• 한국재료학회지
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• 제30권3호
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• pp.136-141
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• 2020

The magnetocaloric effect (MCE), which is the reversible temperature change of magnetic materials due to an applied magnetic field, occurs largely in the vicinity of the magnetic phase transition temperature. This phenomenon can be used to induce magnetic refrigeration, a viable, energy-efficient solid-state cooling technology. Recently, Metal-organic frameworks (MOFs), due to their structural diversity of tunable crystalline pore structure and chemical functionality, have been studied as good candidates for magnetic refrigeration materials in the cryogenic region. In cryogenic cooling applications, MCE using MOF can have great potential, and is even considered comparable to conventional lanthanum alloys and magnetic nanoparticles. Owing to the presence of large internal pores, however, MOF also exhibits the drawback of low magnetic density. To overcome this problem, therefore, recent reports in literature that achieve high magnetic entropy change using a dense structure formation and ligand tuning are introduced.

• Nano
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• 제13권11호
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• pp.1850132.1-1850132.14
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• 2018

The direct synthesis of metal-organic frameworks (MOFs) with acidic and basic active sites is challenging due to the introduction of functional groups by post-functionalization method often jeopardize the framework integrity. Herein, we report the direct synthesis of acid-base bifunctional MOFs with tuning acid-base strength. Employing modulated hydrothermal (MHT) approach, microporous MOFs named $UiO-66-NH_2$ was prepared. Through the ring-opening reaction of 1,3-propanesultone with amino group, $UiO-66-NH_2-SO_3H-type$ catalysts can be obtained. The synthesized catalysts were well characterized and their catalytic performances were evaluated in one-pot glucose to 5-HMF conversion. Results revealed the acid-base bi-functional catalyst possessed high activity and excellent stability. This work provides a general and economically viable approach for the large-scale synthesis of acid-base bi-functional MOFs for their potential use in catalysis field.

• 공업화학
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• 제30권5호
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• pp.513-522
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• 2019

유기물질, 전이금속 및 유기-금속 구조체(MOFs)를 기반으로 하는 촉매들이 유기인 계열 독성물질들을 분해하고 제거하는데 효과적임이 보고되어 왔다. 최근 20년간 독성물질 분해연구를 위해 다공성 MOFs들이 응용 목적에 맞게 디자인되고 합성되었다. $Zr_6$ 기반의 금속노드와 유기결합체를 가지는 MOFs들은 세공크기, 공극률, 표면적, Lewis acidic 자리 그리고 열적 안정성 등과 같은 기본구조내의 변형이 가능하기 때문에 화학작용제, 살충제 및 제초제를 제거하는 촉매로 널리 사용되어왔다. 본 리뷰에서는 구조, 안정성, 입자크기, 연결된 리간드 수, 유기 기능기 등에 따른 MOFs들의 촉매효율과의 연관성을 다루게 될 것이다.

• Korean Journal of Chemical Engineering
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• 제36권6호
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• pp.975-980
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• 2019

Infrared (IR) spectroscopy is a powerful technique for observing organic molecules, as it combines sensitive vibrational excitations with a non-destructive probe. However, gaseous volatile compounds in the air are challenging to detect, as they are not easy to immobilize in a sensing device and give enough signal by themselves. In this study, we fabricated a thin nanocrystalline metal-organic framework (nMOF) film on a surface plasmon resonance (SPR) substrate to enhance the IR vibration signal of the gaseous volatile compounds captured within the nMOF pores. Specifically, we synthesized nanocrystalline HKUST-1 (nHKUST-1) particles of ca. 80 nm diameter and used a colloidal dispersion of these particles to fabricate nHKUST-1 films by a spin-coating process. After finding that benzene was readily adsorbed onto nHKUST-1, an nHKUST-1 film deposited on a plasmonic Au substrate was successfully applied to the IR detection of gaseous benzene in air using surface-enhanced IR spectroscopy.

• 멤브레인
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• 제28권2호
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• pp.136-141
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• 2018

이산화탄소($CO_2$)는 천연 가스, 바이오 가스, 매립 가스의 성분으로 존재할 뿐만 아니라 화석연료의 주요 연소 생성물로써 온실 가스의 주범이다. 특히 내연기관의 연료 고효율을 얻고, 가스 수송시스템의 부식을 방지하며, 기후변화에 선제적으로 대응하기 위해서는 이산화탄소($CO_2$)의 저감 또는 제거 기술이 필수적이다. 지난 수십 년간, 멤브레인 기반 기술의 구성 및 설계 단순성에 의하여 관련 연구가 많이 이루어져 왔으며 많은 발전을 이루었다. 최근 들어, 기존 멤브레인 기반 분리 뿐만 아니라, 새로운 흡착제 기반 분리 기술 등에 대한 관심도 높아지고 있다. 특히, 최근 각광받고 있는 유기-금속 골격체(Metal Organic Frameworks, MOFs)의 경우, 일반 다공질 흡착제와는 다른 독특한 성질(Flexibility, Gating effect 또는 Open Metal Sites 등)로 인하여, 이를 활용한 다양한 기체 분리 연구가 늘어나고 있는 추세이다. 따라서 본 연구에서는 대표적 플렉서블한 물질인 MIL-53(Al)과 강한 결합에너지 site를 다수 보유한 대표적 MOF 물질인 MOF-74(Ni)를 활용하여 온도 및 압력에 따른 이산화탄소 메탄 분리 성능 비교 분석하였으며, 각 물질의 특성별 압력 및 온도에 따라 변화하는 적정 분리 구간을 제시하였다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제13권6호
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• pp.1153-1171
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• 2010

Hydrogen is the most abundant element in the universe. Although hydrogen can produce three times more energy than gasoline and seven times than coal, the most challenging problem in utilizing hydrogen as energy carrier is its storage problem. In contrast to the liquid hydrocarbon, hydrogen can not be stored or transported easily and safely because of its extremely low boiling point(21K). Recently scientists have made a tremendous achievement in storing hydrogen capacity in solid state materials such as carbon based and metal organic frameworks materials as well as metal hydrides. In this review the author reviewed the status of the hydrogen storage technologies in solid state, the advantages and disadvantages in each category of materials and the future prospects of hydrogen storage.

• 공업화학
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• 제33권3호
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• pp.296-301
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• 2022

UiO-66과 같은 지르코늄 기반 금속유기골격체(Zr-MOFs)는 비표면적이 넓고 선택적 흡착 능력이 뛰어나 전장환경에서 화학작용제 방호 물질로써 주목받고 있다. 하지만 대부분의 금속유기골격체는 약한 금속-유기 리간드 결합과 공극의 존재로 인하여 대기 중에 노출 시 물 분자와의 반응으로 선택적 흡착 성능이 저하되는 문제점이 있다. 이에 본 연구에서는 대표적인 소수성 고분자 물질인 폴리디메틸실록산(PDMS)을 지르코늄 기반 금속유기골격체인 UiO-66 표면에 코팅하였고, 전장환경에서 적용 가능성을 평가하기 위해 고습 환경에서 diisopropyl methylphosphonate (DIMP)와 같은 유사 화학작용제의 흡착 성능 지속성을 코팅 전과 비교하였다. PDMS를 코팅한 UiO-66의 표면 구조와 유기 작용기 분포를 분석한 결과 실리콘이 고르게 도포된 것을 확인하였으며, 접촉각을 측정한 결과 PDMS를 코팅한 UiO-66에서 30° 이상 접촉각이 증가하여 소수성이 증대한 것을 확인하였다. 또한 UiO-66과 PDMS를 코팅한 UiO-66을 흡착제로 사용하여 고습 환경에서 유사 화학작용제인 DIMP의 흡착 성능 지속성을 확인한 결과 PDMS를 코팅한 UiO-66가 기존의 UiO-66에 비하여 높은 DIMP 흡착 성능 지속성을 나타내는 것을 알 수 있었다.

• 멤브레인
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• 제32권6호
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• pp.367-382
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• 2022

유기 전구체와 금속 이온, 또는 금속-옥소 클로스터 간의 규칙적 배열을 통한 종의 다양성을 장점으로 하는 금속-유기 골격체(Metal-Organic Frameworks, MOFs)는 에너지 사용량이 높은 상변화 기반 분리공정을 대체할 수 있는 에너지 효율적인 막 기반 분리 기술의 개발 가능성을 열어주었다. 이에 최근 10년 동안 다결정 MOFs 분리막 합성 기술에서 상당한 진전이 있었지만, 매우 제한된 종류의 MOFs만이 활용되고 있다. 이러한 기술 개발의 정체는 다결정 분리막의 비 선택적인 확산 경로인 결정 사이 결함(intercrystalline defects)에 대한 명확한 해결법이 없기 때문이다. 후처리 성능 제어기술(postsynthetic modifications, PSMs)은 기존 분리막을 플랫폼으로 활용하고 이를 물리적 그리고/혹은 화학적으로 처리함을 통해 분리 특성을 개선 혹은 변경하는 기술을 말한다. PSMs 기술은 특정 분리막을 개발하는 데 있어서 새로운 MOFs를 설계하거나 막 합성 기술을 개발하지 않아도 된다는 장점이 있어서 다결정 MOF 분리막의 다양성을 제공하기 위한 새로 부상하는 전략으로 평가 된다. 본 총설에서는 PSMs 기술을 7개의 세부기술((1) 공유결합법, (2) 결정간 결함 플러깅법, (3) 결정 내부 결함 치유법, (4) 기공내 기능성 소재 함침법, (5) 기공 경화법, (6) 전구체 치환법 및 (7) 비정질화법)로 분류하고, 각 세부기술의 연구 동향 및 도전과제 그리고 향후 연구 방향에 대해 논의하고자 한다.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제30권7호
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• pp.10-19
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• 2017

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제35권8호
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• pp.2477-2480
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• 2014

Thermal degradation of titanium-containing metal-organic frameworks (MOFs; MIL-125 and MIL-125-$NH_2$ at $350^{\circ}C$ for 6 h in air produced $TiO_2$ nanoparticles of ca. 10 nm in diameter. Scanning electron and transmission electron microscope analyses indicated that those nanoparticles were aggregated randomly within each crystalline particle of their MOF precursors. The $TiO_2$ nanoparticles prepared from MIL-125-$NH_2$ exhibited higher activity for the degradation of 4-chlorophenol under visible light.