• 대한화학회지
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• 제20권4호
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• pp.309-315
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• 1976

누에고치로 부터 온수로 추출된 세리신을 Sephadex G-75와 G-150을 사용하여 $25^{\circ}C$와 $70^{\circ}C$의 두 온도에서 겔 여과함으로써 분자량 분포를 조사한 결과, 온수추출 세리신의 분자크기에 따른 분포는 가열시 가수분해를 고려한다면 한가지 프렉숀임이 밝혀졌다. 수용성 단백질인 세리신과 아크릴로니트릴의 공중합반응에서 세리신/아크릴로니트릴/물-계는 균일계를 이루며 개시제로서는 단백질에 대하여 효과적이라고 알려진 ceric ammonium nitrate를 사용하였다. 개시제 농도가 증가함에 따라 공중합체의 수득량도 증가하나 어느 특정농도 (0.03 M 세륨염)에서 최대 수득량을 주고 그 이상의 농도에서는 오히려 감소하였다. 세리신 농도의 증가, 아크릴로니트릴 단위체 농도의 증가에 따라서는 일반적으로 공중합체의 수득량도 증가하였다. 그라프트 공중합체의 확인과 조성은 주로 IR 스펙트럼에 의하였고 그라프트율은 200% 내지 1,900%의 넓은 분포를 보였다. 공중합체의 세리신 부분을 가수분해한 후 그라프트된 아크릴로니트릴 중합체의 분자량을 측정한 결과 약 7,000 정도였다.

• 멤브레인
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• 제8권2호
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• pp.94-101
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• 1998

폴리아크릴로니트릴 공중합계의 재질인 한외여과 중공사막 (분획분자량: $5\times 10^4$ Dalton)을 이용하여 금속표면처리 세척수로부터 오일입자를 제거하였다. 오일입자를 분리하고자 할 때 막표면에서의 농도분극 현상으로 투과플럭스를 감소시키므로 농도분극을 억제하기 위하여 질소기체로 역세척을 수행하였다. 정상운전 및 역세척시간을 각기 달리하여 운전함으로써 얻어진 투과플럭스의 거동을 정량적으로 비교하였다. 실험결과, 실질투과플럭스 증가율의 산출을 기준으로 정상운전시간/역세척시간이 10분/40초인 조건이 역세척을 하지 않은 경우와 비교하여 가장 높은 증가율 (약 23%)을 보였다. 하지만, 실제 운전에서 중요하게 고려되는 시간에 따른 투과플럭스의 안정성은 정상운전시간이 연장되면 크게 떨어짐을 알 수 있었다. 막투과플럭스가 역세척압력에 무관하게 일정한 거동을 보이는 레이놀즈수 이상에서는 역세척압력이 증가할수록 투과플럭스는 n제곱승으로 증가하는 상관관계를 보였고, 원료공급속도가 증가할수록 투과플럭스의 증가정도는 상승하는 경향을 나타냈다.

• Membrane and Water Treatment
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• 제12권1호
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• pp.43-49
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• 2021

The Commercial polymeric membranes like Polysulfone (PSF), Polyvinylidene difluoride (PVDF) and Polyacrylonitrile (PAN) which are an integral part of water purification investigation were chosen for the shockwave (SW) exposure experiment. These membranes were prepared by blending polymer (wt. %) / DMF (solvent) followed by phase-inversion casting technique. Shockwaves are generated by using Reddy Tube lab module (Table-top Shocktube) with range of pressure (1.5, 2.5 and 5 bar). Understanding the changes in membrane before and after shock wave treatment by parameters, i.e., pure water flux (PWF), rejection (%), porosity, surface roughness (AFM), morphology (SEM) and contact angle which can significantly affect the membrane's performance. Flux values PSf membranes shows increase, 465 (pristine) to 524 (1.5wt%) LMH at 50 Psi pressure and similar enhancement was observed at 100Psi (625 to 696 LMH). Porosity also shows improvement from 73.6% to 76.84% for 15wt% PSf membranes. It was observed that membranes made of polymers such as PAN and PSF (of high w/w %) exhibits some resistance against shockwaves impact and are stable compared to other membranes. Shockwave pressure of up to 1.5 bar was sufficient enough to change properties which are crucial for performance. Membranes exposed to a maximum pressure of 5 bar completely scratched the surface and with minimum pressure of 1.5bar is optimum enough to improve the water flux and other parameters. Initial results proved that SW may be suitable alternative route to minimize/control membrane fouling and improve efficiency.

• 멤브레인
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• 제31권6호
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• pp.393-403
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• 2021

생체 내 변화에서 효소는 중요한 촉매이다. 효소의 안정성과 재사용성은 촉매 과정에서 중요한 요소이다. 적합한 기질에 효소 고정화는 특정 미세환경의 조성을 통해 효소 활동성을 높인다. 다양한 종류의 분리막이 각각의 생체적합성과 막 표면의 친수성/소수성 조절 용이도에 따라 기질로 사용되었다. 본 논문에서는 셀룰로스, 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리디메틸실록산(PDMS), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리에테르설폰(PES) 고분자 분리막이 소개되고 토의되었다. 고정화 효소를 이용한 유기오염물의 생물적 분해는 제약 회사 및 섬유 회사 등에서 발생하는 오염물질을 친환경적으로 감소할 수 있는 방법이다. 효소 고정화 생물반응기(EMBR)로 기름의 가수분해를 제어할 수 있고 이를 통해 탄소 배출량 감소 및 환경오염을 줄일 수 있다. EMBR로 만들 수 있는 바이오에탄올과 바이오디젤은 화석 연료의 대체제이다.

• 한국재료학회지
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• 제32권2호
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• pp.98-106
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• 2022

Metal-organic frameworks (MOFs) are widely used in various fields because they make it easy to control porous structures according to combinations of metal ions and organic linkers. In addition, ZIF (zeolitic imidazolate framework), a type of MOF, is made up of transition metal ions such as Co²⁺ or Zn²⁺ and linkers such as imidazole or imidazole derivatives. ZIF-67, composed of Co²⁺ and 2-methyl imidazole, exhibits both chemical stability and catalytic activity. Recently, due to increasing need for energy technology and carbon-neutral policies, catalysis applications have attracted tremendous research attention. Moreover, demand is increasing for material development in the electrocatalytic water splitting and metal-air battery fields; there is also a need for bifunctional catalysts capable of both oxidation/reduction reactions. This review summarizes recent progress of bifunctional catalysts for electrocatalytic water splitting and metal-air batteries using ZIF-67. In particular, the field is classified into areas of thermal decomposition, introduction of heterogeneous elements, and complex formation with carbon-based materials or polyacrylonitrile. This review also focuses on synthetic methods and performance evaluation.

• 공업화학
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• 제34권5호
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• pp.488-492
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• 2023

본 연구에서는, 탄화가 가능한 고분자/리그닌 복합소재 필름을 형성한 후, 제어된 온도 프로파일(profile)을 갖는 탄화 공정을 통해 탄화 생성물을 얻는다. 탄화 공정이 리그닌의 탄화 생성물 및 탄소 필름에 미치는 영향을 파악하여 성공적인 탄화물 생산이 가능한지를 탐색하였다. 얻어진 탄소 필름이 다양한 분자들, 비극성 유기 분자, 극성 유기 분자, 염료 분자 등에 보여주는 흡착 특성을 리그닌의 탄화물과 비교하며 자외선/가시광선(UV/Vis) 분광기로 분석하였다. 순환전류법으로 분석한 결과 본 연구에서 활용한 탄화 과정을 통해 탄소 필름이 성공적으로 얻어졌음을 확인하였다. 다양한 흡착 실험 결과 얻어진 탄화 리그닌이 다양한 분자들에 대한 흡착이 가능함을 보여주었고, 특히 염료 분자에 대해 효과가 가장 높게 나타났다. 이는, 분자 크기가 큰 분자에 대해 흡착이 용이함을 암시한다. 복합소재 필름의 경우 도입된 고분자가 리그닌의 흡착 성능을 다소 약화시키는 것으로 나타났다. 이 연구는 금속 양이온에 대한 흡착 거동을 분석한 이전 결과로 함께 향후 연구에 대한 중요한 정보를 제공할 것이다.

• Composites Research
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• 제36권6호
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• pp.402-407
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• 2023

Activated carbon fibers (ACFs) are fibrous form of activated carbon (AC) with higher mechanical strength and flexibility, which make them suitable for building modules for applications including directional gas flow such as air and gas purification. Similarly, ACFs are anticipated to excel in the efficient capture of CO₂. However, due to the difficulties in fabricating monofilament carbon fibers at a laboratory scale, most of the studies regarding ACFs for CO₂ capture have relied on electrospun carbon fibers. In this study, we fabricated monofilament carbon fibers from PAN-based monofilament precursors by stabilization and carbonization. Then, ACFs were successfully prepared by chemical activation using KOH. Different weight ratios ranging from 1:1 to 1:4 were employed in the fabrication of ACFs, and the samples were designated as ACF-1 to ACF-4, respectively. As a function of KOH ratio, increase in surface area could be observed. However, the CO₂ adsorption trend did not follow the surface area trend, and the ACF-3 with second largest surface area exhibited the highest CO₂ adsorption capacity. To understand the phenomena, nitrogen content and ultramicropore distribution, which are important factors determining CO₂ adsorption capacity, were considered. As a result, while nitrogen content could not explain the phenomena, ultramicropore distribution could provide a reasoning that the excessive etching led ACF-4 to develop micropore structure with a broader distribution, resulting in high surface area yet deteriorated CO₂ adsorption.

• 멤브레인
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• 제19권3호
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• pp.252-260
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• 2009

산성 용액의 수처리가 폴리아크릴로니트릴계 중공사형 한외여과막에 미치는 영향을 십자흐름 방식의 순환식 막 모듈 여과 장치를 이용하여 연구하였다. 막 모듈 여과장치를 이용하여 pH 2인 강산성 용액의 수처리를 시작한 지 약 80시간이 경과되었을 때 막 투과량(permeate flux)이 급격히 감소하는 것을 관측하였다. 또한, 수처리 시간 별로 막 모듈 여과장치의 공급조에서 채취한 샘플 용액의 자외선/가시광선 흡수 스펙트럼과 기체 크로마토그래피/질량분석(gas chromatography/mass spectrometry, GC/MS) 스펙트럼을 분석한 결과 수처리 시간이 경과함에 따라 막 모듈을 통과한 농축액 속에 새로운 유기 화합물이 생성된다는 사실을 알아내었다. 질량스펙트럼 분석을 통해 이 화합물을 1,6-dioxacyclododecane-7,12-dione이라고 예측하였으며, 각종 플라스틱 특히 폴리우레탄 제조 시 사용되는 첨가제 중 하나라는 사실도 알아내었다. 수처리에 사용된 막에 대한 전자주사 현미경 사진 및 고체 NMR 분석 등의 추가 실험을 통해 산성 용액 수처리 과정에서 발생한 막 투과량의 감소는 산성 용액 하에서 일어나는 UF막의 변형에 의한 것이 아니라 막 모듈 여과장치에 사용된 폴리우레탄 튜브에서 산과의 반응에 의해 용출된 저 분자량의 유기화합물이 막 오염 현상을 일으켰기 때문인 것으로 결론지었다. 이번 연구 결과는 산성 용액의 수처리 공정 시 UF막 자체의 산에 대한 반응성 뿐 아니라 막 모듈을 포함한 수처리 장치 자체의 산에 대한 반응성 역시 산 용액의 수처리 효율은 물론, 산을 이용한 막의 화학 세정 효율 및 수처리 막의 pH 사용 한계를 결정하는 데 매우 중요한 요소 중 하나라는 것을 보여준다.

• 멤브레인
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• 제23권4호
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• pp.283-289
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• 2013

Poly(vinyl alcohol) (PVA)에 대하여 가교제로써 glutaraldehyde (GA), maleic anhydride (MA)를 이용하여 제조한 코팅용액을 알칼리로 가수분해 시킨 poly acrylonitrile (PAN) 중공사 막표면에 코팅하여 막을 제조하였다. 제조된 막의 투과특성평가를 위해서 물/에탄올 혼합액에 대한 투과증발 실험을 수행하였다. $60^{\circ}C$의 90 wt%의 물/에탄올 혼합액에 대하여 반응온도 및 가교제의 농도변화에 따른 투과도 및 선택도를 측정하였다. 일반적으로 반응온도, 가교제 농도가 증가할 경우 투과도는 낮아지고, 선택도는 증가하는 경향을 보여주었다. 가교제로 GA의 대표적 결과는 반응온도 $120^{\circ}C$, GA 11 wt%로 투과도는 $165g/m^2hr$ 선택도는 81이고, MA는 반응온도 $120^{\circ}C$, MA 11 wt%로 투과도는 $174g/m^2hr$ 선택도는 73의 결과를 얻을 수 있었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제44권5호
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• pp.750-759
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• 2016

크라프트 리그닌-polyacrylonitrile (PAN) 그라프트 공중합체의 전기방사 나노섬유매트를 열처리와 이산화망간($MnO_2$) 전기증착법을 이용하여 리그닌 기반 탄소나노섬유 매트(lignin based carbon nanofiber mat, LCNFM)로 제조하고, 슈퍼캐퍼시터용 전극소재(electrode)로의 응용가능성에 대하여 조사하였다. 전기증착 처리시간이 길수록 $MnO_2$-LCNFM 표면의 흡착되는 이산화망간양이 증가하였으며, 이에 따른 탄소나노섬유의 직경과 이산화망간 흡착층이 증가하였다. $MnO_2$-LCNFM 전극의 전기 화학적 특성을 순환전압전류측정(cyclic voltammetry)을 통해 평가하였고, 최대 $168.0mF{\cdot}cm^{-2}$의 비축적용량을 보였다. $MnO_2$-LCNFM를 이용하여 $H_3PO_4$/Polyvinyl alcohol 겔 전해질로 제작한 하이브리드 슈퍼캐퍼시터(hybrid supercapacitor)는 약 90%의 전기용량 효율(capacitance efficiency)을 보였으며, 1,000회의 충 방전 시험에서 안정적인 거동을 나타냈다.