In this work, pellet type sorbents were prepared to control the low level indoor carbon dioxide with various physical compositions. In order to enhance the adsorption capacity, a few additives including alkali hydroxides were added to a commercial zeolitic sorbent by impregnation of alkali cation - Ca²⁺ through physical mixing and ion exchange. It was found that the binding materials such as dextrin or bentonite facilitating to form the granular sorbents would assist the adsorption capacity of sorbents. The ion exchange was more efficient for impregnation of alkalies, which showed better adsorption of gaseous CO₂.

상전환법을 이용하여 폴리설폰 고분자막을 제조하고 막의 형상과 투과특성을 측정하였다. 폴리설폰, n-메틸피롤리돈과 프로피오닉산으로 이루어진 제막용액에서 프로피오닉산은 폴리설폰에 대한 비용매로서 제막용액에 첨가되었으며, 침지용 비용매로는 이소프로필알코올이 사용되었다. 첨가된 프로피오닉산은 제막용액의 열역학적 성질을 변화시켜 열역학적 상분리를 촉진하는 역할을 할 수 있음을 보였으며, 제막용액의 점도는 프로피오닉산의 양에 따라 증가하여 프로피오닉산의 첨가에 따라 유동성이 감소하는 특성을 보였다. 제조된 모든 분리막은 프로피오닉산의 첨가에 따라 뚜렷하게 구분되는 형상을 보였다. 프로피오닉산 없이 제조된 막의 밀집화된 표면층은 프로피오닉산이 10wt% 첨가되었을 때 거의 사라졌으며, 30 wt% 첨가되었을 때 분리막은 알갱이 형태의 표면층으로부터 스폰지 형태의 하부층으로 형상의 차이가 구배를 보이며 나타났다. 물 투과도는 비용매 프로피오닉산의 증가와 함께 증대하였으며 폴리에틸렌글리콜을 사용한 배제율의 경우 프로피오닉산의 증가와 함께 감소하는 것으로 나타났다.

혈액 속에 있는 글루코우즈의 농도를 측정하기 위해 폴리아크릴로니트릴로 만들어진 진단막을 제조하였다. 혈액속의 글루코우즈의 농도를 변화시켜 가며 폴리아크릴로니트릴 진단막을 가지고 680nm에서의 최종흡광도를 측정하였다. 시간에 따른 흡광도 변화량(K/S)의 최종결과치가 글루코우즈의 농도가 증가함에 따라 직선적으로 증가함을 알 수 있었다. 혈액 속에 존재할 가능성이 있는 화합물들이 글루코우즈의 농도측정에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과 대부분의 화합물들이 글루코우즈의 농도측정에 큰 영향을 미치지 않는 것을 알 수 있었다.

Poly(vinyl chloride) (PVC) 주사슬과 poly(hydroxyethyl acrylate) (PHEA) 곁사슬로 구성된 가지형 공중합체를 원자전달라디칼 중합을 통해 합성하였다. PVC의 2차 염소원자의 직접적인 개시반응에 의해 친수성인 PHEA 단량체를 그래프팅시켰다. 이렇게 합성된 PVC-g-PHEA을 술포석시닉산(SA)를 사용하여 가교시켰으며, 이는 가지형 공중합체의 -OH 그룹과 SA의 -COOH와의 에스테르 반응임을 FT-IR 분광법을 이용하여 분석하였다. 이온교환능(IEC)은 SA 함량이 증가함에 따라 계속하여 증가하여 0.87 meq/g까지 도달하였고, 이는 전해질막에 이온 그룹수가 증가하기 때문이다. 하지만, 함수 율은 SA 함량이 20 wt%까지는 증가하다 그 이상에서는 감소하였다. 또한 수소 이온 전도도도 SA 함량에 따라 증가하여 20 wt% SA 농도에서 0.025 S/cm의 최대값을 나타내었고, 이는 SA 함량이 증가함에 따라 이온 그룹의 수가 증가하는 효과와 가교가 증가하는 효과가 서로 경쟁적으로 일어나기 때문으로 사료된다.

ZnO nanopowders were synthesized by the sol-gel method using hydrazine reduction, and their gas responses to 6 gases (200 ppm of C2H5OH, CH3COCH3, H2, C3H8, 100 ppm of CO, and 5 ppm of NO2) were measured at 300 ~ 400˚C. The prepared ZnO nanopowders showed high gas responses to C2H5OH and CH3COCH3 at 400˚C. The sensing materials prepared at the compositions of [ZnCl2]:[N2H4]:[NaOH] = 1:1:1 and 1:2:2 showed particularly high gas responses (S = Ra/Rg, Ra : resistance in air, Rg : resistance in gas) to 200 ppm of C2H5OH(S = 102.8~160.7) and 200 ppm of CH3COCH3(S = 72.6~166.2), while they showed low gas responses to H2, C3H8, CO, and NO2. The reason for high sensitivity to these 2 gases was discussed in relation to the reaction mechanism, oxidation state, surface area, and particle morphology of the sensing materials.

For possible applications as luminescent materials for white-light emission using UV-LEDs, Ba2Mg(PO4)2:Eu2+ phosphors were prepared by a solid state reaction. The photoluminescence properties of the phosphor were investigated under ultraviolet ray (UV) excitation. The prepared phosphor powders were characterized to from a single phase of a monoclinic crystalline structure by a powder X-ray diffraction analysis. In the photoluminescence spectra, the Ba2Mg(PO4)2:Eu2+ phosphor showed an intense emission band centered at the 584 nm wavelength due to the f-d transition of the Eu2+ activator. The optimum concentration of Eu2+ activator in the Ba2Mg(PO4)2 host, indicating the maximum emission intensity under the excitation of a 395 nm wavelength, was 5 at%. In addition, it was confirmed that the Eu2+ ions are substituted at both Ba2+ sites in the Ba2Mg(PO4)2 crystal. On the other hand, the critical distance of energy transfer between Eu2+ ions in the Ba2Mg(PO4)2 host was evaluated to be approximately 19.3 A. With increasing temperature, the emission intensity of the Ba2Mg(PO4)2:Eu phosphor was considerably decreased and the central wavelength of the emission peak was shifted toward a short wavelength.

Nanostructured carbon materials have been found to have applications in fuel cell electrodes, field emitters, electronic devices, sensors and electromagnetic absorbers, etc. Especially, the CNF (carbon nanofiber) can be expected to play an important role in catalyst supporters for fuel cell electrodes and chemical reactions. In this study, we synthesized CNF from a liquid phase carbon source by a solvothermal method. In addition, we studied the parameters for the preparation of CNF by controlling heating and cooling rates, synthesis temperature and time. We characterized the CNF by SEM/TEM, XRD, Raman spectroscopy and EDS. We found that the heating and cooling rate have strong effects on the CNF formation and growth. We were able to prepare the best CNF at the heating rate of 10˚/min, at 450˚ for 60 minutes, and at the cooling rate of 4˚/min. As a result of Raman spectra, we found that the sample showed two characteristic Raman bands at ~1350cm-1 (D band) and ~1600cm-1 (G band). The G band indicates the original graphite feature, but the D band has been explained as a disorder feature of the carbon structure. The diameter and length of the CNF was about 15~20nm, and over 1μ, respectively.

Petroleum pitch and coke with wet mixture method or with dry mixture method were investigated to develop the composite anodic carbon material of high power lithium ion battery. Cokes coated with pitch were obtained by the heat treatment of mixture of cokes and pitch with different weight ratios at 800~1200℃. The charge and discharge characteristic of the consequent composite anodic carbon material assembled in batteries was tested. Cokes with wet mixture method have a smooth surface and their capacity changed little with changing temperature and content as compared to the cokes with dry mixture method. Although the reversible capacities showed different values by the anode manufacturing method, the composite anode with the mixture of 20 wt% of petroleum pitch and 80 wt% of coke showed the higher power capability and initial efficiency than the pitch based anode. However, the reversible capacity of the composite anode showed the reduced value as compared with the pitch based anode.

The objective of this work is to study the feasibility of the preparation of the activated carbon (AC) from coconut tree flowers using high temperature fluidized bed reactor (HTFBR). The activating agent used in this work is steam. The reactor was operated at various activation temperature (650, 700, 750, 800 and 850℃) and activation time (30, 60, 120 and 240 min) for the production of AC from coconut tree flowers. Effect of activation time and activation temperature on the quality of the AC preparation was observed. Prepared AC was characterized in-terms of iodine number, methylene blue number, methyl violet number, ethylene glycol mono ethyl ether (EGME) surface area and SEM photographs. The best quality of AC from coconut tree flowers (CFC) was obtained at an activation temperature and time of 850℃ and 1 hr restectively. The effectiveness of carbon prepared from coconut tree flowers in adsorbing crystal violet from aqueous solution has been studied as a function of agitation time, carbon dosage, and pH. The adsorption of crystal violet onto AC followed second order kinetic model. Adsorption data were modeled using both Langmuir and Freundlich classical adsorption isotherms. The adsorption capacity qm was 277.78 mg/g., equilibrium time was found to be 180 min. This adsorbent from coconut tree flowers was found to be effective for the removal of CV dye.

Through the electrostatic interaction between the poly-diallydimethylammonium chloride (PDDA) modified Multi-walled carbon nanotube (MWNT) and SnO2 suspension in 1mM NaNo3 solution, MWNT-SnO2 nanocomposites (MSC) for anode electrodes of a Li-ion battery were successfully fabricated by colloidal heterocoagulation method. TEM observation showed that most of the SnO2 nanoparticles were uniformly deposited on the outside surface of the MWNT. Galvanostatic charge/discharge cycling tests showed that MSC anodes exhibited higher specific capacities than bare MWNT and better cyclability than unsupported nano-SnO2 anodes. Also, after 20 cycles, the MSC anode fabricated by heterocoagulation method showed more stable cycle properties than the simply mixed MSC anode. These improved electrochemical properties are attributed to the MWNT, which adsorbs the mechanical stress induced from volume change and increasing electrical conductivity of the MSC anode, and suppresses the aggregation between the SnO2 nanoparticles.

폴리스티렌-폴리히드록시에틸 아크릴레이트(PS-b-PHEA) 디블록 공중합체와 폴리비닐알콜(PVA)을 1 : 1 무게비로 블렌딩하여 수소 이온 전도성 가교형 고분자 전해질막을 개발하였다. 특히 술포석시닉산(SA)를 사용하여 디블록 공중합체의 PHEA 블록과 PVA와 가교반응을 시켰고, 이를 FT-IR 분광법을 이용하여 분석하였다. 이온교환능(IEC)은 SA 함량이 증가함에 따라 계속하여 증가하여 0.95 meq/g까지 도달하였고, 이는 전해질막에 이온 그룹수가 증가하기 때문이다. 하지만, 함수율은 SA 함량이 20 wt%까지는 증가하다 그 이상에서는 감소하였다. 또한 수소 이온 전도도도 SA 함량에 따라 증가하여 20 wt% SA농도에서 0.024 S/cm의 최대값을 나타내었다. 함수율과 수소이온전도도의 이러한 경향은 SA 함량이 증가함에 따라 이온 그룹의 수가 증가하는 효과와 가교가 증가하는 효과가 서로 경쟁적으로 일어나기 때문으로 생각된다.

본 연구에서는 atom transfer radical polymerization (ATRP)에 의해 polydimethylsiloxane (PDMS)와 methyl-methacrylate (MMA)로부터 polydimethylsiloxane-polymethylmethacrylate (PDMS-PMMA) block copolymer를 합성하였다. 합성된 PDMS-b-PMMA copolymer막의 특성은 FT-IR, 1H NMR, GPC, DSC 등을 사용하여 조사하였다. 질소와 수소의 투과도는 각각 1.2~1.5 barrer와 6.2~10.5 barrer를 보였고, 질소에 대한 수소의 선택도는 5.3~6.9 범위였다. PDMS-b-PMMA copolymer 막의 투과도와 선택도는 PDMS 막보다는 낮은 값을 보였고, PMMA 막보다는 높은 결과를 보였다.

In this work, we employed an electroless nickel plating on glass fibers in order to enhance the electric conductivity of fibers. And the effects of metal content and plating time on the conductivity of fibers were investigated. From the results, island-like metal clusters were found on the fiber surfaces in initial plating state, and perfect metallic layers were observed after 10 min of plating time. The thickness of metallic layers on fiber surfaces was proportion to plating time, and the electric conductivity showed similar trends. The nickel cluster sizes on fibers decreased with increasing plating time, indicating that surface energetics of the fibers could become more homogeneous and make well-packed metallic layers, resulting in the high conductivity of Ni/glass fibers.

Adsorption is one of the most efficient method for the separation of low level carbon dioxide. In order to enhance the adsorption capacity, a few additives such as alkali hydroxides were combined with the zeolitic sorbents. As a result of the experimental examination by applying the CO2 flow of 3000 ppm, the composite sorbent showed the improved quality to a certain degree and the added binder was also found to contribute to better adsorption.

본 연구에서 졸-겔 방법에 의하여 나노 기공을 가지는 세라믹막을 제조하여 단일 조성의 헬륨과 질소를 가지고 기체투과 실험을 수행하였다. 기공 크기 0.1 μm, 기공율 32%의 평막형 α-Al2O3 지지체를 제조하였으며, 지지체를 담지하여 코팅하는 방법으로 4nm의 기공 크기를 가지는 γ-Al2O3 중간층을 제조하였다. 실리카 졸은 TEOS의 산 촉매 가수분해와 축중합반응을 통하여 합성하였다. 막은 딥코팅과 소결과정을 거쳐 제조되었다. 졸-겔 법에 의해 합성된 세라믹 막을 통한 헬륨, 질소 투과 실험은 기체의 투과 특성을 파악하기 위하여 시행하였다. 질소에 대한 헬륨의 선택도는 100∼160 정도였으며 헬륨의 투과도는 303∼363 K의 온도 범위에서 10 -7 mol/m 2 ⋅s⋅Pa 정도였다.

본 연구에서는 높은 투과도를 갖는 고분자량의 PTMSP를 합성하고 PTMSP와 hydroxy-terminated PDMS로부터 PTMSP-PDMS graft copolymer를 합성하였다. 그리고 PTMSP-PDMS graft copolymer에 TEOS의 함량을 15, 30, 50 wt%로 달리하여 졸-겔 방법에 의해 PTMSP-PDMS-silica 복합물을 제조하였다. PTMSP-PDMS-silica/PEI 복합막의 물리화학적 특성은 1H-NMR, FT-IR, TGA, XPS, GPC, SEM 등을 사용하여 조사하였고, H2, O2, N2, CO2, CH4, n-C4H10 기체에 대한 기체 투과도와 선택도 성질을 고찰하였다. 복합막의 투과도는 TEOS의 함량과 압력이 증가함에 따라 증가하였다. 그리고 기체들의 선택도는 TEOS 함량 30wt%에서 최대값을 나타내고 그 이상에서는 감소하는 경향을 나타내었다.

지하수나 폐수 등에 포함된 독성을 가진 음이온류나 양이온류 등의 유독물질을 경제적으로 처리하는데 탁월한 분리기능을 가진 것으로 알려진 전기투석공정에 사용하기 위해 음이온 교환 복합막을 제조하여 그 전기화학적인 특성을 조사하였다. 다양한 조성의 vinylbenzylchloride (VBC)와 divinylbenzene (DVB) 그리고 α,α-azobis(isobutyronitrile) (AIBN)으로 이루어진 단량체 용액에 다공성 지지체인 poly(ethylene) (PE)을 함침한 후 열중합 가교시켜 poly(VBC-DVB)/PE 복합막을 생성한 다음 trimethylamine(TMA)과 acetone을 이용해 음이온 교환기(-N + (CH3)3)를 함유하는 복합막을 제조하였다. 음이온 교환막 제조시 VBC/DVB의 비율과 TMA/Acetone의 비율에 따른 막의 함수율, 이온교환용량(IEC) 및 전기저항을 조사하였다. 그 결과 제조된 막들은 사용된 PE지지체의 얇은 막두께에 기인하여 아스톰사의 상용화 음이온 교환막(AMX)보다 높은 IEC와 낮은 전기저항 및 낮은 함수율 등을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 본 실험에서 제조된 복합막은 저렴한 제조비용과 우수한 전기화학적 특성으로 정수 및 폐수처리를 위한 전기투석공정에 충분히 적용될 수 있음을 알 수 있었다.

폴리비닐리덴플로라이드(PVDF) 지지체 위에 빗살모양의 술폰화된 공중합체를 코팅하여 나노 분리막을 제조하였다. 빗살모양의 공중합체는 원자전달 라디칼 중합법(ATRP)에 의해 제조하였으며, 폴리비닐클로라이드의 주사슬과 폴리스티렌 술폰산(PSSA)의 곁사슬로 구성되어 있다. 핵자기 공명법(1 H-NMR), FT-IR분광학 그리고 WAXS 분석법에 의해 공중합체가 성공적으로 합성되었음을 확인하였다 PVC-g-PSSA로 구성된 복합 나노 분리막은 PSSA의 함량이 증가함에 따라 플럭스와 배제율 모두 증가하였다. 이러한 성능 향상은 분리막의 술폰산의 함량의 증가로써 설명할 수 있다. PSSA가 71wt%첨가된 나노 복합막의 배제율은 Na2SO4 88%, NaCl 33%을 나타내었고, 플럭스는 Na2SO4 26, NaCl 34 L/m 2 h을 각각 나타내었다.