• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2011년도 추계학술논문집 1부
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• pp.200-203
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• 2011

A copper-based metal organic framework (MOF) named Cu-BTC, also known as HKUST-1, was synthesized by using a solvothermal method at various synthesis temperature, time and pressure. The obtained samples were characterized with Powder X-ray diffraction (XRD) for phase structure, scanning electron microscopy (SEM) for crystal structure, and nitrogen adsorption-desorption for pore textural structure. The Cu-BTC sample was also studied for $CO_2$ adsorption. The analysis results displayed that the sample synthesized at the condition of temperature: $120^{\circ}C$, synthesis time: 12 hours, pressure: 1 bar exhibited a good crystal structure with uniform size of octahedral particles. The BET data revealed a high surface area of 1741.7 $m^2g^{-1}$ and a pore volume of 0.7137 $cm^3g^{-1}$and exhibiteda maximum $CO_2$ adsorption capacity of 170 mg/g of the sorbent at $25^{\circ}C$.

• 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.

• 한국환경과학회지
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• 제27권7호
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• pp.611-620
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• 2018

In this study, a metal-organic framework (MOF) material $NH_2$-MIL-101(Fe) was synthesized using the solvothermal method, and characterized by X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), UV-visible spectrophotometry, field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), transmission electron microscopy (TEM), and surface area measurements. The XRD pattern of the synthesized $NH_2$-MIL-101(Fe) was similar to the previously reported patterns of MIL-101 type materials, which indicated the successful synthesis of $NH_2$-MIL-101(Fe). The FT-IR spectrum showed the molecular structure and functional groups of the synthesized $NH_2$-MIL-101(Fe). The UV-visible absorbance spectrum indicated that the synthesized material could be activated as a photocatalyst under visible light irradiation. FE-SEM and TEM images showed the formation of hexagonal microspindle structures in the synthesized $NH_2$-MIL-101(Fe). Furthermore, the EDS spectrum indicated that the synthesized material consisted of Fe, N, O, and C elements. The synthesized $NH_2$-MIL-101(Fe) was then employed as an adsorbent and photocatalyst for the removal of Indigo carmine and Rhodamine B from aqueous solutions. The initial 30 min of adsorption for Indigo carmine and Rhodamine B without light irradiation achieved removal efficiencies of 83.6% and 70.7%, respectively. The removal efficiencies thereafter gradually increased with visible light irradiation for 180 min, and the overall removal efficiencies for Indigo carmine and Rhodamine B were 94.2% and 83.5%, respectively. These results indicate that the synthesized MOF material can be effectively applied as an adsorbent and photocatalyst for the removal of dyes.

• 멤브레인
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• 제27권1호
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• pp.1-42
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• 2017

금속유기구조체(metal-organic framework)는 유기물와 무기물로 구성된 나노다공성 결정물질로서 일정한 세공 구조를 가지고 있다. 합성시 유기 리간드의 다양한 선택이 가능함으로 인해 다양한 세공 사이즈와 물리적/화학적 성질들을 나타내는 금속유기구조체가 가능하다. 이러한 특성들로 인해 다공성 금속유기구조체는 새로운 기체분리용 막 재료로 각광받고 있다. 그러나 고품질의 다결정 금속유기구조체막을 재조하는 것은 상당히 어려운 일인데, 이것은 지지체 표면에 금속유기구조체 결정을 자라게 하는 것이 쉽지 않기 때문이다. 지난 이십여 년 동안 마이크로 전자파를 이용한 물질 합성에 대한 연구가 상당히 진행되었는데 특히 마이크로 전자파를 이용하면 전통적인 합성법에 비해 금속유기구조체 분리막을 제조하는 과정에서의 어려움들을 극복할 수 있다. 마이크로 전자파를 이용한 다결정 분리막 제조 공정은 단시간 합성, 복잡한 구조체 합성 및 나노 결정체 합성 등의 장점이 있다. 본 총설에서는 금속유기구조체 분리막 제조 및 기체 분리에 관한 최근 연구성과들을 살펴보고 특히 마이크로 전자파를 이용한 분리막 제조 공정을 중심으로 정리한다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제35권6호
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• pp.1659-1664
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• 2014

A porous metal-organic framework (MOF), MIL-101, was synthesized in the presence of sulfated zirconia (SZ) to produce acidic SZ/MIL-101 composites for the first time. The composites were characterized with XRD, nitrogen adsorption, FT-IR, scanning electron microscope, chemical analysis and so on. The composites (SZ/MIL-101s) were successfully applied in a liquid-phase esterification for a high yield of ester. This catalytic result of SZ/MIL-101, compared with that of pure SZ or MIL-101 (showing a negligible yield of ester), suggests that the SZ in the composite is highly active in the acid catalysis probably because of the well-dispersed active species of SZ. Moreover, the esterification is catalyzed in heterogeneous mode as confirmed by negligible esterification after filtration of the catalyst. Finally, microwaves can be efficiently applied both in the synthesis of the composites and the esterification reaction to accelerate the two processes of synthesis and esterification by about 5 times.

• 멤브레인
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• 제31권1호
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• pp.35-51
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• 2021

나노여과를위한 박막 나노복합체(TFN) 멤브레인 기술의 발전은 천연 자원에서 오염 물질을 제거하는 데 중요하다. 최근에는 기존의 박막 복합체(TFC) 및 나노복합체 멤브레인에서 불가피한 단점을 극복하기 위해 다양한 금속유기구조체(MOF) 수정이 테스트되었다. 일반적으로 MIL-101(Cr), UiO-66, ZIF-8 및 HKUST-1 [Cu3(BCT2)]은 용매 투과성 및 용질 제거 측면에서 막 성능을 현저하게 향상시키는 것으로 입증되었다. 이 리뷰에서는 이러한 MOF가 나노 여과에 미치는 영향에 대한 최근 연구가 논의될 것이다. 서로 다른 금속유기구조체의 동시 사용 및 고유한 금속유기구조체 레이어링 기술(예: 딥 코팅, 스프레이 사전 배치, Langmuir-Schaefer 필름 등)과 같은 다른 새로운 기능도 멤브레인 성능을 향상시켰다. 이러한 MOF 변형 TFN 멤브레인은 각각의 TFC 및 TFN 멤브레인에서 분리 성능을 향상시키는 것으로 자주 나타났을 뿐만 아니라 많은 보고서에서 비용 효율적이고 환경 친화적인 공정에 대한 잠재력을 설명한다.

• 청정기술
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• 제20권2호
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• pp.116-122
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• 2014

수열합성 또는 후처리 방법을 통해 산 또는 염기능을 나타내는 다양한 종류의 이원기능 금속-유기 구조체 물질을 제조하여 대표적인 방향제 원료 중 하나인 자스민알데하이드(jasminaldehyde)를 합성하기 위한 벤즈알데하이드(benzaldehyde, $C_6H_5CHO$)와 헵탄알(heptanal, $C_6H_{13}CHO$)의 알돌 축합반응의 촉매로 활용하였다. 실험 결과, 산 또는 염기점 모두에서 축합반응이 진행되었으며, 촉매 성능은 기능기의 도입 여부 및 종류와 금속-유기 구조체의 물리적인 특성에 크게 의존하였다. Jasminaldehyde 선택도는 황산 기능기를 도입한 경우에는 금속-유기 골격체의 종류에 상관없이 감소하였으나, 아민 기능기를 도입한 경우에는 금속-유기 골격체의 종류에 따라 상반된 경향을 나타내었다. 평가한 촉매 중 MIL-101의 촉매 성능이 가장 우수하였는데, 이러한 결과는 MIL-101이 알돌 축합반응의 촉매로 작용하기에 충분한 산량과 적당한 산세기를 가지고 있으며, 세공 크기가 넓어 크기가 큰 생성물의 물질이동 측면에서 유리하기 때문인 것으로 판단된다.

• 공업화학
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• 제31권6호
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• pp.591-595
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• 2020

Intensive pulsed light (IPL) 기술은 빛을 millisecond 단위의 짧은 시간에 상온, 상압 환경에서 대상 물질에 조사하여 에너지를 전달한다. 이렇게 단시간에 조사되는 특징을 가진 플래시라이트(flashlight)에 대한 관심의 증대로 IPL을 이용한 금속입자의 광소결 연구가 대표적으로 이루어져 왔으며, 최근에는 IPL을 다양한 물질 합성에 적용한 사례가 발표되고 있다. 본 총설 논문은 지금까지 연구되어 밝혀진 IPL을 활용한 다양한 물질 합성 전략들에 대한 것으로 IPL 기술을 이용한 물질 합성에 대한 이해를 증진시키고자 한다. 특히, 금속나노입자의 소결을 이용한 유연 전극제작 및 금속유기골격체(metal-organic framework, MOF) 합성을 다루었다. 전극제작의 핵심 요소인 전극의 산화 저항성과 전기전도도 향상을 위한 과정을 다루었고, 금속기판으로부터 금속유기골격체를 합성하는 과정을 설명하였다. 이를 향후 IPL을 이용한 전극 제작 및 물질 합성 응용에 관한 연구를 하는 연구자에게 이해하기 쉽게 설명하고자 하였다.

• 한국염색가공학회지
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• 제31권1호
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• pp.33-41
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• 2019

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.

• 한국재료학회지
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• 제32권2호
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• pp.98-106
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• 2022

Metal-organic frameworks (MOFs) are widely used in various fields because they make it easy to control porous structures according to combinations of metal ions and organic linkers. In addition, ZIF (zeolitic imidazolate framework), a type of MOF, is made up of transition metal ions such as Co²⁺ or Zn²⁺ and linkers such as imidazole or imidazole derivatives. ZIF-67, composed of Co²⁺ and 2-methyl imidazole, exhibits both chemical stability and catalytic activity. Recently, due to increasing need for energy technology and carbon-neutral policies, catalysis applications have attracted tremendous research attention. Moreover, demand is increasing for material development in the electrocatalytic water splitting and metal-air battery fields; there is also a need for bifunctional catalysts capable of both oxidation/reduction reactions. This review summarizes recent progress of bifunctional catalysts for electrocatalytic water splitting and metal-air batteries using ZIF-67. In particular, the field is classified into areas of thermal decomposition, introduction of heterogeneous elements, and complex formation with carbon-based materials or polyacrylonitrile. This review also focuses on synthetic methods and performance evaluation.