• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제33권7호
• /
• pp.2295-2298
• /
• 2012

We describe herein a three-dimensionally diverse micropatterning of poly(lactic acid), as a biopolymer, using 1-butyl-3-methylimidazolium-based room-temperature ionic liquids (bmim-based RTILs), [bmim]X (X = $SbF_6$, $PF_6$, $NTf_2$, Cl). Utilizing the hydrophobic bmim-based RTILs, [bmim]X (X = $SbF_6$, $PF_6$, $NTf_2$) and a phase separation technique, we were able to produce white and opaque membranes with a three-dimensional structure closely packed with particles ($10-50{\mu}m$ in diameter). The particlulate structure, made by the assistance of [bmim]$NTf_2$ and DCM, interestingly transformed to a fibrous structure by using a cosolvent, e.g., DCM/$CF_3CH_2OH$. When we used an increased amount of [bmim]$NTf_2$, the particles were effectively detached and macrosized ($100-500{\mu}m$ in diameter) and the oval-shaped beads were obtained in a powder form. By varying the counter-anion type of the imidazolium-based RTIL, for example from $NTf_2^-$ to $Cl^-$, the particulate 3D-morphology was once more transformed to a porous structure. These reserch results could be potentially useful, as a method to fabricate particulate scaffolds, fibrous or porous scaffolds, and beads as a biopolymer device in diverse fields including drug delivery, tissue regeneration, and biomedical engineering.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제48권5호
• /
• pp.583-588
• /
• 2010

유리지방산 함량이 높은 원료의 효율적인 바이오디젤 생산을 위해 다양한 고체산 촉매를 사용하여 회분식 반응기에서 유리지방산의 에스터화 반응에 대한 연구를 수행하였다. 고체산 촉매는 상용 촉매인 황산기를 지닌 이온교환수지(Amberlyst-15, Dowex 50Wx8)와 실리카겔에 술폰기 및 염화술폰기 지닌 산성 이온성 액체가 고정화된 촉매($SiO_2-[ASBI][HSO_4]$, $SiO_2-[ASCBI][HSO_4]$), 단순히 실리카겔에 술폰기 및 염화술폰기의 산성적 기능기를 도입한 촉매들을 사용하여 반응특성을 비교하였다. 또한 에스터화 반응 실험변수로써 반응시간, 온도, 반응물간의 몰 비율(메탄올:올레산), 촉매량에 대한 영향을 조사하였다. 사용된 고체산 촉매들 중 실리카겔에 고정화된 알릴이미다졸리움을 포함한 산성 이온성 액체 촉매가 가장 우수한 반응성을 나타내었다. 특히 실리카겔에 3-allyl-1-(4-sulfobutyl)imidazolium hydrogen sulfate가 고정화된 $SiO_2-[ASBI][HSO_4]$ 촉매가 같은 반응조건에서 기존의 알려진 Amberlyst-15보다 더 나은 성능을 보였으며, 353 K 반응온도와 5 wt%의 촉매량, 메탄올/올레산의 몰 비율 20의 조건에서 2시간 동안 약 96%의 높은 전환율을 나타내었다. $SiO_2-[ASBI][HSO_4]$의 높은 촉매 활성은 실리카에 고정화된 강한 브뢴스테드산의 작용기에 기인한 것으로 생각된다. 바이오디젤로부터 촉매의 분리 및 회수는 간단한 경사법 혹은 여과법에 의해 쉽게 분리할 수 있고, 이를 회수하여 재사용이 가능하다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제36권8호
• /
• pp.873-876
• /
• 2012

Ionic Liquids (ILs) 는 표준상태에서 액체이온으로 존재하는 물질로 여러 가지 방법으로 다양한 특성을 띄게 할 수 있다. 이런 성질을 적절하게 이용하여 계면활성제 등 다양한 분야로의 응용이 가능하다. ILs의 한 종류인 1-10-alkyl-3-methylimidazolium bromide([C10mim][Br]) 은 특정한 환경에서 양친매성을 가진다. 이번 논문에서 우리는 분자동역학을 이용하여 수용액에서의 [C10mim][Br]의 응집 거동에 대한 연구를 진행하였다. 정준모듬(canonical ensemble)을 이용하여 모사 간 시스템의 부피와 온도를 일정하게 유지시키고 5ns 동안의 전산모사를 통하여 얻은 radial distribution function(RDF)을 이용하여 [C10mim][Br]과 물 분자간의 상호작용 및 그 분포의 특성에 대하여 논의하였다. 분자동역학적 계산을 위하여 LAMMPS 코드를 사용하였고, VMD 코드를 이용하여 후처리(post processing)을 진행하였다.

• 멤브레인
• /
• 제16권4호
• /
• pp.268-275
• /
• 2006

이온전도도가 높은 상온 이온액을 이용하여 저온, 고온 상분리에 의한 multi-stage phase separation process로 새로운 고정화 이온액 전해질 막(supported ionic liquid electrolyte membranes, SILEMs)을 제조하였다. PVDF와 imidazolium계 이온액을 각각 분리막 소재와 전해액으로 사용하였다. 이온전도도 특성을 알아보기 위해 SILEMs을 LCR meter를 이용 해 $30^{\circ}C$부터 $130^{\circ}C$까지 실험하였다. 가습조건에서 cast Nafion 막의 이온전도도는 $30^{\circ}C$부터 $100^{\circ}C$까지는 직선적으로 증가하였으나 그 이후에는 감소하였다. 그러나 SILEMs의 경우 운전온도의 증가에 따라 이온전도도가 증가하였다. 또한 SILEMs의 이온전도도 거동은 가습과 관계없이 거의 같았다. SILEMs의 이온전도도는 $30^{\circ}C$에서 $2.7{\times}10^{-3}S/cm$이었고 온도가 $130^{\circ}C$까지 증가함에 따라 $2.2{\times}10^{-2}S/cm$까지 거의 직선적으로 증가하였다. $SiO_2$를 이용하여 SILEMs의 물리적 성질에 대한 무기첨가제의 영향에 관하여 연구하였다. SILEMs에 $SiO_2$의 첨가는 비록 약간의 이온전도도 감소는 있으나 SILEMs의 기계적 강도를 향상시킬 수 있었다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제32권6호
• /
• pp.1873-1878
• /
• 2011

Under solvent-free conditions and in one-pot, a series of 2-amino-4-aryl-3-cyano-6-(3,4-dimethoxyphenyl)-pyridines and 4-aryl-3-cyano-6-(3,4-dimethoxyphenyl)-2(1H)-pyridinones were prepared using 3,4-dimethoxyacetophenone, an aldehyde, malononitrile (or ethyl cyanoacetate), and ammonium acetate in the presence of 3-methyl-1-(4-sulfonylbutyl)imidazolium hydrogen sulfate $[HO_3S(CH_2)_4MIM][HSO_4]$ (a Br${\o}$nsted acidic ionic liquid) as the catalyst in very short reaction time. The preference for the formation of more stable tautomers was consistence with the theoretical calculation using the Gaussian 03 program at the B3LYP hybrid density functional level.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제34권6호
• /
• pp.1745-1750
• /
• 2013

A novel green aqueous mobile phase modified with room temperature ionic liquids (RTILs) was employed in the absence of volatile organic solvents or ion-pairing reagents to analyze thiamine, a very polar compound, by reverse phase high performance liquid chromatography (RP-HPLC). Due to its strongly hydrophilic nature, thiamine was eluted near the column dead time ($t_0$) using a mobile phase without adding RTILs or ion-pairing reagents, even if a 100% aqueous mobile phase, which has weak elution power under reverse phase conditions, was used. Thus, 1-ethyl-3-methyl-imidazolium hexafluorophosphate ([EMIM][$PF_6$]), which has the strongest chaotropic effect, was selected as a mobile phase additive to improve retention and avoid baseline disturbances at $t_0$. Various mobile phase parameters such as cation moiety, chaotropic anion moiety, pH and concentration of RTILs were optimized to determine thiamine at the proper retention time. Method validation was performed to assess linearity, intra- and inter-day accuracy and precision, recovery and repeatability; all results were found to be satisfactory. The developed method was also compared to the current official United States Pharmacopoeia (USP) and Korean Pharmacopoeia (KP) methods using an organic mobile phase containing an ionpairing reagent by means of evaluating various chromatographic parameters such as the capacity factor, theoretical plate number, peak asymmetry and tailing factor. The results indicated that the proposed method exhibited better efficiency of thiamine analysis than the official methods, and it was successfully applied to quantify thiamine in pharmaceutical preparations.

• 청정기술
• /
• 제14권4호
• /
• pp.248-255
• /
• 2008

초임계이산화탄소의 존재 하에서 세 가지 이온성액체(IL)의 부피팽창을 압력 32 MPa까지, 온도 313.15에서 333.15 K까지 뷰셀(view cell) 내에서 측정하였다. 이미다졸유도체 이온성액체인 육불화 1-부틸-3-메틸이미다졸([bmim][$PF_6$]), 사불화 1-부틸-3-메틸이미다졸([bmim][$BF_4$]), 사불화 1-옥틸-3-메틸이미다졸([omim][$BF_4$])을 연구에 사용하여, 압력, 온도, 양이온과 음이온의 성질, 그리고 수분 함량이 $CO_2$의 흡수에 의한 이온성액체의 부피팽창에 미치는 영향을 실험적으로 조사하였다. 부피팽창은 긴 양이온 알킬그룹을 가지고 있는 이온성액체 및 음이온 극성이 작은 이온성액체에서 크게 나타났다. 수분함량이 적을수록, 온도가 낮을수록, 그리고 압력이 높을수록 이온성액체상의 부피는 더 크게 나타났다.

• 공업화학
• /
• 제25권6호
• /
• pp.559-563
• /
• 2014

상온에서 액체 상태인 이미다졸리움 계열의 이온성 액체에 이산화탄소가 잘 흡수된다는 사실은 잘 알려져 있다. 이러한 이산화탄소의 고용해도 때문에 이온성 액체를 포함하는 분리막은 이산화탄소/질소, 이산화탄소/메탄과 같은 기체 혼합물을 잘 분리할 수 있다. 본 연구에서는 다양한 종류의 이온성 액체를 포함하는 poly(vinylidene fluoride)-hexafluoropropyl copolymer (PVDF-HFP) 겔 분리막을 제조하고 여러 기체의 투과도를 측정하였다. 음이온이 tetrafluoroborate ($BF{_4}^-$)인 경우, 양이온의 탄소수가 증가할수록 이산화탄소의 투과도와 선택도가 모두 감소하였다. 양이온이 1-ethyl-3-methylimidazolium[emim]인 경우, 음이온이 tetrafluoroborate ($BF{_4}^-$)일 때에 비해서 bis(trifluoromethane)sulfoneimide ($Tf_2N^-$)일 때 이산화탄소의 투과도가 2배 정도 증가하였으나, 이산화탄소/질소 및 이산화탄소/메탄의 선택도는 감소하였다. 하지만 이산화탄소/수소 선택도는 두 경우에 거의 비슷하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제50권2호
• /
• pp.217-222
• /
• 2012

이산화탄소를 이용하여 디메틸카보네이트(DMC)를 제조하는 반응은 지구온난화 현상의 주요 원인으로 지적되는 이산화탄소의 효율적 전환 방법의 하나로 주목 받고 있다. DMC는 유독한 포스겐과 디메틸슬페이트를 대체하는 반응 매개체, 가솔린 연료 첨가제, 폴리카보네이트 수지의 전구체 등으로 다양하게 활용되고 있다. 본 연구에서는 에틸렌카보네이트(EC)와 메탄올의 에스테르 교환반응에 의한 DMC의 제조 반응에 대하여 이온성 액체와 금속 촉매의 특성을 조사하였다. 촉매 스크리닝 실험 결과 [Choline][OH]와 [BMIm][OH]가 금속염인 MgO, ZnO, CaO보다 더 좋은 촉매 활성을 나타내었다. [Choline][OH] 촉매에 대해서 반응변수인 반응온도, MeOH/EC 몰비, 이산화탄소 압력이 반응에 미치는 영향을 고찰하였다. 반응온도가 높고 MeOH/EC 몰비가 클수록 EC의 전화율이 증가하였다. 그러나 이산화탄소 압력의 영향에서는 1.34 MPa에서 최고의 DMC 수율을 나타내었고 그 이상의 압력에서는 DMC 수율이 오히려 감소하였다. $ZnCl_2$를 조촉매로 사용한 경우 각각 촉매의 활성보다 더 높은 활성을 나타내어 시너지 효과가 관찰되었으며, 이것은 혼합촉매의 산-염기적 특성에 기인하는 것으로 판단된다.

• Journal of Forest and Environmental Science
• /
• 제36권1호
• /
• pp.62-66
• /
• 2020

Ethanol fermentation of the enzymatic hydrolysates from the products pretreated using 1-ethyl-3-methyl-imidazolium acetate ([EMIM]Ac) and its co-solvents with dimethylformamide (DMF) was conducted using Saccharomyces cerevisiae (D452-2). The optical density change due to the yeast cell growth, the consumption amount of monosugars (glucose, xylose), the concentration of acetate, and ethanol production yield were investigated. The co-solvent system lowered inhibition of the growth of the cells. The highest concentration of glucose (7.8 g/L) and xylose (3.6 g/L) was obtained from the enzymatic hydrolysates of the pretreated product by pure [EMIM]Ac. The initial concentration of both monosugars in the enzymatic hydrolysates was decreased with increasing fermentation time. Ethanol of Approximately 3 g/L was produced from the enzymatic hydrolysates by pure [EMIM]Ac and co-solvent with less than 50% DMF.