• 대한화학회지
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• 제68권2호
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• pp.87-92
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• 2024

The commercialization of rechargeable metal-air batteries is extremely desirable but designing stable oxygen reduction reaction (ORR) catalysts with non-noble metal still has faced challenges to replace platinum-based catalysts. The nonnoble metal catalysts for ORR were prepared to improve the catalytic performance and stability by the thermal decomposition of ZIF-8 with optimum cobalt loading. The porous carbon was obtained by the calcination of ZIF-8 and different loading amounts of Co nanoparticles were anchored onto porous carbon forming a Co/PC catalyst. Co/PC composite shows a significant increase in the ORR value of current and stability (500 h) due to the good electronic conductive PCN support and optimum cobalt metal loading. The significantly improved catalytic performance is ascribed to the chemical structure, synergistic effects, porous carbon networks, and rich active sites. This method develops a new pathway for a highly active and advantageous catalyst for electrochemical devices.

• 에너지공학
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• 제24권2호
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• pp.51-54
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• 2015

The mesoporous metal organic framework structure of Ni-BTC was successfully synthesized in a low temperature and short operation time via hydrothermal synthesis process. Such operational route virtuously consumed less electrical and thermal energy. It proved time saving along with acceptable product yield (38%). The product was characterized through FESEM, FT-IR, XRD and $N_2$ gas adsorption measurement. Hightemperature stability of synthesized MOF was gauged by diffraction indexing of XRD patterns of as synthesized and heat treated samples of MOFs. The mathematically calculated particle size of Ni-BTC was found to be 42nm.

• 에너지공학
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• 제24권2호
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• pp.55-58
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• 2015

The mesoporous metal organic framework structure Fe-BTC was successfully synthesized by hydrothermal process with noticeable yield. The synthesis operation was conducted at intermediate temperature and for shortened operation time as compared to conventional procedures. This process approach with reduced operating temperature and shortened operation time may open an opportunity window towards process economy with reduction in energy consumption. A simple mathematical approach of diffraction indexing using X-ray diffraction patterns of synthesized powder was employed to confirm its crystalline nature and to investigate its high temperature stability. The crystallite size was calculated by using Debye-Scherrer equation.

• 멤브레인
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• 제33권4호
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• pp.149-157
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• 2023

공유 유기 프레임워크(COF)는 분자 분리, 염료 분리, 가스 분리, 여과 및 담수화를 포함한 다양한 응용 분야에서 가능성을 보여주었습니다. COF를 막에 통합하면 투과성, 선택성 및 안정성이 향상되어 분리 공정이 향상됩니다. 단일 벽 탄소 나노튜브(SWCNT)와 COF를 결합하면 염료 분리에 이상적인 높은 투과성과 안정성을 가진 나노 복합막을 생성합니다. COF를 폴리아미드(PA) 막에 통합하면 합성 계면 전략을 통해 투과성과 선택성이 향상됩니다. 혼합 매트릭스 막(MMM)의 3차원 COF 필러는 CO₂/CH₄ 분리를 향상시켜 바이오가스 업그레이드에 적합합니다. COF와 금속 유기 프레임워크(MOF) 막을 결합한 모든 나노 다공성 복합재(ANC) 막은 투과성-선택성 트레이드오프를 극복하여 가스 투과성을 크게 향상시킵니다. 가상 COF (hypoCOF)를 사용한 계산 시뮬레이션은 CO₂ 분리 및 H₂ 정제와 관련하여 우수한 CO₂ 선택성과 작업 능력을 입증합니다. 박막 복합재(TFC) 및 폴리술폰아미드(PSA) 막에 통합된 COF는 유기 오염물, 염 오염물 및 중금속 이온에 대한 거부 성능을 향상시켜 분리 능력을 향상시킵니다. TpPa-SO₃H/PAN 공유 유기 프레임워크 막(COFM)은 대전된 그룹을 활용하여 정전기적 반발을 통해 효율적인 담수화를 가능하게 함으로써 기존의 폴리아미드 막에 비해 우수한 담수화 성능을 보여 이온 및 분자 분리의 잠재력을 제시했습니다. 이러한 연구 결과는 투과성, 선택성 및 안정성을 향상시켜 향상된 분리 공정을 위한 막 기술에서 COF의 잠재력을 강조합니다. 이 검토에서는 분리 공정에 적용된 COF에 대해 논의합니다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권4호
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• pp.484-491
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• 2019

산업적으로 중요한 가치를 지니는 폴리프로필렌 합성의 원료인 프로필렌을 고순도로 얻기 위해서는 효율적인 프로필렌/프로판 분리 기술이 필요하다. 기존 증류 공정은 프로필렌과 프로판의 유사한 물리화학적 성질로 인해 매우 높은 에너지가 소모되기때문에, 흡착분리 기술이큰관심을받고있다. 본연구에서는 Grand Canonical Monte Carlo (GCMC) 분자 모사를 활용하여 기공의 형태가 다른 두 종류의 유무기복합다공체(Metal-Organic Frameworks)의 빈금속배위자리(open metal sites) 흡착 강도를 임의로 조절하며 프로필렌/프로판 흡착 분리 성능의 변화를 조사하였다. 흡착 분리 성능은 작업 용량, 선택도, Adsorption Figure of Merit (AFM) 등으로 평가하였고, 이를 통해 흡착제가 최적의 프로필렌/프로판 분리 성능을 가지기 위해 필요한 흡착 사이트의 밀도 및 강도 그리고 온도 조건 등을 제시하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제32권5호
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• pp.199-204
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• 2022

유연한 구조의 p-XBP4 리간드를 활용하여 새로운 3차원 구조의 Gd-MOF를 합성하고 단결정 회절 분석기를 활용하여 정확한 구조를 분석하였다. 중심 금속인 Gd는 6개의 p-XBP4와 1개의 물 분자에 의해 총 7배위 되어 있으며, W(CN)₈는 배위되지 않고 전하 균형을 맞추기 위해 구조체 내에 위치하고 있다. 중심 금속인 Gd는 배위된 p-XBP4에 의해 이웃한 Gd와 연결되어 3차원의 입체구조를 형성한다. 란탄 금속의 특성을 고려하여 직류 자화율 측정을 활용하여 자성 특성에 대한 연구를 진행하였다.

• 대한화학회지
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• 제53권5호
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• pp.553-559
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• 2009

Metal organic frameworks (MOF)과 유사하게 금속과 유기물로 이루어진 골격 물질 중 제올라이 트와 유사한 구조를 갖는 zeolitic imidazolate framework (ZIF)를 처음으로 마이크로파(MW)를 이용하여 합성하였다. ZIF 중 잘 알려진 ZIF-8을 전통적인 전기 가열(CE)과 마이크로파 조사로 합성하였으며 ZIF-8은 $140{\sim}180^{\circ}C}$의 범위에서 용이하게 얻을 수 있었다. MW 합성에 의해 ZIF-8을 신속 하게 합성할 수 있었으며 결정 크기는 전통적인 합성에 비해 전반적으로 감소하였다. $140{^{\circ}C}$에서의 합성 결과 전통 적인 합성에 비해 MW에 의해 약 5배의 반응 속도가 증가함을 알 수 있었고 4시간 이내에 합성 반응이 종료됨을 알 수 있었다. MW로 얻어진 ZIF-8은 CE에 의한 ZIF-8에 비해 증가된 표면적과 세공부피를 가 졌다. 얻어진 모든 ZIF-8은 질소 흡착 실험 결과 type-I 흡착 등온선을 보였고 미세 세공을 가짐을 알 수 있었다. FTIR 및 TGA 결과 두 방법으로 얻어진 ZIF-8은 서로 유사한 결합 및 열적 특성을 보였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제26권8호
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• pp.1260-1264
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• 2005

Three new quaternary tantalum thiophosphates, $K_{0.18}TaPS_6,\;K_{0.28}TaPS_6,\;and\;Rb_{0.09}TaPS_6$ have been synthesized by using reactive alkali metal halide fluxes and structurally characterized by single crystal X-ray diffraction techniques. The crystal structures of $K_{0.18}TaPS_6,\;K_{0.28}TaPS_6,\;and\;Rb_{0.09}TaPS_6$ contain 3-dimensional open framework anions, $[TaPS_6]^{x-}$(x = 0.09, 0.18, 0.28) with the empty channel which disordered alkali metal cations, $K^+\;and\;Rb^+$ are located in. Crystal data: $K_{0.18}TaPS_6$, tetragonal, space group$I4_1$/acd (no. 142), a=15.874(3) $\AA$, c=13.146(4) $\AA$, V=3312.7(12) ${\AA}^3$, K, Z=16, R1=0.0545. Crystal data: $K_{0.28}TaPS_6$, tetragonal, space group $I4_1$/acd (no. 142), a=15.880(2) $\AA$, c=13.134(3) $\AA$, V=3312.1(10) ${\AA}^3$, Z=16, R1=0.0562. Crystal data: $Rb_{0.09}TaPS_6$, tetragonal, space group I41/acd (no. 142), a=15.893(3) $\AA$, c=13.163(4) $\AA$, V=3324.7(15) ${\AA}^3$, Z=16, R1=0.0432.

• 멤브레인
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• 제33권5호
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• pp.240-247
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• 2023

가스 분리 방법 중에서도, 멤브레인을 이용한 CO₂ 포집 및 분리는 지속적으로 개발되고 있는 꾸준히 성장하는 분야이다. 이온성 액체(IL) 기반 복합 막은 CO₂를 분리하는 데 있어 우수한 성능값을 보여준다. 유사하게, 다양한 공중합체/IL 복합막 또한 향상된 성능을 보여준다. 이러한 공중합체/IL 복합만에 산화그래핀과 같은 필러를 첨가하면 IL과 유기 필러 사이에서 발생하는 강한 상호작용으로 인해 필러의 효과가 더욱 향상되며, 이는 결과적으로 CO₂의 친화도, 선택도 및 흡착과 같은 요소를 향상시킨다. 금속-유기 구조체(MOF)를 사용하는 공중합체/IL 복합 막은 향상된 CO₂ 투과도를 보여주었다. 이 총설에서는 이온성 액체와 공중합체복합막의 다양한 조합에 따른 이산화탄소분리성능에 대한 상관관계를 논의한다.

• 센서학회지
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• 제33권2호
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• pp.112-116
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• 2024

Gas-sensor technology for volatile organic compounds (VOC) biomarker detection offers significant advantages for noninvasive diagnostics, including rapid response time and low operational costs, exhibiting promising potential for disease diagnosis. Colorimetric gas sensors, which enable intuitive analysis of gas concentrations through changes in color, present additional benefits for the development of personal diagnostic kits. However, the traditional method of visually monitoring these sensors can limit quantitative analysis and consistency in detection threshold evaluation, potentially affecting diagnostic accuracy. To address this, we developed a machine vision platform based on metal-organic framework (MOF) for colorimetric gas sensor arrays, designed to accurately detect disease-related VOC biomarkers. This platform integrates a CMOS camera module, gas chamber, and colorimetric MOF sensor jig to quantitatively assess color changes. A specialized machine vision algorithm accurately identifies the color-change Region of Interest (ROI) from the captured images and monitors the color trends. Performance evaluation was conducted through experiments using a platform with four types of low-concentration standard gases. A limit-of-detection (LoD) at 100 ppb level was observed. This approach significantly enhances the potential for non-invasive and accurate disease diagnosis by detecting low-concentration VOC biomarkers and offers a novel diagnostic tool.