Abstract
The feasibility of degradation of 1,4-dioxane by ultrasound technique has been demonstrated. The concentration of 1,4-dioxane in solution decreases exponentially over sonication time and increased energy intensity of ultrasound accelerates the degradation rate. That is, the rate of degradation increases with an increase of intensity proportionally and there is no optimum intensity. The addition of hydrogen peroxide in this ultrasonic process is considered an initiator to increase free radical concentrations in the solution. Only slightly degradation (<5%) of 1,4-dioxane was observed with the application of hydrogen peroxide alone, but the degradation of 1,4-dioxane was greatly enhanced by a combined method, ultrasonic irradiation with hydrogen peroxide. But it appears that an excess amount of hydrogen peroxide in the solution retards the decomposition of 1,4-dioxane. The reason for this effect may be due to that excessive hydrogen peroxide acts as a radical scavenger at high concentration. Also it is observed that the rate constant increases as the solution pH decreases. The acidic condition of the solution facilitates the degradation of 1,4-dioxane in presence of ultrasonic irradiation.
초음파를 단독으로 적용한 실험과 초음파 및 과산화수소를 동시에 적용한 실험에서 1,4-Dioxane의 분해 반응은 1차 반응을 따르는 것으로 나타났다. 1,4-Dioxane의 분해는 초음파 에너지의 강도가 커질수록 더 빠른 반응을 보이며 또한 에너지 강도가 증가함에 따라 1,4-Dioxane의 총 분해율이 증가함을 알 수 있다. 또한, 초음파나 과산화수소 하나만을 반응시켰을 때보다 두 가지를 결합하여 사용하였을 때 분해율이 더 높게 나타나고 분해반응도 더 빠르게 진행되는 것으로 나타났다. 그러나 초음파와 과산화수소를 결합한 방법에 있어서 과산화수소의 최적 투여량이 존재하며 과산화수소의 투여량이 너무 많을 경우 1,4-Dioxane의 분해를 오히려 저감시키는 현상이 나타난다. pH값이 4에서 11까지 변화하면서 반응속도상수와 총 분해율이 감소하는 것을 보여준다. 즉, pH가 낮은 산성 조건이 수용액 중 1,4-Dioxane의 분해 반응을 촉진하는 역할을 하는 것으로 추정된다.