• Analytical Science and Technology
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• v.11 no.4
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• pp.305-310
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• 1998

A reactive dye synthesized with an amine containing Eriochrome Black T derivative and cynauric chloride was immobilized on a cellulose membrane to construct an optical sensor for the detection of divalent transition metal ions in aqueous solution. The response of this reactive dye-based optical sensor was as sensitive as that of Eriochrome Black T in solution phase. Its typical detection limits for $Zn^{2+}$ and $Co^{2+}$ were $6.3{\times}10^{-5}mol/l$ and $2.5{\times}10^{-4}mol/l$, respectively. No loss in the sensitivity of reactive dye-based sensor was observed even the pH of flowing solutions continually varied for an extended period of time.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.389-389
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• 2011

최근 생체분자 구조 연구가 의료진단, 생명 현상 규명 및 의약품 개발 등 다양한 분야에 응용되고 있으나 대부분의 분석방법이 제한적이어서 새로운 기술 개발의 필요성이 증대하고 있다. 종래의 DNA 등의 생체분자의 분석은 형광염료를 이용한 방법이 주로 이용되었다. 형광염료는 단백질을 포함한 여러 물질들에 대해 반응하지 않기 때문에 분석에 제한이 있으며, 이와 같은 단점을 보완하는 방법으로 SPR (surface plasmon resonance) 분석법이 연구되었다. SPR은 형광염료 분석에 필수적인 레이블링(labeling) 등의 전처리 과정 없이 높은 민감도로 분석이 가능한 장점이 있다. 한편, 그래핀은 뛰어난 전자기적 성질과 기계적 성질 을 가지는 반금속(semimetal)으로, 실험실 규모에서 안정적인 합성이 실현되면서 그 응용 분야에 대한 연구가 활발히 이루어 지고 있다. 그래핀은 큰 표면적 대 부피비를 가지며, 이는 검출물질과의 반응성이 좋아야 하는 센서기술에 있어서 장점으로 작용한다. 특히, 비금속성을 띠는 단층 그래핀을 여러 장 겹치면 금속성을 갖게 되기 때문에 SPR 센서의 금속 필름으로 응용이 가능하다. 본 연구에서는 SPR 현상을 이용하는 광섬유 센서의 감도와 정확도를 증진시키기 위해 광섬유 표면에 그래핀을 적용하였다. 광섬유는 상부 피복과 클래딩을 제거하여 코어를 노출시킨 후, 다층 그래핀 필름을 코팅함으로써 검출부를 구성한다. 그 후, DNA-biotin 용액, DNA-biotin 용액, 그리고 Streptavidin 단백질 복합 용액에 대한 검출기 신호를 분석하였다. 구성된 센서에 각 용액을 1 ${\mu}{\ell}$ 씩 반응시켜 분광계로 파장에 따른 광강도를 측정하는 실험을 수행했으며, 450 nm에서 460 nm 범위의 푸른빛의 광원을 사용하였다. 그래핀 필름의 유무에 따라 확연히 구분되는 경향을 보이는 결과를 얻었고 그래핀 필름이 기존 SPR 센서의 금속박막을 대체 할 수 있음을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.258.2-258.2
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• 2015

염료감응형 태양전지(Dye-Sensitized Solar Cells; DSSC)는 공정비용과 재료가 저렴하여 차세대 태양전지로 각광받고 있다. 특히 투명한 재료를 사용하므로 flexible한 기판을 이용하여 그 적용범위가 넓다. DSSC는 상부전극인 FTO와 전해질의 접촉으로 인해 일부 FTO의 전자가 외부로 나가지 못하고 산화환원 반응에 의해 도로 전해질로 들어갈 확률이 있다. 이로 인해 효율 감소문제를 야기 할 수 있다. 이를 해결하기 위해 FTO위에 여러 물질들을 증착하거나 코팅 등의 많은 연구가 이루어져 왔다. ZnO를 DSSC로 적용한 연구는 많이 이루어졌지만 대부분 공정이 Chemical Vapor Deposition (CVD)으로 진행 되어왔다. 본 연구에서는 FTO위에 ZnO를 진공 공정에 비해 저렴하고 간단한 spin-coating으로 blocking layer를 형성하였다. 그 후 염료에서 여기 된 전자를 FTO로 전달해 주는 역할을 하는 TiO2를 doctor blade방법으로 형성하였다. ZnO는 TiO2하고 전도대와 가전자대의 에너지 준위 차이가 거의 없고, ZnO의 전자 이동도가 TiO2보다 높기 때문에 FTO로 전자를 큰 저항 없이 전달 할 수 있다. 또한 투과율이 좋아 염료까지의 빛의 투과성도 뛰어나다. ZnO blocking layer를 형성하여 FTO에서 전해질로의 전자이동을 막아주는 역할을 하여 DSSC의 performance 향상을 확인하였다. Field Emission Scanning Electron Microscope(FE-SEM)을 통해 FTO/ZnO/TiO2의 계면 및 두께를 확인하였고. DSSC의 특성 분석을 위해 I-V curve, Power conversion efficiency, Impedance spectroscopy를 측정 하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.06a
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• pp.331-334
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• 2007

탄소나노튜브는 화학적 안정성과 고전도성을 갖는 동시에 높은 비표면적을 지니고 있다. 이와 같은 특정으로 염료감응형태양전지의 상대전극으로 사용 가능이 기대되어 지고 있으나, 아직 성공적인 연구가 발표되고 있지 않다. 많은 연구자들이 CNT 자체만으로 원하는 효과를 얻지 못하고 있기 때문에, CNT 조작(가공)을 통해 CNT 특성을 올리고자 노력하였다. 그러나 본 연구에서, 가공하지 않은 CNT powder를 이용하여 paste를 제조하고 doctro-blade법으로 코팅하여 CNT counter electrode를 제조하여 DSSC의 상대전극으로써의 적용 가능성을 조사 해 보았다. 제조된 CNT counter electrode에 대한 CNT 자체만의 전기화학적 특성을 측정하였다. 그리고 DSSC 에 직접 적용하여 전지의 광전특성을 측정하였다. 그 결과 탄소나노튜브의 고전도성 특성과 넓은 비표면적 특성에 의해 상대전극의 전해질/전극계변에서의 전해질의 산화환원 반응에 대한 촉매 작용을 향상시키고, 상대전극 표변에서의 전자전달 속도를 높여 염료감응형 태양전지의 효율을 높이는 것으로 확인되어졌다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.59 no.4
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• pp.565-573
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• 2021

Isotherms, kinetics and thermodynamic properties for adsorption of Brilliant Green(BG), Quinoline Yellow(QY) dyes by activated carbon were carried out using variables such as dose of adsorbent, pH, initial concentration, contact time, temperature and competitive. BG showed the highest adsorption rate of 92.4% at pH 11, and QY was adsorbed at 90.9% at pH 3. BG was in good agreement with the Freundlich isothermal model, and QY was well matched with Langmuir model. The separation coefficients of isotherm model indicated that these dyes could be effectively treated by activated carbon. Estimated adsorption energy by Temkin isotherm model indicated that the adsorption of BG and QY by activated carbon is a physical adsorption. The kinetic experimental results showed that the pseudo second order model had a better fit than the pseudo first order model with a smaller in the equilibrium adsorption amount. It was confirmed that surface diffusion was a rate controlling step by the intraparticle diffusion model. The activation energy and enthalpy change of the adsorption process indicated that the adsorption process was a relatively easy endothermic reaction. The entropy change indicated that the disorder of the adsorption system increased as the adsorption of BG and QY dyes to activated carbon proceeded. Gibbs free energy was found that the adsorption reaction became more spontaneous with increasing temperature. As a result of competitive adsorption of the mixed solution, it was found that QY was disturbed by BG and the adsorption reduced.

• The Korean Journal of Mycology
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• v.42 no.3
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• pp.213-218
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• 2014

Water extract from spent mushroom substrates (SMS) of Pleurotus eryngii was utilized in decolorization of eight synthetic dyes and wastewater from a textile factory. High laccase activity was detected in the extract of P. eryngii (SMSE). The SMSE showed that decolorization rate was 34~93% after 24 h incubation without any mediator on eight dyes including Rit-blue and Rit-red used in fiber dyeing. Dye decolorization rate more than 90% was observed on bromophenol blue and remazol brilliant blue R (RBBR). Dye in textile wastewater was decolorized at room temperature after three days by addition of P. eryngii SMSE. The results suggest that biological decolorization of dyes using the P. eryngii SMSE can be used as environmental friendly materials.

• Clean Technology
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• v.20 no.3
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• pp.290-297
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• 2014

Batch adsorption studies were carried out for equilibrium, kinetics and thermodynamic parameters for adsorption of coomassi brilliant blue G (CBBG) using activated carbon with varying the operating variables like initial concentration, contact time and temperature. Equilibrium adsorption data were fitted into Langmuir, Freundlich and Dubinin-Radushkevich isotherms. From estimated separation factor of Langmuir and Freundlich, this process could be employed as effective treatment for removal of CBBG. Also from Dubinin-Radushkevich isotherm model, adsorption energy (E) indicated adsorption process is physical adsorption. From kinetic experiments, the adsorption reaction was found to confirm to the pseudo second order model with good correlation. Intraparticle diffusion was rate controlling step. Thermodynamic parameters like change of free energy, enthalpy, and entropy were also calculated to predict the nature of adsorption. The change of enthalpy (406.12 kJ/mol) indicated endothermic nature of the adsorption process. The change of entropy (1.66 kJ/mol K) showed increasing disorder in process. The change of free energy found that the spontaneity of process increased with increasing adsorption temperature.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.2 no.4
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• pp.232-236
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• 1999

A solar cell based on dye-sensitized photoelectric conversion was studied by electrochemical and spec-trofluorometric methods for the purposes of enhancing its efficiency and stability of $TiO_2$ solar cells. Nanocrystalline $TiO_2$ was used to prepare photoelectrodes, and photosensitizing dyes such as malachite green oxalate, basic blue3, rhodamine B, and bromocresol purple were chosen as sensitizers. Electrochemical oxidation potentials and absorption and emission wavelengths of dyes were used to determine energy levels of the dyes. By comparing excited energy levels of the dyes with the conduction band edge potential $(E_{c,s})\;of\;TiO_2$ calculated by using the flat-band potential $(E_{fb})\;of\;TiO_2$, properties of a dye required to fabricate a high efficient photosensitizing solar cell with high short-circuit current $(J_{sc})$ were suggested. Enhanced stability of photocurrent was obtained by coating a $TiO_2|ITO$ electrode with Polypyrrole that Possibly Prevented the recombination between the conduction band electrons and oxidized dyes and suppressed the direct electrode redox reactions of dyes on ITO.

• Clean Technology
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• v.20 no.1
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• pp.35-41
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• 2014

Batch adsorption studies were carried out for equilibrium, kinetic and thermodynamic parameters for quinoline yellow adsorption by granular activated carbon ($8{\times}30mesh$, $1,578m^2/g$) with varying the operating variables like initial concentration, contact time and temperature. Equilibrium adsorption data were fitted into Langmuir, Freundlich, Temkin and Dubinin-Radushkevich isotherms. From estimated Langmuir constant ($R_L=0.0730{\sim}0.0854$), Freundlich constant (1/n = 0.2077~0.2268), this process could be employed as effective treatment for removal of quinoline yellow. From calculated Temkin constant (B = 15.759~21.014 J/mol) and Dubinin-Radushkevich constant (E = 1.0508~1.1514 kJ/mol), this adsorption process is physical adsorption. From kinetic experiments, the adsorption process were found to confirm to the pseudo second order model with $r^2$ > 0.99 for all concentrations and temperatures. Thermodynamic parameters like activation energy, change of free energy, enthalpy, and entropy were also calculated to predict the nature adsorption. The activation energy value (+35.137 kJ/mol) and enthalpy change (35.03 kJ/mol) indicated endothermic nature of the adsorption process. Entropy change (+134.38 J/mol K) showed that increasing disorder in process. Free energy change found that the spontaneity of process increased with increasing adsorption temperature.

• Proceedings of the Korean Environmental Sciences Society Conference
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• 2006.11a
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• pp.353-356
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• 2006

펜톤-유사 반응의 최척 철 입자 양과 $H_2O_2$ 주입 량은 각각 25 g/L, 60 mmol로 나타났고, 광-펜톤-유사 반응의 최적 철 입자 양과 $H_2O_2$ 양은 각각 0.25 g/L 와 0.625 mmol로 나타나 철 입자 양은 100배, $H_2O_2$ 양은 96배 차이나 펜톤-유사 반응의 경우 다량의 철 입자와 $H_2O_2$ 소비로 인해 RhB의 탈색반응에는 적절하지 않은 것으로 나타났다. 그러나 UV를 함께 적용한 광-펜톤-유사 반응의 경우 철 입자 양과 $H_2O_2$ 양이 적어 적절한 것으로 사료되었다. RhB의 완전한 탈색을 위해서는 적절한 UV 등 전력이 필요하다고 사료되었다.