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암모니아 산화용 DSA (Dimensionally Stable Anodes) 제작에서의 전구체 분산용 용매 영향 연구
전다래,박대원 대한환경공학회 2022 대한환경공학회지 Vol.44 No.9
Objectives: An economical DSA that can be used for a longer period of time and reduce the amount of precious Ru metal required in preparing the electrode was tried to be developed by using an ionic liquid instead of the alcohols as a solvent for electrode catalyst coating when preparing the DSA and comparing the performance. Methods: 1, 2 and 3 ㎎/㎠ RuO2 electrodes were prepared using butanol and imidazolium-based ionic liquid (HMIM)HSO4 as a solvent for electrode coating. To optimize conditions, the electrodes prepared using butanol and ionic liquid were compared by evaluating physical and electrochemical properties. SEM-EDS and XRD were used for evaluating physicochemical properties and Cyclic Voltammetry was used for electrochemical properties. Results and Discussion: Through SEM-EDS can find an easily different point in the coating of Solvent for Electrodes. In XRD, the Butanol solvent electrode’s crystallinity is smaller than the Ionic liquid. Butanol solvent electrode’s average crystallinity is 69.9%, Ionic liquid electrode’s average crystallinity is 73.3%. The accelerated Lifetime tests in 0.5 M H2SO4 and applying 1 A/㎠ showed that Ionic liquid 1 ㎎/㎠ RuO2 maintained its potential for 16 hours, and the latest is about 201 hours, Butanol solvent 3 ㎎/㎠ RuO2. Calculated for Voltammetric charge values by Cyclic Voltammetry, Butanol electrodes gain the higher values. Conclusions: The smaller the crystallinity of the electrode, the longer the lifespan of the electrode, the greater the number of active sites on the electrode surface, the better the electrochemical reactivity, and it can be confirmed in a large area on the cyclic voltammetry graph. 목적: DSA 전극 제조시 전극 촉매 코팅을 위한 용매로 기존의 알코올류 대신 이온성 용액을 이용하여 전극을 제작하고 성능을 비교함으로써 소요되는 Ru 귀금속 양을 줄이고 보다 오래 사용 할 수 있는 경제성 있는 DSA 전극을 개발하고자 하였다. 방법: 기존의 부탄올과 imidazolium 계열의 이온성 용액 (HMIM)HSO4을 전극의 코팅을 위한 용매로 하여 각 1, 2, 3 ㎎/㎠ RuO2 전극을 제작하여 물리화학적 성능 비교와 전기화학적 성능 비교를 통해 최적의 조건을 도출하였다. SEM-EDS, XRD 를 통해 표면분석, 결정화도를 비교하였고 0.5 M H2SO4를 전해질로 가속수명시험을 통해 전극의 수명을 비교하고자 하였다. 또한 순환전압전류법 (Cyclic Voltammetry; CV)을 시행하여 전기화학적 활성을 비교하였다. 결과 및 토의: 가속수명시험 전, 후 SEM-EDS 를 측정을 통해 용매에 따른 차이가 있지만 모든 전극에서 가속수명시험 전 표면에 있었던 크랙이 시험 후 코팅된 Ru의 탈착으로 전극의 모체가 드러난 것을 확인하였다. XRD 분석을 통해 부탄올 전극의 평균 결정화도는 69.9% 이온성 용액 이용 전극은 73.3%로 용매 물질로 인한 전극의 결정화도의 차이를 확인하였다. 용매별 1, 2, 3 ㎎/㎠ RuO2 전극을 대상으로 가속수명시험을 통해 이온성 용액을 이용하여 제작한 전극 1 ㎎/㎠ RuO2 이 16시간 만에 종료되어 가장 짧았고, 부탄올 이용하여 제작한 전극 3 ㎎/㎠ RuO2 이 201 시간에 종료되어 가장 긴 수명을 보였다. 순환전압전류법을 통해 부탄올 이용 제작한 전극의 활성 면적이 이온성 용액 이용 제작한 전극보다 더 넓은 것을 확인하였다. 결론: 전극의 결정화도가 작을수록 전극의 수명이 길고, 전극 표면의 Active site 가 상대적으로 많아져 전기화학적 반응성이 좋고, 순환전압전류 그래프의 넓은 면적으로 확인이 가능하다.
과채류 부산물의 발생 및 처리 현황 조사를 통한 자원 재활용량 산출
전다래,배재근,조준연,박성민,김도완,이종수,정혜윤 한국폐기물자원순환학회 2017 한국폐기물자원순환학회 학술대회 Vol.2017 No.11
2005년부터 음식물류 폐기물 분리배출제도 도입을 비롯하여 음식물류 폐기물의 자원화 방안에 대해 여러 가지 방법이 강구되고 있다. 이러한 자원화 노력으로 되어왔지만, 조리 전 생 쓰레기 형태의 음식물류 폐기물에 대해 구체적인 재활용 방안이 없는 실정이다. 과채류의 유통경로에 따라 생산현장 및 가공현장에서 발생하는 세척, 다듬기 후 발생하는 부산물은 사료의 원료로 활용가능하나, 그 동안 적절한 유통체계 없이 사료로 활용되거나 퇴비화 또는 소각처리 하고 있다. 본 연구에서는 과채류 부산물의 정의를 세우고, 농림축산식품부의 농수축산물 표준코드 및 기타 관련 논문을 통해 과채류 부산물의 분류 기준을 마련하였다. 전국 공영도매시장의 과채류 부산물 처리 현황을 조사하고, 시장 유형에 따라 대표 지역을 선정하여 과채류 부산물의 유통구조와 과채류 부산물 발생량을 추정하였다. 전국 4개 시장과 N 대형마트의 물류센터를 대상으로 과채류 부산물을 구분하고, 삼성분, 발열량, 원소분석 등을 측정하였고, 시장 내 중도매인 180여명을 대상으로 과채류 종류별 부산물 발생량 설문 조사를 실시하였다.
On-line SPE-LC-Orbitrap 질량분석기를 활용한 잔류농약다성분 신속동시 분석방법연구
전다래,허유정,김보경,유은진,이혜리,정현미,최종우 한국환경분석학회 2019 환경분석과 독성보건 Vol.22 No.4
In this study, we developed a rapid and simple analytical method for the simultaneous determination of pesticide residue in environmental water using an LC-Orbitrap (Q-Exactive Plus) with electrospray ionization mode. The detection process was performed in Full scan/ddMS2 mode. Sample preparation was performed using online SPE. Only 1 mL of each water sample was injected during the on-line SPE and the samples were ᅠ concentrated in a Hypersil GOLD aQ trapping column. We compared seven gradient programs and three analytical columns to analyze the 360 pesticides. Most compounds were detected using the CORTECS C18 column with the 7th gradient program method. The established method was validated by linearities, accuracy, precisions, and limits of quantification (LOQ) of the 340 pesticides. The calibration linearities were over 0.994 and LOQ were 5.2-283.3 ng/L. Accuracy and precision values were achieved in the ranges of 91-120% and ᅠ 0.63-8.21%, respectively. This method can be applied to effectively monitor the health of aquatic environments and can be potentially applicable in a variety of fields in the future.
LC-Oribitrap/MS와 다양한 분리조건을 이용한 의약물질 및 호르몬 분석법 연구
전다래 ( Darae Jeon ),김영은 ( Young-eun Kim ),이혜리 ( Hyeri Lee ),김형섭 ( Hyoung Seop Kim ),신선경 ( Sun-kyoung Shin ),윤정기 ( Jeong-ki Yoon ) 한국환경농학회 2022 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2022 No.-
호르몬제를 포함한 의약물질은 주로 인간의 질병 치료 목적 및 동물들의 질병 치료, 예방 등의 다양한 목적으로 광범위하게 사용되고 있다. 수질 중 의약물질과 호르몬은 고상추출법 및 액-액추출법 등을 이용하여 전처리하고 액체크로마토그래피(HPLC)를 이용하여 분석하는 방법으로 연구되었다. 하지만, 이 방법은 다양한 종류의 의약물질 및 호르몬류를 분석하는데 분석과정이 복잡하고 오랜 시간이 소요된다는 단점이 있다. 본 연구에서는 이런 단점을 보완하고자 자동으로 전처리되는 On-line SPE가 연계된 LC-Orbitrap 질량분석기를 활용하여 67종의 의약물질 (Tamoxifen, Ibuprofen 등) 4종의 호르몬 (Estrone, Progesterone 등) 동시 분석 가능한 분리 조건을 확인하고자 하였다. 분석기기는 Thermo사의 Q Exactive Plus와 Dionex Ultimate 3000-Q을 사용하였고, 데이터 처리는 다성분 분석에 적합한 Full scan/ddMS<sup>2</sup> 방법을 이용하였다. 시료 (1 mL)를 Hypersil GOLD aQ (20×2.1 mm, 12 μm, Thermo) 트랩컬럼을 통해 전처리한 후, 7종의 분석컬럼(CORTECS C18+, T3, XbridgeBEH 등)과 이동상 (methanol, acetonitrile)에 대해 분석감도 및 분리효율을 비교하였다. 그 결과 T3(100×2.1 mm, 1.6 μm, Waters) 컬럼과 0.1% Formic acid와 Methanol(0.1% Formic acid)의 이동상이 선택되었다. 확립된 분석법의 유효성 평가 결과 100∼5,000 ng/L에서 0.99 이상의 직선성을 보였으며, 정량한계는 140.63∼830.78 ng/L에서 산출되었다. 이때의 정확도는 87.1 %∼108.5 %이었고, 정밀도 1.46 %∼8.38 %를 보여 모두 양호한 결과를 보였다. 따라서 수계에 잔류하는 의약물질을 전처리와 분석까지 23분의 짧은 시간으로 분석 가능하였으며, 다양한 수환경에서 의약물질 및 호르몬류의 분석법 적용이 가능할 것으로 생각된다.
On-line SPE 오비트랩질량분석기 활용 의약물질 신속 분석법 연구
전다래 ( Darae Jeon ),허유정 ( Yujeong Huh ),김보경 ( Bo-kyong Kim ),이혜리 ( Hyeri Lee ),최종우 ( Jong-woo Choi ) 한국환경농학회 2020 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2020 No.-
의료기술의 발달로 생산 및 유통되는 의약물질이 매년 증가하고 이에 따라 수계로의 유출이 우려되고 있어 수계에 존재하는 다양한 의약물질을 신속 · 정확하게 분석 가능한 기술이 요구되고 있다. 본 연구에서는 별도의 전처리 없이 신속하게 분석할 수 있는 On-line SPE가 연계된 LC-Orbitrap질량분석기를 활용하여 기존의 복잡하고 긴 시간이 소요되는 전처리방법을 대신하여 신속 · 정확한 의약물질 동시분석법을 정립하였다. 대상물질로 국내에서 사용량이 높은 항생제, 진통제, 항균제 등 중에서 Carbamazepin 등 60종을 선정하였고, 분석기기는 Thermo사의 Q Exactive Plus LC-Orbitrap질량분석기를 사용하였다. 시료(1 mL)를 Hypersil GOLD aQ(20×2.1 mm, 12 ㎛, Thermo) 농축컬럼을 통해 1000배 농축한 후, CORTECS C18(100×4.6 mm, 2.7 m, Waters) 분석컬럼으로 분리하여 기기분석을 진행하였다. 위의 방법으로 유효성을 확인한 결과, 검정곡선의 직선성(r<sup>2</sup>)은 20-1000 ng/L 수준에서 0.99 이상이었고 정량한계는 26.58-232.06 ng/L, 정확도와 정밀도는 각각 71.16-113.82%, 0.2-9.49%으로 정량분석에 유효함을 확인하였다. 따라서 본 연구를 통해 확립한 분석법으로 수계에 잔류하는 의약물질을 전처리와 분석까지 15분의 짧은 시간으로 분석 가능하였으며, 차후 각종 폐수 및 하천수 등 수질에서의 신속하고 감도 높은 분석의 적용이 가능할 것으로 판단된다.