본 연구에서는 상용 폴리염화비닐을 개질하여 두 종류의 PVC 기반 이온교환용 고분자를 성공적으로 제조하였다. 이후 개질된 두 이온교환 고분자를 활용한 전기방사 공정과 열 압착 공정을 거쳐 2차원 계면(2D-PVC-BPM)과 3차원 접합부 (3D-PVC-BPM)를 갖는 바이폴라막(BPM)을 제조하였다. 제조된 3D-PVC-BPM은 2D-PVC-BPM에 비해 우수한 물 분해 효율 및 안정성을 보였다. 구체적으로, 300 mA cm-2의 고전류 밀도에서 3D-PVC-BPM은 2D-PVC-BPM가 나타낸 전위보다 4.4 V 낮은 8.05 V의 막 전위를 나타냈다. 더욱이, PVC 주쇄가 가진 내화학성 덕분에 3D-PVC-BPM은 가혹한 조건에서도 높은 화 학적 안정성을 보였고, 이는 4 M H2SO4 및 4 M NaOH 용액에 28일간 침지한 후 관측된 질량 손실이 각각 2.8%와 2.1%에 그친 것을 통해 입증되었다. 끝으로, 3차원 접합부가 3D-PVC-BPM에 맞물림(interlocking) 효과와 넓은 계면면적을 제공해준 덕분에 3D-PVC-BPM의 인장 강도는 36 MPa를 초과했고 신장률 또한 약 50%에 이르는 등 우수한 기계적 물성을 나타냈다.

In treatment processes of drinking water, the use of disinfectants is essential for eliminating microorganisms and pathogenic viruses. Chlorine dioxide (ClO2) is one of the most promising disinfectants. To ensure its effective application in drinking water treatment, it is crucial to investigate the stability and reactivity of ClO2 in drinking water treatment environments. Therefore, we examined the effects of various environmental factors such as temperature, light type, fluorescence intensity, and water quality on its stability. We also examined its reactivity with activated carbon and other inorganic compounds such as coagulants and hypochlorous acid. Findings revealed that ClO2 stability was influenced by several environmental factors. Typically, ClO2 is highly volatile. However, the rate of its volatility is independent of its concentration. As temperature and fluorescent light intensity increased, the concentration of ClO2 showed a rapid decline. Additionally, the presence of activated carbon significantly reduced ClO2 levels. In contrast, the reactivity of ClO2 with coagulants and hypochlorous acid was negligible. These findings provide essential insights for optimizing the use of ClO2 in drinking water treatment facilities.

Owing to its low cost, easy fabrication process, and good ionic properties, aqueous supercapacitors are under strong consideration as next-generation energy storage devices. However, the limitation of the current collector is its poor electrochemical stability, leading to low energy storage performance. Therefore, a reasonable design of the current collector and the acidic electrolyte is a necessary, as well as interfacial engineering to enhance the electrochemical performance. In the present study, graphite foil, with excellent electrochemical stability and good electrical properties, is suggested as a current collector of aqueous supercapacitors. This strategy results in excellent electrochemical performance, including a high specific capacitance of 215 F g−1 at a current density of 0.1 A g−1, a superior high-rate performance (104 F g−1 at a current density of 20.0 A g−1), and a remarkable cycling stability of 98 % at a current density of 10.0 A g−1 after 9,000 cycles. The superior energy storage performance is mainly ascribed to the improved ionic diffusion ability during cycling.

본 연구에서는 친유성기의 크기는 같으면서 친수성기의 크기가 다른 계면활성제를 이용한 베타카로틴이 탑재된 에멀션을 제조하여, 에멀션의 계면특성과 산화방지제의 물리적 위치가 베타카로틴의 화학적 안정성에 미치는 영향 을 평가하였다. 계면활성제의 혼합은 에멀션에 탑재된 베타카로틴의 분해속도에 영향을 주었다. 에멀션을 Brij™ 계 면활성제 중 친수성기가 가장 작은 계면활성제(Brij™ S10)와 가장 큰 계면활성제(Brij™ S100)를 몰 비율 1:1로 각 각 3.17 mM의 농도와 1.00 mM의 농도로 제조하였을 때, 에멀션에 탑재된 베타카로틴은 계면활성제를 3.17 mM 농 도로 제조된 에멀션에서 1.00 mM 농도로 제조된 에멀션에 비해 더 급격하게 감소하였다. 친유성 산화방지제 (tert-butylhydroquinone (TBHQ))와 양친매성(lauryl gallate) 산화방지제 모두 에멀션에 포집된 베타카로틴의 화학적 안 정성을 향상시켰으며, 에멀션의 계면활성제의 농도와 계면 조성과는 무관하게 TBHQ가 lauryl gallate 보다 베타카로 틴의 분해를 지연시키는데 더 효과적이었다.

1,3,5-benzenetricarbonyl trichloride는 3개의 아실클로라이드가 벤젠고리 1,3,5에 위치한 화학물질로, 높은 가교도 를 통한 물리적⋅화학적 특성을 요구하는 곳에 사용하는 중요한 화학물이다. 특히 일정 기공크기를 갖고 있는 3차원 구조체 형성이 가능하여, 다양한 분리 정제 분야에 사용되고 있다. 하지만 아실클로라이드의 높은 반응성은 반응속도가 빠른 장점을 갖고 있지만, 다른 측면에서는 일정한 성능을 가질 수 있도록 화학적 제어가 어려운 점도 있다. 따라서 본 연구에서는 1,3,5- benzenetricarbonyl trichloride의 화학적 변화가 어떻게 분리막 성능에 영향을 주는지 관찰하였다.

As automation systems become more common, there is growing interest in functional labeling systems using organic and inorganic hybrid materials. Especially, the demand for thermally and chemically stable labeling paper that can be used in a high temperature environment above 300 oC and a strong acid and base atmosphere is increasing. In this study, a composite coating solution for the development of labeling paper with excellent thermal and chemical stability is prepared by mixing a silica inorganic binder and titanium dioxide. The silica inorganic binder is synthesized using a sol-gel process and mixed with titanium dioxide to improve whiteness at high-temperature. Adhesion between the polyimide substrate and the coating layer is secured and the surface properties of the coating layer, including the thermal and chemical stability, are investigated in detail. The effects of the coating solution dispersion on the surface properties of the coating layer are also analyzed. Finally, it is confirmed that the developed functional labeling paper showed excellent printability.

Saline water electrolysis is an electrochemical process to produce valued chemicals by applying electric power. Perfluorinated sulfonic acid (PFSA) ionomers have been used as polymer electrolyte membrane (PEM) materials owing to their high sodium ion selectivity and barrier properties. However, sulfonic acid groups in PFSA ionomers are chemically decomposed under a basic catholyte condition, which makes the PEM materials lose their ionic selectivity and Faraday efficiency. In this study, double layered membranes were prepared by anchoring cross-linked hydrocarbon ionomers, as a protection layer to catholyte atmosphere, into the water channels, particularly, located at around the surface of a PFSA membrane. Here, each monomer results in the identical chemical architecture and different free volume content when polymerized.

경제적이고 우수한 핵확산저항성을 갖는 파이로공정의 핵심 단위공정인 전해제련 공정에서 U와 TRU를 동시에 회수하기 위해 환원전극으로써 LCC가 사용된다. 한가지 원소만을 회수하는 금속음극과는 달리 LCC는 전기화학적으로 U와 TRU의 선택적 분리가 어려워 핵확산저항성을 높이는 기술의 핵심이라고 할 수 있다. LCC를 담아놓는 LCC 도가니는 U나 TRU로만 전착되어야하기 때문에 도가니는 전기적으로 절연되어야 한다. LCC와의 안정성과 회수된 TRU 및 용융염과의 화학적 안전성은 물론 공정 중 전착될 수 있는 금속 Li과의 반응성도 고려되어야하므로 LCC 도가니의 소재 특성은 매우 중요하다. 본 연구에서는 Al2O3, MgO, Y2O3, BeO 네 가지 대체 세라믹 소재의 화학적 안정성을 500℃에서 모의 LCC로 열역학적 및 실험적으로 평가하였다. 세라믹 기판 위의 LCC 접촉각은 화학적 반응성을 예측하기 위해 시간에 따라 측정하였다. Al2O3는 가장 낮은 화학적 안정성 갖고 BeO는 재료 내에 존재하는 기공은 접촉각감소에 영향을 주었다. MgO, Y2O3는 우수한 화학적 안정성을 나타내었다.