• 제목/요약/키워드: 분자흡착

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그래핀 위 TCPP(Tetra(4-carboxyphenyl)porphine) 유기분자의 흡착구조

  • 백재윤;강세준;신현준;김기정;김봉수
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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    • pp.342-342
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    • 2011
  • 방사광을 이용한 흡수스펙트럼으로부터 그래핀 표면 위 TCPP(Tetra(4-carboxyphenyl)porphine) 유기 분자의 흡착구조에 대하여 연구하였다. 순수한 그래핀 표면의 비활성도는 소자응용 분야에 있어 그 영역을 제한할 수 있는 하나의 걸림돌이 되고 있다. 이를 극복하기 위해 유기분자막의 초기 흡착을 이용한 다양한 방법이 시도되어왔다. 그 중 TCPP 분자막을 이용한 그래핀 표면의 기능성 및 그 우수성을 이미 보고한 바 있다. 그러나 그 분자의 흡착구조에 대해 밝혀진 바 없다. 그래핀 표면과 분자간의 흡착 메커니즘 및 분자 상호간의 역학관계는 그 흡착구조의 규명으로부터 얻어질 수 있는데, 본 연구에서는 C 1s K-edge에 대한 NEXAFS 스펙트럼을 이용하여 TCPP 분자가 그래핀과 평행한 방향으로 흡착됨을 알 수 있었다. 이는 또한 분자흡착량의 증가에 따른 AFM 이미지와 일관됨을 알 수 있었다.

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In/Si (111)의 다양한 표면에 PTCDA분자흡착에 대한 변화 연구

  • 신동철;김상한;이근섭
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.142-142
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    • 2012
  • 다양한 In/Si (111) 표면에 PTCDA분자를 흡착하여 일어나는 현상에 대해 STM을 이용하여 실험하였다. PTCDA분자가 $\sqrt{31}{\times}\sqrt{31}$ 표면에서는 강한 표면-분자 상호작용 때문에 배열되지 않고 고립된 분자로 흡착되며 $\sqrt{7}{\times}\sqrt{3}$-hex표면에서는 표면-분자 상호작용이 약하여 분자와 분자 사이의 상호작용으로 수소결합을 통한 2차원 herringbone 구조를 형성한다. 하지만 $4{\times}1$ 표면에서는 수소결합 없이 준 1차원 배열을 형성하며 지금까지 연구된 다른 모든 표면에서 수소결합에 의하여 분자배열을 이루는 것과 대조된다. 이는 $4{\times}1$ 표면에서 표면-분자 사이의 상호작용에 의해 분자배열이 결정되기 때문이다. 또한, Si (111)$-7{\times}7$면 위에 서로 다른 덮힘양의 In 원자를 포함하는$\sqrt{3}{\times}\sqrt{3}$, $2{\times}2$, 그리고 $\sqrt{7}{\times}\sqrt{3}$-hex상이 같이 있는 표면에 PTCDA분자를 흡착할 경우, PTCDA분자의 흡착이 In층 안에서 In 원자를 이동시키면서 국소적으로 in의 덮힘양이 많은 상으로 변화시키는 것을 관찰하였다. PTCDA분자가 In원자를 이동시키는 이유는 상대적으로 약한 In층과의 결합보다는 더 강한 Si (111)표면과의 결합을 위한 것으로 해석된다.

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리그닌 및 고분자/리그닌 복합소재 탄화 생성물의 흡착 특성 비교 (Comparative Study on Adsorption Properties of Carbons Derived from Lignin and Polymer/Lignin Composite Precursors)

  • 임영순;진아현;박선영;김미정;배준원
    • 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.

제올라이트 L 중 에탄과 프로판의 흡착성질에 대한 몬테칼로 시뮬레이션 (Monte Carlo Simulation on the Adsorption Properties of Ethane and Propane in Zeolite L)

  • 문성두;최대웅;김양
    • 대한화학회지
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    • 제42권1호
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    • pp.16-21
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    • 1998
  • 칼륨이온이 교환된 제올라이트 L중 에탄과 프로판의 흡착 성질을 그랜드 카노니칼 앙상블 몬테칼로 시뮬레이션을 이용하여 연구하였다. 퍼텐셜 계산에서 흡착분자의 $CH_3\;와\; CH_2$그룹을 하나의 유사원자로 고려하였으며, 분자 내의 결합길이와 결합각도는 시뮬레이션 과정에서 고정시켰다. 단위세포당 평균 분자수, 단위세포당 분자들의 분포, 제올라이트 중 분자의 수밀도, 흡착 분자의 평균 퍼텐셜, 그리고 등량흡착열을 계산하였고, 이들을 실험 결과와 비교하였다. 에탄의 시뮬레이션 결과는 넓은 온도 범위에서 실험값과 상당히 잘 일치하였다. 에탄과 프로판 분자의 퍼텐셜은 흡착량의 증가에 따라 천천히 감소하였다.

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선택적 가스분리를 위한 활성탄소섬유의 분자체 특성 연구 (Studies on Molecular Sieve Characteristics of Activated Carbon Fibers for Selective Gas Separation)

  • 박병배;김도수;박영성
    • 한국세라믹학회지
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    • 제38권1호
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    • pp.1-8
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    • 2001
  • 선택적 가스분리를 위한 분자체탄소(Molecular Sieve Carbon: MSC)로서의 활용을 위해 제조된 활성탄소섬유의 흡착능과 분자체 특성이 다양한 분자크기를 갖는 가스 흡착실험을 통해 조사되었다. 각 활성화 조건별 세공크기분포와 세공발달 전개과정을 유추함으로서, 세공크기분포의 조절이 가능하게 되었으며 활성탄소섬유의 분자체 탄소로서 활용을 용이하게 할 수 있었다. 800, 85$0^{\circ}C$의 온도로 수증기에 의해 활성화한 활성탄소섬유의 경우 burn-off가 각각 50, 40% 정도를 가진 활성탄소섬유가 비교적 작은 분자크기(0.3~0.4nm)의 흡착질에 대한 분자체 특성을 나타냈다. 또한, 다양한 분자크기의 흡착질을 포함하는 혼합가스의 유속과 흡착온도의 조절로서 원하는 흡착질의 선택적 분리를 위해 활성탄소섬유가 갖는 분자체 특성 향상을 보였다.

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탄소질 흡착제에 가스 상 분자의 흡착 특성에 대한 이론적 연구 (A theoretical study of the adsorption characteristics of gaseous molecules on the carbonaceous adsorbent)

  • 신창호;이영택;김정열;김승준
    • 분석과학
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    • 제18권4호
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    • pp.309-319
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    • 2005
  • 본 연구는 흡착제와 기체상 분자의 흡착특성을 연구하기 위하여 탄소질 흡착제의 세공크기 및 흡착 온도와 압력에 따른 기체상 분자들의 흡착용량을 Crand Canonical Monte Carlo(GCMC) 분자모사 방법으로 예측하였다. 사용된 흡착질에 대한 분자구조 및 분자 분광학적 성질에 대해서는 범밀도함수이론(DFT)을 이용하여 계산하였다. 온도에 따른 흡착효과는 온도가 증가할수록 흡착량은 감소하는 경향을 보였으며, 흡착질의 크기, 극성, 그리고 흡착질간의 상호작용 등에 따라서도 흡착효과는 일정한 상관관계를 나타내는 것으로 예측되었다. 본 연구에 사용된 모든 경우에 대하여 탄소질 흡착제에 흡착되는 순서는 $NH_3$ < $H_2S$ < $CH_3SH$ 순으로 예측되었으며, 이러한 이론적 예측은 실험에 의한 관찰 결과와 정성적으로 잘 일치하는 것으로 나타났다.

Si(001)에 흡착되는 NO에 대한 제일원리 분자동역학 연구 (First-principles molecular dynamics study of NO adsorption on Si(001))

  • 정석민
    • 한국진공학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.97-102
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    • 2005
  • 제일원리 분자동역학 방법을 이용하여 Si(001) 표면에 NO 분자 흡착을 연구하였다. NO 분자가 Si(001)의 dimer축과 나란히 흡착될 경우에 50K에서도 분해가 일어났다. 이를 에너지 장벽으로 환산해 보면 0.006eV로서 거의 무시해도 좋을 정도이다 만일 NO 분자가 표면에 수직으로 들어오면 이웃에 있는 dimer에 걸쳐서 분해가 일어났다. 이 경우는 에너지 장벽은 0.08eV 정도였으며 여전히 낮은 수준이다. 분해가 된 산소분자는 dimer와 기판 사이의 backbend로 파고들어서 (에너지 장벽 0.007eV) 안정된 구조를 만들었다. 또 dimer에 나란히 흡착된 분자 상태의 경우는 N=Si_3$를 만들기도 하는데 속전자준위분광학(core level spectroscopy) 실험 결과와 일치한다.

은 콜로이드 표면에 흡착된 o-Diiodobenzene의 흡착양식 (Surface Geometry of o-Diiodobenzene Adsorbed on Silver Colloid Surface)

  • 서정쌍
    • 대한화학회지
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    • 제36권2호
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    • pp.169-173
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    • 1992
  • 은 콜로이드 표면에 흡착된 o-diiodobenzene (ODIB)의 흡착양식을 연구하였다. 이 분자는 하루된 콜로이드 표면에서는 수직하게 흡착되는 반면 한달된 콜로이드 표면에서는 평행하게 혹은 수직하게 흡착된다. ODIB의 표면흡착양식은 사용한 콜로이드 표면의 원자척도의 거칠기에 영향을 받는다. 평행하게 흡착된 ODIB의 SERS 강도는 수직하게 흡착된 경우보다 훨씬 더 강하다. 이는 표면에서부터 분자 중심까지의 거리가 평행한 흡착양식의 경우 수직한 경우보다 더 가깝기 때문이라 여겨진다.

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벤젠과 p-크실렌의 물리흡착에 대한 통계열역학적 고찰 (Statistical thermodynamics of Physical Adsorption of Benzene and p-Xylene)

  • 안운선;이광순;곽현태
    • 대한화학회지
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    • 제22권5호
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    • pp.289-294
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    • 1978
  • 흑연과 산화알루미늄(Alucer) 표면에 흡착된 벤젠이나 p-크실렌분자가 submonolayer 영역에서 어떤 흡착상태를 이루고 있는가를 이론적으로 살펴보기 위하여, 이들 흡착질 분자를 2차원 기체와 조화진동자의 두가지 모형으로 가정하고 통계열역학적으로 흡착엔트로피를 계산하여 실험치와 비교하였다. 그 결과 벤젠은 흑연표면에서 조화진동 운동을 하며, 산화알루미늄 표면에서는 비편재된 상태에 있다는 것을 알게 되었다. 흡착제 표면에서 흡착된 분자가 조화진동 운동을 한다고 가정할 경우 조절가능한 파라미터로 도입된 분자진동수는 $10^{11}\;sec^{-1}$로서 대단히 합리적인 값을 얻었다. p-크실렌분자가 흑연이나 산화알루미늄 표면에 흡착될 때는 단분자층이 이루어지기 훨씬 전에 비정상적인 값들이 나타난다.

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