• 한국응용과학기술학회지
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• 제7권1호
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• pp.93-105
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• 1990

Semicarbazone formation of nine monosubstituted benzaldehydes was studied kinetically in 20% methanol buffer solution at 15, 25, 35, and $45^{circ}C$. The rate of p-nitrobenzaldehyde semicarbazone formation is 2.7 times as fast as that of benzaldehyde, while p-hvdroxybenzaldehyde is 3.6 times as slow as that of benzaldehyde. Activation energies for p-chlorobenzaldehyde, benzaldehyde, p-methylbenzaldehyde, p-methoxybenzaldshyde, p-hydroxybenzaldehyde, and p-dimethylaminobenzaldehyde semicarbazone formation are calculated as 5.80, 6.19, 6.57, 7.06, 8.03, and 6.46 kcal/mol respectively. It is concluded from the effect of ionic strength that the reaction is affected by not ions but neutral molecules involving hydrogen bonding between oxygen atom of carbonyl group and hydrogen atom of acid-catalyst, and concerted attack of the necleophilic reagent, free base on carbonyl compound. Also, the effect of solvent composition is small in 20% and 50% methanol (and ethanol) aqueous solutions. The ${\rho}-{\sigma}$ plots for the rates of semicarbazone formation at pH 7.1 show a linear ${\rho}-{\sigma}$ relationship (${\rho}=0.14l$, in contrast to that at pH 2.75 and pH 5.4 corresponding to ${\rho}-{\sigma}$ correlations reparted by Jencks. The rate of semicarbazone formation at pH 5.4 show a relationship which is convex upward, resulting in a break in the curve but at pH 2.75, slight difference from a linear relationship. As a result of studying citric acid catalysis, second-order rate constants increase linearly with citric acid concentration and show a 2 times increase as the catalyst concentration is varied from 0.025 to 0.1 mol/1 at pH 2,9, but slight increase at pH 5.3. The rate-determining step is addition below pH 5 but is dehydration between pH 5 and 7. Conclusively, the rate-determining step of the reaction changes from dehydration to addition in respect to hydrogen ion activity near pH 5. The ortho: para rate ratio of the hydroxybenzaldehydes for semicarbazone formation is about 17 at $15^{\circ}C$. It is concluded that the results constitute strong evidence in favor of greater stabilization of p- than o-hydroxybenzaldehyde by substituent which donate electrons by resonance and is due to hydrogen bonding between the carbon-bound hydrogen of the-CHO group and the oxygen atom of the substituent.

• 한국진공학회지
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• 제17권1호
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• pp.51-57
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• 2008

나노크기의 Au-Si을 촉매로 급속열화학기상증착(rapid thermal chemical vapor deposition)법을 이용하여 Si(111) 기판에 성장한 Si 나노선의 구조적인 형태 변화와 광학적 특성을 연구하였다. 기상-액상-고상(vapor-liquid-solid) 성장법에 의한 Si 나노선 형성 과정에서 액상 입자인 Au-Si 나노점은 나노선 성장온도에서 촉매로 사용되었다. 이 액상 나노점이 형성된 Si 기판에 1.0Torr 압력과 $500-600^{\circ}C$ 기판 온도 하에서 $SiH_4$와 $H_2$의 혼합가스를 공급하여 Si 나노선을 형성하였다. Si 나노선 성장 후 형태를 전계방출 주사전자현미경(Field Emission Scanning Electron Microscope)으로 관찰한 결과, 대부분의 나노선이 균일한 크기로 기판 표면에 수직하게 <111> 방향으로 정렬된 것을 확인하였다. 형성된 나노선의 크기는 평균 직경이 ${\sim}60nm$이고 평균 길이가 ${\sim}5um$임을 확인하였다. 또한 고 분해능 투과전자현미경(High Resolution-Transmission Electron Microscope) 관찰을 통해 Si 나노선은 약 3nm의 비정질 산화층으로 둘러 싸여 있는 Si 단결정임이 분석되었다. 그리고 마이크로 라만 분광(Micro-Raman Scattering)법을 통한 광학적 특성 분석 결과, Si의 광학 포논(Optical Phonon) 신호 위치가 Si 나노선 구조의 영향으로 낮은 에너지 쪽으로 이동하며, Si 포논 신호의 폭이 비대칭적으로 증가함을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제44권4호
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• pp.363-368
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• 2006

$C_9$-알데히드를 수소화하여 $C_9$-알콜을 제조하는 공정에 사용하기 위한 최적의 촉매를 선정하고, $C_9$-알콜의 수율을 극대화하기 위한 운전 조건을 확립하기 위한 실험을 수행하였다. 구리 전구체로 acetate를 사용하고 침전제로 $Na_2CO_3$를 사용하여 제조한 $CuO/ZnO/Al_2O_3$(60:30:10 wt％) 촉매의 표면적 및 구리 비표면적이 가장 우수하였으며 $C_9$-알데히드 수소화 반응에서도 가장 우수한 성능을 보였다. 최적화된 촉매를 장착한 trickle bed 반응기를 사용하여 $175^{\circ}C$, 800 psi, $WHSV=3hr^{-1}$의 조건에서 94.1 wt％의 $C_9$-알콜 수율을 얻었다. 알데히드의 수소화 반응에 사용되는 다른 촉매들과 비교한 결과 Ni/kieselghur 촉매와 유사한 성능을 보였으며 $Cu-Ni-Cr-Na/Al_2O_3$ 촉매 및 $Ni-Mo/Al_2O_3$ 촉매의 경우보다 우수한 성능을 보이는 것을 확인하였다. 장기 촉매 테스트를 통해서 촉매의 안정성을 확인한 결과 약 72시간 이후에는 고비점 부산물의 생성량 증가로 인하여 $C_9$-알콜의 수율이 약간씩 감소하였다.

• 한국진공학회지
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• 제16권4호
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• pp.279-285
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• 2007

나노크기의 Au-Si을 촉매로 급속화학기상증착법을 이용하여 Si(111) 기판에 성장한 Si 나노선의 구조적인 형태 변화과정과 광학적 특성을 연구하였다. 액상 입자인 Au 나노 점은 기상-액상-고상(vapor-liquid-solid mechanism) 성장법에 의한 Si 나노선 형성 과정에서 촉매로 사용되었다 이 액체 상태인 나노점에 1.0Torr 압력과 $500-600^{\circ}C$ 온도 하에서 $SiH_4$와 $H_2$의 혼합가스를 공급하여 Si 나노선을 형성하였다. <111> 방향으로 형성한 Si 나노선의 형태를 전계방출 주사전자현미경(Field Emission Scanning Electron Microscope)으로 관찰하였다. 특히, 대부분의 나노선이 균일한 크기를 가지고 있으며, Si(111) 기판 표면에서 수직하게 정렬된 것을 확인하였다. 형성된 나노선의 크기를 분석한 결과, 직경과 길이가 각각 60nm와 5um의 분포를 가지는 것을 확인 하였다. 고 분해능 투과전자현미경(High Resolution-Transmission Electron Microscope)을 통해 약 3nm의 다결정 산화층으로 둘러 싸여 있는 Si 나노선이 단결정으로 형성된 것을 관찰하였다. 그리고 마이크로 라만 분광(Micro-Raman Scattering) 실험으로 Si 나노선의 광학적 특성을 분석하였다. 라만 측정결과 Si의 광학 포논(Optical Phonon) 신호가 Si 나노선의 영향으로 에너지가 작은 쪽으로 이동하며, Si 포논 신호의 폭이 비대칭적으로 증가하는 것을 확인 하였다.

• 공업화학
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• 제17권3호
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• pp.321-326
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• 2006

폐발포폴리스티렌(WEPS)의 열분해 반응시 부생되는 약 5~15%의 난분해성 스티렌 이량체 유분(SDF, 주성분: 47 wt% 1,3-diphenylpropane)의 열분해방법에 대하여 검토하였다. 가압열분해반응에서는 반응온도 $360^{\circ}C$에서 152~202 kPa이 최적의 조건으로 판단되었다. 이 반응조건에서 오일 수율 73.8%와 벤젠 0.4%, 톨루엔 30.9%, 에틸벤젠 15.0%, 스티렌 19.6%, 알파메틸스티렌 4.2%의 선택율로 얻을 수 있었다. 상압연속 열분해반응에서는 반응온도 $510{\sim}610^{\circ}C$, 접촉시간 2~24 min의 무촉매 반응에 대하여서는 온도와 접촉시간이 증가할수록 상기 생성물의 수율이 증가하였고 촉매 반응에 대하여서는 산촉매, 염기성촉매 및 산화환원촉매의 활성에 대하여 검토한 결과 $Cr_2O_3$ 촉매가 가장 높은 활성을 보여주었다. $Cr_2O_3$ 촉매를 사용하여 $560^{\circ}C$, 접촉시간 24 min의 조건에서 전환율 74.6%와 벤젠 0.4%, 톨루엔 21.6%, 에틸벤젠 9.7%, 스티렌 17.9%, 알파메틸스티렌 3.5%의 수율을 각각 얻을 수 있었다. 이때의 반응 메커니즘은 스티렌이 열에 의해 diradical을 경유하여 에틸벤젠이나 다른 부생성물을 생성시키는 것으로 추측된다.

• 공업화학
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• 제10권2호
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• pp.247-251
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• 1999

분말 $Zr(OH)_4$를 ammonium metatungstate수용액에 넣어서 증발 건조시킨 후 공기중 높은 온도에서 소성하여 zirconia에 담지된 $WO_3$촉매를 제조하였다. $ZrO_2$에 소량 (1 wt %)의 $WO_3$를 첨가하면 촉매의 산의 양과 세기가 급격하게 증가하였으며 촉매는 Lewis산과 $Br{\ddot{o}}nsted$산 모두를 가지고 있었다. 이와 같은 $WO_3$/$ZrO_2$촉매의 큰 산의 세기와 많은 산의 양은 $WO_3$와 $ZrO_2$의 상호작용으로 생성된 W=O결합의 성질에 기인하였다. 2-propanol의 탈수반응에서는 $WO_3$함량이 20 wt %이고 973 K에 소성한 촉매가 최대의 촉매활성을 보였으며 cumene의 탈알킬화 반응에서는 $WO_3$함량이 15 wt %이고 1023 K에서 소성한 촉매가 최대 촉매활성을 나타내었다. 2-propanol의 탈수반응에서 촉매활성의 변화는 대략적으로 촉매의 산의 양의 변화와 상호 관련되었다.

• 공업화학
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• 제5권2호
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• pp.327-336
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• 1994

본 연구는 아크롤레인의 선택산화반응에서 Mo-V-O와 금속산화물의 기계적 혼합촉매에 대한 synergy 효과를 고찰한 것으로 금속산화물로는 $SnO_2$, ${\alpha}-Sb_2O_4$, $WO_3$, ${\alpha}-Al_2O_3$, CuO, $MnO_2$, $Cu_2O$, MgO, CoO 그리고 ZnO 등을 사용하였다. $SnO_2$나 ${\alpha}-Sb_2O_4$와 Mo-V-O의 혼합물 촉매는 Mo-V-O보다 높은 전화율과 수율을 나타내었는데 이것은 이들이 산소 빈자리에 해리 홉착된 산소를 형성하여 Mo-V-O에 전달하는 상간협동에 의한 것으로 판단된다 그러나 $Cu_2O$, MgO, CuO, $MnO_2$와 Mo-V-O의 혼합물 촉매의 경우 전화율은 증가하였으나 수율은 감소하였고, CoO와 ZnO는 Mo-V-O의 촉매성능을 억제하였다. 각 금속산화물의 역할이 서로 다른 점을 그들의 산화-환원 특성으로 설명하였다.

• 공업화학
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• 제23권1호
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• pp.1-7
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• 2012

본 총론에서는 원자층 증착을 이용한 친환경 소재의 개발에 대한 최근 연구 결과들을 간단하게 소개하려 한다. 원자층 증착의 장점은 박막의 두께를 미세하게 조절할 수 있다는 것과, 3차원적으로 복잡한 구조를 가지는 담체의 형상을 유지하면서 균일한 박막을 제조할 수 있다는 것이다. 이러한 원자층 증착의 장점은 친환경소재를 제조하는 데 중요한 역할을 할 수 있다. Anodic aluminum oxide (AAO)와 같은 다공성 membrane을 담체로 이용하여, 다공성 구조는 그대로 유지하면서 10나노미터 정도의 $TiO_2$박막을 균일하게 증착할 경우 톨루엔 등의 휘발성 유기물 필터로 사용할 수 있는데, 이는 AAO의 특이한 기하학적 구조와 비정질 $TiO_2$의 강한 휘발성 유기물 흡착력의 조합에 의한 결과이다. 톨루엔 분해용 광촉매 및 이산화탄소 개질 반응에 의한 수소 생산 촉매 반응에 있어서도 나노다이아몬드나 니켈 담체 위에 $TiO_2$의 증착량을 미세하게 조절하여 $TiO_2$가 표면을 완전히 덮지 않고 부분적으로만 덮고 있는 구조를 만들 경우 촉매의 효율 및 수명을 극대화할 수 있게 된다. 이러한 예들은 원자층 증착이 기존의 반도체산업뿐만 아니라 환경소재의 개발에도 중요한 도구가 될 수 있음을 의미한다.

• 공업화학
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• 제17권5호
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• pp.532-538
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• 2006

탄화 및 활성화 조건을 매개체로 여러 등급의 Polyacrylonitrile (PAN)계 ACF (ACF : Activated Carbon Fiber)를 제조하여 최적의 비표면적을 나타내는 활성화 공정을 알아보았고, 가장 큰 비표면적을 갖는 PAN계 ACF에 대한 표면특성 및 독성가스 등에 대한 흡착특성을 분석하였다. 시험결과 활성화 온도가 증가할수록 비표면적이 증가하고 탄화 온도가 감소할수록 비표면적이 감소하였고, $900^{\circ}C$로 15 min간 탄화한 후 $900^{\circ}C$로 30 min간 활성화 공정을 거친 ACF가 $1204m^2/g$의 가장 높은 비표면적을 나타내었고 요오드 및 테러용 독성가스에 대한 흡착 성능시험 결과 기존의 흡착제보다 우수하였다. 또한 선택적 흡착을 위한 기능성을 부여하기 위하여 기존의 금속염을 침적하는 방법을 대체하여 비교적 안정화된 금속나노입자(Ag, Pt, Cu, Pd)를 제조하여 첨착하였고 이에 대한 표면특성 및 $SO_{2}$에 대한 흡착특성을 분석하였다. 금속나노입자 첨착 ACF에 대한 $SO_{2}$ 흡착성능 시험결과 Ag, Pt, Cu 나노입자를 첨착한 ACF는 무첨착 ACF의 파과시간(326 sec)과 비교 할 때 크게 변함이 없었으나 Pd 나노입자를 첨착한 ACF는 파과시간이 925 sec로 $SO_{2}$ 흡착성능이 매우 우수함을 알 수 있었다.

• KSBB Journal
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• 제20권5호
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• pp.341-344
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• 2005

섬유상 담체를 이용한 2단 소형 바이오필터를 이용한 악취가스 처리공정의 운전조건을 확립하기 위하여 BTX를 처리대상 물질로 바이오필터를 연속적으로 운전하여 섬유상 바이오필터 담체에 악취가스 처리용 미생물을 부착시킨 결과 우수한 부착된 생물막을 형성하여 높은 처리효율 $93\%$를 얻을 수 있었다. 또한, 악취 유입 농도 400 ppm 미만에서 체류시간 10 sec일 때 1단 반응기에서 $76\%$ 정도 제거율을 보이다가 2단 반응기에서 약 $93\%$의 제거율을 나타내었다. 그러나 체류시간이 15 sec 이상인 경우에는 제거효율이 $97\%$ 이상 유지되었다.