• 상하수도학회지
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• 제38권2호
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• pp.95-107
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• 2024

This study proposes the use of a cobalt-based Prussian blue analogue (Co-PBA; potassium cobalt hexacyanoferrate), as an adsorbent for the cost-effective recovery of aqueous ammonium ions. The characterization of Co-PBA involved various techniques, including Fourier-transform infrared spectroscopy, X-ray diffraction, scanning electron microscopy, nitrogen adsorption-desorption analysis, and zeta potential. The prepared Co-PBA reached an adsorption equilibrium for ammonium ions within approximately 480 min, which involved both surface adsorption and subsequent diffusion into the interior. The isotherm experiment revealed a maximum adsorption capacity of 37.29 mg/g, with the Langmuir model indicating a predominance of chemical monolayer adsorption. Furthermore, the material consistently demonstrated adsorption efficiency across a range of pH conditions. Notably, adsorption was observed even when competing cations were present. Co-PBA emerges as a readily synthesized adsorbent, underscoring its efficacy in ammonium removal and selectivity toward ammonium.

• 전기화학회지
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• 제22권1호
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• pp.13-21
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• 2019

프러시안 블루 유사체(Prussian blue analogue; PBA)는 두 종류의 전이금속이 시안화물 리간드와의 배위결합을 통해 서로 연결되어 만들어진 구조체이다. PBA는 넓은 골격구조를 통해, 다양한 이온의 가역적 삽입/탈리를 가능하게 할 뿐 아니라, 두 종류의 전이금속이 반응하여 높은 비용량을 구현한다. 또한, PBA는 상온에서 수용액 상에서의 공침반응을 통해 합성 되기에, 경제적이며 친환경적으로 생산된다. 하지만, 결정의 형성이 빠르게 진행되며, 수용액 상에서 발생하기에 결정 내 공공격자결함(Vacancy)과 결정수(Crystal water)가 발생하기 쉬우며, 이는 전기화학적 성능에 영향을 미친다. 따라서 이러한 공공격자결함 및 결정수의 생성 억제를 통해 PBA의 전기화학성능 향상에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 공공격자결함의 경우 반응속도 제어를 통해 합성단계에서 제어 되며, 결정수는 합성 후 진공 열처리 및 산화제와 복합체 형성을 통해 제거할 수 있다. 뿐만 아니라 PBA의 구조 내에 비활성 전이금속 도핑을 통해 상기 결함들로 인해 PBA가 전기화학 반응 중에 겪는 구조적 불안정성을 해소할 수 있다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제33권1호
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• pp.67-74
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• 2016

프러시안 블루 유사체(Prussian Blue Analogue : PBA)는 3차원 구조와 기공을 갖는 금속-유기골격체이며, 유기 리간드의 종류에 따라 다양한 구조를 갖는다. PBA는 바이오센서, 광학, 촉매, 수소 저장 장치 등의 분야에서 주목 받고 있으며 화학적 안정성을 가진 환경 친화적인 물질이다. 또한 다양한 크기의 미세기공을 조정할 수 있어 흡착분야에서 많이 활용되고 있다. 본 연구는 수열합성법을 이용하여 금속유기골격체인 $Mn_3[Fe(CN)_6]_2$를 합성하였다. 전구체로 $K_4[Fe(CN)_6]$와 $MnCl_2$를 사용하였고, 합성된 물질은 소성하여 망간철산화물을 생성하였다. 실험 변수로 전구용액의 pH, 전구체의 몰농도, 반응시간을 조절하여 입자의 크기와 형태에 대한 영향을 확인하였다. 합성된 다공체는 XRD, SEM, FT-IR, UV-Vis, TG/DTA에 의해 분석하였고, 여러 염료에 대한 흡착 특성을 평가하였다.

• Journal of Magnetics
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• 제13권4호
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• pp.149-152
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• 2008

In this report, we present the results of a study on the effects of the particle size on the properties of the Prussian blue (PB) analog $Na_xMn_y[Fe(CN){_6}]$. A novel synthesis method of the $Na_xMn_y[Fe(CN){_6}]$ nano-particles using an organic solvent, formamide, is employed. The size of the PB particles is found to be 100-150 nm for the samples prepared in the formamide solvent, which is much smaller than that of the samples prepared using water only. The broadening of the X-ray diffraction peaks of the nano-sized PB samples is attributed to the lattice disorder and a dramatic reduction in the particle size. The compositions of the samples are confirmed by an energy-dispersive X-ray analysis (EDAX), and the result proves that the samples are actually $Na_xMn_y[Fe(CN){_6}]$ Prussian blue. The UV-vis spectra show a broad intervalence charge-transfer (CT) band in the visible region between 400 and 700 nm, and the absorption decreases abruptly in the green region for the nano-sized PB sample. A divergence between the field cooled (FC) and zero field cooled (ZFC) magnetization curves is observed for the nano-sized PB sample at 11 K, indicating that nanoparticles in the sample are single domain superparamagnets with a blocking temperature of 11 K. Our results reveal that the nano-sized PB samples show significantly different optical and magnetic properties than those of the bulk PB samples.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2008년도 Asian Magnetics Conference
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• pp.169.2-169.2
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• 2008

• 전기화학회지
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• 제23권1호
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• pp.11-17
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• 2020

프러시안 블루 유사체(Prussian blue analogue)중 가격이 낮은 철(Fe)을 기반으로 하는 Fe₂(CN)₆와 Na_xFe₂(CN)₆를 침전법으로 합성하여 리튬이온 이차전지용 양극재료로 사용하고자 하였다. Fe₂(CN)₆는 34.6 mAh g^-1의 낮은 가역용량을 발현하였으나, 소듐이 포함된 Na_xFe₂(CN)₆는 방전을 먼저 진행하는 경우에 107.5 mAh g^-1의 가역용량을 나타내고, 충전을 먼저 진행하여 구조 내의 소듐을 제거한 후에 사용하는 경우에는 더 높은 용량인 114.1 mAh g^-1의 가역용량을 발현하였으며 사이클 수명도 더욱 향상되었다. 그리고, Na_xFe₂(CN)₆의 합성과정에서 0℃, 상온, 60℃의 각각 다른 반응온도를 적용하여 합성하였다. 합성온도에 상관없이 Na_xFe₂(CN)₆는 유사한 초기 가역용량을 나타내었으나, 낮은 온도에서 합성된 경우일 수록 결정자의 크기가 작게 형성되었고, 향상된 사이클 수명을 나타내었다. 0℃에서 합성된 시료의 경우가 가장 사이클 수명이 우수하여 120번째 사이클에서 86.4 mAh g^-1의 용량을 나타내며 초기용량의 76.8%를 유지하였다.

• 한국자기학회지
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• 제22권4호
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• pp.125-129
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• 2012

이 연구에서는 헬리코박터 파이로리 페리틴, 헴, $NaM[Fe(CN)_6]{\cdot}H_2O$ 프러시안 블루(M=Co, Ni) 등의 분자기반 생체물질 나노입자들의 전자 구조를 연구하기 위하여 방사광을 광원으로 사용한 연 x선 광흡수 분광(soft x-ray absorption spectroscopy: XAS)과 연 x선 자기 원편광 이색성(soft x-ray magnetic circular dichroism: XMCD) 분광법 실험을 수행하였다. 이 연구로부터 페리틴 나노 입자들을 구성하고 있는 Fe 이온들은 모두 거의 3가 ($Fe^{3+}$)의 원자가 상태에 있으며, 프러시안 블루 나노 입자들 내의 Fe 이온들은 $Fe^{2+}-Fe^{3+}$의 혼합원자가 상태에 있다는 것을 알 수 있었다. 또한 페리틴 내의 $Fe^{3+}$ 이온들은 한 종류의 대칭성을 가진 국소 구조를 가지며, Fe 이온들의 자기모멘트는 모두 한 방향으로 정렬되어 있다는 사실을 발견하였다. 그리고 프러시안 블루 나노 입자들의 Fe 이온의 국소적 결합은 주로 $(CN)^-$ 리건드와의 결합에 의하여 결정된다는 것을 분광학적으로 알 수 있었다.

• 공업화학
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• 제29권2호
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• pp.127-137
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• 2018

후쿠시마 다이치 핵발전소의 사고 이후 방사능 오염이 중요한 환경 관심사가 되었다. 원자량 134와 137 세슘은 주요 핵분열 산물이며, 이물질들은 방사능 오염의 주된 문제들이다. 후쿠시마 다이치 핵 발전소 사고에서 다량의 세슘이 방출되었으며, 이 사고의 결과, 많은 연구자들이 방사능-독성 세슘 제거를 위한 흡착제 개발에 집중하였다. 본 총설에서는 세슘 제거를 위하여 각광을 받는 물질로서 청색 안료와 이와 유사한 화합물 제조의 최근 발전 동향을 자세하게 검토하였다. 또한, 다양한 형태의 점토와 점토 기반 흡착제 및 새로 개발된 흡착제를 이용한 세슘 흡착의 최근 연구들을 고찰하였다.