본 연구에서는 질소를 함유한 유기오염물 가운데 가장 대표적인 n-nitrosodiethylamine, benzidine, diethylaniline을 선정하여 초임계수조건에서의 분해율과 분해 후의 생성물의 확인(identification)을 통하여 이들의 분해특성에 대해 조사하고자 하였다. 실험조건으로서 반응온도는 380℃에서 500℃의 사이에서 유지되었으며 반응온도에서의 초임계수의 밀도는 0.25g/mL로 유지되었다. 또한 본 연구에서는 부피가 20mL인 회분식 반응장치를 이용하여 실험을 수행하였다. 연구결과, 초임계수내에서 질소를 함유한 화합물들이 분해될 때 나타나는 중요한 특징을 요약하면 다음과 같다. 첫째, n-nitrosodiethylamine과 같이 질소를 함유한 화합물이라 하더라도 방향족 화합물이 아닌 경우에는 염화물들의 분해속도에 못지 않은 분해속도를 얻을 수 있다. 더욱이 산소가 없는 상태에서도 가수분해 또는 열분해를 통한 반응이 빠르게 진행되므로 산화반응뿐만 아니라 이들 반응에 대한 별도의 연구가 필요하다. 둘째, benzidine과 같이 질소를 함유한 방향족 화합물의 경우 염화물들의 분해속도보다 느리므로 이들의 분해시 더 높은 반응온도나 긴 반응시간 등 상대적으로 업격한 반응조건이 필요할 것으로 보인다. 셋째, diethylaniline과 같이 질소를 함유한 방향족 화합물이라 하더라도 alkyl기 등 benzene고리보다 쉽게 분해될 수 있는 관능기가 추가적으로 치환되어 있는 경우 그 치환기의 분해속도에 따라 모화합물의 분해속도가 결정되기 때문에 경우에 따라서는 매우 빠른 분해속도를 얻을 수도 있다. 넷째, 이상의 여러 결과와 더불어 질소를 함유한 방향족 화합물들의 분해생성물들은 대부분 benzene고리를 포함하고 있으므로 benzebe고리의 유무가 화합물의 안정성에 미치는 영향이 대단히 크며 이의 효율적인 분해를 위한 조건을 찾아내는 것이 중요한 것으로 판단된다.

Destruction behaviors of n-nitrosodiethylamine, benzidine, and diethylaniline were studied by the investigation of destruction rates and products in supercritical water(SCW) with and without oxygen. The experimental conditions included a temperature rage from 380℃ to 500℃ and a SCW density of 0.25 g/mL. A batch reactor system was used for the experiments. The important characteristics of the destruction behaviors can be summarized as follows. First, the destruction of n-nitrosodiethylamine exhibited fast kinetics via thermohydrolysis as well as oxidation. Such observation of the fast kinetics may be generally applicable to the nitrogen-containing compounds of no aromatic ring structure. Furthermore, the fast thermohydrolysis kinetics should separately be investigated and may be taken advantage of for the efficient destruction of these compounds. Second, the slow destruction kinetics of benzidine as compared to those of n-nitrosodiethylamine indicates that the nitrogen-containing aromatic compounds are more resistant in SCW conditions as compared to chlorinated organic compounds. Third, the very fast destruction kinetics of diethylaniline indicated that when an additional substitute such as an alkyl group is present in the nitrogen containing aromatics, the overall destruction kinetics of the compound primarily depends on the refractiveness of the substituted group. Fourth, benzene ring has a fundamental impact on the completeness of the destruction of these compounds in SCW.

Supercritical Water Oxidation n-Nitrosodiethylamine Benzidine Diethylaniline

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