KR100985853B1 - Method for photo-oxidizing trivalent arsenic using iodide ion and 254 nm uv irradiation - Google Patents
Method for photo-oxidizing trivalent arsenic using iodide ion and 254 nm uv irradiation Download PDFInfo
- Publication number
- KR100985853B1 KR100985853B1 KR1020090054200A KR20090054200A KR100985853B1 KR 100985853 B1 KR100985853 B1 KR 100985853B1 KR 1020090054200 A KR1020090054200 A KR 1020090054200A KR 20090054200 A KR20090054200 A KR 20090054200A KR 100985853 B1 KR100985853 B1 KR 100985853B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- arsenic
- trivalent arsenic
- trivalent
- iodine ions
- iodine
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G28/00—Compounds of arsenic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
- Removal Of Specific Substances (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 요오드 이온을 이용한 3가 비소의 산화방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 3가 비소를 함유하는 용액에 요오드 이온을 주입한 뒤, 자외선을 조사하여 독성의 3가 비소를 독성이 덜하고 흡착제거하기가 용이한 5가 비소로 산화되게 하는 것을 특징으로 하는, 광산화방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for oxidizing trivalent arsenic using iodine ions, and more particularly, to injecting iodine ions into a solution containing trivalent arsenic and irradiating with ultraviolet rays to less toxic trivalent arsenic. And oxidize the pentavalent arsenic, which is easily adsorbed and removed.
중금속에 의한 토양 및 지하수의 오염 문제가 날로 심각해져 가고 있다. 중금속 오염에 의한 동식물과 사람에 대한 피해는 이미 널리 알려져 있는 사실이지만, 이들 중금속 중에서 특히 비소는 매우 맹독성인 물질로서, 인체에 흡수될 경우 치명적인 피해를 입힐 수 있다. 비소 중독으로 인하여 야기될 수 있는 증상으로는 피부암, 혈관 장애, 신경염, 간출혈 등의 장애가 있으며, 비화수소의 경우 이를 극미량만 흡입하여도 사망으로까지 이르게 되는 등 매우 위험한 물질인 것으로 알려 져 있다.The problem of soil and groundwater contamination by heavy metals is increasing day by day. Damage to animals and plants and humans due to heavy metal contamination is already well known, but arsenic, especially among these heavy metals, is a very poisonous substance and can cause fatal damage when absorbed by the human body. Symptoms that can be caused by arsenic poisoning are disorders such as skin cancer, vascular disorders, neuritis, hemorrhage, and in the case of non-hydrogen, it is known to be a very dangerous substance that leads to death even by inhaling a very small amount.
비소는 자연계에서도 많은 양으로 존재하지는 않으며, 더욱이 그 유해성으로 인하여 현재 그 사용 빈도가 급격히 감소하는 추세에 있다. 그러나, 구리, 아연 등의 제련 공정에서는 여전히 비소가 함유된 폐기물이 발생하고 있으며, 또한 예전의 금 광산 및 금속 광산을 개발하는 경우, 선광 공정에서 발생하는 광미 등에 비소가 함유되는 경우도 많다. 그외에 비소는 반도체 원료로서 또는 제조 공정 상의 첨가물질로서 사용되기 때문에, 비소를 함유하는 산업 폐기물 및 일반 폐기물의 발생량은 반도체 산업의 발전과 함께 앞으로도 꾸준히 증가할 것으로 예상된다.Arsenic is not present in nature in large quantities. Moreover, due to its harmfulness, arsenic is currently rapidly decreasing its frequency of use. However, wastes containing arsenic still occur in smelting processes such as copper and zinc, and when developing gold mines and metal mines in the past, arsenic is often contained in tailings generated in the beneficiation process. In addition, since arsenic is used as a semiconductor raw material or as an additive material in the manufacturing process, the generation of industrial and general wastes containing arsenic is expected to increase steadily with the development of the semiconductor industry.
한편, 비소에 의한 하수, 토양 등의 오염도 환경문제로서 꾸준히 제기되어온 바, 비소를 제거하기 위한 여러가지 기술들이 개발되어 왔다.On the other hand, pollution of sewage, soil, etc. by arsenic has been steadily raised as an environmental problem, and various techniques for removing arsenic have been developed.
대표적인 예로서 오염토양에 직접 산화제를 첨가하여 비소의 산화반응을 자발적으로 진행시킴으써, 상기 비소를 비산철의 형태로 불용화시키는 방법이 공개된 바 있다. 그러나, 비소의 산화반응이 일어날 수 있도록 오염토양을 전처리하고, 산화반응이 일어날 수 있도록 pH를 조절해야하는 번거로움이 있다 (한국등록특허 제321,990호).As a representative example, a method of insolubilizing arsenic in the form of iron arsenate has been disclosed by spontaneously oxidizing arsenic by adding an oxidant directly to contaminated soil. However, there is a hassle of pretreatment of the contaminated soil so that the oxidation reaction of arsenic can occur, and the pH must be adjusted so that the oxidation reaction can occur (Korean Patent No. 321,990).
이 밖에도 오존에 의한 산화방법(Kim, M.J. et al., Sci. Total Environ., 247:71-79, 2000), 펜톤반응(fenton reaction)에 의한 산화방법(Hug, S.J. et al., Environ. Sci. Technol., 37:2734-2742, 2003; Katsoyiannis, I.A. et al., Environ. Sci. Technol., 42:7424-7430, 2008), 이산화망간을 이용한 산화방법(Scott, M.J. et al., Environ. Sci. Technol., 29:1898-1905, 1995; Chiu, V.Q. et al., Environ. Sci. Technol., 34:2029-2034, 2000), UV/iron(Emiett, M.T. et al., Water Res, 35:649-656, 2001; Kocar, B.D. et al., Environ. Sci. Technol., 36:3872-3878, 2002)을 이용한 산화방법 및 TiO2/UV을 이용한 산화방법(Ryu, J. et al., Environ. Sci. Technol., 38:2928-2933, 2004; Ryu, J. et al., Environ. Sci. Technol., 40:7034-7039, 2004) 등, 3가 비소를 산화시키는 여러 가지 방법이 개발되어오고 있다.In addition, the oxidation method by ozone (Kim, MJ et al ., Sci. Total Environ ., 247: 71-79, 2000), the oxidation method by the fenton reaction (Hug, SJ et al ., Environ. Sci Technol, 37: 2734-2742, 2003 ; Katsoyiannis, IA et al, Environ Sci Technol, 42:....... 7424-7430, 2008), the oxidation method using manganese dioxide (Scott, MJ et al, Environ Sci. Technol ., 29: 1898-1905, 1995; Chiu, VQ et al., Environ. Sci. Technol. , 34: 2029-2034, 2000), UV / iron (Emiett, MT et al., Water Res. , 35: 649-656, 2001; Kocar, BD et al., Environ. Sci. Technol., 36: 3872-3878, 2002) and oxidation using TiO 2 / UV (Ryu, J. et. al., Environ. Sci. Technol ., 38: 2928-2933, 2004; Ryu, J. et al., Environ. Sci. Technol. , 40: 7034-7039, 2004). Several methods have been developed.
이에 본 발명자들도 3가 비소를 산화시키는 새로운 방법을 개발하여 3가 비소에 의한 환경오염문제를 해결하고자 예의 노력한 결과, 3가 비소가 함유된 용액에 자외선 조사하에 요오드 이온을 첨가하기만 하면 독성의 3가 비소의 산화 속도가 상당히 증가하여 무해한 5가 비소로 산화될 뿐만 아니라, 요오드 이온 사용시에 발생될 수 있는 유해한 부산물들도 생성되지 않는다는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.Accordingly, the present inventors have also developed a new method of oxidizing trivalent arsenic and have been eager to solve the environmental pollution problem caused by trivalent arsenic. As a result, iodine ions are added to the solution containing trivalent arsenic under ultraviolet irradiation. The oxidation rate of trivalent arsenic was significantly increased to not only oxidize to harmless pentavalent arsenic, but also to produce no harmful by-products that may occur when using iodine ions, thereby completing the present invention.
본 발명의 목적은 요오드 이온을 이용하여 독성의 3가 비소를 5가 비소로 광산화시키는 방법을 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide a method for photooxidizing toxic trivalent arsenic to pentavalent arsenic using iodine ions.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, (a) 3가 비소를 함유하는 용액에 요오드 이온을 혼합하는 단계; 및 (b) 상기 (a) 단계의 혼합용액에 자외선을 조사하여 3가 비소를 5가 비소로 산화시키는 단계를 포함하는, 요오드 이온을 이용한 3가 비소의 산화방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of: (a) mixing iodine ions in a solution containing trivalent arsenic; And (b) irradiating ultraviolet light to the mixed solution of step (a) to oxidize trivalent arsenic to pentavalent arsenic, which provides an oxidation method of trivalent arsenic using iodine ions.
본 발명에 따르면, 요오드 이온 주입과 자외선 조사라는 간단한 공정으로 독성이 강한 3가 비소를 독성이 덜한 5가 비소로 산화시킬 수 있고, 요오드 이온의 광산화 부산물은 발생하지 않는다. 또한, 요오드 이온에 의한 3가 비소의 광산화 반응은 pH에 영향을 거의 받지 않아 폐수, 지하수, 토양 정화 등에 광범위하게 적용할 수 있다.According to the present invention, toxic trivalent arsenic can be oxidized to less toxic pentavalent arsenic by a simple process of iodine ion implantation and ultraviolet irradiation, and no photooxidation by-products of iodine ions are generated. In addition, the photooxidation reaction of trivalent arsenic by iodine ions is hardly affected by pH, and thus can be widely applied to wastewater, groundwater, and soil purification.
본 발명은 일 관점에서, (a) 3가 비소를 함유하는 용액에 요오드 이온을 혼 합하는 단계; 및 (b) 상기 (a) 단계의 혼합용액에 자외선을 조사하여 3가 비소를 5가 비소로 산화시키는 단계를 포함하는, 요오드 이온을 이용한 3가 비소의 산화방법에 관한 것이다.The present invention in one aspect, (a) mixing the iodine ions in a solution containing trivalent arsenic; And (b) irradiating ultraviolet light to the mixed solution of step (a) to oxidize trivalent arsenic to pentavalent arsenic, the method of oxidizing trivalent arsenic using iodine ions.
본 발명에 있어서, 상기 (a)단계에서 3가 비소를 함유하는 용액의 농도는 1~1000μM인 것을 특징으로 할 수 있다. In the present invention, the concentration of the solution containing trivalent arsenic in the step (a) may be characterized in that 1 ~ 1000μM.
본 발명에 있어서, 상기 (a)단계에서 3가 비소를 함유하는 용액 100 중량부에 대하여 요오드 이온 10~200중량부를 첨가하는 것을 특징으로 할 수 있다. 요오드 이온은 요오드 이온으로 이온화 가능한 용액, 예를 들어, KI 용액을 이용하여 공급할 수 있다.In the present invention, in the step (a) it can be characterized in that 10 to 200 parts by weight of iodine ions are added to 100 parts by weight of a solution containing trivalent arsenic. Iodine ions can be supplied using a solution that is ionizable with iodine ions, such as a KI solution.
상기 첨가되는 요오드 이온이 10 중량부 미만이면 3가 비소가 산화되는 양이 미미하다는 문제점이 있고, 200 중량부를 초과하면 첨가량 증가에 따른 이익이 없다.If the added iodine ion is less than 10 parts by weight, there is a problem that the amount of trivalent arsenic is oxidized is small, and if it exceeds 200 parts by weight there is no benefit from the increase in the amount added.
본 발명에 있어서, 상기 요오드 이온은 I3 -(triiodide)인 것을 특징으로 할 수 있다. 즉, 3가 비소의 산화가 요오드 이온에 의해서 이루어지며, 그 중에서도 triiodide 의해서 영향을 많이 받는다 (실험예 1-5 참조). In the present invention, the iodide ions I 3 - can be characterized in that (triiodide). That is, oxidation of trivalent arsenic is performed by iodine ions, and among them, triiodide is affected a lot (see Experimental Example 1-5).
본 발명에 있어서, 상기 자외선의 파장은 200~300nm인 것을 특징으로 할 수 있고, 보다 바람직하게는, 상기 자외선의 파장은 254nm이다.In this invention, the wavelength of the said ultraviolet-ray can be characterized by 200-300 nm, More preferably, the wavelength of the said ultraviolet-ray is 254 nm.
상기 자외선 조사에 있어서, 상기 자외선의 파장이 200~300nm일 때 비소의 광산화가 활발하게 일어나고, 자외선의 파장이 300nm를 초과하면 요오드 이온이 광 활성 되지 않는 문제점이 있다.In the ultraviolet irradiation, when the wavelength of the ultraviolet ray is 200 ~ 300nm, arsenic photooxidation occurs actively, when the wavelength of the ultraviolet ray exceeds 300nm, there is a problem that the iodine ion is not photoactivated.
본 발명에 있어서, 상기 3가 비소를 함유하는 용액은 비소로 오염된 광산폐수, 비소로 오염된 토양수 및 비소로 오염된 지하수로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 할 수 있다. 이때, 비소로 오염된 토양수란 토양이 빗물, 지하수, 기타 오폐수 등과 섞여 용액의 형태로 된 것을 의미한다.In the present invention, the solution containing trivalent arsenic may be selected from the group consisting of mine wastewater contaminated with arsenic, soil water contaminated with arsenic, and groundwater contaminated with arsenic. At this time, the soil water contaminated with arsenic means that the soil is mixed with rainwater, groundwater, and other waste water in the form of a solution.
본 발명에서, 요오드 이온을 이용하여 오염수에 함유되어 있는 3가 비소[As(III)]가 5가 비소[As(V)]로 광산화 시키는 원리를 아래의 반응식을 참고하여 상세히 설명하고자 한다. 이때, 오염수는 3가 비소에 의해 오염된 폐수, 지하수 등을 포함하는 광의의 의미이다.In the present invention, the principle of photooxidation of trivalent arsenic [As (III)] to pentavalent arsenic [As (V)] contained in contaminated water using iodine ions will be described in detail with reference to the following scheme. At this time, the contaminated water is a broad meaning including wastewater, groundwater and the like contaminated with trivalent arsenic.
I- + H2O + hυ(254nm) → I-H2O* (1) I - + H 2 O + hυ (254nm) → I - H 2 O * (1)
I-H2O* → (I·, e-) + H2O (2) I - H 2 O * → ( I ·, e -) + H 2 O (2)
(I·, e-) → I· + eeq - (3a) (I ·, e -) → I · + e eq - (3a)
(I·, e-) + O2 → I· + O2 ·- (3b) (I ·, e -) + O 2 → I · + O 2 · - (3b)
I· + I· → I2 (4)I · + I · → I 2 (4)
I· + I- → I2 - (5) I · + I - → I 2 - (5)
I2 - + I2 - ↔ I3 - + I- (6)I 2 - + I 2 - ↔ I 3 - + I - (6)
I2 + I- ↔ I3 - (7)I 2 + I - ↔ I 3 - (7 )
As(III) + I3 - → As(V) + 3I- (8) As (III) + I 3 - → As (V) + 3I - (8)
3가 비소가 함유된 오염수에 요오드 이온을 첨가하고 혼합한 후, 자외선을 조사하면, 자외선에 의해서 요오드 이온은 광화학적으로 활성화된다 (1) (Rahn, R. O., Photochem. Photo biol 58:874-880, 1993). When iodine ions are added and mixed with contaminated water containing trivalent arsenic, and then irradiated with ultraviolet rays, the iodine ions are photochemically activated by ultraviolet rays (1) (Rahn, RO, Photochem. Photo biol 58: 874- 880, 1993).
자외선을 흡수하여 요오드 이온이 활성화되면, 요오드 원자와 전자가 포함된 복합체가 생성되고(2), 상기 복합체는 요오드 원자와 전자로 해리가 된다(3a). 이 때, 오염수 내에 전자받개(electron acceptor)가 존재하면 복합체의 해리가 활발해진다(3b).When iodine ions are activated by absorbing ultraviolet rays, a complex containing iodine atoms and electrons is generated (2), and the complex is dissociated into iodine atoms and electrons (3a). At this time, if an electron acceptor is present in the contaminated water, dissociation of the composite becomes active (3b).
복합체가 해리되면 일련의 반응으로서 요오드, 요오드 음이온 라디칼 및 triiodide이 생성된다 (4, 5, 6 및 7). Dissociation of the complex produces iodine, iodine anion radicals and triiodide as a series of reactions (4, 5, 6 and 7).
상기 triiodide에 의해 3가 비소가 산화된다. 실험적으로, 요오드 이온과 3가 비소가 함께 존재할 때 자외선을 조사한 경우, 요오드 이온만 존재할 때 자외선을 조사한 경우의 관찰 결과를 비교해 보면, 요오드 이온과 3가 비소가 함께 존재할 때는 자외선 조사 후 일정한 시간이 지난 후에 triiodide의 농도가 증가하는 반 면, 요오드 이온만 존재할 때는 자외선을 조사하자 마자 triiodide의 농도가 증가하는 것을 알 수 있다. 요오드 이온과 3가 비소가 함께 존재할 때는 자외선 조사에 의해 요오드 이온이 상기 반응식 (1)~(8)의 과정을 거쳐 triiodide가 3가 비소 반응에 이용되므로, 자외선 조사 후 일정한 시간이 지난 후에 triiodide의 농도가 증가하는 것이고, 요오드 이온만 존재할 때는 자외선 조사에 의해 요오드 이온이 상기 반응식 (1)~(7)의 과정을 거쳐 triiodide가 계속적으로 생성되므로, 자외선을 조사하자 마자 triiodide의 농도가 증가하는 것이다.Trivalent arsenic is oxidized by the triiodide. Experimentally, comparing the observation results of ultraviolet irradiation when iodine ions and trivalent arsenic are present, and the UV irradiation when iodine ions alone are present, a certain amount of time after UV irradiation when iodine ions and trivalent arsenic are present While the concentration of triiodide increases after the last time, it can be seen that the concentration of triiodide increases as soon as ultraviolet rays are irradiated when only iodine ions are present. When iodine ions and trivalent arsenic are present together, iodine ions are used for trivalent arsenic reaction through the process of reaction formulas (1) to (8). When the concentration is increased, when only iodine ions are present, the concentration of triiodide increases as soon as the ultraviolet rays are irradiated with iodine ions, and triiodide is continuously generated through the processes of the reaction formulas (1) to (7). .
본 발명은 독성의 3가 비소를 무해한 5가 비소로 광산화시키되, 요오드 이온을 첨가하는 공정만으로도 3가 비소를 산화시킬 수 있고, 자외선 조사에 의해 살균 효과까지도 기대할 수 있는 3가 비소의 새로운 산화방법을 제시하는데 그 의의가 있다. 5가 비소는 3가 비소보다 상대적으로 독성이 덜하고 제거하기가 용이하므로, 3가 비소의 새로운 산화방법의 개발로 인하여 환경오염 문제를 적극적으로 해결할 수 있으며, 폐수, 지하수, 토양 등 3가 비소로 오염되었다고 판단되는 영역에 광범위하게 적용할 수 있다.The present invention oxidizes trivalent arsenic to a harmless pentavalent arsenic, but the oxidization of trivalent arsenic can be expected only by adding iodine ions, and antiseptic effect can also be expected by UV irradiation. It is meaningful to present. Since pentavalent arsenic is relatively less toxic and easier to remove than trivalent arsenic, the development of a new oxidation method of trivalent arsenic can actively solve the environmental pollution problem, and trivalent arsenic such as wastewater, groundwater and soil. It can be applied to a wide range of areas considered to be contaminated.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명 할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples. These examples are intended to illustrate the present invention in more detail, and it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited to these examples.
실험예 1: 반응조건에 따른 광산화실험Experimental Example 1 Photooxidation Experiment According to Reaction Conditions
1-1. 요오드 이온을 이용한 3가 비소의 광산화 실험1-1. Photooxidation Experiment of Trivalent Arsenic Using Iodine Ion
공기 존재하에서 1000μM의 3가 비소 수용액 3ml에 요오드 용액(KI 용액)을 주입하고, 혼합하여, 254nm의 자외선을 조사하였다. 이 때, KI 용액은 농도가 각각 0μM, 100μM, 500μM, 1000μM및 2000μM일 경우의 실험을 실시하였다.An iodine solution (KI solution) was injected into 3 ml of an aqueous solution of trivalent arsenic at 1000 µM in the presence of air, mixed, and irradiated with ultraviolet rays at 254 nm. At this time, the KI solution was tested at concentrations of 0 μM, 100 μM, 500 μM, 1000 μM and 2000 μM, respectively.
3가 비소의 함량은 GFAAS(Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometry, PerkinElmer, 미국)로 측정하고, 5가 비소의 함량은 anoion IC(Ion Chromatography, Dionex, 미국)와 GFAAS(Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometry, PerkinElmer, 미국)로 측정하였다.The content of trivalent arsenic is measured by Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometry (PerkinElmer, USA), and the content of pentavalent arsenic is anoion IC (Ion Chromatography, Dionex, USA) and GFAAS (Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometry, PerkinElmer, USA) Was measured.
triiodide의 농도는 UV/vis.spectroscopy(Agilent, 미국)를 이용하여 352nm의 흡광도를 측정하여 흡광계수를 이용하여 계산 하였다.The concentration of triiodide was calculated using the extinction coefficient by measuring the absorbance at 352 nm using UV / vis.spectroscopy (Agilent, USA).
1-2. 요오드 이온 첨가량에 따른 비소의 광산화실험1-2. Photooxidation Experiments of Arsenic According to Iodine Ion Addition
상기 1-1 실험에서 KI 용액을 주입하지 않은 경우의 실험을 추가적으로 실시하여 3가 비소의 산화정도를 비교하였다.In the case of the 1-1 experiment, the KI solution was further injected to compare the degree of oxidation of trivalent arsenic.
그 결과 도 1에 나타난 바와 같이, KI 용액을 주입하지 않은 경우는 3가 비소의 산화가 거의 일어나지 않고, 주입한 KI 용액이 증가할 수록 반응 초기의 5가 비소 생성량이 증가하는 반면 (도 1의 (a)), KI 용액을 주입한 경우는 반응 초기 triiodide이 생성되지 않다가 50분 정도 경과 후 triiodide이 증가하며, 특히 주입한 KI 용액이 증가할수록 생성되는 triiodide도 증가한다는 것을 확인할 수 있었다 (도 1의 (b)).As a result, as shown in FIG. 1, when the KI solution was not injected, oxidization of trivalent arsenide hardly occurred, and as the amount of the injected KI solution increased, the amount of 5-valent arsenic in the initial reaction increased (see FIG. 1). (a)), when the KI solution was injected, triiodide was not produced after the initial reaction, and after 50 minutes, the triiodide increased, and especially, as the injected KI solution increased, the generated triiodide also increased. 1 (b)).
상기 결과로부터 3가 비소의 5가 비소로의 산화에는 요오드 이온 중에서도 triiodide가 관여한다는 것을 유추하여 알 수 있다.It can be seen from the above results that triiodide is involved in iodine ions in the oxidation of trivalent arsenic to pentavalent arsenic.
1-3. 비소 유무에 따른 비소의 광산화실험1-3. Photooxidation test of arsenic with or without arsenic
상기 1-1 실험에서 용액 내에 3가 비소가 함유되어 있지 않은 경우의 실험을 추가적으로 실시하였다. In the above 1-1 experiment, an experiment was performed in the case where trivalent arsenic was not contained in the solution.
그 결과 도 2에 나타난 바와 같이, 용액에 3가 비소가 함유되어 있는 경우에는 공기가 있는 조건에서 254nm의 자외선을 조사한 후에 triiodide의 농도가 증가하는 반면(도 2의 (a)), 비소가 함유되어 있지 않는 경우에는 254nm 자외선을 조사하자마자 triiodide의 농도가 증가하였다 (도 2의 (b)).As a result, as shown in Fig. 2, when trivalent arsenic is contained in the solution, the concentration of triiodide increases after irradiating ultraviolet rays at 254 nm under air conditions (Fig. 2 (a)), whereas arsenic is contained. If not, the concentration of triiodide increased as soon as 254 nm UV irradiation (Fig. 2 (b)).
1-4. 전자받개 유무에 비소의 광산화실험1-4. Photooxidation experiment of arsenic with or without electron acceptor
상기 1-1 실험에서 전자받개가 존재하지 않는 경우(N2)의 실험을 추가적으로 실시하여 3가 비소의 산화 정도를 비교하였다.When the electron acceptor is not present in the 1-1 experiment (N 2 ) was further performed to compare the degree of oxidation of trivalent arsenic.
그 결과 도 3에 나타난 바와 같이, 전자받개가 존재하는 경우(air 및 N2O)에는 5가 비소의 생성이 잘 되지만, 전자받개가 존재하지 않는 경우(N2)에는 5가 비소 의 생성 속도가 저해되었다. 또한, 전자받개가 존재함에도 불구하고 300nm의 자외선을 조사한 경우(air, λ > 300nm)에는 5가 비소의 생성 속도가 역시 저해된다는 것을 알 수 있었다.As a result, as shown in FIG. 3, when the electron acceptors are present (air and N 2 O), pentavalent arsenic is well formed, but when the electron acceptor is not present (N 2 ), the formation rate of pentavalent arsenic is present. Was inhibited. In addition, despite the presence of the electron acceptor, it was found that the generation rate of pentavalent arsenic was also inhibited when irradiated with ultraviolet rays of 300 nm (air, lambda> 300 nm).
1-5. triiodide 농도에 따른 비소산화 실험1-5. Arsenic Oxidation Experiments with Triiodide Concentration
상기 1-1 실험에서 자외선 조사를 하지 않은 경우의 실험을 추가적으로 실시하여 triiodide의 농도에 따른 3가 비소의 산화 정도를 비교하였다. 즉, 첨가하는 요오드 이온을 triiodide로 하되, triiodide의 농도가 각각 100μM 및 200μM일 경우의 비소의 산화 실험을 실시하였다. In the above 1-1 experiment, the experiment was performed in the absence of UV irradiation to compare the degree of trivalent arsenide oxidation according to the triiodide concentration. That is, iodine ions were added as triiodide, and arsenic oxidation experiments were performed when the concentration of triiodide was 100 μM and 200 μM, respectively.
그 결과, 도 4에 나타난 바와 같이, triiodide의 농도가 200μM일 경우에 생성되는 5가 비소의 양이 많은 것으로 보아, 3가 비소의 산화는 triiodide에 의해서 영향을 받고, 결국, 비소 산화에 주요종은 요오드 이온 중에서도 triiodide이라는 것을 확인할 수 있었다.As a result, as shown in Fig. 4, since the amount of pentavalent arsenic produced when the concentration of triiodide is 200 μM is large, the oxidation of trivalent arsenic is affected by triiodide, and eventually, the main species for arsenic oxidation Was found to be triiodide among iodine ions.
실시예 1: 요오드 이온을 이용한 3가 비소의 산화실험Example 1 Oxidation Experiment of Trivalent Arsenic Using Iodine Ion
1mM의 3가 비소 수용액과 1mM의 요오드 용액(KI 용액)을 제조한 후, 증류수 44.5 ml에 상기 제조된 1mM의 3가 비소 수용액 0.5 ml을 첨가하였다. After preparing 1 mM trivalent arsenic aqueous solution and 1 mM iodine solution (KI solution), 0.5 ml of 1 mM trivalent arsenic aqueous solution prepared above was added to 44.5 ml of distilled water.
상기 혼합 용액에 상기 1 mM의 요오드 용액 5 ml(KI 용액)을 첨가·혼합하여 10μM의 3가 비소 및 100μM의 요오드가 포함된 수용액을 제조하였다. 5 ml (KI solution) of the 1 mM iodine solution was added and mixed to the mixed solution to prepare an aqueous solution containing 10 μM trivalent arsenic and 100 μM iodine.
광원이 254nm이 살균램프를 이용하여 상기 혼합 용액(total volume: 3 ml)에 자외선을 조사하였다.The 254 nm light source was irradiated with ultraviolet light to the mixed solution (total volume: 3 ml) using a sterile lamp.
도 5에 나타난 바와 같이, 자외선 조사 15분 후에, GFAAS (Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometry, PerkinElmer, 미국)로 3가 비소 및 5가 비소의 함량을 측정한 결과, 3가 비소의 함량은 0μM이고, 5가 비소의 함량은 10μM인 것으로 나타나, 요오드 이온과 자외선 조사에 의해 15분 후 3가 비소 100%가 5가 비소로 광산화되었음을 확인할 수 있었다.As shown in FIG. 5, after 15 minutes of ultraviolet irradiation, the content of trivalent arsenic and pentavalent arsenic was measured by GFAAS (Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometry, PerkinElmer, USA), and the content of trivalent arsenic was 0 μM, 5 The content of arsenic was 10 μM, it was confirmed that after 15 minutes by iodine ion and
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to specific embodiments thereof, those skilled in the art will appreciate that such specific embodiments are merely preferred embodiments and that the scope of the present invention is not limited thereby. something to do. Thus, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.
도 1은 요오드 이온 농도를 달리하여 첨가할 때, 시간에 따른 5가 비소 농도변화(a)과 시간에 따른 triiodide의 농도변화(b)를 나타낸 그래프이다.1 is a graph showing the change in concentration of trivalent arsenic (a) and the change in concentration of triiodide (b) with time when different iodine ion concentrations are added.
도 2는 요오드를 이용한 광산화 실험에서, 비소의 유무에 따른 triiodide의 농도변화를 나타낸 그래프이다 (a: 3가 비소가 존재하는 경우, b: 3가 비소가 존재하지 않는 경우).Figure 2 is a graph showing the concentration change of triiodide with or without arsenic in the photooxidation experiment using iodine (a: when trivalent arsenic is present, b: trivalent arsenic is not present).
도 3은 전자받개 유무에 따른 비소의 산화정도를 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing the degree of oxidation of arsenic with and without electron acceptor.
도 4는 요오드 이온이 triiodide일 때, triiodide의 농도에 따른 3가 비소의 5가 비소로의 산화정도 실험 결과를 나타낸 그래프이다.Figure 4 is a graph showing the results of the oxidation test of trivalent arsenic to pentavalent arsenide according to the concentration of triiodide when the iodine ion is triiodide.
도 5는 요오드 이온(100μM)이 존재할 때, 3가 비소(초기 농도: 10μM)의 산화와 5가 비소의 생성을 나타내는 그래프이다.FIG. 5 is a graph showing oxidation of trivalent arsenic (initial concentration: 10 μM) and generation of pentavalent arsenic when iodine ions (100 μM) are present.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020090054200A KR100985853B1 (en) | 2009-06-18 | 2009-06-18 | Method for photo-oxidizing trivalent arsenic using iodide ion and 254 nm uv irradiation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020090054200A KR100985853B1 (en) | 2009-06-18 | 2009-06-18 | Method for photo-oxidizing trivalent arsenic using iodide ion and 254 nm uv irradiation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR100985853B1 true KR100985853B1 (en) | 2010-10-08 |
Family
ID=43135082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020090054200A KR100985853B1 (en) | 2009-06-18 | 2009-06-18 | Method for photo-oxidizing trivalent arsenic using iodide ion and 254 nm uv irradiation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100985853B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106242008A (en) * | 2016-07-29 | 2016-12-21 | 中南大学 | A kind of method removing arsenic in waste acid system |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006239507A (en) | 2005-03-01 | 2006-09-14 | Kobe Steel Ltd | Organic arsenic compound-containing water treatment method and apparatus |
| KR100652680B1 (en) | 2005-07-27 | 2006-12-01 | (주) 엘지환경연구원 | Arsenic oxidation filtering method and apparatus of water contaminated with arsenic |
| KR100872960B1 (en) | 2007-08-10 | 2008-12-08 | 광주과학기술원 | Manufacturing method of porous heavy metal adsorbent, and its application for the water pollution treatment |
-
2009
- 2009-06-18 KR KR1020090054200A patent/KR100985853B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006239507A (en) | 2005-03-01 | 2006-09-14 | Kobe Steel Ltd | Organic arsenic compound-containing water treatment method and apparatus |
| KR100652680B1 (en) | 2005-07-27 | 2006-12-01 | (주) 엘지환경연구원 | Arsenic oxidation filtering method and apparatus of water contaminated with arsenic |
| KR100872960B1 (en) | 2007-08-10 | 2008-12-08 | 광주과학기술원 | Manufacturing method of porous heavy metal adsorbent, and its application for the water pollution treatment |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106242008A (en) * | 2016-07-29 | 2016-12-21 | 中南大学 | A kind of method removing arsenic in waste acid system |
| CN106242008B (en) * | 2016-07-29 | 2019-01-25 | 中南大学 | The method of arsenic is removed in a kind of waste acid system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Xu et al. | Rapid catalytic oxidation of arsenite to arsenate in an iron (III)/sulfite system under visible light | |
| Rao et al. | Activation of oxygen with sulfite for enhanced Removal of Mn (II): The involvement of SO4• | |
| Almomani et al. | Potential use of solar photocatalytic oxidation in removing emerging pharmaceuticals from wastewater: A pilot plant study | |
| Kocar et al. | Photochemical oxidation of As (III) in ferrioxalate solutions | |
| López‐Peñalver et al. | Photodegradation of tetracyclines in aqueous solution by using UV and UV/H2O2 oxidation processes | |
| Xu et al. | Rapid photooxidation of As (III) through surface complexation with nascent colloidal ferric hydroxide | |
| Li et al. | Transformation pathway and toxicity assessment of malathion in aqueous solution during UV photolysis and photocatalysis | |
| Zhang et al. | Degradation of a model naphthenic acid by nitrilotriacetic acid–modified Fenton process | |
| Kong et al. | Mechanisms of UV-light promoted removal of As (V) by sulfide from strongly acidic wastewater | |
| Gozzi et al. | Investigation of chlorimuron-ethyl degradation by Fenton, photo-Fenton and ozonation processes | |
| Nguyen et al. | Arsenic removal by photo-catalysis hybrid system | |
| Liu et al. | Simultaneous sequestration of humic acid-complexed Pb (II), Zn (II), Cd (II), and As (V) by sulfidated zero-valent iron: performance and stability of sequestration products | |
| Zhang et al. | Application of UV-irradiated Fe (III)-nitrilotriacetic acid (UV-Fe (III) NTA) and UV-NTA-Fenton systems to degrade model and natural occurring naphthenic acids | |
| Vicente et al. | Diuron abatement in contaminated soil using Fenton-like process | |
| Hong et al. | Arsenic release from arsenopyrite oxidative dissolution in the presence of citrate under UV irradiation | |
| Kaushik et al. | Arsenic removal using advanced reduction process with dithionite/UV—a kinetic study | |
| Kong et al. | Reductive removal and recovery of As (V) and As (III) from strongly acidic wastewater by a UV/formic acid process | |
| Biswas et al. | In situ photodecyanation of steel industry wastewater in a pilot scale | |
| Park et al. | Prediction of varying microcystins during non-thermal plasma oxidation of harvested microalgal biomass | |
| Xiong et al. | Effects of oxygen and weak magnetic field on Fe 0/bisulfite system: performance and mechanisms | |
| KR100985853B1 (en) | Method for photo-oxidizing trivalent arsenic using iodide ion and 254 nm uv irradiation | |
| KR101668064B1 (en) | Photocatalytic method for simultaneously oxidizing phenolic pollutants and arsenite in wastewater | |
| CN105110518A (en) | Treatment method for acidic organic wastewater | |
| Wang et al. | Photodegradation of diphenylarsinic acid by UV-C light: Implication for its remediation | |
| JP2007038113A (en) | Organic arsenic compound-containing water treatment method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| A302 | Request for accelerated examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130712 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140917 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20151016 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160919 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |