선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본 연구에서는 난분해성 염료인 Rhodamine B (RhBX 대상으로 펜톤, 펜톤-유사 및 광펜톤-유사 공정의 최적 조건을 각각 구하고 RhB 농도 감소를 펜 톤 공정의 최적 조건과 비교하여 펜톤-유사 공정과 광펜 톤-유사 공정의 타당성을 고찰하였다.
제안 방법
- Fig. 2(b)에 pH를 3으로 고정한 조건에서 최적 H2O2 주입량을 고찰하기 위하여 10~70mmol로 변화시켜 RhB 농도 감소를 고찰하였다. H2O2 농도 증가에 따라 RhB 감소를 나타내었고, 60 mmol 이상의 H2O2 농도에서는 RhB 농도가 감소되지 않아 최적 H2O2 주입량은 60 mmol인 것으로 나타났다.
- 펜톤 반응 및 펜톤-유사 반응 실험은 여러 반응조건을 동시에 비교 실험할 수 있는 Jar-tester를 이용하였으며, 교반속도를 250rpm으로 고정하여 실험하였다. 광-펜톤-유사 반응 실험에 사용한 반응기는 직육면체 형태로 되어 있으며, 아크릴로 제작하였고, 유효용적은 1.
대상 데이터
- 7H2O (Junsei ChemJ을, 펜톤-유사반응과 광펜톤-유사 반응에 사용한 반응촉매제인 철 분말은 약 10~100jim의 입경 분포를 가지는 시약용 환원철(Junsei Chem.)을, 과산화수소는 30% 시약용 과산화수소(Junsei Chem.)을 사용하였으며, 실험조건에 따라 주입량을 달리하여 동시에 주입하였다. pH는 2N 황산과 2N NaOH 용액을 조제하여 조절하였다.
- 실험하였다. 광-펜톤-유사 반응 실험에 사용한 반응기는 직육면체 형태로 되어 있으며, 아크릴로 제작하였고, 유효용적은 1.5/이었다. 철염의 내부 순환을 위하여 반응기 상부에교반장치를 설치하여 교반봉을 이용하여 200rpm의 속도로 교반시켰다.
- 본 실험에 사용한 염료는 Rhodamine B(RhB)를 사용하였으며, 펜톤 반응에 사용한 Fe2+는 FeSO4 . 7H2O (Junsei ChemJ을, 펜톤-유사반응과 광펜톤-유사 반응에 사용한 반응촉매제인 철 분말은 약 10~100jim의 입경 분포를 가지는 시약용 환원철(Junsei Chem.
성능/효과
- 625mmol 이상이 필요한 것으로 사료되었다. 0.8 mmol의 H2O2 주입량부터 초기 반응속도가 감소하고 반응종결 시간도 증가하는 것으로 나타나 氐0虽 인한 scavenging 효과가 나타나는 것으로 사료되었다. 이와 같은 결과는 Fe'+를 이용한 광-펜톤-유사 반응에서 procaine penicillin G의 분해 반응에서 scavenging 효과를 보고한 Arslan-Alaton的과 일치하였다.
- 8%의 제거율을 나타내었다. 1.25 mmol 주입시 98.9%의 제거율을 나타내었고, 1.5 mmol 주입시 98.7%의 제거율을 나타내었는데 이는 scavenging 효과가 나타난 결과이다. 펜톤 반응에서 최적 철염과 氏。2 농도는 각각 0.
- 2. 실험한 세 반응 모두 98% 이상의 RhB 색 제거율을 얻을 수 있는 것으로 나타났다. 펜톤-유사 반응은 재사용 가능한 철입자를 사용할 수 있는 장점이 있으나 h2o2 농도가 펜톤 반응이나 광펜톤-유사 반응에 비해 다량 소요되므로 실제 공정에서 적용 타당성이 없는 것으로 사료되었다.
- 3. 광-펜톤-유사 반응은 UV 등 전력에 따라 UV에 의한 RhB 의 직접 분해, HQ와 UV의 반응에 의한 OH . 의 생성 및 Fe"의 Fe*로의 광 황원으로 인한 OH .
- 4. 세 반응 모두 최적 pH는 3인 것으로 나타났다. 펜톤 반응은 pH 변화에 대해 큰 영향을 받지 않는 것으로 나타났으나, 빠른 반응종결시간과 99% 이상의 RhB 색도 제거를 위해서는 pH 5 이하에서 운전하는 것이 유리하다.
- 2(b)에 pH를 3으로 고정한 조건에서 최적 H2O2 주입량을 고찰하기 위하여 10~70mmol로 변화시켜 RhB 농도 감소를 고찰하였다. H2O2 농도 증가에 따라 RhB 감소를 나타내었고, 60 mmol 이상의 H2O2 농도에서는 RhB 농도가 감소되지 않아 최적 H2O2 주입량은 60 mmol인 것으로 나타났다. 일반적으로 유기화합물의 분해속도는 H2O2 농도가 임계값에 도달될 때까지 H2O2 의 농도 증가에 따라 증가된다, 그러나 임계 농도에 도달되면 유기화합물의 분해속도는 식 (12)와 같이 scavenging 효과에 의해 감소된다
- 5 이하의 pH에서는 초기 반응속도가 펜 톤-유사반응과 같이 매우 빠르고 RhB 완전 탈색시간도 5분 이내로 빠른 것으로 나타났다. pH 6과 7은 초기 반응속도와 완전 탈색시간이 5 이하의 pH보다 느린 것으로 나타났으나 30분이면 의 완전 탈색이 가능한 것으로 나타났다. 그러나 8 이상의 pH에서는 RhB 제거율이 98% 정도로 대부분의 색이 없어지지만 완전한 탈색은 어려운 것으로 사료되었다.
- 5(b)에서 보듯이 pH가 낮아질수록 RhB 농도 감소가 큰 것으로 나타났다. pH 7~9 범위에서는 RhB 농도감소가 크지 않은 것으로 나타났고, RhB의 완전한 색 감소를 위해서는 pH 3에서운전흐} 여야 하는 것으로 나타났다. Hsueh 등糾은 Fe3+ 를 이용한 펜톤-유사반응에서 Azo 염료인 Red MX-5B의 제거를 위한 최적 pH는 2.
- 펜톤-유사 반응에서 최적 철입자 주입량은 25 g〃, 최적 H2O2 주입 량은 60 mm이인 것으로 나타났다. 광펜톤-유사 반응에서 최적 철입자와 H2O2 주입 량은 각각 0.25 g/Z, 0.625 mmol로 나타났고, 철 입자를 주입하지 않은 UV/HQz와 비교할 경우 광펜돈-유사 반응은 UV/H2O2 반응보다 초기 반응속도가 빠르고 반응종결시간도 감소하였다.
- 625 mmol에서 더 이상 증가하지 않았다. 초기 pH 7, 온도 20℃, RhB 농도 5.08 mg/Z 인 조건에서 초기 반응속도상수를 구한결과 H2O2 주입량이 0.156 mmol인 경우 0.059 〃tnin (R2 = 0.969), 0313 mmole 0.104 Z/min (R2 = 0.989), 0.625 mm아은 0.236 Z/min (R2= 0.969), 0.8 mmole 0.228 Z/min (R2 = 0.953), 1 mmole 0.196 Z/min 0.929)로 나타나 0.625 mmol의 주입이 초기 반응속도가 가장 높은 것으로 나타났다. 0.
- 펜톤 -유사- 반응의 적용 타당성을 고찰하기 위하여 펜톤 반응에서의 최적 조건을 구하여 비교한 결과 펜톤 반응의 최적 Fe2+ 농도는 0.75 mmol(FeSO4 . 7H2O, 0.209 g/Z), 최적 H2O2 농도는 1 mmol로 나타나 RhB의 색도감소를 위한 펜톤-유사 반응의 적용은 철염을 지속적으로 주입하지 않는 장점이 있지만 HQz의 주입량이 크게 차이나기(59 mmol) 때문에 타당성은 없는 것으로 사료되었다.
- 그러나 펜 톤 반응과 광펜톤-유사 반응의 경우 주입하는 철 입자 양과 H2O2 양이 적어 적절한 것으로 사료되었다. 펜톤 반응과 광펜톤-유사 반응을 비교해보면 펜톤 반응의 철염 주입 량은 0.75 mmol(FeSO4 - 7H2O, 0.209 g/ D에 비해 광펜톤-유사 반응의 철입자 주입량은 0.25 g/t으로 주입량이 약간 많지만 철염은 1회성인데 반해 철 입자는 여러번 사용이 가능하기 때문에 철염 주입량을 줄일 수 있고, H2O2 주입량은 두 공정의 경우 1 mmol과 0.625 mm이로 나타나 광페톤-유사 공정 의시약 주입량이 펜톤 주입량보다 다소 적은 것으로 나타났다. 그러나 UV 등 시설비와 유지비를 감안할 경우 최종적인 경제성은 좀 더 자세하게 조사할 필요성이 있는 것으로 사료되었다.
- 펜톤 반응은 pH 변화에 대해 큰 영향을 받지 않는 것으로 나타났으나, 빠른 반응종결시간과 99% 이상의 RhB 색도 제거를 위해서는 pH 5 이하에서 운전하는 것이 유리하다. 펜톤-유사 반응은 낮은 영역에의 pH 에서 철입자의 부식반응이 원활하게 이루어지므로 RhB의 완전한 색도 감소를 위해서는 pH 3에서 운전하여야 하는 것으로 나타났다. 광펜톤-유사 반응도 pH가 감소함에 따라 RhB 농도감소가 커지는 것으로 나타났다.
후속연구
- 625 mm이로 나타나 광페톤-유사 공정 의시약 주입량이 펜톤 주입량보다 다소 적은 것으로 나타났다. 그러나 UV 등 시설비와 유지비를 감안할 경우 최종적인 경제성은 좀 더 자세하게 조사할 필요성이 있는 것으로 사료되었다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.