• 상하수도학회지
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• 제27권5호
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• pp.631-639
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• 2013

국내 하수처리장 인 방류기준이 강화되어 다양한 방법의 인 제거기술이 적용되고 있다. 흡착은 비교적 간단하면서 효과적으로 인을 제거할 수 있다. 본 연구에서는 흡착제인 Fe-Mn-Si oxide와 Fe-Mn oxide을 개발하여, 인 제거효율을 검토하였으며 이 흡착제에 대하여 Kinetic과 Isotherm모델을 비교하였다. 두 흡착제의 최대흡착양은 각각 47.8, 35.5 mg-$PO{_4}^{3-}/g$이었고, 이들은 낮은 pH에서 효과적으로 흡착하였다. Freundlish isotherm 모델이 Langmuir 모델보다 Fe-Mn-Si oxide의 흡착에 더 적합했다. 이온성 용액은 인이 흡착되는 과정에서 음이온들과 경쟁관계로 흡착능이 감소되었다. 비록 음이온과 humic물질들로부터 흡착에 영향을 받지만 Fe-Mn-Si oxide는 Fe-Mn oxide보다 흡착능이 크게 나타났다.

• 대한화학회지
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• 제34권6호
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• pp.629-636
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• 1990

CTABr 미셀 용액속에서의 sodium 2-alkylbenzimidazole-5-sulfonate(R-BISO$_3$Na)의 음이온에 의해 추진되는 p-nitrophenyldiphenylphosphate(p-NPDPP)의 탈인산화 반응은 sodium benzimidazole-5-sulfonate(BI-SO$_3$Na)의 음이온에 의해 추진되는 반응의 반응속도보다 현저히 감소하고, 알킬기의 길이가 methyl기에서 heptyl기로 길어질수록 감소의 정도가 더욱 크다. 이것은 CTABr을 포함하고 있지 않는 수용액속에서의 BI-SO$_3$Na 및 R-BI$^-$SO$_3$Na 에 의한 탈인산화 반응속도가 별차이가 없음을 감안할 때, 이들 친핵체의 알킬기가 미셀 의사층(micellar pseudophase)내에서 입체장애(steric hinderance)로 작용하기 때문인 것으로 판단된다. 이것은 수용액과 미셀 용액속에서의 반응의 측정된 활성화에너지(△H$^\neq$/TEX>, △G$^\neq$/TEX> 및 △S$^\neq$/TEX>)의 값과도 정성적으로 일치하고 있다. 이러한 입체장애가 반응속도에 미치는 영향을 정량적으로 계산하고자 시도하였다. Nonyl기에서 pentadecyl기까지 긴 알킬기를 갖고 있는 R-BI$^-$SO3Na는 그것들의 benzimidazole 부분(BI moiety)이 친핵체로 작용할 뿐 아니라, 이 분자들은 CTABr을 포함하지 않는 수용액속에서 미셀을 형성하여 반응을 촉진함을 알았다.

• 멤브레인
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• 제31권5호
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• pp.351-362
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• 2021

전 바나듐 레독스 흐름 전지(VRFB)는 유망한 대용량 에너지 저장 기술 중 하나이다. 이온교환막은 VRFB의 충·방전 성능 및 내구성을 좌우하는 핵심 구성 요소이다. 본 연구에서는 기존 탄화수소계 이온교환막의 단점을 보완하기 위해 우수한 물리적 및 화학적 안정성을 갖는 다공성 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 지지체의 세공에 불소부가 포함된 탄화수소계 이오노머를 충진하는 방식으로 세공충진 음이온교환막(PFAEMs)을 제조하였다. 얇은 다공성 PTFE 지지체의 사용으로 전기적 저항을 현저히 낮출 수 있었으며 PTFE 지지체의 사용과 더불어 충진 이오노머에 불소부를 도입함으로써 막의 산화 안정성을 크게 향상시킬 수 있었다. 충·방전 성능 평가 결과, PFAEM에 불소부의 함량이 증가할수록 높은 전류 효율을 나타내었으며 낮은 전기적 저항으로 상용막 대비 우수한 전압 효율 및 에너지 효율을 보였다. 또한, 산화 안정성 및 충·방전성능의 관점에서 소수성 PTFE 지지체의 사용이 더 바람직함을 확인하였다.

• 청정기술
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• 제27권2호
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• pp.174-181
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• 2021

본 연구에서는 경상남도 지역의 오염감시전용측정망의 5년간(2013 ~ 2017) 자료를 이용하여 주오염원과 분기별 지하수 수질특성을 분석하였다. 주오염원은 산업단지지역, 광산·폐광산지역 및 하수처리시설로 구별하였다. 분석 항목은 현장측정 항목(수온, pH, 전기전도도, 용존산소, 산화물환원전위), 양이온 그리고 음이온이었다. 수온과 pH는 주오염원에 따라 크게 변하지 않았다. 양이온과 음이온의 평균농도의 합은 산업단지지역에서 가장 높았고, 하수처리시설 그리고 광산·폐광산지역 순이었다. 산업단지지역에서는 전기전도도의 값이 가장 높았고, 용존산소의 값이 가장 낮았다. 산업단지지역은 나트륨이온이 가장 높은 구성비를 보인 반면 하수처리시설과 광산·폐광산지역에서는 칼슘이온이 가장 높은 값을 나타내었다. 모든 주오염원에서 중탄산염의 농도가 가장 높게 나타났다. 수온, pH 그리고 양이온과 음이온의 농도는 분기마다 크게 다르지 않았다. 수질유형 중 Na-HCO₃ 유형이 가장 높은 비율을 차지하였으나, 외부 오염의 가능성이 높은 Na-Cl 유형도 오염감시전용측정망의 전체 자료 중 약 20%를 차지하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제30권3호
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• pp.94-101
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• 2023

투명 전도성 산화물(TCO)를 대체할 수 있는 대표적인 물질로 알려진 ZnO는 3.37 eV의 bandgap과 60 meV의 exciton binding energy를 가진 반도체 물질이다. 본 연구에서는 투명 전극으로 사용하기 위한 높은 전기적 특성을 확보하기 위해 원자층 증착법을 기반으로 양이온과 음이온의 단일 및 이중 도핑에 따라 성장한 ZnO 박막을 제작하였다. 3가 양이온 Al, Ga과 음이온 F이 단일 및 이중 도핑된 ZnO 박막의 구조적, 광학적 특성 및 전기적 특성을 확인하였다. 단일 도핑의 경우, ZnO에 donor로 작용하는 Al, Ga, F에 의해 캐리어 농도가 도핑 전에 비해 증가하였고 근자외선 영역에서의 band-edge absorption이 증가하는 것을 확인하였다. 단일 도핑 중에서는 F이 ZnO 내 산소 공공 자리에 passivation 되면서 높은 mobility와 함께 가장 높은 전도도를 보였다. 이중 도핑의 경우, 각 원소들의 도핑 효과가 더해지면서 단일 도핑에 비해 높은 전기적 특성을 보였다. 결과적으로 Ga-F에 비해 Al-F 도핑 시 ionic radius 차이에 의한 lattice distortion 감소 및 delocalized 된 전자 상태의 증가로 가장 낮은 비저항 값을 보였으며 PDOS 분석을 통한 시뮬레이션 데이터로 측정 값과 일치하는 결과를 확인했다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권10호
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• pp.4434-4442
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• 2011

활성 산소종은 반응성이 매우 크고 지질, 단백질 및 핵산에 산화를 유발하여 잠재적으로 세포에 매우 해로운 물질이다. 활성 산소종은 또한 인체에 있어서 노화, 발암, 죽상경화증 유발과 같은 해로운 영향을 준다고 알려졌다. 본 연구에서는 총산도, 초산, pH 및 총 폴리페놀과 총 플라보노이드의 함량 등을 분석하였고, 생물전환된 목초액의 항산화 활성을 조사하기 위하여 DPPH, 초과산화물 음이온, 과산화수소, 산화질소 라디칼 소거 활성을 측정하였다. 생물전환된 목초액의 총산도와 초산의 양은 생물전환 전보다 낮았지만, pH는 오히려 높게 나타났다. 생물전환된 목초액의 총 폴리페놀과 총 플라보노이드의 함량은 각각 11.17 mg/$m{\ell}$ 과 0.42 mg/$m{\ell}$였다. 생물전환된 목초액의 각종 라디칼을 50% 소거하는 농도는 초과산화물 라디칼 소거활성 < DPPH 라디칼 소거활성 < 과산화수소 라디칼 소거활성 < 산화질소 라디칼 소거활성 순으로 나타났다. 따라서 목초액을 생물전환할 경우 여러 가지 라디칼에 대한 소거활성을 높여 천연 의약품 및 화장품 소재로 개발 가능성이 있음을 알 수 있다.

• 전기화학회지
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• 제17권3호
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• pp.164-171
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• 2014

무효소 혈당센서는 높은 선택성과 민감성을 가지고 저비용으로 체내 혈당(glucose)을 검출할 수차세대 기술이다. 현재 시판되고 있는 혈당센서는 당을 산화시켜주는 당산화효소와 전극과 효소사이에 전자 전달을 원활하게 해주는 산화/환원 매개체를 이용하여 효소센서로 제작된다. 그러나 이러한 효소센서는 pH, 온도, 습도, 화학적 독성물질 등에 영향을 많이 받아 안정성이 떨어지고, 제작에 비용이 많이 드는 단점을 가지고 있다. 본 논문은 위와 같은 단점을 해결하고자 환원제인 당에 의하여 환원되는 니켈 나노입자를 전기화학적 흡착방법을 이용하여 산화 인듐 주석 전극 (ITO)에 고정시켰다. 고정된 니켈 나노입자는 전극의 표면적을 넓혀 신호를 증폭시키는 효과를 가지고 있으며, 당에 의하여 계속적으로 니켈이 환원됨에 따라 전극 반응에서는 촉매산화전류 반응으로 나타낸다. 당의 농도에 따라서 선형적으로 감응 할 수 있는 최적 조건의 니켈 나노입자를 이용하여 혈당센서를 제작하였다. 또한 체내에 존재하는 방해 인자인 아스코브산의 간섭을 억제하기 위해 음이온 고분자의 표면처리를 통하여 상대적으로 당에 선택적으로 감응하도록 하였다. 제작된 전극을 통하여 당 농도 별 산화 촉매 전류를 순환 전압 전류 법으로 측정한 결과 650 mV (vs. Ag/AgCl)에서 최대 전기적 신호가 발생되었으며, 포도당 0~6.15 mM 의 농도범위에서 전기적 신호가 선형 증가함을 확인할 수 있었다.

• 대한화학회지
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• 제29권5호
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• pp.522-532
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• 1985

CTABr 미셀용액속에서 benzimidazole 및 naphth-2,3-imidazol 음이온($BI^-$ 및$NI^-$)에 의해 추진되는 p-nitrophenyldiphenylphosphate (p-NPDPP)의 탈인산화반응에 대한 속도론적 연구에서 이들 음이온은 친핵체로 작용하며 미셀은 반응을 급격히 촉진시킨다는 연구 결과를 밝힌바이다. 본 연구에서는 $BI^-$의 2위치에 알킬기가 치환된 음이온(R-$BI^-$)들에 의한 탈인산화반응을 다루었다. 미셀 용액속에서 R-$BI^-$에 의해 추진되는 반응은 $BI^-$에 의해 추진되는 반응보다 약 3배 느리게 일어난다. 이러한 속도의 감소효과를 밝히기 위하여 미셀의사층(micellar pseudophase) 내에 존재하는 $BI^-$와 R-$BI^-$의 농도비와 이들에 의해 추진되는 반응의 1차 및 2차 속도상수의 비를 비교하였다. 음이온 농도의 비([R-$B^-$]/[$BI^-$])에 비하여 반응의 1차 속도상수의 비$(k'_{R-BI^-}/k'_{BI^-})가 훨씬 적었다. 예를 들면$5 {\times}10^{-4}$M butyl-BI 용액속에서의 반응에서 농도의 비는 0.430인데 반하여 반응속도의 비는 0.089였다. 이 두 값의 차이(0.0341)는 butyl기의 영향이 70%에 이른다는 계산이 가능하다. 이것은 미셀의사층속에서 R-$BI^-$의 반응성이 그들의 알킬기의 영향으로 말미암아 $BI^-$의 반응성보다 작음을 의미한다. 또한 $10^{-4}$M R-BI 용액에서의 이 반응의 2차 반응속도 상수도 알킬기의 사슬이 길어질수록 미셀 의사층에서 R-$BI^-$에 의해 추진되는 반응이 $BI^-$에 의한 반응보다 현저하게 감소하였다. 예컨대 butyl-BI의 경우 이들의 반응속도의 비$(k_{m(R-BI^-)}/k_{m(BI^-)})$가 약 10배 감소하였다. R-$BI^-$들의 알킬기의 변화에 따른 1차 및 2차 반응속도의 변화를 정밀히 분석하여 다음과 같은 모델을 제시한다. 즉 미셀내에 존재하는 R-$BI^-$의 알킬기는 그들의 소수성과 입체장해 때문에 Stern층내에 자리하지 못하고 미셀의 핵(core)속으로 침투해 들어가게 될 것이며, 그 결과 분자 전체가 자유롭게 움직이지 못하고 한 곳에 고정될 것이다. 따라서 기질(p-NPDPP)과의 충돌빈도(collison frequency)가 감소하게 되고, 이로 말미암아 반응속도가 감소하게 될 것이다. 본인들은 이 효과를 "닻줄 효과"(anchor effect)라 명명하고자 한다. 이 효과는 R-$BI^-$의 알킬기가 길수록 그리고 이들의 농도가 증가할수록 현저하게 증가하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.371.1-371.1
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• 2016

다양한 물질계의 2차원 나노구조는 그래핀과 함께 그 고유특성으로 최근 광전소자, 전자소자, 센서, 에너지 생성 및 저장과 수소에너지 생성 등의 응용으로 매우 많은 관심을 받고 있다. 특히 층상이중수산화물 (layered-double hydroxide; LDH) 2차원 나노구조는 생성의 용이성과 층상 내 금속 이온의 교환을 통한 특성의 자유로운 제어가 가능하므로 많은 관심을 받고 있다. 층상이중수산화물 화합물은 [Zn(1-x) MIII(x)(OH)2][$An-x/n{\cdot}mH2O$] (MIII = Al, Cr, Ga; An- = CO32-, Cl-, NO3-, CH3COO-) 구조로써, Brucite-type 구조 내에서 3가 양이온의 상태에 따라서 다양한 특성을 제어할 수 있는 장점이 있다. 이러한 장점으로 인해 층상이중수산화물 화합물은 촉매나, 에너지 저장, 음이온 교환 및 흡착, 화학적 촉매, 바이오 소자 등에 응용이 연구되고 있으며, 다양한 금속 산화물을 제조하기 위한 중간자 precursor로써도 연구되고 있다. 하지만, 이러한 대부분의 연구들을 통한 결과물들이 분말 및 수용액 상태로 남게 되며, 이러한 화합물의 특성을 제어하기 어려운 문제점이 있다. 더욱이 이러한 나노구조물들을 다양한 소자로 응용하기 위해서는 상용의 실리콘이나 glass 등의 기판형태의 물질상에 성장시킬 수 있어야 하며, 그러한 기판 위에서의 형상 및 특성 제어가 용이해야 한다. 따라서 본 연구에서는 실리콘 기판을 적용한 Zn기반의 층상이중 수산화물 화합물을 성장하고, 하부물질의 조성제어를 통한 층상이중수산화물 화합물의 형상제어가 가능한 기술에 관한 연구를 보고하고자 한다. 이를 위한 하부물질의 조성은 Zn와 Al을 통해 이루어지며, 기형성된 Al2O3박막을 핵형성층으로 활용한다. 이러한 방법으로 형성된 층상이중수산화물 화합물에 대해 이차전자주사현미경, 투과전자현미경 및 X-ray회절기법을 통해 구조분석을 하고, Raman 및 광발광스펙트럼 분석을 통해 광학적 분석을 시행함으로써, 층상이중수산화물이 기판상에서 형성되는 메커니즘에 관한 규명을 시행하였다. 이러한 분석연구를 통해 핵형성층의 에칭 따라 실리콘 기판상에서 성장하는 층상이 중수산화물 화합물의 형상 및 조성이 제어되는 메커니즘을 구명하였다.

• 분석과학
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• 제5권4호
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• pp.401-408
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• 1992

산화칼슘과 산화철을 0.6:1.4, 0.8:1.2, 1.0:1.0 몰비로 혼합하여 만든 디스크 형태의 시편들을 $1400^{\circ}C$ 산소 분위기와 수소 분위기하에서 각각 소결하였다. 수소 분위기하에서 만든 calcium ferrite 막전극이 산소 분위기하에서 만든 calcium ferrite 막전극 보다 더 우수한 감응전위와 감응농도범위를 나타냈다. 수소 분위기하에서 만든 calcium ferrite ($CaO:Fe_2O_3=0.6:1.4$ 몰비) 막전극은 $Ca^{2+}$, $Ba^{2+}$, $Mg^{2+}$, $Zn^{2+}$와 같은 2가 금속 양이온과 $I^-$, $Br^-$와 같은 할로겐 음이온에 대하여 Nernstian 기울기에 근접한 높은 감응전위를 나타내었다.