• 제목/요약/키워드: ionic salt

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유연한 전기변색 소자를 위한 세공충진 고분자 전해질 멤브레인의 개발 (Development of Pore-filled Polymer Electrolyte Membranes for Flexible Electrochromic Devices)

  • 박현정;이지현;강문성
    • 멤브레인
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    • 제31권5호
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    • pp.333-342
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    • 2021
  • 유연한 전기변색 소자(electrochromic device, ECD)는 스마트 윈도우 등 다양한 분야에서 응용이 기대되는 유망한 기술이다. 고분자 전해질은 유연한 ECD의 탈-변색 성능 및 물리적 안정성을 결정하는 중요한 구성요소이다. 본 연구에서는 효과적인 유연한 ECD 제조 및 내구성 향상을 위해 치수안정성이 우수한 세공충진 고분자 전해질 멤브레인(PFPEM)을 개발하였다. 저렴하며 물리적 및 화학적 안정성이 우수한 폴리에틸렌 재질의 다공성 지지체의 세공에 접착력이 우수한 polyvinyl acetate와 이온전도도를 향상시킬 수 있는 polyethylene glycol을 사용하여 제조한 고분자 전해질을 충진하였다. 제조된 PFPEM의 최적 리튬 염(LiTFSI) 함량은 약 27 wt%에서 결정되었으며 우수한 치수안정성와 접착 강도 그리고 종래의 고분자 전해질에 근접하는 이온전도 특성을 가지고 있음을 확인하였다. 다공성 지지체의 사용으로 가시광 투과율이 저하되었으나 변색 상태에서는 오히려 장점으로 작용할 것으로 전망되었다.

Manganese and Iron Interaction: a Mechanism of Manganese-Induced Parkinsonism

  • Zheng, Wei
    • 한국환경성돌연변이발암원학회:학술대회논문집
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    • 한국환경성돌연변이발암원학회 2003년도 추계학술대회
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    • pp.34-63
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    • 2003
  • Occupational and environmental exposure to manganese continue to represent a realistic public health problem in both developed and developing countries. Increased utility of MMT as a replacement for lead in gasoline creates a new source of environmental exposure to manganese. It is, therefore, imperative that further attention be directed at molecular neurotoxicology of manganese. A Need for a more complete understanding of manganese functions both in health and disease, and for a better defined role of manganese in iron metabolism is well substantiated. The in-depth studies in this area should provide novel information on the potential public health risk associated with manganese exposure. It will also explore novel mechanism(s) of manganese-induced neurotoxicity from the angle of Mn-Fe interaction at both systemic and cellular levels. More importantly, the result of these studies will offer clues to the etiology of IPD and its associated abnormal iron and energy metabolism. To achieve these goals, however, a number of outstanding questions remain to be resolved. First, one must understand what species of manganese in the biological matrices plays critical role in the induction of neurotoxicity, Mn(II) or Mn(III)? In our own studies with aconitase, Cpx-I, and Cpx-II, manganese was added to the buffers as the divalent salt, i.e., $MnCl_2$. While it is quite reasonable to suggest that the effect on aconitase and/or Cpx-I activites was associated with the divalent species of manganese, the experimental design does not preclude the possibility that a manganese species of higher oxidation state, such as Mn(III), is required for the induction of these effects. The ionic radius of Mn(III) is 65 ppm, which is similar to the ionic size to Fe(III) (65 ppm at the high spin state) in aconitase (Nieboer and Fletcher, 1996; Sneed et al., 1953). Thus it is plausible that the higher oxidation state of manganese optimally fits into the geometric space of aconitase, serving as the active species in this enzymatic reaction. In the current literature, most of the studies on manganese toxicity have used Mn(II) as $MnCl_2$ rather than Mn(III). The obvious advantage of Mn(II) is its good water solubility, which allows effortless preparation in either in vivo or in vitro investigation, whereas almost all of the Mn(III) salt products on the comparison between two valent manganese species nearly infeasible. Thus a more intimate collaboration with physiochemists to develop a better way to study Mn(III) species in biological matrices is pressingly needed. Second, In spite of the special affinity of manganese for mitochondria and its similar chemical properties to iron, there is a sound reason to postulate that manganese may act as an iron surrogate in certain iron-requiring enzymes. It is, therefore, imperative to design the physiochemical studies to determine whether manganese can indeed exchange with iron in proteins, and to understand how manganese interacts with tertiary structure of proteins. The studies on binding properties (such as affinity constant, dissociation parameter, etc.) of manganese and iron to key enzymes associated with iron and energy regulation would add additional information to our knowledge of Mn-Fe neurotoxicity. Third, manganese exposure, either in vivo or in vitro, promotes cellular overload of iron. It is still unclear, however, how exactly manganese interacts with cellular iron regulatory processes and what is the mechanism underlying this cellular iron overload. As discussed above, the binding of IRP-I to TfR mRNA leads to the expression of TfR, thereby increasing cellular iron uptake. The sequence encoding TfR mRNA, in particular IRE fragments, has been well-documented in literature. It is therefore possible to use molecular technique to elaborate whether manganese cytotoxicity influences the mRNA expression of iron regulatory proteins and how manganese exposure alters the binding activity of IPRs to TfR mRNA. Finally, the current manganese investigation has largely focused on the issues ranging from disposition/toxicity study to the characterization of clinical symptoms. Much less has been done regarding the risk assessment of environmenta/occupational exposure. One of the unsolved, pressing puzzles is the lack of reliable biomarker(s) for manganese-induced neurologic lesions in long-term, low-level exposure situation. Lack of such a diagnostic means renders it impossible to assess the human health risk and long-term social impact associated with potentially elevated manganese in environment. The biochemical interaction between manganese and iron, particularly the ensuing subtle changes of certain relevant proteins, provides the opportunity to identify and develop such a specific biomarker for manganese-induced neuronal damage. By learning the molecular mechanism of cytotoxicity, one will be able to find a better way for prediction and treatment of manganese-initiated neurodegenerative diseases.

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강설이 겨울철 강수의 화학적 특성에 미치는 영향 (Snow Influence on the Chemical Characteristics of Winter Precipitation)

  • 강공언;김남송;오경재;신대윤;유두철;김상백
    • 대한환경공학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.113-125
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    • 2007
  • 강설과 강우에서의 이온성분 차이와 강설이 겨울철 강수의 화학적 특성에 미치는 영향을 파악하기 위하여 전북 익산지역에서 1995년부터 2000년까지 강우와 강설의 포집이 가능한 매 $11\sim12$월과 $1\sim2$월 동안에 자동강수채취장치를 사용하여 강수를 포집한 후 pH와 전기전도도 그리고 수용성 이온성분의 농도를 측정하였다. 겨울철 강수의 평균 pH는 4.72이었으며, 강수의 침적형태에 따라서는 강설(5.05)보다 강우(4.67)에서 높은 산성도를 나타내었다. pH 5.0 이하의 저 pH 발생빈도는 강우의 경우 약 73%이었으며, 강설은 30%이었다. 이온성분의 경우 강설은 강우에 비해 해염에서 기원하고 있는 이온성분들의 농도가 높게 나타났는데, 특히 $Cl^-$, $Na^+$, $Mg^{2+}$ 의 경우 3배 이상의 농도 차이를 나타내었다. 해염기원 성분을 제외할 경우 강우와 강설 모두 음이온에서는 $nss-SO_4^{2-}$$NO_3^-$가 그리고 양이온에서는 $NH_4^+$$nss-Ca^{2+}$가 주성분인 것으로 나타났다. 이중 $nss-SO_4^{2-}$는 강우에서 1.3배 높은 농도를 나타낸 반면, $nss-Ca^{2+}$$NO_3^-$의 경우 강설에서 각각 1.5배와 1.3배 높은 농도를 나타내었다. 겨울철 강수 중 $nSS-SO_4^{2-}/NO_3^-$의 당량농도비는 2.4이었는데 이것은 강수의 산성도에 대한 $H_2SO_4$의 기여율이 71%이고 그 나머지가 $HNO_3$에 의한 것임을 의미한다. 강우와 강설에서는 각각 2.7과 1.5를 나타내었는데 이것은 입자상의 $SO_4^{2-}$$NO_3^-$보다 가스상의 $HNO_3$가 강설에서 효율적으로 제거되기 때문으로 국외의 다른 실측 연구결과와도 일치하고 있으며, 대기에어로졸의 세정이론과도 잘 부합되는 것으로 나타났다. 익산지역의 겨울철 강우와 강설 모두 $nss-SO_4^{2-}$$NO_3^-$가 국내 외 비오염지역에 비해 고농도로 검출되었지만, 이에 대응하는 알칼리성의 $NH_4^+$, $nss-Ca^{2+}$, $nss-K^+$ 등이 존재함으로써 중화작용이 이 지역 강수의 중요한 특징으로 나타났다. 그러나 강우와 강설에서의 이온성분의 차이 그리고 산성원인물질에 대한 이들 알칼리성 물질의 중화능 차이에 의해 강우에 비해 강설의 산성도가 낮은 것으로 나타났으며, 결과적으로 강설은 겨울철 강수의 산성도를 완화시키는 역할을 하는 것으로 파악되었다.

탈지대두박(脫脂大豆粕)에서 추출(抽出)한 분리대두단백(分離大豆蛋白)의 식품학적(食品學的) 성질(性質) (Functional Properties of Soy Protein Isolates Prepared from Defatted Soybean Meal)

  • 변시명;김철진
    • 한국식품과학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.123-130
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    • 1977
  • 동방유량(東邦流糧)에서 공급(供給)받은 저변성(低變成) 탈지대두박(脫脂大豆粕)을 0.02N NaOH액(液)으로 추출(抽出)하여 Soy Protein Isolate (SPI)의 수율(收率)을 증류수나 염용액(鹽溶液)으로 추출(抽出)할때 보다 높이는 과정(過程)(84 % 수율(收率))을 확립(確立)하였으며 제조(製造)된 SPI는 92.1 %의 단백질(蛋白質)을 함유(含有)하였다. SPI를 $70^{\circ}C$에서 moisture heat를 하면 80분간(分間)에 5 %의 변성(變性)이 일어났으나 $95^{\circ}C$에서는 20분(分) 처리(處理)에 의(依)하여 95 %의 변성(變性)이 일어났다. SPI의 alkali 현탄액 (dope solution)은 SPI의 농도(濃度) 15 %, NaOH 농도(濃度) 0.6 %일때 7분(分)만에 60 poises를 나타내고 계속 안정(安定)된 점도(粘度)를 유지하였다. NaOH의 농도(濃度)가 0.9 %일 때는 시간(時間)이 경과(經過)함에 따라 점도(粘度)는 증가(增加)하였다가 감소(減少)하는 경향(傾向)을 보였다. syringe needle (dia. 0.3 mm)로서 모의(模擬) 실험(實驗) 결과(結果) 점도(粘度)가 $28^{\circ}C$에서 60 Poises일때 가장 적합한 단백질섬유(蛋白質纖維)의 texture를 보여주었다. 가열(加熱)에 의(依)한 SPI의 gelation은 8 %이상(以上)의 SPI농도(濃度)일 때 gel이 형성(形成)되기 시작하였으며 $100^{\circ}C$까지 안정(安定)한 gel을 형성(形成)하였고 SPI의 농도(濃度)가 12 %일때 $120^{\circ}C$에서 30분(分) 가열(加熱)에 의(依)하여 20,000 Poises의 좋은 점도(粘度)를 가졌으나 $120^{\circ}C$이상에서는 gel의 continuity가 떨어져 과립상(果粒上)의 gel이 생성(生成)되었다. SPI의 유화력(乳化力)은 pH가 8.7, NaCl의 농도(濃度)가 2 %일때 가장 큰 유화력(乳化力)을 나타냈다. milk casein과 비교(比較) 실험(實驗) 결과(結果) 유화력(乳化力)은 약간 낮았으나 염(鹽)이 존재(存在)하는 경우는 근사한 유화력(乳化力)을 보였다. 그러나 SPI의 foaming capacity는 foaming stability 면(面)에서 egg albumin이나 milk casein과 비교(比較)하여 양호(良好)한 결과(結果)를 보여주었다.

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자외선 조사에 의한 고체 고분자 전해질의 제조와 이를 채용한 활성탄 수퍼커패시터의 전기화학적 특성 (Preparation of Solid Polymer Electrolytes by Ultraviolet Radiation and the Electrochemical Properties of Activated Carbon Supercapacitor Adopting Them)

  • 원정하;김용주;이영기;김광만;김종휘;고장면
    • 전기화학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.91-97
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    • 2013
  • 이온성 액체 전해질염 1-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate ($EMIBF_4$)과 용매 acrylonitrile (ACN) 및 propylene carbonate (PC)와 각각 혼합한 용액에 poly(ethylene glycol)diacrylate (PEGDA)를 45-60 wt.% 첨가하고 자외선 조사를 통해 경화시켜 고체 고분자 전해질 필름을 제조하였다. 이 고체 고분자 전해질 필름을 분리막으로 채택하고 활성탄 전극을 사용하는 수퍼커패시터를 제조하여 그 전기화학적 특성을 사이클릭 볼타메트리와 임피던스 방법으로 조사하였다. 결과적으로 PEGDA를 45 wt.% 첨가하여 제조한 고체 고분자 전해질 필름을 채택한 경우가 스캔속도 $20mVs^{-1}$에서 $46Fg^{-1}$의 가장 우수한 축전용량을 나타내는데, 이것은 PEGDA의 저함량 때문에 상대적으로 자외선 경화가 약하게 진행되어 고분자 전해질 필름의 유연성이 충분히 확보되므로 필름 내 이온전도가 가장 활발히 진행될 수 있었기 때문이다.

고분자 전해질 멤브레인용 하이드로퀴논 부분이 포함된 설폰화된 폴리(아릴렌 비페닐설폰 에테르) 공중합체의 합성과 특성평가 (Synthesis and characterization of sulfonated poly(arylene biphenylsulfone ether) copolymers containing hydroquinone moiety for polymer electrolyte membrane)

  • 유동진
    • 에너지공학
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    • 제19권2호
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    • pp.121-127
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    • 2010
  • 본 연구에서는 4,4'-bis[(4-chlorophenyl)sulfonyl]-1,1'-biphenyl(BCPSBP), 술폰화된 하이드로퀴논, 4,4'-sulfonyldiphenol를 이용하여 새로운 폴리(아릴렌 비페닐설폰 에테르) 공중합체를 합성하였고 이들의 특성을 평가하였다. 첨가한 술폰화된 하이드로퀴논의 몰분율에 따라 PBPSEH-HQ00, PBPSEH-HQ10, PBPSEH-HQ30의 고분자전해질막을 합성하였다. 제조한 공중합체의 구조분석은 NMR, IR, GPC를 사용하여 실시하였고, GPC에서 평균분자량은 62,000-213,000 g $mol^{-1}$이며, 이때 PDI는 1.66-4.04였다. TGA와 DSC를 통하여 열분석을 실시하였고, 고분자의 이온화정도가 많아짐에 따라 $T_{d5%}$$T_{d10%}$는 낮아 졌으며, $T_g$값은 점점 상승하였다. 함습율과 IEC, 이온전도도는 술폰화된 하이드로퀴논 몰분율이 증가함에 따라 증가하였다. 고분자전해질막에서 중요한 양이온 전도도는 $60^{\circ}C$ 및 100%상대습도에서 약 9.4 mS $cm^{-1}$이었다. 측정된 결과로부터 본 연구에서 제조한 탄화수소계 멤브레인은 연료전지용 고분자전해질막으로 사용될 수 있다.

남극 장보고과학기지 인근에서 채취한 눈시료 내의 주요 이온성분들의 고해상도 계절변동성 연구 (A Study on High-Resolution Seasonal Variations of Major Ionic Species in Recent Snow Near the Antarctic Jang Bogo Station)

  • 곽호제;강정호;홍상범;이정훈;장채원;허순도;홍성민
    • Ocean and Polar Research
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    • 제37권2호
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    • pp.127-140
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    • 2015
  • A continuous series of 60 snow samples was collected at a 2.5-cm interval from a 1.5-m snow pit at a site on the Styx Glacier Plateau in Victoria Land, Antarctica, during the 2011/2012 austral summer season. Various chemical components (${\delta}D$, ${\delta}^{18}O$, $Na^+$, $K^+$, $Mg^{2+}$, $Ca^{2+}$, $Cl^-$, $SO_4{^2-}$, $NO_3{^-}$, $F^-$, $CH_3SO_3{^-}$, $CH_3CO_2{^-}$ and $HCO_2{^-}$) were determined to understand the highly resolved seasonal variations of these species in the coastal atmosphere near the Antarctic Jang Bogo station. Based on vertical profiles of ${\delta}^{18}O$, $NO_3{^-}$and MSA, which showed prominent seasonal changes in concentrations, the snow samples were dated to cover the time period from 2009 austral winter to 2012 austral summer with a mean accumulation rate of $226kgH_2Om^{-2}yr^{-1}$. Our snow profiles show pronounced seasonal variations for all the measured chemical species with a different pattern between different species. The distinctive feature of the occurrence patterns of the seasonal variations is clearly linked to changes in the relative strength of contributions from various natural sources (sea salt spray, volcanoes, crust-derived dust, and marine biogenic activities) during different short-term periods. The results allow us to understand the transport pathways and input mechanisms for each species and provide valuable information that will be useful for investigating long-term (decades to century scale periods) climate and environmental changes that can be deduced from an ice core to be retrieved from the Styx Glacier Plateau in the near future.

Pichia pastoris에서 메탄올 유도시 첨가물이 재조합 HBsAg 생산에 미치는 영향 (Effect of Various Additives on the Production of Recombinant HBsAg during Methanol Induction in Pichia pastoris)

  • 이경훈;임상민;김동일
    • KSBB Journal
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    • 제21권4호
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    • pp.260-266
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    • 2006
  • 본 연구에서는 P. pastoris를 이용한 유전자 재조합 HBsAg 생산에서 메탄올 유도시 여러 가지 첨가물들의 영향에 대해서 알아보았다. 회분식 배양에서 탄소원으로 글리세롤을 사용하다가 유가식 배양의 공급 탄소원으로 글리세롤이 아닌 당알콜인 sorbitol로 대체하였을 때 단백질 발현이 향상된 결과를 보였다. 또한 메탄올 유도시에 적당량의 아미노산 혼합물 첨가는 세포증식에는 영향이 없었지만 단백질 발현율은 크게 증가시켰다. 계면활성제인 Trition X-100의 첨가는 세포증식과 단백질 발현을 현저히 감소시켰지만, Pluronic F-68를 첨가했을 경우 세포증식의 저해영향 없이 단백질 발현율을 향상시켰다. 배지 부피의 0.01%(v/v)으로 oleic acid를 첨가하면 플라스크 배양에서는 단백질 발현에 긍정적인 효과를 보였으나, 5 L 발효조 배양에서는 메탄올 유도 시간이 지속되면서 첨가하지 않은 경우에 비해 발현율이 낮아지는 결과를 보였다. 마지막으로 trace salts는 첨가량에 따라 세포증식에는 영향이 없으며 단백질 발현에는 소량 trace salts 첨가로 단백질 발현에 긍정적인 효과를 보였다. 하지만 첨가량이 많아질수록 단백질 발현에는 부정적인 영향을 보임을 확인할 수 있었다.

지질매질체내에서 계면활성제가 박테리아 이동 증진에 미치는 영향 (Influence of Surfactants on Enhancing Transport of Bacteria in Geological Materials)

  • 최낙철;박성직;김성배;김동주;이성재
    • 대한환경공학회지
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    • 제32권11호
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    • pp.1017-1023
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    • 2010
  • 본 연구에서는 지질매질체내에서 계면활성제(비이온성 계면활성제(Tween 20), 생계면활성제)가 박테리아(Bacillus subtilis ATCC 6633)의 이동 증진에 미치는 영향을 분석하였다. 계면활성제가 존재하는 다양한 실험조건에서 석영모래(입경분포: 0.5~2.0 mm, 평균입경: 1.0 mm)로 충진된 칼럼을 이용하여 박테리아의 이동에 관한 칼럼실험을 수행하였고, 박테리아 파과곡선으로부터 질량회수율과 부착효율 등을 정량화하였다. 실험결과, MSM(박테리아 성장에 필요한 무기물 배지)의 존재 하에서 매질체 표면에 박테리아의 부착이 상당히 증가하였는데(특히, 주입부분에), 이는 MSM으로 인한 이온강도의 증가 때문이다. 계면활성제가 존재할 경우에는, 계면활성제로 인하여 매질체내에서 박테리아 이동이 증진됨을 관찰할 수 있었다. 또한, MSM과 생계면활성제 주입방법에 따른 박테리아의 이동을 비교한 결과, 박테리아의 이동 증진을 위한 주입조건은 박테리아를 함유한 MSM용액보다 계면활성제를 선주입하거나, 또는 MSM용액과 계면활성제를 동시주입하는 것이 효과적임을 알 수 있었다. 본 연구를 통해 계면활성제의 존재와 주입방법이 박테리아의 이동에 영향을 미칠 수 있음을 알 수 있었다.

1, 14-Bis(2-hydroxybenzyl)-2, 6, 9, 12-tetraazatetradecane.tetrahydro-chloride 구리착물의 합성, 안정도상수, X-ray 구조 및 전기화학적 연구 (Synthesis, Stability Constants, X-ray Structure and Electrochemical Studies of Copper (II) 1, 14-Bis (2-hydroxybenzyl)-2, 6, 9, 12-tetraazatetradecane.tetrahydrochloride Complex)

  • 김선덕;김준광;김성윤
    • 분석과학
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    • 제13권2호
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    • pp.173-178
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    • 2000
  • 두 개의 페놀기를 포함하는 열린 고리형태의 1, 14-Bis(2-hydroxybenzyl)-2, 6, 9, 12-tetraazatetradecane(bsated) 리간드를 염산염의 형태로 분리하여 원소 분석, 질량 스펙트럼 및 핵자기공명법으로 분석하였다. 합성된 리간드의 산 해리상수($logK^n{_H}$)와 $Cu^{2+}$, $Ni^{2+}$, $Co^{2+}$$Zn^{2+}$에 대한 안정도 상수($logK_{ML}$)를 전위차 적정법으로 결정하였다. 이때 온도는 $25^{\circ}C$ 및 이온강도는 0.10M($KNO_3$)로 고정시켰다. [Cu(bsated)] $(ClO_4)_2$ X-ray구조의 crystal data는 다음과 같다: Monoclinic space group $P2_1/n$, $a=17.856(4){\AA}$, $b=17.709(1){\AA}$, $c=8.539(2){\AA}$, $V=2700(2){\AA}$ with Z=4. tetrabutylammonium perchlorate 전해질의 dimethyl sulfoxide 용액속에서 [Cu(bsated)]$(ClO_4)_2$ 착물의 전기화학적 특성을 순환 전압-전류법 (CV)과 normal pulse voltammertry (NPV, 정상펄스전압전류법)으로 측정하였다.

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