본 연구는 거대고리 금속 이온 착화합물과 유도체를 이용하여 미세 다공성 구조를 가지는 분리막의 제조에 관한 것이다. 고분자와 금속이온 리간드 착물 시스템을 이용함으로써 기존의 방법들에 비해 상 전이 과정을 보다 정교하게 제어할 수 있었다. 금속염, cyclohexanedione dioxime, hydroxyphenylboronic acid와의 축합 반응을 통하여 금속 clathrochelate 착물을 얻을 수 있었다. PES, PVP, BE와 금속 clathrochelate 착물을 DMF에 녹인 후 비용매 유도 상 전이법을 통하여 유무기 혼성고분자막을 제조하였다. 제조된 분리막의 구조는 FE-SEM과 microflow permporometer로 조사하였다. p-Hydroxyphenyl group을 가지는 Fe(II) clathrochelate 착물의 첨가는 분리막의 구조에 있어 기공 크기 분산도를 좁혀주고, 표면의 기공 밀도를 높여 주었으며 최대 기공 크기를 감소시킴을 볼 수 있었다.
금속이온이 생체내에서 생체성분과 금속착물을 형성하는 것이 여러가지 생물학적 작용의 첫단계로 인정되고 있다. 본 연구에서 금속이온의 착물형성에 중요한 인자로서 과잉편극세기가 순수한 친자성 척도가 됨을 알았으며, 또한 과잉편극세기가 금속착물의 생성상수와 관련된 Irving-Williams계열을 설명할 수 있었다. 실험적으로 발암성이 밝혀진 금속이온의 과잉편극세기의 값이 0.22이상이었으며 나아가서 과잉편극세기의 값이 0.22이상인 금속이온은 발암성을 가질 수 있을 것으로 예측된다. 따라서 이 양을 금속이온의 화학발암성의 척도로 채택할 것을 제안한다.
모양의 캘릭스[4]아릴에스터 호스트(1)와 그것의 알칼리 금속 양이온과의 착물에 대하여 이론적인 적외선 흡수 스펙트럼들이 계산되었다. 진동 스펙트럼들은 RHF/6-31G 방법으로 최적화 된 후에 얻어졌다. 1+Na+ 착물의 여러 가지 C-O와 C=O 신축 운동들의 특징적인 진동수들은 C2v 형태의 분자 모양을 입증하여 주는 데에 반하여, 1+K+ 착물의 구조는 C4v에 가깝다는 것을 보여 주었다. 호스트 분자(1)와 1+Na+ 착물에 대한 이론적인 결과와 실험 스펙트럼들을 비교하였을 때, 계산된 진동수들이 실험 데이터와 잘 일치하는 것을 알 수 있었다.
Ambidentate 리간드인 isonitrosobenzoylacetone을 리간드로 하는 금속착물, tris(isonitrosobenzoylacetonato)cobalt(III) 및 bis(isonitrosobenzoylacetonato)palladium(II)을 합성한 후 분광학적 방법에 의하여 이들의 결합구조를 조사하였다. 즉 착물에서 리간드는 아세틸기의 산소 및 이소니트로소의 질소원자를 통하여 금속에 배위되어 5원의 킬레이트고리를 이루고 있음을 알 수 있었다. 이 결합구조는 Patel과 Haldar등이 얻었던 isonitrosoacetylacetone착물의 그 것들과 유사하다.
살리실알데히드 옥심, o-바닐린 옥심, 2-히드록시-4-메톡시벤즈알데히드 옥심, 2-히드록시-5-메톡시벤즈알데히드 옥심 및 5-니트로벤즈알데히드 옥심의 옥소바나듐(IV)착물들을 합성하고, 착물들의 특성을 원소분석, 전기전도도 측정, 적외선 분광법, 전자 분광법, 질량 분석법, 및 열분석으로 조사하였다. 원소분석의 결과는 이론 값과 실험 값이 일치하였다. 착물들은 DMF 용액에서 비전해질이었다. 바나듐(IV)과 말단 산소사이의 특성 신축진동은 $980{\pm}20\;cm^{-1}$의 영역에서 강하게 나타났다.모든 착물은 가시영역에서 2개의 결정장전이와 적외선 영역에서 2개의 전하이동 전이가 일어났다. 질량분석 결과로서 $VO(sal)_2$와 $VO(van)_2$에서는 분자량에 해당하는 1:2(금속:리간드) 착물의 이온(I)과 착물의 이온(I)에서 한리간드가 분해한 1:1(금속:리간드) 조성의 토막 이온(II)을 확인할 수 있었다. 시차열분석 결과에 의하면 열분해에 따른 흡열 봉우리가 나타났다.
1-(2-Pyridylazo)-2-Naphthol (PAN)은 많은 금속이온들과 착색된 착물을 형성함으로 분광시약 또는 금속지시약으로 널리 사용된다. 본 연구는 PAN을 이동상에 첨가하여 Cu(II), Ni(II) , Zn(II), Co(II) , 및 Fe(III)이온들과 착물을 형성시켜 역상 액체크로마토그래피법으로 분리하였다. 이들 금속착물들은 570nm에서 분광광도 검출기로 검출되었고, 이들 금속이온의 머무름을 조사하기 위하여 이동상의 pH, 이온세기 및 유기용매 조성의 변화에 따른 크로마토그램과 용량인자를 측정하였다. 이상의 실험결과에서 얻은 최적조건하에서 금속이온을 분리한 결과 좋은 크로마토그램을 얻었으며, 검출한계(S/N)도 ppb단위까지 검출이 가능함을 알 수 있었다.
금속이온은 토양이나 퇴적물 내의 광물에 수착되어 고착화될 수 있다. 여기서는 광물 표면의 화학적 특성과 금속이온의 수착에 관련된 이론 및 수착 연구를 위한 X-선 흡수 미세구조(extended X-ray absorption fine structure, EXAFS) 분석방법에 대해 알아보고 금속이온의 광물표면 수착에 관한 원자 단위 연구 결과를 정리하였다. 광물표면의 특성과 금속이온의 수착에 관한 원자 단위 이론의 이해는 원자 단위 분광법의 분석을 수행하는데 있어서 기초가 된다. 여기에 정리된 원자 단위 수착상 연구 결과는 외부권 착물, 내부권 착물, 표면침전뿐 아니라 공침전, 삼성분 착물, 수착반응 시간의 효과, 탈착가능성을 포함한다.
o-phenylenediamine, 3-acetyl-6-methyl-(2H)pyran,2,4(3H)-dione (dehydroacetic acid 또는 DHA) 및 2, 4-dihydroxy benzaldehyde에서 비롯된 4-hydroxy-3-(1-{2-(2,4-dihydroxy-benzylidene)-amino phenylimino}-ethyl)-6-methyl-pyran-2-one ($H_2$L)의 La(III), Ce(III), Pr(III), Nd(III), Sm(III) 및 Gd(III) 고체착물을 합성하여 원소분석, 전도도법, 자기수자율, UV-vis, FT-IR, 1H-NMR, X-선 회절, 열분석으로 특성을 규명하였으며, 항미생물 활성도를 조사하였다. FT-IR 스펙트럼 결과에 의하면 이 리간드는 중심금속에 대해 ONNO 주개원자를 통해 이염기성 사배위 리간드로 행동함을 알 수 있다. 원소분석 결과로부터 이들 착물의 화학량론비는 1:1 (금속: 리간드)임을 알 수 있다. 물리 및 화학적 실험결과로부터 La(III), Ce(III), Pr(III), Nd(III), Sm(III) 및 Gd(III) 착물은 일그러진 팔면체의 기하구조를 가짐을 알 수 있다. X-선 회절 데이터로부터 La(III) 및 Ce(III) 착물은 단사정계, 그리고 Pr(III) 및 Nd(III) 착물은 사방정계를 가짐을 알 수 있다. 이들 착물의 열적 행동(TG/DTA)을 연구하였으며, 속도론적 파라메타를 Horowitz-Metzger 및 Coats-Redfern 방법으로 결정하였다. 리간드와 그 착물의 항박테리아 활성도를 Staphylococcus aureus, Escherichia coli 및 Bacillus Sp.에 대해, 그리고 살균활성도를 Aspergillus Niger, Trichoderma 및 Fusarium oxysporum에 대해 각각 조사하였다.
방사성의 $Ba^{++}, Sr^{++}, Ca^{++}$ 이온과 양이온 교환수지를 이용한 평형교환법에 의하여 알칼리토류 금속이온과 2염기 유기산 이온사이에 어떤 착물이 형성되는가를 실온에서 조사하였다. 유기산으로써 썩신산과 타르타르산을 사용하였고, 용매로서는 $H_2O$, 20% 아세톤-$H_2O$ 및 20% 에탄올-$H_2O$를 사용하였다. 용액의 pH 는 7.2∼7.4로 조절하였고 용액의 이온 강도는 약 0.1로 조절하였다. 본 연구결과 알칼리토류 금속이온과 썩신산 또는 타르타르산 사이에 1:1 착물이 용액내에서 형성됨을 알았고 또 착물의 상대적 안정도가 다음 순으로 증가함을 알았다. $Ba^{++}; 썩신산<타르타르산; 수용액<혼합용매
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[게시일 2004년 10월 1일]
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