• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제32권12호
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• pp.4199-4204
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• 2011

Using models simulating the environment of two distinct adsorption sites of $H_2$ in metal-organic framework-5 (MOF-5), binding energies of $H_2$ to MOF-5 were evaluated at the MP2 and CCSD(T) level. For organic linker section modeled as dilithium 1,4-benzenedicarboxylate ($C_6H_4(COO)_2Li_2$), the MP2 and CCSD(T) basis set limit binding energies are estimated to be 5.1 and 4.4 kJ/mol, respectively. For metal oxide cluster section modeled as $Zn_4O(CO_2H)_6$, while the MP2 basis set limit binding energy estimate amounts to 5.4 kJ/mol, CCSD(T) correction to the MP2 results is shown to be insignificant with basis sets of small size. Substitution of benzene ring with pyrazine ring in the model for the organic linker section in MOF-5 is shown to decrease the $H_2$ binding energy noticeably at both the MP2 and CCSD(T) level, in contrast to the previous study based on DFT calculation results which manifested substantial increase of $H_2$ binding energies upon substitution of benzene ring with pyrazine ring in the similar model.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제37권2호
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• pp.260-267
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• 2020

본 연구에서는 "이온젤" 이라고 불리는 고분자 기반의 PVA(polyvinyl alcohol) 기반의 고체 전해질에 이온성 액체 BMIMBF4 (1-buthyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate)를 첨가하여 제조한 전고체 전해질과 활성탄소와 금속유기골격체 복합재료 기반의 전극 재료를 이용하여 슈퍼커패시터를 제작하였으며, 유기골격체의 유 무에 따른 전기화학적 특성을 분석하여 보았다. 슈퍼커패시터의 전기화학적 특성은 순환전압전류법(CV), 전기화학적 임피던스 분광법(EIS) 및 전정류 충·방전법(GCD)을 통하여 비교 및 분석하여 보았다. 그 결과로, 금속유기골격체가 함유되지 않은 슈퍼커패시터의 전기용량값은 380 F/g 으로 확인 할 수 있었고, 이 값은 금속유기골격체를 첨가하였을 때 340 F/g로 감소하는 현상을 확인할 수 있었다. 이러한 결과로 1 wt%의 금속유기골격체의 함유량은 전기화학적 특성 감소에 영향을 주는 것으로 사료되며 이러한 결과를 바탕으로 금속유기골격체의 첨가량을 최적화 할 필요가 있다고 판단된다.

• 한국광학회지
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• 제29권6호
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• pp.268-274
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• 2018

본 연구에서는 1차원 포토닉 크리스탈과 금속-유기 구조체 (MOF) 물질인 Hong Kong University of Science and Technology(HKUST-1)을 이용한 수분 감지 컬러 센서를 제안한다. 1차원 포토닉 크리스탈은 주기적인 굴절률 변화에 의해 포토닉 밴드갭이 존재하고, 특정한 파장 대역의 광 성분을 차단 및 반사한다. HKUST-1의 굴절률은 건조한 환경과 습한 환경에서 그 값이 서로 다르다. 여기서 우리는 포토닉 밴드갭의 유무를 활용하여 FDTD 시뮬레이션으로 센서를 설계하였다. 광학 해석 결과, 투과된 광의 색 변환보다 반사된 광의 색 변환이 우수하여 반사된 광을 이용하였다. 그리고 포토닉 밴드갭의 중심 파장이 550 nm인 경우, 건조한 환경 대비 습한 환경의 최대 피크 값이 약 9.5배로 증가했으며, 무채색에서 녹색으로 색 변환이 가능하여 센서로의 특성이 우수하였다. 본 연구 결과는 MOF 물질의 수분 감지 컬러 센서로의 활용을 제시하였으며, MOF 물질의 나노 구조 설계로 산업 디바이스로의 활용성도 확대할 것이다.

• 청정기술
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• 제29권1호
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• pp.71-75
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• 2023

다공성 결정물질(예: 금속유기골격체(Metal-Organic Framework, MOF), 제올라이트(zeolite))로 만들어진 다결정성 분리막의 선택도는 일반적으로 크기가 1 nm 혹은 그 이상으로 알려진 비선택적 결정 간 결함, 즉 결정립계의 존재 때문에 저하된다. 본 논문에서는 다결정성 MOF 분리막 위에 폴리다이메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS)의 코팅이 결정립계를 캡핑하여 분리막의 선택도를 향상시키는데 효과적임을 증명하였다. 제안된 개념을 증명하기 위해서 in-situ 용매열 합성법을 통해 제조된 지르코늄 기반의 MOF의 일종인 UiO-66 분리막 위에 PDMS를 코팅한 후, 코팅 전후의 성능변화를 관찰하였다. PDMS 코팅 후 UiO-66 분리막의 CO₂/N₂ 단일 기체 분리 선택도는 6에서 14로 증가하였고, 동시에 CO₂ 투과도는 5700 GPU에서 33 GPU로 감소하였다. 선택도의 증가는 PDMS 코팅이 결정립계 결함을 효과적으로 메웠음을 의미하며, 동반된 투과도의 감소는 PDMS 코팅이 결함을 메우는 동시에 분리막 위에 연속적인 층을 형성하여 추가된 투과 저항에서 비롯되었다고 판단된다.

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 한국전기화학회 2004년도 수소연료전지공동심포지움 2004논문집
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• pp.287-292
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• 2004

In order to understand the relationship between molecular structure of Metal-Organic Framework(MOF) and capacity of hydrogen absorption, quantum mechanical calculations and grand canonical Monte Carlo simulations have been carried out on a series of MOF-5 having various organic linkers. The calculation results about specific surface area and electron density for various frameworks indicated that the capacity of the hydrogen storage is largely dependent on effective surface area rather than the free volume. Based on the iso-electrostatic potential surface from density functional calculation and the amount of adsorbed hydrogens from grand canonical Monte Carlo calculation, it was also found that the electron localization ground organic linker plays an important role in hydrogen capacity of MOFs.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제33권9호
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• pp.3111-3114
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• 2012

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제31권1호
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• pp.220-223
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• 2010

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제35권1호
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• pp.301-304
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• 2014

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제34권5호
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• pp.1583-1585
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• 2013

• 한국세라믹학회지
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• 제53권2호
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• pp.200-205
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• 2016

With high specific surface area and pore structural diversity, MOFs show important applications in gas storage, catalysis, sensing, separation, and biomedicine. However, the stability of the structure of MOFs has restricted their application and development. In this study, zirconium metal organic frameworks with 9,10-dicarboxylic acid anthracene as ligand, named UIO-66 ($H_2DCA$), were synthesized and their properties and structures were characterized by XRD, SEM, and $N_2$ adsorption. We focus on the stability of the structure of UIO-66 ($H_2DCA$) under different conditions (acid, alkali, and water). The structural changes or ruins of UIO-66 ($H_2DCA$) were traced by means of XRD, TG, and FT-IR under different conditions. The results show that the UIO-66 ($H_2DCA$) materials are stable at 583 K, and that this structural stability is greatly influenced by different types of acid and alkali compounds. Importantly, we found that the structures maintain their stability in environments of nitric acid, triethylamine, and boiling water.