Alkaline solutions such as $NH_4$OH, choline and TMAH (($CH_3$)$_4$NOH) have been introduced in semiconductor wet processing of silicon wafers to control ionic and particulate impurities following etching in acidic solutions. These chemicals usually mixed with hydrogen peroxide and/or surfactants to control the etch rate of silicon. The highest etch rate was observed in $NH_4$OH solutions at a pH in alkaline solutions. It indicates that the etch rate depends on the content of $OH^{-}$ as well as cations of alkaline solutions. STM/AFM techniques were used to characterize the effect of alkaline solutions on silicon surface roughness. In SC1 (mixture of $NH_4$OH : $H_2$$O_2$ : $H_2$O) solutions, the reduction of the ammonium hydroxide proportion from 1 to 0.1 decreased the surface roughness ($R_{rms}$) from 6.4 to $0.8\AA$. The addition of $H_2$$O_2$ and surfactants to choline and TMAH reduced the values of $R_{p-v}$ and $R_{rms}$ significantly. $H_2$$_O2$ and surfactants added in alkaline solutions passivate bare silicon surfaces by the oxidation and adsorption, respectively. The passivation of surfaces in alkaline solutions resulted in lower etch rate of silicon thereby provided smoother surfaces.s.ces.s.
과염소산이 존재하는 디메틸포름아미드 수용액에서 벤질알코올과 VO_2\;^+$를 반응시키면 $VO^{2+}$와 벤즈알데히드를 생성한다. 이때 생성물인 $VO^{2+}$와 벤즈알데히드는 적외선 분광광도법과 기체크로마토그래피법으로 확인하였다. 벤질알코올에 의한 VO_2\;^+$의 환원반응에 대한 속도론적 연구는 분광광도법으로 행하였다. 이 반응에 대한 실험속도식은 다음과 같이 나타낼 수 있으며 속도결정단계는 $VO^{2+}$와 $C_6H_5CHOH$의 생성과정이다. $-d[VO_2\;^+]/dt=2\{\\{k_O+k_H[HClO_4]\}\[VO_2\;^+][C_6H_5CH_2OH]$이 반응의 활성화파라미터는 ${\Delta}H^{\neq}=13.32{\pm}1.73\;kcalmol^{-1}$ 이고 ${\Delta}S^{\neq}$ 는 $-31.02{\pm}0.09\;calmol^{-1}K^{-1}$이다.
고정층 상압 흐름 반응기에서 메탄의 부분산화반응를 수행하여 메탄으로부터 수소제조 위한 촉매의 활성도를 평가하였고, BET, XPS, XRD를 사용하여 촉매의 특성을 분석하였다. Pd(5)/Ti-SPK과 Pd(5)/Zr-SPK 촉매의 BET 표면적, Horvath-Kawaze의 기공부피와 기공폭, t-플롯 미세기공 면적과 부피는 각각 $284m^2/g$, $0.233cm^3/g$, 3.9 nm, $30m^2/g$$0.015cm^3/g$과 $396m^2/g$, $0.324cm^3/g$, 3.7 nm, $119m^2/g$, $0.055cm^3/g$이었다. 촉매는 히스테리시스가 잘 발달된 IV형 임을 $N_2$-흡착등온선으로부터 확인할 수 있었다. XPS분석으로부터 SPK에 Ti와 Zr이 부분 치환된 Ti-SPK과 Zr-SPK의 Si 2p과 O 1s 피크는 SPK의 Si 2p와 O 1s 피크 보다 낮은 결합에너지 쪽으로 화학 이동함을 알 수 있었고, 촉매표면의 Pd의 산화상태는 $Pd^0$와 $Pd^{+2}$이었다. XRD의 결정 피크는 반응 전에 무정형인 촉매가 반응 후에는 결정상으로 변함을 보여주었다. Pd(5)/Ti-SPK과 Pd(5)/Zr-SPK 촉매의 메탄의 전화율과 수소의 선택도는 973 K, $CH_4/O_2$ = 2, GHSV = $8.4{\times}10^4mL/g_{cat}{\cdot}h$. 반응조건에서 각각 77, 84%와 78, 72%이었고, 반응 시작 후 3일까지도 촉매의 활성이 거의 일정하게 유지되었다. Pd(5)/Ti-SPK과 Pd(5)/Zr-SPK 촉매는 메탄의 부분산화반응에서 활성도와 열 안정성 및 물리화학적 성질이 우수하였다.
The complex formation between diazocalix[4]dipropyl (1) and diazocalix[4]crown-6 ether (2) with alkali, alkaline earth and transition metal ions was investigated by voltammetry. Electrochemical properties of compounds 1 and 2 and their selectivity toward metal ions were evaluated in $CH_3CN$ solution by comparison of voltammetric behaviors of two phenols in each compound. Compounds 1 and 2 showed almost same voltammetric behavior which is two irreversible oxidation peaks caused by intramolecular hydrogen bonding between two phenols in 1 and 2. While, however, upon interacting with various metal ions, 1 with two propyl ether groups showed no significant changes in voltammetry, 2 with crown ether group caused significant voltammetric changes upon the addition of $Ba^{2+}$ to 2. Their behavior is closely related to the complex formation by entrapment of metal ion into crown ether cavity, and ion-dipole interaction between metal ion and two phenolic groups in calix[4]crown-6.
Song, Hoon Sub;Kwon, Soon Jin;Epling, William S.;Croiset, Eric;Nam, Sung Chan;Yi, Kwang Bok
청정기술
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제20권2호
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pp.189-201
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2014
합성가스를 생산하기 위한 부분산화, 이산화탄소 리포밍, 메탄에 의한 산화$CO_2$ 리포밍 공정들은 니켈 하이드로탈사이트($Ni_{0.5}Ca_{2.5}Al$) 촉매를 이용하여 수행되었고 안정한 이중층 구조를 형성시키기 위한 금속지지체(Mg, Ca)의 영향에 대해서도 다양한 연구가 진행되었다. 지지체전구물질(Mg, Ca)에 따라 메탄 리포밍의 안정성은 활성니켈이온과 지지체금속이온 사이의 결합강도차이에 의해 영향을 받는다. Ni-Mg-Al 구성체는 가장 안정한 하이드로탈사이트 이중층 구조이지만 Ni-Ca-Al 구성체는 그렇지 않다. 이산화탄소 리포밍 장기테스트에서 Ni-Mg-Al 촉매는 약 100시간 동안 80%의 효율을 유지하면서 탁월한 안정성을 보였지만 Ni-Ca-Al 촉매는 반응초기에 불활성화됨을 확인할 수 있었다. 활성금속 Ni과 지지체 Mg-Al 사이의 결합강도를 확인하기 위해 승온 환원(temperature-programmed reduction, TPR) 분석을 시행하였다. 이를 통해 Ni-Mg-Al 촉매가 Ni-Ca-Al 촉매보다 Ni의 환원온도가 더 높음을 확인할 수 있었다. $Ni_{0.5}Ca_{2.5}Al$ 촉매는 가장 높은 초기반응성을 보였지만 코크형성으로 인해 반응성이 빠르게 감소하였다. 결론적으로 $Ni_{0.5}Ca_{2.5}Al$ 촉매가 코크형성에 대한 강한 저항성을 갖고 있기 때문에 다른 촉매들보다 높은 반응성과 안정성을 갖는 것으로 보여진다.
부분산화가 적용된 저온플라즈마는 메탄으로부터 합성가스를 생산하는 기술이다. 저온 플라즈마 기술은 수증기 개질, 이산화탄소 개질을 이용한 개질기 보다 소형화와 시동특성이 우수한 장점을 가지고 있으며 다양한 분야에 적용이 가능하다. 본 연구에서는 GlidArc 방전을 이용한 저온플라즈마 개질기를 제안하였다. 개질 특성을 파악하고자 변수별 연구로서 가스 조성비율(O$_2$/CH$_4$), 수증기 주입량, 니켈과 철 촉매의 비교 및 이산화탄소 주입량에 대해 실험을 수행하였다. 최적의 수소 생산 조건은 O$_2$/C비가 0.64, 주입 가스유량은 14.2 L/min, 촉매의 반응기의 내부 온도는 672$^{\circ}C$, 주입 가스 량에 대한 수증기 유량 비율은 0.8 그리고 유입전력이 1.1 kJ/L일 때, 41.1%로 최대 수소 농도를 나타냈다. 그리고 이때 메탄의 전환율, 수소 수율 그리고 개질기 열효율은 각각 46.5%, 89.1%, 37.5%를 나타냈다.
We investigated the negative differential resistance (NDR) property of self-assembled 4,4-di(ethynylphenyl)-2'-nitro-l-(thioacetyl)benzene ('nitro-benzene'), which has been well known as a conducting molecule [1], Self-assembly monolayers (SAMs) were prepared on Au (111), which had been thermally deposited onto pre-treated $(H_2SO_4: H_2O_2=3:1)$ Si, The Au substrate was exposed to a 1mM solution of 1-dodecanethiol in ethanol for 24 hours to form a monolayer. After thorough rinsing of the sample, it was exposed to a $0.1{\mu}M$ solution of nitro-benzene in dimethylformamide (DMF) for 30 min and kept in the dark during immersion to avoid photo-oxidation. Following the assembly, the samples were removed from the solutions, rinsed thoroughly with methanol, acetone, and $CH_2Cl_2$, and finally blown dry with $N_2$. Under these conditions, we measured the electrical properties of SAMs using ultra high vacuum scanning tunneling microscopy (UHV-STM) and scanning tunneling spectroscopy (STS) [2]. As a result, we confirmed the properties of NDR in between the positive and negative region.
A novel ruthenium(II) complex, [$RuCl_2(DMSO)_2$(PhenTPy)] has been synthesized by the condensation of $RuCl_2(DMSO)_4$ with (1-(1,10-phenanthrolinyl)-2,5-di(2-thienyl)-1H-pyrrole)[PhenTPy] in $CHCl_3$ solution. The [$RuCl_2(DMSO)_2$(PhenTPy)] complex modified electrode was fabricated through the electropolymerization of the monomer in a 0.1 M tetrabutylammonium perchlorate (TBAP)/$CH_2Cl_2$ solution, to take advantage of the electronic communication between metal ion center by the conjugated backbone. The UV-visible spectroscopy (UV), mass spectrometry (MS), and cyclic voltammetry (CV) were employed to characterize the [$RuCl_2(DMSO)_2$(PhenTPy)] complex and its polymer (poly-Ru(II)Phen complex). The poly-Ru(II)Phen complex modified electrode exhibited an electrocatalytic activity to the oxidation of acetaminophen and the catalytic property was used for the analysis of acetaminophen at the concentration range between 0.09 and 0.01 mM in a phosphate buffer solution (pH 7.0).
This study was carried out to investigate the structural characteristics of kraft lignin and the wood degrading characteristics, the productivity of ligninolytic enzymes and the enzymatic degradation of kraft lignin by white-rot fungi. To purify kraft lignin, precipitation of kraft pulping black liquors of pitch pine meal was done by titration with lN $H_{2}SO_{4}$ reaching to pH 2, and isolation of the precipitates done by centrifugation. The isolated precipitates from pitch pine were redissloved in lN NaOH, reprecipitated by titration with lN $H_{2}SO_{4}$, washed with deionized water, and kept ofr analysis after freeze drying. Fractionation of the precipitates in solution by successive extraction with $CH_{2}Cl_{2}$ and MeOH, and the fractionates were named SwKL, SwKL I, SwKL II, and SwKL III for pitch pine kraft lignin. The more molecular weights of kraft lignin increased, the less phenolic hydroxyl groups and the more aliphatic hydroxyl groups. Because as the molecular weights increased, the ratio of etherified guaiayl/syringyl(G/S ratio) and the percentage were increased. The spectra obtained by 13C NMR and FTIR assigned by comparing the chemical shifts of various signals with shifts of signals from autherized ones reported. The optimal growth temperature and pH of white-rot fungi in medium were $28^{\circ}C$ and 4.5-5.0, respectively. Especially, in temperature and pH range, and mycelial growth, the best white-rot fungus selected was Phanerochaete chrysosporium for biodegradation. For the degradation pathways, the ligninolytic fungus jcultivated with stationary culture using medium of 1% kraft lignin as a substrate for 3 weeks at $28^{\circ}C$. The weight loss of pitch pine kraft lignin was 15.8%. The degraded products extracted successively methoanol, 90% dioxane and diethyl ether. The ether solubles were analyzed by HPLC. Kraft lignin degradation was initiated in $\beta$-O-4 bonds of lignin by the laccase from Phanerochaete chrysosporium and the degraded compounds were produced from the cleavage of $C\alpha$-$C\beta$ linkages at the side chains by oxidation process. After $C\alpha$-$C\beta$ cleavage, $C\alpha$-Carbon was oxidized and changed into aldehyde and acidic compounds such as syringic acid, syringic aldehyde and vanilline. And the other compound as quinonemethide, coumarin, was analyzed. The structural characteristics of kraft lignin were composed of guaiacyl group substituted functional OHs, methoxyl, and carbonyl at C-3, -4, and -5 and these groups were combinated with $\alpha$ aryl ether, $\beta$ aryl ether and biphenyl. Kraft lignin degradation pathways by Phanerochaete chrysosporium were initially accomplished cleavage of $C\alpha$-$C\beta$ linkages and $C\alpha$ oxidation at the propyl side chains and finally cleavage of aromatic ring and oxidation of OHs.
본 연구에서는 메탄의 생물학적 메탄올 전환에 관한 연구를 수행하였다. 바이오가스 중의 메탄은 메탄산화균의 methane monooxygenase (MMO)의 생물학적 촉매반응에 의해 산화되었으며, 인산염, NaCl, $NH_4Cl$, EDTA와 같은 methanol dehydrogenase (MDH)의 활성 저해제를 이용하여 MDH의 활성도를 저해함으로써 메탄올의 전환이 이루어졌다. 메탄산화균은 $35^{\circ}C$, pH 7, 인공 바이오가스($CH_4$ 50%, $CO_2$ 50%) / Air의 부피비가 0.4인 조건에서 메탄 산화 정도가 0.56 mmol로 최대로 나타났다. 인산염 40 mM, NaCl 50 mM, $NH_4Cl$ 40 mM, EDTA $150{\mu}m$ 이하일 때 저해제의 종류에 상관없이 메탄 산화율은 80% 이상을 달성하였다. 한편, 인산염 40 mM, NaCl 100 mM, $NH_4Cl$ 40 mM, EDTA $50{\mu}m$ 주입 시 각각 1.30, 0.67, 0.74, 1.30 mmol의 메탄이 산화되는 동시에 각각 0.71, 0.60, 0.66, 0.66 mmol의 메탄올이 최대로 생성되었다. 이때의 메탄올 전환율은 각각 54.7, 89.9, 89.6 및 47.8%였으며 최대 메탄올 생성 속도는 $7.4{\mu}mol/mg{\cdot}h$였다. 이로부터 대상 저해제로 MDH 활성도를 일반적으로 35% 저해 시에 메탄올 생산량이 최대인 89.9%까지 나타남을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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