알미늄(polyester aluminum, PE-Al) 재질의 폴리머백과 스테인레스 재질의 캐니스터 그리고 2종의 갈색유리병을 사용하였으며 VOC 시료로 100 nmol/mol의 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 자일렌, 스타이렌 표준가스를 사용하였다. 열탈착-가스크로마토그래프-불꽃이온화검출기(TD-GC-FID)를 사용하여 용기 종류별로 10~20일 동안 보관된 시료의 농도변화를 측정하였다. 캐니스터와 갈색병은 1주일 동안 큰 농도의 변화가 없었으며 2주까지도 처음 농도의 80 %이상 농도를 유지하였다. 폴리머재질의 모든 백(bag)형 용기의 경우는 벤젠과 톨루엔을 제외한 모든 성분이 1일 후에 처음 농도의 70 % 미만으로 큰 농도 변화를 보였다. 특히 에틸벤젠, 자일렌, 스티렌의 경우 처음 농도의 30 % 미만이 남아 매우 큰 농도 변화를 보였다.
A Purge & Trap Concentrator was used to analyze various volatile organic compounds(VOCs) in wat-er. The object of this study was to observe the purge efficiency of 40 VOCs in water according to the change of parameters (purge time drypurge time sample temperature) and to determine the optimum condition for VOCs using the purge & Trap concentrator interfaced with a narrow capillary connected to a gas chromatography/mass spectrometry. The optimum condition of purge and trap is as follows: purge time at 11min drypurge time at 5min sample temperature at 6$0^{\circ}C$ at constant purge flow (40mol/min) constant desorption flow(20ml/min) desorption temperature(2$25^{\circ}C$) and desorption time (1min) At this analytical condition the detection limits of VOCs was in the range of 0.1~0.5$\mu$g/ml and the purge efficiency of each compound was over 70%.
휘발성유기화합물질(Volatile Organic Compound ; VOCs)은 오존등 광화학옥시단트로 인한 대도시의 대기질 악화와 함께 도시환경에서 중요한 발암성 물질이거나 만성 또는 급성의 건강장해를 일으킴으로써 공중보건상에 나쁜 영향을 주는 것으로 조사되고 있다. 특히 실내 공기중의 VOCs는 건축자재, 가구, 접착제, 카페트, 흡연 및 취사행위 및 난방을 포함한 연료의 연소 등 다양한 오염원으로부터 방출되는 건으로 알려져 있다. (중략)
Aflatoxin contamination in rice has been documented in a number of studies, and has a high incidence in Asian countries, and as such, there has been a growing interest in alternative biocontrol strategies to address this issue. In this study, 147 strains of yeasts and yeast-like fungi were screened for their potential to produce volatile organic compounds (VOCs) active against Aspergillus flavus strains that produce aflatoxin B1 (AFB1). Five strains within four different genera showed greater than 50% growth inhibition of some strains of A. flavus. These were Anthracocystis sp. DMKU-PAL124, Aureobasidium sp. DMKU-PAL120, Aureobasidium sp. DMKU-PAL144, Rhodotorula sp. DMKU-PAL99, and Solicococcus keelungensis DMKU-PAL84. VOCs produced by these microorganisms ranged from 4 to 14 compounds and included alcohols, alkenes, aromatics, esters and furans. The major VOCs produced by the closely related Aureobasidium strains were found to bedistinct. Moreover, 2-phenylethanol was the most abundant compound generated by Aureobasidium sp. DMKU-PAL120, while methyl benzeneacetate was the major compound emitted from Aureobasidium sp. DMKU-PAL144. On the other hand, 2-methyl-1-butanol and 3-methyl-1-butanol were significant compounds produced by the other three genera. These antagonists apparently inhibited A. flavus sporulation and mycelial development. Additionally, the reduction of the AFB1 in the fungal-contaminated rice grains was observed after co-incubation with these VOC-producing strains and ranged from 37.7 ± 8.3% to 60.3 ± 3.4%. Our findings suggest that these same microorganisms are promising biological control agents for use against aflatoxin-producing fungi in rice and other agricultural products.
Volatile organic compounds (VOCs) in the atmosphere are harmful materials which influence indoor air environment and human health. Titanium dioxide ($TiO_2$) is photocatalyst extensively used in degradation of organic compound. To improve the photocatalytic activity in the visible light region, doping with non-metals element or loading noble metals on the surface of $TiO_2$ is generally proposed. In this study, N- doped $TiO_2$ having photocatalytic activity in visible light region was attached noble metal such as Pt, Ag, Pd, Au by coupling method. Catalytic activities of Noble metal coupled $N-TiO_2$ powders were evaluated by the improvement of their photocatalytic activities and the degradation of VOC gas. A UV-Vis spectrophotometer was used to measure the diffuse reflectance spectra of coupled $N-TiO_2$ sample. The photocatlytic activities of as prepared samples were characterized by the decoloration of aqueous MB solution under Xenon light source (UV and visible light). To measure of decomposition VOCs, ethylbenzene was selected for target VOC material and the concentration was monitored under UVLED irradiation in a closed chamber system. Adjusting the initial concentration of 10~12 ppm, to evaluate the removal characteristics by using the coupled $N-TiO_2$.
건축재료와 생활용품으로부터 방출되는 실내공기 오염물질들로 인한 피해가 증가하고 있는 현시점에서 친환경 제품에 대한 관심이 높아지고 있다. 이러한 관심 속에 피톤치드에 대한 효능이 알려지면서 다양한 방법으로 사용되고 있다. 피톤치드를 다량 함유한 편백잎 증류추출수의 가습시 발생하는 휘발성유기화합물의 방출특성을 GC-MS를 이용하여 그 효과를 조사하였다. 편백잎추출수 가습시 115종의 화합물이 검출되었다. 검출된 화합물들은 aromatic compound, terpenoid, alkane, ketone, ester, aldehyde, alcohol, acid, miscellaneous compound류로 분류하였으며 aromatic compound류(13종, 38%)와 terpenoid류(23종, 33%) 화합물이 다른 화합물류에 비해 높은 비율로 검출되었다. Aromatic compound류 경우 편백잎추출수에 의한 추가 화합물은 검출되지 않아 그 영향이 없는 것으로 판단되며, terpenoid류 경우 편백잎추출수 가습시 10% 정도 증가하였고 7종의 화합물이 추가로 검출되었다. 편백잎추출수 가습시 방출된 terpenoid류 화합물들은 항균, 방충, 방부 효력뿐만 아니라 항고혈압성과 항암에 효과가 있는 것으로 알려져 있어 건강에 도움을 줄 것으로 판단된다.
Volatile organic compounds(VOCs) are toxic carcinogenic compounds found in wastewater. VOCs require rapid removal because they are easily volatilized during wastewater treatment. Electrochemical advanced oxidation processes(EAOPs) are considered efficient for VOC removal, based on their fast and versatile anodic electrochemical oxidation of pollutants. Many studies have reported the efficiency of removal of various types of pollutants using different anodes, but few studies have examined volatilization of VOCs during EAOPs. This study examined the removal efficiency for VOCs (chloroform, benzene, trichloroethylene and toluene) by oxidization and volatilization under a static stirred, aerated condition and an EAOP to compare the volatility of each compound. The removal efficiency of the optimum anode was determined by comparing the smallest volatilization ratio and the largest oxidization ratio for four different dimensionally stable anodes(DSA): Pt/Ti, $IrO_2/Ti$, $IrO_2/Ti$, and $IrO_2-Ru-Pd/Ti$. EAOP was operated under same current density ($25mA/cm^2$) and electrolyte concentration (0.05 M, as NaCl). The high volatility of the VOCs resulted in removal of more than 90% within 30 min under aerated conditions. For EAOP, the $IrO_2-Ru/Ti$ anode exhibited the highest VOC removal efficiency, at over 98% in 1 h, and the lowest VOC volatilization (less than 5%). Chloroform was the most recalcitrant VOC due to its high volatility and chemical stability, but it was oxidized 99.2% by $IrO_2-Ru/Ti$, 90.2% by $IrO_2-Ru-Pd/Ti$, 78% by $IrO_2/Ti$, and 75.4% by Pt/Ti anodes The oxidation and volatilization ratios of the VOCs indicate that the $IrO_2-Ru/Ti$ anode has superior electrochemical properties for VOC treatment due to its rapid oxidation process and its prevention of bubbling and volatilization of VOCs.
다공질 세라믹 막을 사용하는 플라즈마-촉매 반응기에서 휘발성유기화합물의 분해가 수행되었다. 저압차 촉매 지지체로 사용된 세라믹 막에 광촉매인 산화아연을 담지하여 휘발성유기화합물의 산화 성능을 개선하고자 하였다. 교류 고전압에 의해 구동되는 플라즈마가 다공질 세라믹 막 내에서 전개되면서 휘발성유기화합물의 분해에 이용되는 라디칼, 오존, 이온, 여기상태 분자 등 다양한 활성성분을 생성하게 된다. 반응기에 공급되는 고전압이 증가함에 따라 플라즈마가 점차 방사방향으로 전개되어, 일정 전압을 넘어서면 세라믹지지체 전체적으로 균일한 플라즈마가 생성되었다. 휘발성유기화합물 분해 성능 평가에는 에틸렌이 이용되었다. 전기에너지밀도, 반응기 입구 에틸렌 농도, 촉매 담지 여부, 기체 조성에 따른 에틸렌 분해효율이 조사되었다. 같은 에너지 밀도에서 비교하면 산화아연이 담지된 촉매에서의 에틸렌 분해 효율이 담지되지 않은 경우보다 더 높은 것으로 나타났으며, 기체 조성 변화 실험을 통해 폐가스의 주요 구성성분인 산소와 질소 모두 에틸렌의 분해를 개시하는데 중요한 역할을 함을 알 수 있었다. 일반적인 기상반응과 달리, 플라즈마 반응기에서의 에틸렌 분해 반응은 활성 성분의 양에 의해 지배되므로, 방전 전력이 동일할 경우 에틸렌 농도가 높아질수록 분해효율이 저하되었다.
전자산업의 공정에서 PCB기판납땜은 괼수적이며 이에 사용하는 Flux내 용제인 IPA(Iso--propyl alcohol)와 메탄올은 인화성과 폭발성이 강한 물질로 화재위험성이 대단히 높다. 또한 메탄올은 유독성물질로 지정되어 있으며, 환경법상 VOC(Volatile Organic Compound : 휘발성유기화합물)규제물질로 지정되어 있어 대체물질 개발이 절실히 요구된다. 이에 기존 Flux특성을 가지고 있으면서 화재위험성은 없고, 휘발성유기화합물 규제물질에는 해당되지 않는 디클로로프로판(Dichloropropane, DCP)를 주성분으로 하여 Flux 특성에 맞는 안정제 및 첨가제를 적정 조성비로 조합하여 용제를 개발하였다. 그 결과 200ppm의 작업환경허용농도를 470 ppm으로 완화시킬 수 있었으며 납땜불량율은 0.083%에서 0%로, 퍼짐성은 85%에서 87%로, 전연저항은 1.0$\times$$10^{12}$$\Omega$에서 6.9$\times$$10^{12}$/$\Omega$으로 기존 Flux보다 우수하였다. 그러므로 Flux의 안정성은 물론 환경안전측면과 품질, 생산성도 향상이 가능함을 확인하였고, 품질 특성시험 및 제품 신뢰성 시험 결과 만족할 만한 곁과를 얻었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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