• 제목/요약/키워드: 화학적 반응

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산화아연의 박막 또는 나노선의 전기화학적 합성과 자외선 센서의 적용

  • 윤상화;이동규;유봉영
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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    • pp.26.2-26.2
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    • 2011
  • 최근 주목 받고 있는 산화아연(ZnO)은 레이저 다이오드, 가스 센서, 자외선 센서, 투명전극 등으로 다양하게 사용될 수 있어 연구개발이 폭 넓게 이루어지고 있는 상황이다. 특히, 3.3 eV의 direct bandgap 에너지를 가지고 있는 ZnO은 현재 자외선센서로 많이 적용되고 있는 물질인 GaN계열을 대체할 수 있는 유망한 물질로 주목 받고 있다. 공기중의 산소나 수분의 표면반응에 의한 자외선 측정을 하는 ZnO을 나노선으로 만들게 되면, 표면대비 부피비가 박막에 비해 급격히 증가하기 때문에 민감도가 커지고 반응시간이 짧아지게 된다. 본 연구에서는 자외선센서의 민감도와 반응성을 향상시키기 위해 전기화학적 합성법을 통해 ZnO의 박막과 나노선을 제조하였다. 사진공정을 통해 3 ${\mu}m$의 간격을 가진 금(Au) 전극을 만든 후, 전기화학적 합성법을 통해 아연이온이 포함된 용액에서 정전류를 흘려보내 아연 또는 ZnO을 증착시킬 수 있었다. 첫 번째로 ZnO을 양쪽 Au 전극에서 동시에 증착하여 두 박막이 접합하였고, 두 번째는 100nm의 지름을 가진 Ni 나노선를 전극 양쪽에서 자석을 통해 자기장을 형성해 정렬시키고 ZnO을 Au 전극과 Ni 나노선에 증착한 후, Ni 나노선를 산화시킴으로써, ZnO 나노구조를 형성하였다. 세 번째로는 Au 전극 양쪽에 아연을 전기화학적 합성을 하여 박막으로 증착하고 고온에서 산화과정을 통해 100 nm 이하의 지름을 가진 ZnO 나노선를 형성하였다. 이렇게 만들어진 세가지 구조의 ZnO의 나노구조와 결정성은 주사전자현미경과 X선 회절 분석기를 통해 측정하였으며, 자외선에 대한 민감도와 반응성은 365 nm의 파장을 가진 자외선발생기와 소스미터장치를 통해 측정하였다. 박막에서 100 nm 이하의 지름을 가진 ZnO 나노선로 갈 수록 자외선에 대한 민감도와 반응성이 향상되었다.

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전이금속(Ⅳ) 착물들의 전자적 성질과 전기 화학적 거동에 관한 연구(Ⅳ) (A Study on the Electronic Properties and Electrochemical Behavior of Transition Metal(Ⅳ) Complexes (Ⅳ))

  • 최칠남;손효열
    • 대한화학회지
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    • 제39권5호
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    • pp.356-363
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    • 1995
  • 유기 리간드(디크로로 비스[η-싸이크로 펜타디엔닐])을 가지고 전이금속 4가$(Nb^{4+}와\;Mo^{4+}$와의 착물들에 대한 거동을 UV-vis 분광학적, 자기적, 그리고 전기화학적 방법에 의해 조사하였다. 2 또는 3개의 에너지 흡수띠가 이들 착물들의 스펙트라에 의해 관찰되었다. 결정장 갈라짐 에너지 크기와 스핀 짝지움 에너지 그리고 결합 세기는 착물들의 스펙트라로부터 얻어졌다. 이들은 비편재화이고, 낮은 스핀 상태이며 그리고 강한 결합 세기임을 알았다. 자기쌍극자 모멘트는 상자기성과 반자기성 착물이었다. 착물들의 산화환원 과정은 비수용매속에서 순환 전압전류법에 의해서 조사되었다. Nb-C 착물의 산화환원 반응과정은 일전자의 확산과 반응 전류에 의한 짝-단일 반응이었고 또한 Mo-C 착물에서는 일전자의 반응전류에 의한 짝-단일 반응이었다.

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초음파 수처리 공정 개발을 위한 반응기 설계 기초 연구 (Basic Study on the Design and Optimization of Sonoreactors for Sonochemical Water/Wastewater Treatment Processes)

  • 김슬기;손영규
    • 한국습지학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.205-212
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    • 2014
  • 본 연구는 환경, 에너지, 재료 등 다양한 분야에 적용할 수 있는 초음파 기술을 수처리 공정에 적용하기 위한 기초 연구로 수행되었다. 초음파 기술과 같은 고도산화처리공법은 중금속, 내분비계장애물질, 의약물질 등의 미량오염물질 처리에 효과적이어서 하천, 호소, 습지의 수질 향상에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 초음파 기술은 파를 기반으로 하기 때문에 본 연구에서는 적용 주파수의 파장을 이용하여 $0{\sim}4{\lambda}$ 구간의 수위를 $1/4{\lambda}$ 간격으로 나누어 동일한 유입에너지 조건에서 발생하는 열에너지 및 초음파 캐비테이션의 화학적 효과를 정량화 하였다. 실험 결과 낮은 수위 (적은 부피)의 에너지 밀도가 높은 조건보다 높은 수위 (큰 부피)의 에너지 밀도가 낮은 조건에서 열에너지 및 화학적 효과가 극대화되는 것을 확인하였다. 이러한 현상을 반응기 내부의 캐비테이션 활성도 시각화를 통해 알아본 결과, 높은 수위 (큰 부피) 조건에서는 에너지 밀도가 낮음에도 불구하고 반응기 전체적으로 높은 활성도를 얻을 수 있기 때문인 것으로 확인되었다. 따라서 본 연구결과를 이용하여 초음파 기술을 수처리 분야에 적용할 경우 반응성 및 에너지 효율 측면에서 적용 가능성을 보다 높일 수 있을 것으로 예상된다.

마이크로파와 금속 촉매를 이용한 Pyrrolo[3,2-d]-pyrimidine 유도체의 다양화 (Diversification of 4,5-disubstituted Pyrrolo[3,2-d]-pyrimidines by Microwave Assisted Metal Catalyzed Reaction)

  • 변정섭;염을균;김영준
    • 대한화학회지
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    • 제66권6호
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    • pp.442-450
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    • 2022
  • 생리학적 활성을 보일 것으로 기대되는 다양한 pyrrolopyrimidine 유도체를 O-arylation과 Suzuki 짝지움 반응을 통해 합성하였다. 금속 촉매 Cu를 사용하고 마이크로파 조사 조건에서O-arylation을 성공적으로 진행하여 pyrrolo[3,2-d]pyrimidine의 4번 위치에 phenol기를 도입할 수 있었다. 또한, 금속촉매 Pd를 사용하는 Suzuki짝지움 반응도 마이크로파를 사용하여 pyrrolo[3,2-d]pyrimidine의 4번 위치에 aryl 기를 도입할 수 있었다. 유도체의 다양화를 위한 반응 조건으로 마이크로파를 사용함으로써 긴 반응 시간과 열전달 효율성 문제를 가지고 있는 전통적인 열 반응의 단점을 획기적으로 극복할 수 있었다. 본 연구 결과는 신약개발 연구에 중요한 역할을 할 것으로 기대되는 pyrrolo[3,2-d]pyrimidine 유도체를 다양화하는데 사용할 수 있다.

Keggin형 헤테로폴리산에 의한 과당의 5-하이드록시메틸퍼퓨랄로의 전환을 위한 탈수반응 (Dehydration Reaction of Fructose to 5-Hydroxymethylfurfural over Various Keggin-type Heteropolyacids)

  • 백자연;윤형진;김남동;최영보;이종협
    • 청정기술
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    • 제16권3호
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    • pp.220-228
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    • 2010
  • 과당(fructose)로부터 간단한 공정을 통하여 바이오디젤보다 우수한 청정에너지 연료로 알려진 5-하이드록시메틸퍼퓨랄(HMF)을 제조하는 청정공정을 개발하였다. 이 연구에서는 중심원소와 배위원소가 치환된 네 종류의 헤테로폴리산 $H_nXM_{12}O_{40}$ (중심원소 X = P, Si, 배위원소 M = W, Mo.)을 과당으로부터 HMF로 전환하는 탈수반응에 적용하고, 그 반응활성을 비교하였다. 헤테로폴리산의 산 세기는 중심원소가 P, 배위원소가 W일 때 더 높았으며 산 점의 수는 이와 반대되는 경향을 보였다. 과당의 HMF로의 탈수반응은 헤테로폴리산의 산 특성과 음이온의 연성(softness)과 밀접한 관련이 있으며, 촉매 활성점과 전환율이 상쇄 작용하여 네 종류의 헤테로폴리산 촉매는 서로 비슷한 활성을 보였다. 또한 반응에 사용된 헤테로폴리산을 반응온도보다 높은 $200^{\circ}C$에서 열처리한 후에도 그 결정구조가 유지되는 것을 확인하였으며, 이를 통하여 헤테로폴리산의 반응활성이 안정적으로 유지됨을 확인할 수 있었다.

페라이트 플레이팅법에 의한 CO-Cr박막 하지층의 저온제작과 그 특성 (The Properties and Low temperature Preparation of The Backlayer of Co-Cr thin layer by Ferrite Plating Method)

  • 김명호;김탁용;손인환;박창옥;김재환;김경환
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1997년도 추계학술대회 논문집 학회본부
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    • pp.294-295
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    • 1997
  • CO-Cr 수직자기기록 매체의 우수한 하지층을 개발하기 위하여, 스피넬 결점막$(Fe,M)_3O_4$ (M=Ni,Zn)이 스핀스프레이 페라이트 플레이팅 방법으로 유리 기판 위에 제작되었다. 반응액과 산화액은 기판이 회전하는 반응용기로 분사되었다. 반응은 기판의 회전소독, 반응온도, 반응액과 산화액의 유속 그리고 반응액과 산화액의 농도에 의해 영향받았다. 반응액과 산화액의 유속은 60(ml/min)으로 하고, 반응온도는 90[$^{\circ}C$] 그리고 기판의 회전속도는 150[rpm]의 조건하에서, 페라이트 플레이팅 반응에 미치는 반응액과 산화액 농도의 영향이 화학적 조성, 결정학적 및 자기적 특성의 관점에서 연구되었다. $Ni_{0.34}Zn_{0.66}Fe_2O_4$의 조성에서, 우리는 가장 안정한 결정학적 및 자기적 특성을 얻었다.

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반응성 염료에 의한 Cellulose 섬유의 염색기술에 관한 이론과 실제

  • 노덕길
    • 한국염색가공학회지
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    • 제5권4호
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    • pp.112-125
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    • 1993
  • 천연 섬유 중에서도 섬유소 섬유는 그 우수한 물성 때문에 널리 이용되고 있다. 특히, 천연 cellulose 섬유는 내의류에서 out-wear는 물론 커튼, 침구류 등 우리 일상생활 주변에 가장 가까이 필수적으로 이용되고 있다. 우리는 이 cellulose 섬유에 고부가가치 제품을 만들기 위하여 여러 종류의 염료를 사용하여 선명한 색상과 견뢰도가 우수한 염색을 하고 여러가지 물리적, 화학적 가공을 통하여 다양한 기능성을 부여하고 환경과 건강을 위한 가공을 함으로서 사람들의 욕구를 충족시키고 있다. 여기에서는 반응성 염료의 기초이론과 실제에 대하여 논하고져 한다. 1956년 영국의 ICI사가 개발한 최초의 반응성 염료인 Procion MX염료가 시판된 이래 현재는 수많은 종류의 반응성 염료가 세계 각국에서 개발되어 왔으며, 최근 우리나라에서도 4∼5개 사의 반응성 염료 Marker들이 선진국 제품에 전혀 손색이 없는 품질을 생산 공급하고 있으며 그 수요도 점차 증가하고 있는 추세이다.

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염화훼네틸의 친핵반응성에 대한 분자궤도론적 연구 (Molecular Orbital Studies on Nucleophilic Reactivities of Phenethyl Chlorides)

  • 이억석;이익춘
    • 대한화학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.64-69
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    • 1972
  • 1-염화 및 2-염화 훼네틸의 친핵성 반응에 대하여 분자 궤도론적 방법을 적용하여 상대적인 반응성을 연구하였다. EHT 계산에 의한 Population Analysis로 부터 할로겐 교환반응의 상대 속도를 설명할 수 있음을 밝혔으며 친핵성이 적은 Nucleophile의 경우 상대반응성이 바뀐다는 사실도 결합형성 과정이 중요하다는 것으로 이론적인 해석이 가능함을 밝혔다.

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무기막 촉매 활용기술 (Utilization of Inorganic Membrane in Catalysis)

  • 박상언;이상호;장종산;박준택
    • 멤브레인
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    • 제5권3호
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    • pp.97-108
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    • 1995
  • 화학산업의 급속한 성장으로 인해 많은 혜택을 얻고 있지만 반대급부적으로 배출되는 오염물질로 인한 환경오염과 석유 및 석탄과 같은 한정된 화석연료 자원의 과다한 사용이 큰 문제가 되고 있다. 그에 따라 최근에는 효율적인 에너지 활용과 함께 오염물질의 배출을 최대로 억제할 수 있는 경제적이고 션택적인 화학공정을 필요로 하고 있다. 현재 세계적인 기술의 흐름은 대기오염의 억제와 소량 배출되는 오염물질의 제거를 위해 촉매 및 흡착제를 사용하여 다량의 오염물질 또는 기체를 처리할 수 있는 공정의 개발 및 변형에 많은 노력을 기울이고 있다. 그러나 보다 바람직하게는 높은 전환율과 선택적인 화학공정의 도입으로 에너지 효율을 증대시켜 에너지를 절약하고 부산물이 적은 보다 청결한 화학공정으로의 전화을 필요로 하고 있다. 이러한 목적을 위해 무리막의 분리능력과 촉매의 활성을 결합하여 촉매반응과 반응물 및 생성물의 분리기능을 동시에 수행할 수 있는 무기막 촉매기술이 최근들어 광범위하게 연구되고 있다. 또한 최근에는 무기막 및 무기막 촉매의 환경분야에의 이용이 크게 확산되어 가고 있는 추세이기 때문에 막 및 막 촉매 기술은 중요성이 매우 높은 분야이다. 따라서 본 고찰에서는 최근에 연구가 활발히 진행되고 있는 무기막 촉매기술의 특성과 연구 현황 및 방향에 관해 살펴보고 향후 연구방향의 기초자료로서 활용하고자 한다.

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분리막을 이용한 고온 촉매 반응 효율 향상 (Enhancement of High-Temperature Catalytic Reactions Using Membranes)

  • 김은영;현명훈;문수영
    • 멤브레인
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    • 제33권6호
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    • pp.305-314
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    • 2023
  • 화학 반응의 수율 향상을 위해 부산물을 제거하는 다양한 방법이 연구되고 있다. 특히 산업적으로 중요한 반응에서 주로 부산물로 물이 생성되기 때문에 넓은 범위의 온도에서 안정적으로 물을 분리하는 기술이 필요하다. 흡수제의 사용, 탈수 반응의 도입 등 다양한 방법이 제안되었으나 추가적인 에너지 및 시간 소요, 전환율의 지속 가능성 등의 문제로 한계를 가지고 있다. 그에 반해 운전 및 설치가 용이하고, 낮은 유지비용 등의 장점을 가지고 있는 분리막 기술은 다양한 촉매 반응에 도입되었을 때 안정적으로 부산물을 제거할 수 있어 반응의 효율을 향상시킬 수 있는 좋은 방안이다. 따라서 본 총설에서는 분리막을 이용한 부산물 제거 및 이를 통한 효과에 대해 논의하였다.