초록 ▼

연구개요
과산화물은 광에너지에 의해 라디칼로 분해되기 직전 극도로 짧은 시간 동안 광여기 상태로 존재하게 되며, ‘광여기 과산화물’은 바로 이와 같은 전이 상태를 의미한다.
과산화물 외 다른 화합물 역시 광에 의한 여기상태를 갖지만, 본 연구에서는 가장 널리 사용하는 과산화물만을 다루고자 한다. 이러한 광여기 과산화물은 과거 해당분자들의 광분해 메커니즘의 이론적 연구를 위해 조명되어져 왔을 뿐, 그 어떤 응용 분야에서도 실질적인 영향 혹은 적용점이 제시된 바가 전무하다. 본 연구의 최종목표는 퍼옥소 결합을 지닌 과산화물들

연구개요
과산화물은 광에너지에 의해 라디칼로 분해되기 직전 극도로 짧은 시간 동안 광여기 상태로 존재하게 되며, ‘광여기 과산화물’은 바로 이와 같은 전이 상태를 의미한다.
과산화물 외 다른 화합물 역시 광에 의한 여기상태를 갖지만, 본 연구에서는 가장 널리 사용하는 과산화물만을 다루고자 한다. 이러한 광여기 과산화물은 과거 해당분자들의 광분해 메커니즘의 이론적 연구를 위해 조명되어져 왔을 뿐, 그 어떤 응용 분야에서도 실질적인 영향 혹은 적용점이 제시된 바가 전무하다. 본 연구의 최종목표는 퍼옥소 결합을 지닌 과산화물들이 자외선에 의한 여기상태에서 특정 유기화합물을 직접 산화시킬 수 있는지에 대한 가능성에 대한 여부를 규명하고, 이러한 광여기 과산화물이 수처리 분야에서 어떤 적용점을 갖는지에 대해 제언하는 것이다.

연구 목표대비 연구결과
(1) 과산화물 종별 다양한 유기화합물들과의 이분자 직접반응 규명: 증류수에 라디칼 전구체 1-10 mM, 과량의 라디칼 소거제 0.1-1 M, 미량의 라디칼 프로브 물질 1 μM을 주입한 후 UV를 조사하여 라디칼 프로브 물질의 감소의 관찰을 통해 미지의 반응성 종의 존재 여부 및 그 특성을 평가하였다. 미지의 반응성 종의 존재 여부 및 그 영향은 ‘관측된 라디칼 소거 효율’과 ‘이론적 라디칼 소거 효율’의 차이(ΔSE)가 5% 이상을 기준으로 설정하여 정량적으로 평가하였다. 광여기 과산화물로 추정되는 산화종과 반응성이 매우 높은 탐침종으로는 주로 벤조산을 공유하며 치환기가 p- 와 m- 지점에 위치하는 유기물로 나타났다. 특히 수산화라디칼 소거제인 메탄올이 0.1과 1 M인 경우 탐침종의 분해가 일어날 수 없는 조건임에도 불구하고 상당한 분해도를 나타낸 것은 광여기 과산화물의 존재 및 해당 종의 타켓 선택성이 매우 높다는 것을 의미한다.
(2) 광여기 과산화물 우점 조건 및 반응 메커니즘 규명: 과산화수소의 광여기 상태가 미지의 산화종이라는 가설을 설정하고 이를 증거하기 위해 과산화수소, 탐침자, 산소 등의 농도변화를 통해 ΔSE값을 관찰하였으며, 이를 통해 광여기 과산화물의 특정유기화합물간의 직접 산화반응 메커니즘을 증명하였다.
(3) 광여기 과산화물의 수처리 분야에서 활용 가능한 응용기술 디자인 및 제언: 광여기 과산화물에 영향을 거의 받지 않는 라디칼 프로브를 선정하여, 보완된 라디칼 정량법을 제언하였다.

연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
본 연구의 결과는 UV 기반 AOTs에서 프로브 물질을 활용한 라디칼 정량에 있어서 보다 정확한 정량법을 제시할 수 있을 것이며, 이는 UV/과산화물 시스템에 의한 오염물질 제거 예측, 공정 디자인, 타 AOTs와의 상호 비교에 있어 정확한 근거로 활용될 것이다. 또한, 높은 선택성을 지닌 광여기 과산화물로 추정되는 미지의 반응성 종이오염물질 타겟형 수처리기술로 적용될 경우 자연유기물질을 포함한 여러 라디칼 소거제들에 의한 산화제 소모를 최소화하여 보다 높은 효율의 오염물질 처리가 가능할 것이다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 연구의 배경 및 필요성 ... 4
• 나. 연구의 목표 및 내용 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 6
• 가. 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 6
• 나. 세부 정량적 연구개발성과 ... 10
• 다. 목표 달성 수준 ... 10
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 11
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 11
• 6. 자체점검표 ... 11
• 7. 참고문헌 ... 12
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 13
• 붙임2 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 14
• 끝페이지 ... 17