• 제목/요약/키워드: Mesoporous MCM-41

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High Selective Oxidation of Alcohols Based on Trivalent Ion (Cr3+ and Co3+) Complexes Anchored on MCM-41 as Heterogeneous Catalysts

  • Shojaei, Abdollah Fallah;Rafie, Mahboubeh Delavar;Loghmani, Mohammad Hassan
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제33권8호
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    • pp.2748-2752
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    • 2012
  • Cr(III) and Co(III) complexes with acetylacetonate were anchored onto a mesoporous MCM-41 through Schiff condensation. The materials were characterized by XRD, FT-IR, BET, CHN and ICP techniques. Elemental analysis of samples revealed that one C=N bond was formed through Schiff condensation on MCM-41 surface. The catalysts were tested for the alcohol oxidations using t-butyl hydroperoxide (TBHP) and $H_2O_2$ as oxidant. The catalytic experiments were carried out at both room temperature and reflux condition. Various solvents such as dichloromethane, acetonitrile and water were examined in the oxidation of alcohols. Among the different solvents, catalytic activity is found more in acetonitrile. Further, the catalysts were recycled three times in the oxidation of alcohols and no major change in the conversion and selectivity is observed, which shows that the immobilized metal-acetylacetonate complexes are stable under the present reaction conditions.

Nanoconfinement effects of MCM-41 on the thermal decomposition of metal borohydrides

  • Kim, Sanghoon;Song, Hyejin;Kim, Chul
    • 분석과학
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    • 제31권1호
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    • pp.1-6
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    • 2018
  • We used differential scanning calorimetry and a thermogravimetric analysis to investigate the effect of being confined in mesoporous MCM-41 on the decomposition of lithium borohydride and magnesium borohydride when heated. The confinement did not cause a phase transition of the metal borohydrides inside MCM-41, but did lower their decomposition temperature. With the exception of a lowering of the temperature, the decomposition reaction mechanism of the metal borohydrides was nearly the same for both the bulk and confined samples.

MEA가 힘침된 MCM-41 흡착제의 $CO_2$ 흡착 특성 (Characteristics of $CO_2$ Adsorption by MEA Impregnated MCM-41)

  • 이중범;최성우
    • 대한환경공학회지
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    • 제33권9호
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    • pp.686-691
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    • 2011
  • 본 연구는 MEA가 함침된 MCM-41에 대하여 이산화탄소 흡착실험과 특성 분석을 하였다. 흡착제의 XRD, FT-IR, $N_2$흡탈착 실험을 통하여 물리적 특성을 분석하였으며, 흡착실험은 15%의 이산화탄소를 사용하여 GC-TCD를 통하여 분석하였다. MEA 함침량이 10~40 wt%까지 함침량이 증가할수록 이산화탄소 흡착능은 증가하였다. 그러나 MEA 함침량이 50 wt%에서 흡착능이 감소하였다. 많은 아민이 제공되면 흡착제 표면에서 제공된 아민이 변형되는 경향이 있다. 그러므로 이산화탄소 흡착능이 감소될 수 있다. 본 연구의 결과로 이산화탄소 흡착을 위한 MCM-41에 MEA의 함침 함량의 조절이 중요하다는 것으로 사료되어진다.

Cu/MCM-41 메조포러스 촉매 제조 및 NO 제거 특성 (Preparation and Characterization of Cu/MCM-41 Mesoporous Catalysts for NO Removal)

  • 박수진;조미화;김석;권수한
    • 공업화학
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    • 제16권6호
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    • pp.737-741
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    • 2005
  • 본 연구에서는 제조한 MCM-41에 Cu의 함량에 따른 NO의 전환율을 고찰하였다. MCM-41은 실리카 원으로 colloid silica를 사용하였고, template로 cetyltrimethylammonium chloride (CTMACl)를 사용하여 수열 합성하였으며, Cu/MCM-41은 Cu(II) acetylacetonate를 사용해서 Cu의 농도를 5, 10, 20 그리고 40%로 변화시켜 제조하였다. 표면 특성은 pH, FT-IR로 분석하였고, 육방배열의 1차원 기공 구조는 XRD로 고찰하였다. $N_2/77K$ 등온흡착 특성은 BET식과 t-plot을 이용하여 확인하였으며, NO 제거 효율은 가스크로마토그래프를 이용하여 측정하였다. 실험 결과, Si-OH와 Si-O-Si의 stretching vibration peak가 관찰되었으며, (100), (110), (200) 그리고 (210)의 육방배열의 1차원 구조를 확인하였다. Cu 금속이 도입된 MCM-41은 Cu 도입량이 증가할수록 비표면적과 미세기공부피는 감소한 반면에 NO 제거 효율은 증가하였다. 결과적으로 Cu/MCM-41의 Cu의 함량이 증가함에 따라 전체 촉매작용 반응과 NO 제거율이 증가하였다.

희토류 원소의 분리를 위한 표면 개질 된 메조 다공성 실리케이트의 개발에 관한 연구 (Study on CMPO (Carbamoylphosphate) derivative functionalized ordered mesoporous silicates for selective removal of lanthanide)

  • 권법진;정현;김종영
    • 한국결정성장학회지
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    • 제22권6호
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    • pp.291-298
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    • 2012
  • 자기 조립 분자 집합체 물질인 CMPO로 표면개질 된 메조 다공성 실리케이트를 가수분해와 축합반응을 이용하여 합성하였다. 손님 물질인 CMPO는 2-(diphenylphosphoryl) acetic acid와 3-(triethoxysilyl) propan-1-amine의 아마이드 결합반응을 이용하여 합성하였으며, MCM-41, SBA-15 그리고 실리카 나노입자와 같은 다양한 메조 다공성 실리케이트는 주인물질로 채택하였다. 메조 다공성 실리케이트의 비표면적은 680 $m^2/g$~1310 $m^2/g$의 넓이로 측정되었으며 BJH 방법을 이용해서 동공의 크기를 확인한 결과 2.3~9.1 nm 범위의 다양한 크기를 가지고 있었다. 메조 다공성 실리카 중에서는 SBA-15(II)가 가장 높은 약 35 wt%의 CMPO 함유량을 나타내었다. 메조 다공성 실리케이트의 표면에 개질된 CMPO 실란 작용기와 란탄족 이온과의 접근성에 관한 연구 결과, CMPO로 개질 된 모든 흡착제의 경우 상대적으로 이온 반경이 큰 La(III)보다는 크기가 작은 Nd(III)와 Eu(III) 이온을 더 선호하였다.

Synthesis and Spectroscopic Characterization of Vanadium incorporated V-AlMCM-41 Molecular Sieves

  • Back, Gern-Ho;Yu, Jong-Sung;Lee, Hye-Young;Lee, Yong-Ill
    • 한국자기공명학회논문지
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    • 제10권2호
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    • pp.141-154
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    • 2006
  • A solid-state reaction of $V_2O_5$ with AlMCM-41 followed by calcinations generated $V^{5+}$ species in the mesoporous materials. Dehydration results in the formation of a vanadyl species, $VO^{2+}$, that can be characterized by electron spin resonance (ESR). The chemical environment of the vanadium centers in V-AlMCM-41 was investigated by XRD, EDX, diffuse reflectance UV-VIS, ESR, $^{29}Si,\;^{27}Al,\;and\;^{51}V$ NMR. It was found that the vanadium species on the wall surface and inside the wall of the hexagonal tubular wall of the V-AlMCM-41 were completely oxidized to tetrahedral $V^{5+}$ and transformed to square pyramidal by additional coordination to water molecules upon hydration. The oxidized $V^{5+}$ species on the wall surfaces and inside the wall were also reversibly reduced to $VO^{2+}$ species or lower valences by thermal process.

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MCM41에 담지된 Imidazole 촉매에 의한 Glycidyl Methacrylate와 이산화탄소의 반응속도론 (Reaction Kinetics of Carbon Dioxide and Glycidyl Methacrylate using a Ionic Liquid Catalyst of Imidazole Immobilized on MCM41)

  • 손영식;박문기;김건우;박상욱
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제47권4호
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    • pp.410-417
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    • 2009
  • 중간세공크기(mesopore)의 MCM41에 Imidazole을 담지시킨 CP-MS41 고체 입자의 촉매를 사용하여 GMA 용액에 $CO_2$를 흡수시켜 $CO_2$의 흡수기구로부터 GMA와 $CO_2$의 반응속도론을 고찰하였다. 대기압에서 회분식 흡수조를 사용하여 임펠러의 교반속도, 50 rpm, 촉매, 2 g, 반응온도, 60, 70, $80^{\circ}C$, GMA의 농도, $0.1{\sim}3.0kmol/m^3$, 용제, DMA, NMP, DMSO에서 측정한 $CO_2$의 흡수속도와 경막설에 의한 물질수지식을 사용하여 반응속도상수를 구하였다.

양이온 교환 및 염 함침을 통한 메조다공성 실리카와 유기-금속 구조체의 수분 흡착 특성 조절 (Control of Water-Adsorption Properties of Mesoporous Silica and MOF by Ion Exchange and Salt Impregnation)

  • 이은경;조강희;김상겸;임종성;김종남
    • 청정기술
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    • 제24권1호
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    • pp.55-62
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    • 2018
  • $90^{\circ}C$ 이하의 저온열원 구동 수분 흡착식 냉방 시스템에 사용되는 흡착제는 효과적인 냉열 생산을 위해서 상대습도($P/P_0$) 0.1 ~ 0.3에서 높은 수분 흡-탈착량 차를 보이는 것이 좋다. 메조다공성 실리카(MCM-41)와 다공성 유기-금속 구조체(MIL-101) 의 경우 최대 수분 흡착량은 많지만 상대습도($P/P_0$) 0.1 ~ 0.3 구간에서 각각 $0.027{g_{water}\;g_{ads}}^{-1}$, $0.074{g_{water}\;g_{ads}}^{-1}$의 낮은 수분 흡-탈착량 차를 갖는다. 이 연구에서는 메조다공성 실리카와 다공성 유기-금속 구조체의 표면 성질을 조절하여 상대습도($P/P_0$) 0.1 ~ 0.3에서 수분 흡-탈착량 차를 증가시켰다. 주로 수분 흡착이 상대습도($P/P_0$) 0.5 ~ 0.7에서 일어나는 메조 다공성 실리카의 경우 알루미늄을 관능화 시킨 후에 염기도가 다른 여러 양이온($Na^+$, ${NH_4}^+$, $(C_2H_5)_4N^+$)들로 교환하거나 염($CaCl_2$)을 20 wt% 함침하여 각각의 흡착제들에 대해 $35^{\circ}C$에서 수분 흡착 등온선을 측정하였다. 양이온 교환 후 수분 흡착이 주로 일어나는 구간이 상대습도($P/P_0$) 0.5 부근으로 이동하였으나 여전히 상대습도($P/P_0$) 0.1 ~ 0.3에서 낮은 수분 흡-탈착량 차를 보였다. 하지만 흡습성을 갖는 염($CaCl_2$)을 20 wt% 함침한 메조다공성 실리카는 상대습도($P/P_0$) 0.1 ~ 0.3에서 수분 흡-탈착량 차가 $0.027{g_{water}\;g_{ads}}^{-1}$에서 $0.152{g_{water}\;g_{ads}}^{-1}$으로 증가하였다. 수분 흡착이 상대습도($P/P_0$) 0.3 ~ 0.5에서 주로 일어나는 다공성 유기-금속 구조체에도 염($CaCl_2$)을 20 wt% 함침하였더니 상대습도($P/P_0$) 0.1 ~ 0.3에서 수분 흡-탈착량 차가 $0.330{g_{water}\;g_{ads}}^{-1}$까지 증가하였다.

Adsorbate Interactions of Cu(II) Ion-Exchanged into Mesoporous Aluminosilicate MCM-41 Analyzed by Electron Spin Resonance and Electron Spin Echo Modulation

  • Kim, Jeong-Yeon;Yu, Jong-Sung
    • 한국자기공명학회논문지
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    • 제3권2호
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    • pp.109-126
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    • 1999
  • The location of Cu(II) exchanged into measoporous aluminosilicate MCM-41(AlMCM-41) material and its interaction with various adsorbate molecules were investigated by electron spin resonance and electron spin echo modulation spectroscopies. Cu(II) is fully coordinated to adsorbates in a wide open mesopore of AlMCM-41 for the formation of favorable complexes. It was found that in the fresh hydrated material, Cu(II) is octahedrally coordinated to six water molecules as evidenced by an isotropic room temperature ESR signal. This species is located in a cylindrical MCM-41 channel and rotates rapidly at room temperature. Evacuation at room temperature removes some of these water molecules, leaving the Cu(II) coordinated to less water molecules and anchored to oxygens in an MCM-41 channel wall. Dehydration at 450$^{\circ}C$ produces one Cu(II) species located on the internal wall of a channel, which is easily accessible to adsorbates. Adsorption of adsorbate molecules such as water, methanol, ammonia, pyridine, aniline, acetonitrile, benzene, and ethylene on a dehydrated Cu-AlMCM-41 material causes changes in the ESR spectrum of Cu(II), indicating the complex formation with these adsorbates. Cu(II) forms a complex with six molecules of methanol as evidenced by an isotropic room temperature ESR signal and ESEM analysis like upon water adsorption. Cu(II) also forms a square planar complex containing four molecules of N-containing adsorbates such as ammonia, pyridine and aniline based on resolved nitrogen superhyperfine interaction and their ESR parameters. However, Cu(II) forms a complex with six-molecules of acetonitrile based on ESR parameters. Only one molecule of benzene or ethylene is coordinated to Cu(II).

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