신재생에너지실험 report (IC, TOC 분석)

소개

신재생에너지실험및설계 IC 및 TOC 분석 실험입니다.
이온성분 분석 및 총 유기탄소 측정을 진행했습니다.
pre+post 레포트이며, 만점 받았습니다.

목차

1. 실험 일자

2. 실험 조

3. 실험 목적

4. 실험 원리

5. 시약 및 시료

6. 실험 방법

7. 실험 결과

8. 고찰

9. 참고문헌

본문내용

1. 실험 일자 : 2025. 04. 17 (목)

2. 실험 조 : 3조

3. 실험 목적
- Ion Chromatography(IC)를 이용하여 혐기소화 슬러지를 분석해 본다.
- TOC를 이용하여 시료 내 총 유기탄소를 측정해 본다.

4. 실험 원리
1) Ion Chromatography (IC)
이온성 화합물 및 무기 이온류 시료로부터 이온을 단일 성분으로 분리하고 감지한다. 시료가 용리액(액체 이동상)을 통해 이온교환수지=칼럼(고정상)을 통과할 때, 각 이온 간의 결합력(전자 친화도) 차이로 인해 이온교환 평형속도(분리, 용출 속도)가 다르다는 점을 이용하여 시료를 분리하는 방법이다. 음이온 분석의 경우, 이온교환수지(칼럼)가 positive charge(양전하)를 띄어 샘플의 음이온을 떼어내기 위한 counter ion(반대 전하=음전하)을 이동상에 사용한다.

(1) IC 분석기기 구조
- 외부 : 시료 주입부, 펌프(시료를 칼럼 내부로 이동), 용리액조(LiCl, H2SO4, 증류수)
- 내부 : 분리칼럼, 서프레서, 검출기 -> 굉장히 가느다란 선들로 구성된다, 이들은 직경이 매우 작기 때문에 아주 작은 고형물이 들어가도 막힐 가능성이 매우 크다. 즉, 시료의 확실한 전처리가 중요하다. 특히, 칼럼은 시료 속 organic acid, 즉 VFA(휘발성 지방/유기산)을 분리하는 기능을 가지며, 칼럼에 따라 검출 가능한 이온 종류가 달라질 수 있다.

(2) 측정 원리 : 칼럼(고정상) + 용리액(이동상) -> 이온 간의 결합력(전자 친화도) 차이
이동상으로 액체를 그리고 고정상으로 이온교환수지를 사용하여 이온간의 결합력 (전자친화도) 차이로 이온을 분리한다.

참고자료

· Douglas A.Skoog, F.James Holler, Stanley R.Crouch, 「스쿠그의 기기분석의 이해」, CENGAGE, 2013, p. 672~690
· 황선진 교수님, 폐기물처리자원화공학 수업자료(5-2, 9-2), 경희대학교, 2024, 페이지 전체
· National Library of Medicine, 화학물질 구조 조사, https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/
· 김선덕, 이영옥, 혐기성 소화조 슬러지에서 휘발성 지방산의 분석. 한국폐기물자원순환학회지, 23(4), (2006). , 322-328.
· 김남천, 유기영, 안중우, 김영준, 허관, 정연구, 배재근. (2002). 혐기성소화공정에 의한 바이오가스화의 기술 원리 및 응용. 유기물자원화, 10(1), 7-23.