Owing to the great demand for portable and wearable chemical sensors, the development of all-solid-state potentiometric ion sensors is highly desirable considering their simplicity and stability. However, most ion sensors are challenged by the penetration of water and gas molecules into ion-selective membranes, causing unstable and undesirable sensing performances. In this study, a hydrophobic ionic liquid-modified graphene (Gr) sheet was prepared using a fluid dynamics-induced exfoliation and functionalization process. The high hydrophobicity and electrical double-layer capacitance of Gr make it a potential solid-state ion-to-electron transducer for the development of potentiometric sodium-ion ( Na+) sensors. The as-prepared Na+ sensors effectively prevented the formation of the water layer and penetration of gas species, resulting in stable and high sensing performances. The Na+ sensors showed a Nernstian sensitivity of 58.11 mV/[Na+] with a low relative standard deviation (0.46), fast response time (5.1 s), good selectivity (K < 10− 4), and good durability. Furthermore, the Na+ sensor demonstrated its feasibility in practical applications by measuring accurate and reliable ion concentrations of artificial human sweat and tear samples, comparable to a commercial ion meter.

가스 분리 방법 중에서도, 멤브레인을 이용한 CO2 포집 및 분리는 지속적으로 개발되고 있는 꾸준히 성장하는 분 야이다. 이온성 액체(IL) 기반 복합 막은 CO2를 분리하는 데 있어 우수한 성능값을 보여준다. 유사하게, 다양한 공중합체/IL 복합막 또한 향상된 성능을 보여준다. 이러한 공중합체/IL 복합만에 산화그래핀과 같은 필러를 첨가하면 IL과 유기 필러 사 이에서 발생하는 강한 상호작용으로 인해 필러의 효과가 더욱 향상되며, 이는 결과적으로 CO2의 친화도, 선택도 및 흡착과 같은 요소를 향상시킨다. 금속-유기 구조체(MOF)를 사용하는 공중합체/IL 복합 막은 향상된 CO2 투과도를 보여주었다. 이 총설에서는 이온성 액체와 공중합체복합막의 다양한 조합에 따른 이산화탄소분리성능에 대한 상관관계를 논의한다.

In the present investigation, a new electrochemical sensor based on carbon paste electrode was applied to simultaneous determine the tramadol, olanzapine and acetaminophen for the first time. The CuO/reduced graphene nanoribbons (rGNR) nanocomposites and 1-ethyl 3-methyl imidazolinium chloride as ionic liquid (IL) were employed as modifiers. The electrooxidation of these drugs at the surface of the modified electrode was evaluated using cyclic voltammetry (CV), differential pulse voltammetry (DPV), electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and chronoamperometry. Various techniques such as scanning electron microscopy (SEM) with energy dispersive X-Ray analysis (EDX), X-ray diffraction (XRD) and fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), were used to validate the structure of CuO-rGNR nanocomposites. This sensor displayed a superb electro catalytic oxidation activity and good sensitivity. Under optimized conditions, the results showed the linear in the concentration range of 0.08–900 μM and detection limit (LOD) was achieved to be 0.05 μM. The suggested technique was effectively used to the determination of tramadol in pharmaceuticals and human serum samples. For the first time, the present study demonstrated the synthesis and utilization of the porous nanocomposites to make a unique and sensitive electrode and ionic liquid for electrode modification to co-measurement of these drugs.

Epoxy resin (EP) is a thermosetting resin with excellent properties, but its application is limited due to its high brittleness and poor flame retardancy. Therefore, to solve this problem, a dispersion system of imidazole-containing ionic liquid ([Dmim]Es) and graphene in epoxy resin is designed based on the π–π stacking effect between imidazole and graphite layers. The study on the thermal and flame-retardant properties of the composites show that the modified [Dmim]Es–graphene nanosheets improved the flame retardancy, smoke suppression and thermal stability of epoxy resin. With the addition of 5wt% [Dmim]Es and 1% Gra, the exothermic rate (HRR) and total exothermic (THR) of the composites decrease by 35% and 30.2% compared with the untreated epoxy cross-linking, respectively. The limiting oxygen index reaches 33.4%, the UL-94 test rating reaches V-0. The characterization of mechanical properties shows that the tensile properties and impact properties increased by 13% and 30%, respectively. Through SEM observation, the addition of [Dmim]Es improves the dispersion of graphene in the EP collective and changes the mechanical fracture behavior. The results show that ionic liquid [Dmim]Es-modified graphene nanosheets are well dispersed in the matrix, which not only improves the mechanical properties of epoxy resin (EP), but also has a synergistic effect on flame retardancy. This work provides novel flame-retardant and graphene dispersion methods that broaden the range of applications of epoxy resins.

Novel ionic liquid-functionalized carbon quantum dots (IL-CDs) were prepared by hydrothermal method, and characterized with FT-IR, TEM and XPS. The IL-CDs exhibited narrower particle size distribution with more uniform dispersion and the surface potential changes from negative to positive due to the function of IL. IL-CDs could be quenched (“turned off”) after adding ascorbic acid (AA), and as an “on–off”, fluorescent probe could be established for direct analysis AA. The linear range of AA was 0.34–30.00 μg/mL and the LOD was 0.11 μg/mL. The method was successfully applied to the determination of AA in real samples with satisfactory results.

이온성 액체 기반 혼합 멤브레인(MMM)은 이산화탄소 분리 매체로써 다양한 종류의 이온성 액체와 무기성 필러 폴리머에 의해 만들어진다. 이온성 액체와 무기성 필러의 강한 상호작용은 이산화탄소의 금속 유기체의 프레임워크 내 친화 력, 선택성, 흡착성을 높여 분리성능을 향상시킨다. 또, 이온성 액체에 의해 혼합 매트릭스 멤브레인의 구조적 특성이 조절되 어 이산화탄소 투과성과 선택성을 향상시킨다. 이 리뷰에서는 이산화탄소 분리를 위한 고분자 막에서의 이온성 액체(IL)와 금속 유기체 프레임워크(MOF)의 다양한 조합에 대한 연구가 논의될 것이다.

In this study, extraction of uranium(VI) from an aqueous nitric acid solution was investigated using tri-n-butyl phosphate (TBP) as an extractant in an ionic liquid, 1-alkyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl)imide ([Cnmim][Tf2N]). The distribution ratio of U(VI) in 1.1 M TBP/[Cnmim][Tf2N] was significantly high when the concentration of nitric acid was low. The value of the distribution ratio decreased as the concentration of the nitric acid increased at lower acidities, and then increased with a nitric acid concentration of up to 8 M. This can be attributed to the different extraction mechanisms of U(VI) based on nitric acid concentrations. Thus, a cation exchange at low acidity levels and an ion-pair extraction at high acidity levels were suggested as the extraction mechanism of U(VI) in the TBP/[Cnmim][Tf2N] system.

유기 양이온과 유기/무기 음이온을 포함하고 있는 이온성 액체는 저온 용융 염의 종류이며 이산화탄소 분리 기능 에 대한 잠재력을 갖고 있다. 지구 온난화와 기후 변화의 문제점을 극복하기 위해 이온성 액체를 기반으로 한 막을 개발하여 연도가스에서 이산화탄소를 걸러내는 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 리뷰에서는 홀로 설 수 있는 중합 이온성 액체(PIL), 이온성 액체와 이온성 액체 복합 막의 혼합의 기술이 논의될 것이다. 새로운 이온성 액체의 모노머 도입, 그리고 중합 이온성 액체 막과 복합 막의 미세구조변형은 막의 기계적 특성을 향상시켜 가스투과율과 선택도를 크게 향상 시키는데 시용되어 왔 다. 이온성 액체 모너머의 양이온과 음이온의 다양한 변형은 막의 가스 분리성에 큰 영향이 있다.

고분자를 기반으로 하는 고체 전해질은 수퍼커패시터, 배터리, 센서, 액추에이터 등 다양한 전기화학 소자에 응용이 가능한 소재로써, 기존 고분자 전해질의 낮은 이온전도도를 향상시키기 위해서 다양한 이온성 액체 기반의 고체 전해질에 관한 연구가 활발히 진행 중에 있다. 이온성 액체의 높은 전기적 특성 및 전기화학적, 열적 안정성과 고분자의 우수한 기계적인 강도를 활용한 젤 상태의 고체 전해질인 이온젤은 차세대 웨어러블 및 플렉시블 전자소자에 응용되어 연구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 이온성 액체와 고분자 기반의 고체 전해질을 제조하고 특성을 분석하여 탄소나노복합체 기반의 전극 에 적용하여 다양한 전자소자에 응용이 가능한 이온전도도 및 안정성이 향상된 이온성 액체 기반의 고체 전해질을 개발하고자 한다. 제조된 고체전해질은 전기화학적 임피던스법을 이용하여 이온 전도도를 측정 하여 보았으며 이온성 액체를 첨가하여 제조한 고체전해질의 이온 전도도가 1.26 x 10-1 S/cm 로 확인 되었다. 또한 제조된 고체 전해질을 이용하여 전고체형 수퍼커패시터를 제조하여 전기화학적 특성을 비교 하여 보았으며, 수퍼커패시터의 전기화학적 특성 역시 이온성 액체를 첨가하여 제조된 고체 전해질을 사 용하였을 때 향상된 전기화학적 특성을 나타내었다.

본 논문에서는 SBS-g-POEM 블록-그래프트 공중합체, 이온성 액체(EMIMTFSI) 및 ZIF-8 나노 입자를 사용하여 CO2/N2 기체를 분리하기 위한 혼합 매질 분리막(MMMs)을 개발하였다. SBS-g-POEM은 낮은 비용이 드는 자유 라디칼 중합 법을 통해 합성된 유연한 블록-그래프트 공중합체이다. EMIMTFSI는 SBS-g-POEM 매트릭스에 용해시켰으며, 합성된 ZIF-8 나노 입자들 역시 공중합체의 매트릭스에 분산시켰다. 제조된 시료들의 특성은 푸리에 변환 적외 분광법(FT-IR), 시차 주사 열량계(DSC), 주사 전자 현미경(SEM), X선 회절 분석(XRD)을 통해 확인하였으며, 분석 결과 각 성분들은 서로 간의 좋은 혼화성을 나타내었다. 기체 분리 성능은 time-lag measurements를 통해 확인되었으며, 537.0 barrer의 CO2 투과도와 15.2의 CO2/N2 선택도를 나타내었다. 이를 통해 첨가된 EMIMTFSI와 ZIF-8 나노 입자는 CO2/N2 선택도를 크게 희생시키지 않고 기체 투과 도를 두 배 이상 향상시키는 것으로 확인되었다.

이온성 액체를 이용하여 질산 용액으로부터 Am(Ⅲ)과 Eu(Ⅲ)의 추출 거동을 조사하고 이온성 액체의 활용가능성을 살펴보았다. 이온성 액체로는 1-alkyl-3- methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide ([Cnmim][Tf2N])을 사용하였고, noctyl( phenyl)-N,N-diisobutyl carbamoylmethyl phosphine oxide (CMPO)와 tri-n-butylphosphate (TBP)를 추출제로 사용하여, Am(Ⅲ)과 Eu(Ⅲ)의 추출 분배계수를 질산농도, CMPO, TBP와 같은 변수들의 함수로서 측정하였다. 이온성 액체를 사용함으로써 기존의 n-doodecane (n-DD)과 비교하여 추출 효율이 현저히 증가하였다. 질산 용액의 농도가 높을수록 Am(Ⅲ)과 Eu(Ⅲ)의 추출률은 감소하였으며, Eu(Ⅲ)의 추출률은 Am(Ⅲ)보다 전반적으로 작았다. 이온성 액체를 이용한 Am(Ⅲ)과 Eu(Ⅲ)의 추출 메카니즘은 n-DD와 같은 분자성 유기용매를 사용하는 경우와는 달리 양이온 교환 메카니즘에 의해 일어나는 것으로 판명되었다. 사용한 모든 이온성 액체에 대하여 Am(Ⅲ)과 Eu(Ⅲ)의 추출 분배계수는 CMPO의 농도가 높을수록 증가 하고, CMPO 농도에 대한 추출 데이터의 직선 기울기 값은 약 3.0으로 이온성 액체를 이용한 Am(Ⅲ)과 Eu(Ⅲ)의 추출반응에서 3분자의 CMPO가 복합착물을 형성하는 것으로 나타났다.

The demand for energy storage devices capable of operating at high temperatures is increasing. In order to operate at high temperatures, a device must have excellent thermal stability and no risk of explosion. Ionic liquids are electrolytes that satisfy the above conditions, and studies on improving their performance have attracted great interest. Here, we report the results of a study on the fabrication of a supercapacitor that has a composite electrolyte prepared by dispersing fumed silica in an ionic liquid. The fumed silica filler exhibits improved ionic conductivity and lower interfacial resistance. In particular, the silica nanoparticles with diameters of 10 nm exhibit better electrochemical properties than fillers of other diameters and have excellent device performance of 33 times higher than the pristine ionic liquid at high temperatures. This study can be used to improve the electrolytes of electrochemical devices, such as the next generation battery or lithium ion battery.