• 대한화학회지
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• 제68권2호
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• pp.74-81
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• 2024

A sulfonic acid-water-silanol system in SO₃H-functionalized MCM-41 was investigated using solid-state nuclear magnetic resonance techniques. The proton exchange rate between a water molecule and a silanol group in the S-PE-MCM-41 was determined by analyzing the 1D proton spectra, the proton EXSY spectrum, and ²H spin-lattice relaxation data under various hydration levels. Two kinds of water-bounding sites were found in the S-PE-MCM-41: weakly and strongly bound sites. Over several hours, water molecules bound to the weakly bound sites at the low hydration level migrated to the strongly bound sites. At high temperature, the S-PE-MCM-41 easily lost water molecules weakly bound to the silanol, while the strongly bound water molecules survived. Water molecules that participated in the hydration of the phenethyl sulfonate were involved in the hydrogenbonded silanol mechanism of proton conductivity. This phenomenon contributes higher proton conductivity to the S-PE-MCM-41 by the cooperation of sulfonyl and silanol groups in the proton transfer process, even at higher temperature.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제44권3호
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• pp.248-253
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• 2006

효율적인 약물 전달 시스템을 개발하기 위한 연구의 일환으로, 초임계 상태에서 mesoporous silica인 MCM-41에 항염증제 ibuprofen을 함침시키고, 그 방출효과를 실험적으로 조사하였다. 초임계 용매로는 기존의 약물 처리 공정에 사용되는 유기용매의 단점을 보완할 수 있는 무독성의 초임계 이산화탄소를 선택하였다. 실험은 수열합성법에 의한 MCM- 41의 합성, 초임계 이산화탄소에 의한 MCM-41에의 ibuprofen 함침 및 함침된 ibuprofen 용출의 세 공정으로 구성하였다. 초임계 함침 공정의 함침평형에 도달하는 시간은 본 연구의 조건 범위에서 약 2h 정도였으며, 평형 함침량은 초임계 이산화탄소에 대한 ibuprofen의 용해도 증가에 따라 증가하였다. Ibuprofen의 용출속도는 함침된 ibuprofen의 함량에 무관하게 유사한 형태의 용출 특성을 나타내었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제44권4호
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• pp.393-398
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• 2006

고농도의 1-부텐을 생산하기 위하여 흡착 분리제의 개발이 필수적인데, 본 연구에서는 메조포러스 실리케이트인 MCM-41을 지지체로 하여 $AgNO_3$를 함침시켜 흡착제를 제조한 후, 1-부텐과 n-부탄의 흡착 특성을 연구하였다. 또한, 열처리 조건에 따른 $Ag^+$ 이온의 형성 비율과 1-부텐의 결합 능력을 알아보았다. MCM-41 흡착제의 경우, 13X 제올라 이트에 비하여 매우 높은 흡착량을 보여주었으며, 은이 담지되었을 때, n-부탄의 흡착량은 감소하는 반면에 1-부텐의 흡착량은 증가함으로써 1-부텐과 n-부탄의 흡착 분리에 매우 좋은 성능을 갖음을 확인할 수 있었다. 또한, 진공 분위기에서 373 K로 열처리한 Ag/MCM-41의 경우 가장 높은 1-부텐/n-부탄 흡착비를 보였으며, 특히 저압에서 매우 높은흡착비를 보여주었다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제18권4호
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• pp.379-384
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• 1997

High quality MCM-41 is prepared from a gel of molar composition SiO2:0.20 CTACl:0.18 TMAOH:25 H2O aged at 20 ℃ for 24 hours before crystallization lasting for 48 hours. The (110) and (200) peaks of XRD pattern of high quality MCM-41 are unusually well resolved and the FWHM (full-width-at-half-maximum) of the (100) peak is 0.13° for as-prepared MCM-41 and 0.21° for calcined one, which indicate well-developed crystals. The properties of the crystal depend on the source and concentration of the reactants and the gel aging time. There is no induction period in the course of the synthesis, which is conveniently monitored by pH measurement. Gel aging, during which a spatial distribution of silicate polyanions and micellar cations is established, is essential for preparing high quality MCM-41. Surfactants with the same cationic organic group but different counteranions change the crystallization behavior. Highly basic gel (pH=12.6) favours the lamellar product; the quality of MCM-41 is lower as insufficient TMAOH is available to dissolve the silica.

• 자원리싸이클링
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• 제15권5호
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• pp.17-25
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• 2006

본 연구는 Al-MCM-48을 이용하여 HDPE를 촉매 분해하는 것으로, Al-MCM-48의 촉매 활성을 Al-MCM-41, Beta, ZSM-5와 비교하였다. Al-MCM-48를 사용한 열분해 활성은 무촉매 열분해의 활성보다 매우 높았다. 다른 촉매와 비교했을 때 Al-MCM-48의 활성화 에너지는 거의 차이가 없었다. 촉매의 점진적인 비활성화 경향도 조사하였다. ZSM-5와 Al-MCM-48은 Al-MCM-41과 Beta보다 비활성화 경향이 낮았다. Py-GC/FID(pyrolyzer)를 이용하여 열분해 생성물의 특성에 대하여 분석하였다. 그 결과 ZSM-5 촉매를 사용한 경우에는 $C_1-C_4$ 범위의 기상 생성물이 많이 생성되었다. Al-MCM-41과 Beta를 사용한 경우에는 주로 $C_5-C_{12}$ 범위의 화합물이 생성되었다. Al-MCM-48은 다른 촉매들에 비해 $C_5-C_{22}$ 범위의 오일 생성물에 대해서 높은 선택도를 나타내었다.

• 상하수도학회지
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• 제26권2호
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• pp.275-283
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• 2012

MCM-41(Mobil's Composition of Matter-41) and expanded graphite(EG) were investigated as potential adsorbents for heavy metal ions including Pb(II), Cu(II) and Ni(II) in various aqueous chemistries. MCM-41 showed shorter equilibrium times and higher adsorption capacities for all three heavy metal ions compared to expanded graphite. The adsorption of three heavy metal ions was significantly affected by the solution pH due to the competition with $H_{3}O^{+}$ at lower pH and precipitation at neutral or higher pH. Adsorptions of heavy metal ions onto MCM-41 and expanded graphite were successfully described with the pseudo-second-order model. During the competitive adsorption of three heavy metal ions, the selectivity of Pb(II) was highest and almost same selectivity was observed with Cu(II) and Ni(II) when MCM-41 was used as an adsorbent, while the expanded graphite exhibited the highest selectivity to Pb(II), followed by Ni(II) and Cu(II).

• 대한환경공학회지
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• 제33권9호
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• pp.686-691
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• 2011

본 연구는 MEA가 함침된 MCM-41에 대하여 이산화탄소 흡착실험과 특성 분석을 하였다. 흡착제의 XRD, FT-IR, $N_2$흡탈착 실험을 통하여 물리적 특성을 분석하였으며, 흡착실험은 15%의 이산화탄소를 사용하여 GC-TCD를 통하여 분석하였다. MEA 함침량이 10~40 wt%까지 함침량이 증가할수록 이산화탄소 흡착능은 증가하였다. 그러나 MEA 함침량이 50 wt%에서 흡착능이 감소하였다. 많은 아민이 제공되면 흡착제 표면에서 제공된 아민이 변형되는 경향이 있다. 그러므로 이산화탄소 흡착능이 감소될 수 있다. 본 연구의 결과로 이산화탄소 흡착을 위한 MCM-41에 MEA의 함침 함량의 조절이 중요하다는 것으로 사료되어진다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권2호
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• pp.215-221
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• 2005

실리카계 메조 물질인 MCM-41의 합성시 $Fe^{3+}$ 염을 합성 기질에 직접 도입하여 구조 내의 Si를 Fe로 일부 치환시킨 Fe-MCM-41(4 mol% Fe)을 합성하였다. XRD, $N_2$ 흡착법, TEM 등으로 합성한 메조 세공 물질의 구조적 특성을 조사하였으며, UV-Vis 및 FT-IR 등의 분광분석을 통하여 철의 상태를 확인하였다. 촉매적 활성 연구를 위하여 과산화수소를 산화제로 이용한 phenol hydroxylation을 수행하였으며, 물을용매로 반응 온도 $50^{\circ}C$, phenol:$H_2O_2$=1:1 조건에서 ca. 60%의 전화율을 얻었다. 또한, 구조 중 Fe 활성점을 이용한 탄소 나노 튜브의 성장 가능성을 확인하기 위하여, 아세틸렌가스를 탄소원으로 사용한 thermal-CVD 반응기를 이용하였으며, 다중벽 탄소 나노 튜브를 제조할 수 있었다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제20권3호
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• pp.291-296
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• 1999

The immobilization of APTMS(3-(2-aminoethylamino)propyltrimethoxysilane) and AAPTMS(3-(2-(2-aminoethyl)aminoethylanino)propyltrimethoxysilane) on the surface of high quality mesoporous molecular sieves MCM-41 and MCM-48 have been confirmed by F.T.-IR spectroscopy, Raman spectroscopy, 29Si solid state NMR, and a surface polarity measurement using Reichardt's dye. The formation of metal (Co(Ⅱ), Ni(Ⅱ), and Cu(Ⅱ)) complexes by immobilized aminosilanes have been investigated by photoacoustic spectroscopy(PAS). The assignment of UV-Vis. PAS bands makes it possible to identify the structure of metal complexes within mesoporous molecular sieves. Co(Ⅱ) ion may be coordinated mainly in a tetrahedral symmetry by two APTMS onto MCM-41, and in an octahedral one by two AAPTMS. Both Ni(Ⅱ) and Cu(Ⅱ) coordinated by aminosilanes within MCM-41 form possibly the octahedral complexes such as [Ni(APTMS)2(H20)2]2+, [Ni(AAPTMS)2]2+, [Cu(APTMS)2(H2O)2]2+, and [Cu(AAPTMS)(H2O)3]2+, respectively. The PAS band shapes of complexes onto MCM-48 are similar to those of corresponding MCM-41 with the variation of PAS intensity. Most of metal ion(Ⅱ) within MCM-41 and MCM-48 are coordinated by aminosilanes without the impregnation on the surface.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제33권8호
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• pp.2553-2559
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• 2012

The adsorption properties of benzene, toluene, p-xylene in MCM-41 with heterogeneous and cylindrical pore were studied using grand canonical ensemble Monte Carlo simulation. The simulated isotherms were compared with experimental ones, and the different adsorption behaviors in MCM-41 with pore diameters of 2.2 and 3.2 nm were investigated. The simulated adsorption amounts above the capillary-condensation pressure agreed with the experimental ones. The simulation results showed that most molecular planes were nearly parallel to the pore axis. This orientation was not affected by the molecular position in the pore. The molecular planes were nearly parallel to the pore surface for the adsorbate molecules close to the pore wall, and the molecules in the MCM-41 with the pore diameter of 3.2 nm were ordered along the pore axis.