• 공업화학
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• 제27권4호
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• pp.358-365
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• 2016

수자원의 효과적 활용을 위해 유해물질을 제거하는 기술이 중요하며 흡착이 하나의 경쟁력 있는 기술로 검토/개발되고 있다. 흡착공정이 경쟁력을 가지기 위해서는 뛰어난 성능의 흡착제 개발이 중요하다. 유기물과 무기물 모두를 함유한 금속-유기 골격체(metal-organic frameworks, MOFs)는 큰 표면적, 세공부피, 잘 정의된 세공 구조 및 용이한 기능화 등으로 인해 다양한 흡착에 활용되고 있다. 본 고에서는 MOFs를 이용하여 물로부터 유해한 유기물을 흡착제거하는 기술을 요약, 정리하였다. 단순히 흡착량이나 속도를 증가하는 연구 대신에 흡착질과 흡착제 간의 상호작용의 메커니즘을 요약하였고 이를 위해 MOFs를 수정/기능화한 연구를 정리하였다. 이러한 요약으로부터 독자들은 유해물질의 흡착제거를 위한 흡착제의 필요 물성 및 수정에 대해 이해를 하게 될 것이며 흡착 외에 유기물들의 저장 및 전달에 대한 새로운 아이디어를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제17권4호
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• pp.510-520
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• 2014

Metal-Organic Frameworks(MOFs) are attracting attentions from various fields including chemistry, materials science, physics and medical science because of its exceptionally large pore volumes and surface areas which far exceed those of zeolites. The possibilities of applications of MOFs for gas separation, catalysts, drug delivery, and high explosives detections have already been verified. In these review the author describes the structures, synthetic methods and applications of MOFs based on the literatures published during last 15 years to give the readers general pictures of MOF itself as well as the global research trends of these materials.

• 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.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제18권4호
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• pp.376-386
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• 2015

MOFs(Metal-Organic Frameworks) are new kinds of materials comprised of metal ions and functional organic ligands, and have large pores in its rigid structures which give the materials various functionalities, including gas absorption, separation, drug delivery etc. Recently photoluminescence properties of MOFs and possibilities of its application to high explosive sensing technologies are drawing attentions from scientists and engineers, because these methods are simple, cheap and easy to perform detection operations. In this article the author reviews the mechanisms of photoluminescence of MOFs, the detection methods of high explosives using MOFs and recent research progresses based on the papers published mainly during last 10 years.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권1호
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• pp.1-7
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• 2023

가스 분리 기술은 혼합 가스로부터 신재생에너지 자원 및 환경 오염 물질과 관련된 수소(H₂) 및 이산화탄소(CO₂)와 같은 주요 가스를 효과적으로 추출할 수 있기 때문에 매우 유용하다. 에너지 소비를 줄이기 위한 가스 분리 기술로서 분리막 공정과 흡착 공정이 널리 사용되고 있는데, 두 공정 모두 분리막과 흡착제의 역할을 하는 다공성 물질이 필요하다. 특히 다공성 물질의 한 종류인 금속-유기물 골격체(Metal-organic frameworks, MOFs)는 가스 흡착 및 분리를 목적으로 발전되었다. 그런데 MOF 구조의 수가 지속적으로 증가하고 있지만 시행착오 실험을 통해 우수한 MOF 기반의 분리막과 흡착제를 발견하는데 효율적이지 않다. 따라서 수소와 이산화탄소를 분리할 수 있는 고성능 다공성 물질의 발견을 가속화하기 위해 고속전산스크리닝(High-throughput computational screening) 기술이 등장하였고 현재까지 활용되고 있다. 본 리뷰에서는 다공성 물질에 대한 중요한 연구와 수소와 이산화탄소의 가스 분리에 초점을 맞춘 고속 전산스크리닝 기술을 소개한다.

• 한국자기학회지
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• 제14권2호
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• pp.83-88
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• 2004

자성의 양자 역학적 터널 효과의 발견 이후 학술적 관심이 증대된 분자 자성체의 자기적 성질과 양자역학적 효과에 대하여 고찰하였다. 분자 자성체는 유기물 골격 구조 안에 자성 이온이 일정한 구조를 가지고 배열되어 있는 금속-유기물 분자로서, 동일한 구조를 가지는 분자들 간의 자기적 상호작용이 매우 작은 분자들이 거대한 분자-결정을 형성하고 있다. 이러한 이유로 기존의 자성 물질에 비해서 많은 특이한 성질들을 가지고 있는데 특히 거시적 측정의 결과가 미시적인 특성, 즉, 분자의 자기적 성질을 그대로 보여 준다는 점은 매우 흥미롭다. 분자 자성체의 자성에 대해 고찰함에 있어서 미시적인 연구 방법인 핵자기 공명법을 이용한 연구들에 중점을 두고 고찰하였다. Mnl2-ac에서 발견된 자성의 양자적 터널 현상을 핵자기 공명법으로 관측하는 방법에 대하여 연구하였고 그것을 이용한 양자역학적 터널 현상에 대한 미시적 연구도 고찰하였다. 또한 분자 자성체에서 핵자기 공명법으로 처음으로 발견된 레벨간의 교차효과도 그 물리적 의미를 실험 결과들을 가지고 고찰하였다. 이러한 분자 자성체 대한 연구는 향후 응용분야에서 필요할 자기 기억 소자의 크기의 한계에 대한 정보를 줄 수 있고, 양자 컴퓨터에의 응용에 필요한 기초 지식을 제공할 것이다. 학술적인 면에서는 지금까지 잘 이해되지 않고 실험적으로 검증이 되지 않았던 많은 양자역학적 이론들의 실험적 검증이 가능할 것이다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제9권4호
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• pp.42-51
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• 2004

본 연구에서는 캐나다 산 피트 모스(Canadian Sphagnum peat moss)시료로부터 산${\cdot}$염기 침전법을 이용하여 휴믹산(p-HA), 풀빅산(p-FA), 휴민(p-Humin)을 순수분리 하였고, 화학적(원소분석, pH 적정) 및 분광학적(적외선 및 핵자기공명 분광분석)방법을 이용하여 피트모스와 각 휴믹 성분의 특성(원소성분비, 양성자교환용량(PEC), 작용기 및 분자구조)을 규명하였다. 또한, Cd(II)을 흡착시킨 p-Humin의 적외선 스펙트럼 분석을 통하여 휴믹분자의 금속이온 결합자리를 확인하였다. 이상에서 얻어진 특성분석 결과는 문헌에 제시된 토양 휴믹물질의 특성과 함께 비교 분석하였다. 본 연구의 주요 목적은 유기물 집적 층인 피트 모스에 존재하는 휴믹물질의 친환경적 응용에 필요한 기초 물질 특성 자료를 제공함에 있다. 순수분리 결과, p-Humin 및 p-HA와 p-FA의 함량은 피트 모스 전체유기물 함량($957{\pm}32g/kg$)의 각각 $76\%,\;18\%,\;3\%$로 분포하였으며, 원소 성분비는 p-Humin이 $C_{1.00}H_{1.52}O_{0.79}N_{0.01}$로서 p-HA($C_{1.00}H_{1.09}O_{0.51}N_{0.02}$), p-FA($C_{1.00}H_{1.08}O_{0.65}N_{0.01}$)에 비하여 H/C와 (N+O)/C 비가 상대적으로 더 높았다. pH 적정분석을 통한 산/염기 특성 분석결과, 피트 모스 휴믹 분자에는 서로 다른 환경에 있는 두 종류의 산성 작용기가 존재함을 알 수 있었으며, PEC(meq/g) 값은 p-FA(4.91) >p-HA(4.09) >p-Humin(2.38)의 순으로 나타났다. 적외선 스펙트럼 분석 결과, 피트모스 휴믹물질의 작용기 기본 특성은 기존 토양 휴믹물질과 유사하였으며, 금속이온 주요 결합작용기는 -COOH임을 확인하였다. 피트 휴믹 분자의 탄소 골격은 전반적으로 낮은 휴믹화 단계의 물질 특성을 보였으며, $^{13}C$-핵자기공명 스펙트럼 분석을 통해 p-Humin과 용해성 휴믹 성분(p-HA, p-FA)의 분자구조 특성의 차이점을 밝힐 수 있었다.

• 대한화학회지
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• 제53권5호
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• pp.553-559
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• 2009

Metal organic frameworks (MOF)과 유사하게 금속과 유기물로 이루어진 골격 물질 중 제올라이 트와 유사한 구조를 갖는 zeolitic imidazolate framework (ZIF)를 처음으로 마이크로파(MW)를 이용하여 합성하였다. ZIF 중 잘 알려진 ZIF-8을 전통적인 전기 가열(CE)과 마이크로파 조사로 합성하였으며 ZIF-8은 $140{\sim}180^{\circ}C}$의 범위에서 용이하게 얻을 수 있었다. MW 합성에 의해 ZIF-8을 신속 하게 합성할 수 있었으며 결정 크기는 전통적인 합성에 비해 전반적으로 감소하였다. $140{^{\circ}C}$에서의 합성 결과 전통 적인 합성에 비해 MW에 의해 약 5배의 반응 속도가 증가함을 알 수 있었고 4시간 이내에 합성 반응이 종료됨을 알 수 있었다. MW로 얻어진 ZIF-8은 CE에 의한 ZIF-8에 비해 증가된 표면적과 세공부피를 가 졌다. 얻어진 모든 ZIF-8은 질소 흡착 실험 결과 type-I 흡착 등온선을 보였고 미세 세공을 가짐을 알 수 있었다. FTIR 및 TGA 결과 두 방법으로 얻어진 ZIF-8은 서로 유사한 결합 및 열적 특성을 보였다.