• 청정기술
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• 제27권2호
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• pp.146-151
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• 2021

순수한 BiVO₄ 및 Sm 이온이 도핑된 BiVO₄ 촉매들을 수열합성법으로 제조하였고, 그들의 물리적 성질을 XRD, DRS, SEM 및 PL 등을 사용하여 특성분석을 하였다. 또한, 가시광 조사 하에서 로다민 B의 분해반응에서 광촉매로서의 활성을 조사하였다. Sm 이온의 첨가는 낮은 온도에서도 촉매의 결정구조를 ms-BiVO₄ 구조에서 tz-BiVO₄로 변화시켰다. 흡광도 분석결과로 부터 모든 촉매들은 Sm 이온의 도핑과 관련없이 가시광 영역에서 흡수스펙트럼을 보여주고 있다. 또한 순수한 BiVO₄ 촉매는 무정형의 형상을 보여주고 있으나 Sm 이온이 첨가되면 그 입자들의 형상이 타원형으로 변화하였으며 입자의 크기가 줄어 들었다. 로다민 B의 광분해 반응에서 순수한 BiVO₄ 촉매에 비해 Sm 이온이 첨가된 촉매들의 광분해 활성이 증가하였다. 또한, 3%로 도핑된 Sm3-BVO 촉매가 가장 높은 활성을 보일 뿐만 아니라 가장 높은 수산기 라디칼의 생성속도와 가장 큰 PL피크 세기를 나타내었다. 이 결과는 촉매와 물의 계면에서 얻어지는 수산기 라디칼(•OH)의 생성속도는 광촉매 활성과 밀접한 연관성이 있다는 것을 의미한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.789-793
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• 2021

리튬이차전지는 매우 우수한 차세대 에너지 저장장치이다. 하지만, 전해액 내에 존재하는 미량의 수분과 리튬염의 분해에 의해 충방전이 진행됨에 따라 용량이 감소하게 되고, 고온인 경우 이 현상은 더욱 악화된다. 많은 연구자들이 싸이클 성능향상을 위한 연구는 활발히 진행되고 있지만, 근본적인 문제인 수분 및 HF를 제거하는 연구는 많이 진행되고 있지 않다. 본 연구에서는 이를 해결하기위해, 수분 및 HF가 흡착이 가능한 실란계 물질을 분리막에 도입하였다. 우선 아미노실란(APTES, 3-Aminopropyltriethoxysilane)이 코팅된 실리카를 제조 후 에폭시 실란(GPTMS, (3-Glycidyloxypropyl)trimethoxysilane)과 반응을 시켜 표면에 실란이 위치한 실리카를 합성하였다. 실란이 코팅된 세라믹 코팅층을 다공성 폴리에틸렌에 코팅을 하여 세라믹 코팅된 분리막을 제조하였다. FT-IR, TEM을 이용하여 실란이 코팅된 세라믹층의 성분분석, 형상분석을 실시하였으며, 분리막의 세라믹층을 확인하기위해 SEM 분석을 실시하였다. 또한, 제조된 분리막의 60 ℃ 싸이클 성능을 평가하기위해 LMO 반쪽 전지를 제조하였다. GPTMS가 도입된 분리막은 안정적인 고온 싸이클 성능을 보였으며, 이러한 기술은 향후 고온 싸이클 성능을 개선하기 위한 하나의 방법이 될 수 있을 것이다.

• 공업화학
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• 제32권4호
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• pp.393-402
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• 2021

본 연구는 대표적 poly(ether-b-amide)인 Pebax-1657과 Pebax-2533에 합성된 zeolitic imidazolate framework-7 (ZIF-7)을 넣어 혼합막을 제조하고, 단일기체 N₂, CO₂에 대한 투과 성질을 조사하였다. 기체투과 결과에서, N₂의 경우 Pebax-1657/ZIF-7 혼합막과 Pebax-2533/ZIF-7 혼합막 모두 ZIF-7 혼입에 따라 투과도가 감소하는 비슷한 현상을 보였지만, CO₂ 투과도의 경우는 고분자에 종류에 따라 조금 다른 경향을 보였다. Pebax-1657/ZIF-7 혼합막의 경우는 ZIF-7의 0~3 wt% 함량 범위에서 CO₂ 투과도가 감소하다가 그 이후 함량에서 투과도가 증가하였고, Pebax-2533/ZIF-7 혼합막의 경우는 ZIF-7의 0~5 wt% 함량 범위에서 CO₂ 투과도 증가 없이 감소하였다. CO₂/N₂ 선택도의 경우 두 혼합막 모두 ZIF-7의 함량이 많아짐에 따라 증가하는 경향을 보였으며, 특히 Pebax-2533/ZIF-7 5 wt%은 다른 혼합막들에 비해 가장 좋은 투과 성능을 보였다. 이는 ZIF-7이 Pebax-1657보다 Pebax-2533에 더 좋은 호환성을 보이며 CO₂에 대한 선택적인 특성이 잘 나타났기 때문으로 생각된다.

• 공업화학
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• 제22권1호
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• pp.67-71
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• 2011

$Li/SO_2Cl_2$ 전지의 양극활물질은 $SO_2Cl_2$인데 이 물질은 전해액의 용매이기도 하다. 이를 일컬어 catholyte (cathode와 electrolyte의 합성어)라 칭하는데 전지의 방전이 진행됨에 따라 소진된다. 따라서 전지 제작 시 투입되는 $SO_2Cl_2$의 특성은 전지의 용량을 결정하는 중요 변수이다. 또한, $Li/SO_2Cl_2$ 전지의 transition minimum voltage (TMV)와 전압지연 편차는 전해액과 리튬의 반응에 의하여 형성된 부동화 막과 관련되는데 이 부동화 막은 전해액 내 불순물(수분 또는 중금속 이온)이 있을 경우 이의 성장이 촉진된다. 따라서 전해액을 정제시키는 기술과 이를 평가하는 방법의 정립은 반드시 필요하다. 본 연구에서는 $LiAlCl_4/SO_2Cl_2$전해액을 $AlCl_3$와 LiCl을 이용하여 제조하였고 제조된 전해액을 이온전도도계와 색도계 및 FT-IR을 이용하여 농도와 수분, 금속함량 등을 평가하였다.

• 공업화학
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• 제22권4호
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• pp.358-366
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• 2011

선상의 액정 dimer 동족체인 ${\alpha},{\omega}$-(4-사이아노아조벤젠-4'-옥시)알케인(CATWETn, n = 2~10, 유연격자 중의 메틸렌 단위들의 수)을 합성함과 동시에 이들의 열방성 액정 거동을 검토하였다. n이 3, 6인 dimer들은 단방성 네마틱 상을 형성하는 반면 다른 유도체들은 양방성 네마틱 상을 형성하였다. Dimer들의 네마틱액체 전이온도와 상 전이시의 엔트로피 변화는 n의 함수로서 커다란 홀수-짝수 효과를 나타냈다. 이러한 상 전이 거동은 유연격자의 홀수-짝수의 변화에 의한 유연격자의 평균적인 형태변화의 견지에서 합리적으로 설명된다. CATWETn이 나타내는 네마틱 상의 열적 안정성과 질서도 그리고 홀수-짝수 효과는 메톡시, 니트로 그리고 펜틸기로 치환된 dimer에 대해 보고된 결과와 유사한 경향을 나타내는 반면 monomesogenic 화합물인 1-{4-(4'-사이아노페닐아조)펜옥시}알킬브롬 그리고 곁사슬형 액정 고분자인 폴리[1-{4-(4'-사이아노페닐아조)펜옥시알킬옥시}에틸렌]에 대해 보고된 결과와 현저히 달랐다. 이들의 결과를 Imirie에 의한 'virtural trimer model'의 견지에서 검토하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.763-769
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• 2021

본 연구는 지구 온난화 현상의 주원인인 이산화탄소의 제거를 목적으로 최근에 주목 받고 있는 물질인 이온성액체를 실험실 규모로 제조하였다. 음이온이 Sulfite계인 이온성 액체의 이산화탄소 흡수능, 초기흡수속도 그리고 재생성을 조사하기 위하여 기-액 흡수평형장치를 이용하여 연구하였다. 그 결과 음이온이 Sulfite계인 이온성액체 중 높은 흡수능을 갖는 이온성액체는 음이온이 ethyl sulfite인 경우이며, 특히 [beim] ethyl sulfite의 경우 흡수평형압력이 22 bar인 조건에서의 흡수력은 1.1 mol CO2/mol IL로 가장 높은 흡수력을 나타냈다. 재생성 연구에서 음이온이 Sulfite계인 이온성액체는 모두 재생후의 흡수력이 약 7%정도 감소하였으며, 이로부터 재생성이 우수함을 알 수 있다. 점도 감소를 목적으로 두 종류의 희석제를 첨가하였을 때 희석제는 단지 이온성액체의 흡수력을 감소시키는 희석효과로 작용하였으며 희석제 첨가에 따른 흡수력의 증가는 없었다. 흡수실험에 따른 점도변화의 정도를 조사하기 위해 흡수반응 전과 흡수 실험 후 재생한 시료의 점도를 측정하였으며, 실험결과 흡수실험 후 시료의 점도가 흡수실험 전보다 약 8% 정도 감소하는 경향을 보였다. 그러나 흡수제 합성은 1단계에서 이루어지며 사용되는 원료물질 또한 저렴한 장점이 있으며 흡수능에서는 우수한 재생성과 높은 안정성을 가지고 있음을 알 수 있었다.

• 한국분말재료학회지
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• 제28권2호
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• pp.143-149
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• 2021

In this study, (GaN)_1-x(ZnO)_x solid solution nanoparticles with a high zinc content are prepared by ultrasonic spray pyrolysis and subsequent nitridation. The structure and morphology of the samples are investigated by X-ray diffraction (XRD), field-emission scanning electron microscopy, and energy-dispersive X-ray spectroscopy. The characterization results show a phase transition from the Zn and Ga-based oxides (ZnO or ZnGa₂O₄) to a (GaN)_1-x(ZnO)_x solid solution under an NH3 atmosphere. The effect of the precursor solution concentration and nitridation temperature on the final products are systematically investigated to obtain (GaN)_1-x(ZnO)_x nanoparticles with a high Zn concentration. It is confirmed that the powder synthesized from the solution in which the ratio of Zn and Ga was set to 0.8:0.2, as the initial precursor composition was composed of about 0.8-mole fraction of Zn, similar to the initially set one, through nitriding treatment at 700℃. Besides, the synthesized nanoparticles exhibited the typical XRD pattern of (GaN)_1-x(ZnO)_x, and a strong absorption of visible light with a bandgap energy of approximately 2.78 eV, confirming their potential use as a hydrogen production photocatalyst.

• 멤브레인
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• 제31권6호
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• pp.371-383
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• 2021

음이온 교환막은 수소를 생산할 수 있는 수전해와 수소 연료를 사용하여 전기 에너지를 사용할 수 있는 연료전지 시스템에 사용될 수 있다. 음이온 교환막은 알칼라인 조건에서 수산화 이온(OH^-) 전도를 기반으로 작동한다. 하지만, 음이온 교환막은 상대적으로 낮은 이온 전도도와 알칼라인 안정성을 보이기 때문에 아직 수전해 및 연료전지에 상용화되는 데 한계가 존재한다. 이를 해결하기 위해서는 고분자 구조를 합리적으로 설계하여 새로운 음이온 교환막 소재를 개발하는 것이 필수적이다. 특히, 고분자의 물성, 이온전도도, 그리고 알칼라인 안정성이 우수하게 유지될 수 있도록 고분자 구조 및 합성 방법 등을 제어하여 한다. 음이온 교환막 중에서 Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylene oxide) (PPO) 기반의 소재는 상용화 되어 접근이 용이하다. 또한, 다른 고분자에 비해 상대적으로 기계적인 특성 및 화학적 안정성이 높아 음이온 교환막 개발에 자주 사용되고 있다. 본 총설에서는 음이온 교환막에서 사용되는 PPO 기반의 고분자 소재 개발 전략 및 특성에 대해서 소개하고자 한다.

• 한국식품과학회지
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• 제54권3호
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• pp.257-263
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• 2022

본 연구에서는 총 34종의 천연 및 합성 식용색소류에 대하여 식품 가공에서 일반적인 멸균처리 방법인 고온가압 처리(121℃, 15 psi, 15 min)를 실시하고, 이들의 색 안정성 및 산화방지활성의 변화를 조사하였다. 고온가압 처리 후 19종의 색소가 10% 이하의 peak 흡광도 감소를 나타내어 비교적 안정하였으나, 올레오레진 심황, 포도과립, 수용성 β-카로텐, 수용성 파프리카, 및 비트레드 등 5종의 색소는 잔류 색도 60% 이하로 불안정 하였고, 특히 수용성 파프리카와 비트레드는 10% 정도의 잔류 색도를 나타내어 매우 불안정했다. 각 색소들의 탈색 및 색도 변화와 이들의 산화방지활성의 변화는 일관된 결과를 나타내지 않았으나 비트레드와 파프리카 색소류 들은 색도의 감소와 함께 현저한 산화방지 활성의 감소가 함께 나타났으며, 올레오레진 심황은 50% 이상의 탈색에도 불구하고 산화방지활성이 유의적으로 증가하는 결과를 보였다. 본 연구결과는 식품의 가공이나 조리 중에 첨가되는 식용 색소류의 색 안정성과 산화방지 활성이 고온가압 처리에 의해 크게 영향을 받으나, 색소 탈색 정도와 산화방지활성의 변화에 밀접한 상관 관계가 나타나지 않음을 시사한다.

• 현장농수산연구지
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• 제22권2호
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• pp.135-146
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• 2020

딸기 재배지에서 점박이응애는 엽록소를 직접적으로 흡즙하여 생산량을 낮추는 주요 난방제 해충이다. 본 연구에서는 간이 약효 검정법을 개발하여 친환경유기농자재와 화학합성살비제가 포함된 10종의 약효를 평가하였다. 해당 기법은 4개의 약제를 3반복으로 실험할 수 있는 장점이 있어 시료 전처리 시간을 단축시킬 수 있다. 감수성 계통(SL_YS)을 포함한 전북 정읍(2020_JB_01), 충북 청주(2020_CB_01), 강원 고성(2020_GW_01)에서 채집한 지역 계통을 대상으로 약효를 평가한 결과 감수성 계통은 약 90-100% 사충률을 보인 반면에 지역 계통은 약제별로 상이하게 나타났다. 우수 약제를 선발하기 위해 약효 지수를 감수성 계통을 기준으로 산출하였다. 2020_JB_01 계통에 대한 우수 약제는 Test_02, Test_03 그리고 Test_10 약제가 선정되었다. 2020_CB_01 계통에 대해서는 Test_03과 Test_04가 선정되었다. 2020_GW_01 계통에서는 Test_01, Test_02, Test_03, Test_06 그리고 Test_10이 선정되었다. 계통 별 약제 반응이 다른 이유는 농가별 사용 약제와 살포 횟수가 다르기 때문인 것으로 사료된다. 약효 간이 검정법은 우수 약제 선발을 가능하게 하여 딸기 재배지 점박이응애 방제 효율을 증대시킬 것으로 기대된다.