• 한국응용과학기술학회지
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• 제21권4호
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• pp.345-351
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• 2004

Highly ordered pure-silica MCM-41 materials possessing well-defined morphology have been successfully prepared with surfactant used as a template. The fabrication of mesoporous silica has received considerable attention due to the need to develop more efficient materials' for catalysis, separations, and chemical sensing. The surface modified MCM-41 was used as anadsorbent for biomolecules. Silica-supported organic groups and DNA adsorption on surface modified MCM-41 were investigated by FT-IR and UV-Vis spectrometer, respectively. The use of MCM-41 as the modification of electrode surfaces were investigated electrochemical properties of metal mediators with biomolecules. The modified ITO electrodes increased peak currents for a redox process of $[Ru(bpy)_3]^{2+}$ relative to the bare electrode. The electrochemical detection of DNA by cyclic voltammetry when the current is saturated in the presence of the mediator appeared more sensitive due to a higher catalytic current on the MCM-41 supported electrodes modified by carboxylic acid functional groups. The carboxyl or amine groups on the surface of MCM-41 interact and react with the $-NH_2$ groups of guanine and backbone, respectively. Highly ordered mesoporous materials with organic groups could find applications as DNA sensors.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제28권11호
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• pp.1985-1992
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• 2007

Ordered mesoporous silica (MCM-41) materials with different textural properties were prepared using alkyl (dodecyl, cetyl, eicosane) trimethyl ammonium bromide (DTAB, CTAB, ETAB, respectively) as structure directing surfactants, functionalized with amine groups and used as adsorbent for the toxic metal ions, Cr (VI), As (V), Pb (II) and Hg (II). Amino functionalization of mesoporous MCM-41 was achieved by cocondensation of N-[3-(trimethoxysilyl)-propyl] aniline with tetraethyl orthosilicate. Adsorption isotherm and adsorption capacity of the amine functionalized materials for Cr (VI), As (V), Pb (II) and Hg (II) ions were followed by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). Results demonstrate that amine functionalized MCM-41 prepared with ETAB showed higher adsorption capacity for Cr (VI), As (V), Pb (II) and Hg (II) ions in comparison to MCM-41 prepared with CTAB and DTAB. The higher adsorption capacity for MCM-41(ETAB) was correlated with amine content in the material (determined by CHN analysis) and relative decrease in pore volume and pore diameter. X-ray diffraction (XRD) analysis, nitrogen adsorptiondesorption measurements and Fourier Transform infrared spectrometry (FTIR) were used to follow the changes in the textural parameters and surface properties of the mesoporous materials as a result of amine functionalization to correlate with the adsorption characteristics. The adsorption process was found to depend on the pH of the medium.

• 대한화학회지
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• 제55권3호
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• pp.430-435
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• 2011

화력발전소에서 배출되는 석탄회를 이용하여 메조다공성 소재인 MCM-41을 제조하였다. 제조한 소재는 XRD, FTIR, SEM 및 EDS 방법으로 특성을 규명하였다. 이 소재의 촉매활성을 방향족 알데히드와 malonontrile의 Knoevenagel축합 반응에서 5-arylindene malononitriles의 합성에 대해 연구하였다. 이 방법의 특징은 쉬운 취급법, 안정성, 촉매의 재사용 및 생태친화성, 고수율, 짧은 반응시간, 간단한 실험과정 및 마무리 절차 등을 들 수 있다.

• 청정기술
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• 제16권2호
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• pp.95-102
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• 2010

MCM 41, HMS, SBA 15와 같은 메조다공 실리카에 post-synthesis와 co-condensation 방법으로 황산이 결합된 촉매를 제조하였다. 이 메조다공 실리카들을 자일로즈 탈수화반응의 촉매로 사용하여 푸르푸랄을 합성하였으며 관련된 반응특성을 연구하였다. 그 결과, 친환경적 용매인 물을 사용한 경우에도 양호한 전환율과 선택도를 얻을 수 있었다. 아울러 실리카 표면에 황산의 양이 증가할수록 자일로즈의 전환율이 증가하는 것을 알 수 있었고, 동일한 반응 조건에서 다른 고체산 촉매인 제올라이트와 감마알루미나를 사용했을 때 보다 양호한 선택도 결과를 얻었다.

• 공업화학
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• 제16권6호
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• pp.737-741
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• 2005

본 연구에서는 제조한 MCM-41에 Cu의 함량에 따른 NO의 전환율을 고찰하였다. MCM-41은 실리카 원으로 colloid silica를 사용하였고, template로 cetyltrimethylammonium chloride (CTMACl)를 사용하여 수열 합성하였으며, Cu/MCM-41은 Cu(II) acetylacetonate를 사용해서 Cu의 농도를 5, 10, 20 그리고 40%로 변화시켜 제조하였다. 표면 특성은 pH, FT-IR로 분석하였고, 육방배열의 1차원 기공 구조는 XRD로 고찰하였다. $N_2/77K$ 등온흡착 특성은 BET식과 t-plot을 이용하여 확인하였으며, NO 제거 효율은 가스크로마토그래프를 이용하여 측정하였다. 실험 결과, Si-OH와 Si-O-Si의 stretching vibration peak가 관찰되었으며, (100), (110), (200) 그리고 (210)의 육방배열의 1차원 구조를 확인하였다. Cu 금속이 도입된 MCM-41은 Cu 도입량이 증가할수록 비표면적과 미세기공부피는 감소한 반면에 NO 제거 효율은 증가하였다. 결과적으로 Cu/MCM-41의 Cu의 함량이 증가함에 따라 전체 촉매작용 반응과 NO 제거율이 증가하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제22권6호
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• pp.291-298
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• 2012

자기 조립 분자 집합체 물질인 CMPO로 표면개질 된 메조 다공성 실리케이트를 가수분해와 축합반응을 이용하여 합성하였다. 손님 물질인 CMPO는 2-(diphenylphosphoryl) acetic acid와 3-(triethoxysilyl) propan-1-amine의 아마이드 결합반응을 이용하여 합성하였으며, MCM-41, SBA-15 그리고 실리카 나노입자와 같은 다양한 메조 다공성 실리케이트는 주인물질로 채택하였다. 메조 다공성 실리케이트의 비표면적은 680 $m^2/g$~1310 $m^2/g$의 넓이로 측정되었으며 BJH 방법을 이용해서 동공의 크기를 확인한 결과 2.3~9.1 nm 범위의 다양한 크기를 가지고 있었다. 메조 다공성 실리카 중에서는 SBA-15(II)가 가장 높은 약 35 wt%의 CMPO 함유량을 나타내었다. 메조 다공성 실리케이트의 표면에 개질된 CMPO 실란 작용기와 란탄족 이온과의 접근성에 관한 연구 결과, CMPO로 개질 된 모든 흡착제의 경우 상대적으로 이온 반경이 큰 La(III)보다는 크기가 작은 Nd(III)와 Eu(III) 이온을 더 선호하였다.

• 공업화학
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• 제31권4호
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• pp.383-389
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• 2020

프로필 술폰산으로 개질된 메조기공 실리카 고체 산 촉매를 octamethylcyclotetrasiloxane (D₄)의 양이온 개환중합을 위해 합성하였다. 서로 다른 기공 크기를 갖는 두 세트의 MCM-41 (1.7 및 2.8 nm) 및 SBA-15 (8.1 및 15.9 nm)을 촉매의 지지체로 사용하였고, 이를 (3-mercaptopropyl)trimethoxysilane으로 표면개질하고 산화시켜 술폰산으로 개질된 고체 산촉매를 제조하였다. 제조된 촉매는 기공 크기와 비표면적, 기공 부피가 약간씩 감소하였음을 X선 회절, 질소흡탈착을 통하여 확인하였다. 또한 적외선분광법과 핵자기공명법의 분광학적 방법을 이용하여 술폰산이 개질되었음을 확인하였다. 입도의 촉매 활성에 대한 효과를 관찰하기 위하여 주사전자현미경으로 관찰하였다. D₄의 개환중합을 통한 PDMS 합성을 위하여 촉매를 사용하였으며, 중합 반응의 전환율과 중합 속도는 촉매의 기공 크기, 비표면적, 입자크기 및 입자의 응집도에 의존하였다. 중합 속도의 순서는 8.1 nm의 SBA-15으로 제조한 촉매가 가장 반응속도가 빨랐으며, 가장 좋은 촉매 활성을 보였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제32권6호
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• pp.2051-2057
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• 2011

Several studies have demonstrated that nanoparticles (NPs) have toxic effects on cultured cell lines, yet there are no clear data describing the overall molecular changes induced by NPs currently in use for human applications. In this study, the in vitro cytotoxicity of three oxide NPs of around 100 nm size, namely, mesoporous silica (MCM-41), iron oxide ($Fe_2O_3$-NPs), and zinc oxide (ZnO-NPs), was evaluated in the human embryonic kidney cell line HEK293. Cell viability assays demonstrated that 100 ${\mu}g/mL$ MCM-41, 100 ${\mu}g/mL$ $Fe_2O_3$, and 12.5 ${\mu}g/mL$ ZnO exhibited 20% reductions in HEK293 cell viability in 24 hrs. DNA microarray analysis was performed on cells treated with these oxide NPs and further validated by real time PCR to understand cytotoxic changes occurring at the molecular level. Microarray analysis of NP-treated cells identified a number of up- and down-regulated genes that were found to be associated with inflammation, stress, and the cell death and defense response. At both the cellular and molecular levels, the toxicity was observed in the following order: ZnO-NPs > $Fe_2O_3$-NPs > MCM-41. In conclusion, our study provides important information regarding the toxicity of these three commonly used oxide NPs, which should be useful in future biomedical applications of these nanoparticles.