• Title/Summary/Keyword: 녹색화학

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Biological Co2 Fixation to Antioxidant Carotenoids by Photosynthesis Using the Green Microalga Haematococcus pluvialis (광합성 녹색 미세조류 Haematococcus pluvialis를 이용한 이산화탄소 고정화 및 항산화성 카로티노이드 생산)

  • Kang, Chang Duk;Park, Tai Hyun;Sim, Sang Jun
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • v.44 no.1
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    • pp.46-51
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    • 2006
  • As one of the $CO_2$ reduction strategies, a biological method was proposed to convert $CO_2$ to useful biomass with antioxidant carotenoids by photosynthetic microorganisms. One of the photoautotrophs, Haematococcus pluvialis is a freshwater green microalga and accumulates the secondary carotenoid astaxanthin during induction of green vegetative cells to red cyst cells. In this study, $CO_2$ fixation and astaxanthin production using H. pluvialis was conducted by photoautotrophic culture in the $CO_2$ supplemented photo-incubator. Maximum growth rate of H. pluvialis was obtained at a 5% $CO_2$ environment on basic N and P conditions of NIES-C medium. The photoautotrophic induction consisted of 5% $CO_2$ supply and high light illumination promoted astaxanthin synthesis in H. pluvialis, yielding an astaxanthin productivity of $9.6mg/L{\cdot}day$ and a $CO_2$ conversion rate of $27.8mg/L{\cdot}day$ to astaxanthin. From the results the sequential photoautotrophic culture and induction process using H. pluvialis is expecting an alternative $CO_2$ reduction technology with a function of valuable biosubstance production.

Antimicrobial Chitosan-silver Nanocomposite Film Prepared by Green Synthesis for Food Packaging (녹색합성법에 기인한 식품포장용 키토산-은나노 항균 복합필름의 개발)

  • Kyung, Gyusun;Ko, Seonghyuk
    • Korean Journal of Food Science and Technology
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    • v.46 no.3
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    • pp.347-351
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    • 2014
  • We studied the green synthesis and antibacterial activity of chitosan-silver (Ag) nanocomposite films for application in food packaging. Green synthesis of Ag nanoparticles (AgNPs) was achieved by a chemical reaction involving a mixture of chitosan-silver nitrate ($AgNO_3$) in an autoclave at 0.1 MPa, $121^{\circ}C$, for 15-120 s. The formation of AgNPs in chitosan was confirmed by both UV-Visible spectrophotometry and transmission electron microscopy (TEM) and the effects of chitosan-$AgNO_3$ concentration and reaction time on the synthesis of AgNPs in chitosan were examined. The resulting chitosan-Ag composite films were characterized by various analytical techniques and their antibacterial activity was evaluated based on the formation of halo zones around films, indicating inhibition of the growth of Escherichia coli. A fourier-transform infrared (FTIR) spectroscopy analysis showed that free amino groups in chitosan acted as effective reductants and AgNP stabilizers. The composite films exhibited enhanced antibacterial activity with increasing Ag content on the surface of as-prepared composite films.

Research Trend in Electrocatalysts for Anion Exchange Membrane Water Electrolysis (음이온교환막 수전해 촉매기술 동향)

  • Kim, Jiyoung;Lee, Kiyoung
    • Journal of the Korean Electrochemical Society
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    • v.25 no.2
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    • pp.69-80
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    • 2022
  • The anion exchange membrane (AEM) water electrolysis for high purity hydrogen production is attracting attention as a next-generation green hydrogen production technology by using inexpensive non-noble metal-based catalysts instead of conventional precious metal catalysts used in proton exchange membrane (PEM) water electrolysis systems. However, since AEM water electrolysis technology is in the early stages of development, it is necessary to develop research on AEM, ionomers, electrode supports and catalysts, which are key elements of AEM water electrolysis. Among them, current research in the field of catalysts is being studied to apply a previously developed half-cell catalyst for alkali to the AEM system, and the applied catalyst has disadvantages of low activity and durability. Therefore, this review presented a catalyst synthesis technique that promoted oxygen evolution reaction (OER) and hydrogen evolution reaction (HER) using a non-noble metal-based catalyst in an alkaline medium.

Evaluation of possibility using cobalt poly-pyrrole carbon as an alternative oxygen reduction catalyst in microbial fuel cells (미생물 연료전지 내 Cobalt poly-pyrrole carbon의 산소환원촉매로서의 평가)

  • Kwon, Jae-Hyeong;Joo, Jin-Chul;Ahn, Chang-Hyuk;Song, Ho-Myeon;Ahn, Ho-Sang
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2012.05a
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    • pp.477-477
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    • 2012
  • 미생물 연료전지는 정부가 추진하고 있는 신성장 동력사업의 녹색성장 정책에 부합하는 환경융합 신기술로써 일상생활에서 배출되는 하 폐수와 같은 유기물질을 전자공여체로 이용하여 전기에너지를 생산 할 수 있다는 점에서 각광받고 있다. 미생물 연료전지는 산화전극부의 미생물이 공급된 유기물질 을 분해하여 전자와 수소이온을 생성시키며 이들은 산소가 존재하는 환원전극부로 이동하여 물로 환원 됨 으로써 전기를 생성한다. 전기 화학적 성능의 향상을 위해 미생물 연료전지에서는 환원전극부에 서의 산소와 전자 및 수소이온의 빠른 환원반응을 유도해 주는 Pt촉매를 이용한다. 하지만 고가의 Pt 촉매는 미생물 연료전지의 현장적용을 위한 규모확장 시 초기비용이 증가되는 문제점을 초래한다. 이에 미생물 연료전지의 대체촉매 개발에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 화학적 연료전지에 관한 논문에서 연료전지의 촉매로 산소 환원반응에 높은 성능을 보이는 Co-N/C 형태의 Cobalt poly-pyrrole carbon가 제시 되었다. 이는 가격적인 측면에서는 Pt촉매의 약1/10배 정도 수준이지만 셀 성능은 Pt촉매의 95%정도의 효율을 보인다는 측면에서 향후 Pt 대체촉매로 가능성을 보여주는 새로운 비금속 촉매물질이다. Cobalt poly-pyrrole carbon이 Pt-catalsyt 셀 전압 성능 대비 약 66 %의 효율을 보였고 내부저항과 최대전력 밀도에 있어서도 촉매를 사용하지 않은 경우와 비금속 촉매의 성능보다 높음을 알 수 있었다. 본 연구는 Pt-catalsyt를 대체할 수 있는 저가의 산소환원 촉매물질 발굴을 위해 미생물연료전지에서 사용된 전례가 없으며 현재 화학전지의 촉매로 널리 쓰이고 있는 Cobalt poly-pyrrole carbon의 산소환원 촉매로써의 이용가능성을 평가하기 위해 실시되었으며, 평가한 결과는 첫 번째로 Cobalt poly-pyrrole carbon을 사용한 경우가 촉매를 사용하지 않은 경우와 비금속 촉매보다 환원 전극부에서의 원활한 환원작용이 진행되고 있음을 추측할 수 있으며 Pt-catalyst와 비교하였을 때 성능 대비 저렴한 가격으로 가격 경쟁력에 있어서 우월하다고 판단되었고 두 번째로 전기화학적 성능평가 및 EIS를 이용한 환원전극부의 내부저항 평가를 실시한 결과 셀 전압에 있어서 가장 많은 도말량 ($2.0mg/cm^2$)이 높은 성능을 보이고 있음을 알 수 있었다.

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유기 금속 화학 증착법에 의한 Si 기판 위에 GaP 층 성장시 에피의 초기 단계의 성장 매개 변수에 영향

  • Gang, Dae-Seon;Seo, Yeong-Seong;Kim, Seong-Min;Sin, Jae-Cheol;Han, Myeong-Su;Kim, Hyo-Jin
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.08a
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    • pp.209.1-209.1
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    • 2013
  • GaP는 가시광선 발광다이오드을 얻을 수 있는 적절한 재료중의 하나로 해당영역의 파장에 대하여 높은 양자효율을 얻을 수 있고, 깊은 준위 재결합이 없기 때문에 GaP 녹색 및 As 첨가한 GaAsP 적색 LED 에 적용할 수 있습니다. 또한, 상온에서 2.2 eV 에 해당하는 넓은 에너지 밴드갭을 가지고 있으므로, 소음이 없는 자외선 검출기에도 적합합니다. 이 물질에 대한 소자들은 기존에 GaP 기판을 사용하였습니다. 최근, GaP 와 격자상수가 비슷한 Si 기판을 활용하여 그 위에 성장하는 방법에 대한 관심이 많아졌습니다. Si는 물리적 및 화학적으로 안정하고 딱딱한 소재이며 대면적 기판을 쉽게 얻을 수 있어 전자 기기 및 대규모 집적 회로의 좋은 소재입니다. Si 와 대조적으로 GaP은 깨지기 쉬운 재료이며 GaP 기판은 Si와 같은 대면적 기판을 얻을 수 없습니다. 이러한 문제의 한 가지 해결책은 Si 기판위에 GaP 층의 성장입니다. GaP 과 Si의 조합은 현재의 광전소자 들에 더하여 더 많은 응용프로그램들을 가능하게 할 것입니다. 그러나, Si 기판위에 GaP 성장 시 삼차원적 성장 및 역위상 경계면과 같은 문제점들이 발생하므로 질이 높고 균일한 결정의 GaP 를 얻기가 어렵습니다. 따라서, Si 에 GaP 의 성장시 초기 단계를 제어하는 성장 기술이 필요합니다. 본 연구에서는, 유기금속화학증착법을 이용하여 Si 기판위에 양질의 GaP를 얻을 수 있는 최적의 성장조건을 얻고자 합니다. 실험 조건은 Si에 GaP의 에피택셜 성장의 초기 단계에 영향을 주는 V/III 비율, 성장압력, 기판방향 등을 가변하는 조건으로 진행하였습니다. V/III 비율은 100~6400, 성장 압력은 76~380 Torr로 진행하였고, Si 기판은 just(001)과 2~6도 기울어진 (001) 기판을 사용하였습니다.

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홍제사 화강암질편마암체의 성인과 공존하는 흑운모, 백운모 및 녹니석 사이의 화학적 평형

  • 이상헌
    • The Journal of the Petrological Society of Korea
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    • v.3 no.1
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    • pp.49-75
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    • 1994
  • The Hognjesa granitic rocks can be subdivided into biotite granitic gneiss and microcline- perthite granitic gneiss according to their mineralogy and textures, which change gradationally each other. They consist mainly of biotite, muscovite, chlorite, microcline, plagioclase, perthite and quartz accompanied with sillimanite, garnet, and tourmaline in places. The replacement and/or alteration phenomena and relationships of coexisting minerals suggest that the granitic gneisses might be formed by regional metamorphism of upper amphibolite facies and granitization by partial melting accompanied to the regional metamorphism, and again at later effected by regional metamorphism of epidote-amphibolite or greenschist facies. The biotite, muscovite and chlorite formed during these metamorphism, show nearly similar chemical compositions, respectively, regardless to the rock phases and stages of formation. They show relatively stable chemical equilibrium between coexisting pairs. The granitization which formed granitic gneisses may be seemed to occur regionally by partial melting accompanied to the first regional metamorphism.

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펨토초 레이저의 생체 매식용 임플란트 표면개질에 응용

  • Choe, Han-Cheol
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2009.11a
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    • pp.40.1-40.1
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    • 2009
  • 생체용 금속 임플란트의 표면개질은 생체활성화를위하여 오래 전 부터 관심을 가지고 연구해오고 있다. 최근에 표면개질을위하여 화학적 에칭, 샌드 블래스팅, 또는 나노튜브형성등 표면에 임의의 요철을 만들어서 사용하는방법이 가장 일반적으로 적용되어 상용화되고있다. 그러나 샌드블래스팅이나 화학적 에칭은 가공은 쉽지만 가공표면에 인체에 해로운 잔류물의존재로 생체적합성에 해로운 영향을 미칠 수 있다. 이러한 문제점들을 해결하기위하여 레이저를 사용하여 임플란트 표면을 개질한 예가 보고 되었다. 레이저를 사용한 표면처리 방법의큰 장점은 잔류물이 남지 않고 비교적 표면 거칠기의 제어가 용이하다. 금속합금의 표면개질에사용되는 레이저는 주로 Nd:YAG 레이저의 파장을 반으로 줄인 녹색레이저 ($\lambda$=532nm)를 사용하거나, 자외선파장영역의레이저를 사용하는 경우가 일반적으로 가장 보 편화된 가공방법으로 연구되었다. 표면의 거칠기는 수마이크로의크기와 수십나노의 크기를 갖는 표면을 생체적합적인 측면에서 요구하고 있다. 따라서 이러한 표면의 거칠기를조절할 수 있는 펨토레이저를 사용하여 표면에 균질한 표면의 텍스춰링을 통하여 그 특성을 개선할 수 있는지를 확인하는 것이 본 과제이다. 본 실험에서는 Ti합금을 진공 아크로를 이용하여 3원계합금을 제조하고 $1000^{\circ}C$에서 24시간 열처리 후 급냉(water quenching)하였다. 열처리 후 시편은 두께 2mm로 절단 하여 #2000까지 연마 후 하여 펨토 초(10-15 second) 펄스폭 대역을 갖는 레이저를 이용하여 수마이크로 크기의 미세 요철을 표면에 형성한 후, 표면의 특성을 조사해 보았다.(NRF-2009-0074672)

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Synthesis and Optical Properties of Ca1-xSrxS:Ce Phosphors (Ca1-xSrxS:Ce 형광체의 합성과 광 특성)

  • Heo, Yeong-Deok;Seong, Hye-Jin;Do, Yeong-Rak
    • Journal of the Korean Chemical Society
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    • v.50 no.6
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    • pp.471-476
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    • 2006
  • series of Ca1-xSrxS:Ce phosphors were synthesized by solid-state reactions. The Ca1-xSrxS:Ce phosphors have a strong absorption in region from 430 nm to 470 nm. The emission peaks of CaS:Ce are located at 510 nm and 570 nm. The partial replacement of Ca by Sr in Ca1-xSrxS:Ce causes a blue shift of emission wavelengths. The Ca1-xSrxS:Ce can be used as bluish green and yellow emitting phosphors for white light emitting diodes (LEDs) pumped by the blue LED. We reported the optical properties of Ca1-xSrxS:Ce phosphors for application in phosphor converted white LEDs.

Quantum Yield of Photoinduced Electron Transfer Across Microemulsion Interfaces (마이크로 에멀젼 계면을 통과하는 광유발전자의 양자수득률)

  • Yong-Tae Park
    • Journal of the Korean Chemical Society
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    • v.27 no.3
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    • pp.213-217
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    • 1983
  • Devices that mimic the natural photosynthetic pathway are of considerable interest as fuel sources. Quantum yield of viologen radical formation in several water-in-oil microemulsion system were measured. The yield of hexadecylviologen radical formation in microemulsion system using EDTA as an electron donor, ruthenium bipyridinium complex as photosensitizer, and hexadecylviologen as an electron acceptor was 12%. When benzylnicotinamide was inserted in the interface of the microemulsion and azo compound was dissolved in oil face, the quantum yield of hydroazo compound was 0.16. Organic dye (Rose bengal) was used as photosensitizer for the photoinduced electron transfer reaction. In anionic microemulsion no electrontransfer was observed.

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나트륨 Flux 혼합첨가에 따른 MgWO4:Tb3+ 형광체의 합성과 발광 특성

  • Gang, Dong-Gyun;Lee, Seong-Jae;Jo, Seon-Uk
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2016.02a
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    • pp.221-221
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    • 2016
  • 최근에 희토류 이온이 도핑된 텅스텐산(tungstates) 형광체에 대한 연구가 재조명되고 있다. 텅스텐산 형광체는 우수한 광학적 특성과 높은 화학적 안정성을 나타내기 때문에 X-선 증강 스크린(X-ray intensifying screens), 광고판용 형광 램프, 발광 다이오드, 레이저, 섬광체(scintillator), 전계방출 디스플레이 영역에 그 응용성을 넓히고 있다. 본 연구는 모체 결정 MgWO4에 희토류 이온인 Tb3+와 융제(flux)의 몰 비를 변화 시켜 고상반응법을 사용하여 합성을 하였다. 합성한 형광체를 여기 파장 281 nm로 제어하였을 시, 545 nm의 녹색 발광 스펙트럼을 관찰 하였다. Tb3+이온이 0.10 mol일 때, 가장 발광 세기가 컸으며, 몰비가 증가 할수록 발광의 세기는 점차 커지다가 0.12 mol에서 작아졌다. 주 발광 신호 이외에도 489 nm, 586 nm, 621 nm에서 상대적으로 작은 발광 스펙트럼을 보였다. XRD를 통해 분석한 결정구조는 단사정계임을 알 수 있었으며 주 피크는 $23.9^{\circ}$에서 발생 하였고 이는 (110)면에서 발생한 회절 신호이다.

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