무촉매 또는 촉매 존재하 반응온도 $190{\sim}240^{\circ}C$에서 DMT와 EG간의 에스테르교환반응을 속도론적으로 살펴 보았다. 반응도는 반응기내에서 계외로 유출된 메탄올의 양을 측정함으로써 계산하였다. 이러한 계외로 유출되는 메탄올로 인한 반응물과 촉매량의 보정을 행하였다. 속도론적인 처리를 한 후 촉매농도, 몰비, 촉매종류, 그리고 온도 의존성에 대하여 살펴보았다. 촉매활성은 Ti>Zn>Sn>Sb의 순이었고 활성화에너지 값은 Zn>Ti>Sn>Sb 순으로 나타났다.
본 연구에서는 PET (Poly Ethylene Terephthalate)의 단량체인 BHET (bis (2-Hydroxyethyl) Terephthalate)와 1,4-BD(1,4-Butanediol)의에스테르교환반응을활용하여 PBT (Poly Butylene Terephthalate)의단량체인 BHBT (Bis (4-Hydroxybutyl Terephthate)를 생성하는 반응에 대하여 조사하였다. 이 반응의 촉매로 Zinc Acetate를 사용하였다. 회분식 반응기를 통하여 BHET, EG (Ethylene Glycol), THF (Tetrahydrofuran)의 양을 정량하여 반응 kinetics 모델을 구성하였다. 제시된 모델을 통하여 반응속도와 반응물의 조성 분포를 조사하였고, 이 모델의 예측 값과 실험 값들이 잘 일치함을 보였다.
In this report, nano-sized catalysts were introduced onto fabric surface to eliminate toxic chemicals assisted by physical adsorption. For chemical removal of toxic compounds, a series of zirconium-containing catalysts were synthesized and treated on fabric to catalyze the hydrolysis and oxidation of target molecules. Antimicrobial was also introduced for the research purpose to prove the compatibility of as-synthesized catalysts with other solutions. Zirconium ligated with hydroxyl group and MOF(Metal-Organic Frameworks) were exploited as catalyst for removal of toxic compounds, while zinc complex was used for an antimicrobial to culminate in a chemical shield. Once fabrics were functionalized, fabrics were washed 2 or 5 times for a washing durability test. The amount of catalyst in textile were measured by ICP-MS and weight increasing ratio of fabrics.
산화세륨의 첨가가 수성가스전이반응 효율에 미치는 영향을 조사하기 위해서, Cu-ZnO-CeO2촉매를 공침법을 사용하여 제조하였다. 일련의 Cu-ZnO-CeO2 촉매는 Cu 함량(50 wt%)을을 고정시키고 산화세륨(CeO2 기준으로, 0, 5, 10, 20, 30, 40 wt%)의 함량을 조절하면서 제조되었고 이를 이용하여 GHSV 95,541 h-1의 기체 유량범위, 200~400 ℃의 온도범위에서 수성가스전이반응 촉매활성이 측정되었다. 또한, BET, SEM, XRD, H2-TPR, XPS 분석을 통하여 촉매특성이 분석되었다. CeO2가 첨가된 촉매는 구리 분산도와 결합에너지 같은 촉매특성의 다양한 변화를 나타내었다. 10wt%의 CeO2가 최적의 첨가량으로 판단되며 이때 촉매는 가장 낮은 온도에서 환원이 일어났으며 반응에서 가장 높은 촉매 활성을 보였다. 또한 CeO2가 첨가된 촉매는 CeO2가 첨가되지 않는 촉매와 비교하여 높은 온도영역에서 활성이 향상되었다. 따라서, 최적 조성의 CeO2첨가는 높은 구리 분산도, 낮은 결합에너지, 구리 금속의 응집 방지를 유도하여 높은 촉매활성을 유도하였다.
이산화탄소를 이용하여 디메틸카보네이트(DMC)를 제조하는 반응은 지구온난화 현상의 주요 원인으로 지적되는 이산화탄소의 효율적 전환 방법의 하나로 주목 받고 있다. DMC는 유독한 포스겐과 디메틸슬페이트를 대체하는 반응 매개체, 가솔린 연료 첨가제, 폴리카보네이트 수지의 전구체 등으로 다양하게 활용되고 있다. 본 연구에서는 에틸렌카보네이트(EC)와 메탄올의 에스테르 교환반응에 의한 DMC의 제조 반응에 대하여 이온성 액체와 금속 촉매의 특성을 조사하였다. 촉매 스크리닝 실험 결과 [Choline][OH]와 [BMIm][OH]가 금속염인 MgO, ZnO, CaO보다 더 좋은 촉매 활성을 나타내었다. [Choline][OH] 촉매에 대해서 반응변수인 반응온도, MeOH/EC 몰비, 이산화탄소 압력이 반응에 미치는 영향을 고찰하였다. 반응온도가 높고 MeOH/EC 몰비가 클수록 EC의 전화율이 증가하였다. 그러나 이산화탄소 압력의 영향에서는 1.34 MPa에서 최고의 DMC 수율을 나타내었고 그 이상의 압력에서는 DMC 수율이 오히려 감소하였다. $ZnCl_2$를 조촉매로 사용한 경우 각각 촉매의 활성보다 더 높은 활성을 나타내어 시너지 효과가 관찰되었으며, 이것은 혼합촉매의 산-염기적 특성에 기인하는 것으로 판단된다.
온실 가스 가운데 하나인 이산화탄소를 줄이기 위한 연구의 일환으로 이산화탄소와 산화 스틸렌을 원료로 하고 zinc glutarate를 촉매로 하여 poly(styrene carbonate)를 합성하였다. 여러 가지 분광학적인(FT-IR, $^1H$-NMR, $^{13}C$-NMR, GC-MS) 분석결과 교대 공중합체임이 확인되었으며, MALDI법에 의하여 분자량($\bar{M}_n$)은 $5.0{\times}10^4$이며, 유리전이온도는 $88^{\circ}C$이고, 융융점은 $240^{\circ}C$로 밝혀졌다. 이 고분자를 열분해하면 고리형 카보네이트인 styrene carbonate가 생성되는 것도 확인하였다.
석유화학 공정 중 Styrene(SM) 공정에서 발생되는 산화철 폐촉매는 산업 폐기물로서 전량 매립되고 있는데, 이를 출발 원료로 사용하여 NiZn-페라이트를 합성하였고 그 자기적 특성을 조사하였다. 산화철 폐축매 펠렛을 분쇄한 후 NiO 및 ZnO를 혼합하여 90$0^{\circ}C$에서 하소하고 123$0^{\circ}C$에서 5시간 소결하여 스핀넬형 페라이트 소결체를 얻었다. N $i_{x}$ Z $n_{1-x}$F $e_2$$O_4$(x=0.36, 0.50, 0.66)조성에 대하여 초투자율을 측정하였고, S-parameter를 측정하여 반사 감쇄량을 계산하였다. 산화철 폐촉매를 이용하여 X-band 주파수 영역에서 높은 전자파 흡수능을 갖는 전파흡수체를 제조할 수 있음을 확인하였다.다.
Well-aligned Zinc oxide (ZnO) nanowires were synthesized on silicon substrates by a carbothermal evaporation method using a mixture of ZnO and graphite powder with Au thin film was used as a catalyst. The XRD results showed that as-prepared product is the hexagonal wurzite ZnO nanostructure and SEM images demonstrated that ZnO nanowires had been grown along the [0001] direction with hexagonal cross section. As-grown ZnO nanowires were coated with glucose oxidase (GOx) for glucose sensing. Glucose converted into gluconic acid by reaction with GOx and two electrons are generated. They transfer into ZnO nanowires due to the electric force between electrons and the positively charged ZnO nanostructures in PBS. Photoluminescence (PL) spectroscopy was employed for investigating the movements of electrons, and the peak PL intensity increased with the glucose concentration and became saturated when the glucose concentration is above 10 mM. These results demonstrate that ZnO nanostructures have potential applications in biosensors.
In recent years, there has been increasing interest in quasi one-dimensional nanostructural systems, because of their numerous potential applications in various areas, such as materials sciences, electronics, optics, magnetism and energy storage. Specifically, zinc oxide (ZnO) is recognized as one of the most promising oxide semiconductor materials, because of its good optical, electrical, and piezoelectrical properties. The ZnO nanorods were synthesized using vapor-solid (VS) mechanism on soda lime glass substrate without the presence of metal catalyst. ZnO nanorods were prepared thermal evaporation of a Zn powder at 500. As-fabricated ZnO nanorods had an average diameter and length of 40nm and 3$\mu\textrm{m}$. Transmission electron microscopy revealed that the ZnO nanorods were single crystalline with the growth direction perpendicular to the (101) lattice plane. The influences of reaction time on the formation of the ZnO nanorods were investigated. The Photoluminescence measurements showed that the ZnO nanorods had a strong ultraviolet emission at around 380nm and a green emission at around 500nm.
ZnO nanowires were fabricated by hydrothermal synthesis technique for field emission device application. Al-doped zinc oxide (AZO) thin films were prepared as seed layer of catalyst for the ZnO nanowire synthesis, for which conductivity of the seed layer was tried to be improved for enhancing the field emission property of the ZnO nanowire. The AZO seed layer revealed specific resistivity of $ 7.466{\times}10^{-4}[{\Omega}{\cdot}cm]$ and carrier mobility of 18.6[$cm^2$/Vs]. Additionally, upper tip of the prepared ZnO nanowires was treated by hydrochloric acid (HCl) to form a nanocone shape of ZnO nanowire, which was aimed for enhanced focusing of electric field on that and resultingly to improve field emission property of the ZnO nanowires. The ZnO nanowire with nanocone shape revealed decreased threshold electric field and increased current density than those of the simple ZnO nanowires.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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