폴리벤즈이미다졸(PBI) 기반의 막은 내구성이 우수한 네트워크 구조를 가지는 구조재료로서의 우수한 강성과 더 불어서 고온에서의 우수한 내열성, 우수한 기계적 및 인장 특성, 높은 유리전이온도(Tg), 물이 없는 무수 환경에서의 이온 전 도성능, 산화와 화학적 내구성으로 지난 20년 동안 다양한 용도의 대중적인 막 재료로 다양한 문헌에서 보고되어 왔다. 이온 전도성 PBI 기반 막은 고온용 양이온 교환막 연료 전지(HT-PEMFC)에서 광범위하게 사용되어왔다. 또한 PBI 기반 막은 독 특한 특성으로 인해 기체분리막 및 유기용매나노여과(OSN) 막 개발에서 광범위하게 사용되어왔다. 이번 리뷰에서는 고온용 연료전지, 기체분리 및 OSN 적용을 위한 다양한 유형의 PBI 기반 막의 최근 연구동향 및 적용가능성에 대해 설명하고자 한다.

금속유기구조체(metal-organic framework)는 유기물와 무기물로 구성된 나노다공성 결정물질로서 일정한 세공 구 조를 가지고 있다. 합성시 유기 리간드의 다양한 선택이 가능함으로 인해 다양한 세공 사이즈와 물리적/화학적 성질들을 나 타내는 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 금속유기구 조체 결정을 자라게 하는 것이 쉽지 않기 때문이다. 지난 이십여 년 동안 마이크로 전자파를 이용한 물질 합성에 대한 연구 가 상당히 진행되었는데 특히 마이크로 전자파를 이용하면 전통적인 합성법에 비해 금속유기구조체 분리막을 제조하는 과정 에서의 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.

최근 에너지 효율이 높은 분리 공정기술의 수요가 증가하면서 분리막을 이용한 기체 분리가 큰 관심을 모으고 있다. 현재 분리막에 의한 기체 분리 시장은 고분자막이 독점하고 있으며, 고분자 재료 물성의 한계로 탄화수소와 같은 응축 기체분리보다는 비응축 기체 분리에 제한되고 있다. MOF 재료는 금속 이온과 유기 리간드가 결합하여 형성하는 결정성 나노 기공 구조로, 높은 비표면적과 기공 구조 제어, 기능성 부여가 가능해 분리막 재료로 큰 관심을 끌고 있다. 본 총설에서는 다양한 MOF 분리막의 합성 방법과 MOF 분리막을 통한 기체 분리 응용에 대해 살펴보고자 한다.

이 연구는 경안천 토양에서 기후 조건의 차이, 식물의 유무, 질소 농도의 차이에 따른 토양의 생물학적 유기물 분해속도의 변화가 대기 중 온실가스(CH4, CO2) 발생에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 본 연구 결과, 유기물 분해속도와 CH4, CO2 flux 모두 환경 조건이 동시에 변화하는 경우에 영향을 받음을 알 수 있었다. 유기물 분해 속도는 기후 조건의 차이와 질소 농도의 차이, 기후 조건 차이와 식물의 유무가 있는 경우 에 영향을 받음을 알 수 있었다. CH4 flux는 기후 조건 차이와 질소 농도의 차이, 기후 조건 차이와 식물의 유 무, 식물의 유무와 질소 농도의 차이가 있는 경우에 영향 이 있었으며 CO2 flux는 기후 조건 차이와 식물의 유무, 식물의 유무와 질소 농도의 차이가 있는 경우에 영향이 있음을 통해 기후 조건 차이와 식물의 유무, 질소 농도의 차이가 유기물 분해속도에 영향을 주어 대기 중 온실가 스 발생에 영향을 줄 수 있음을 알 수 있었다. 기후 조건 차이는 토양의 분해를 증진시켜 대기로 방 출되는 온실가스 또한 가중시킬 수 있다고 알려져 있으 나, 본 연구를 통해 기후변화가 유기물의 분해와 대기로 의 온실가스 방출을 감소시킬 수 있다는 결과를 도출할 수 있었으며 기후 조건 차이 외의 질소가 유입될 경우, 순영향(positive effect)을 주게 됨을 알 수 있었다. 그러 나 식물의 영향이 작용할 경우 질소의 유입으로 인한 순 영향을 감소시킬 수 있음을 알 수 있었으며, 이에 따른 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

PTMSP에 20 wt% PMMH dendrimer와 10, 20, 30, 40 wt% NaY zeolite를 가하여 PTMSP-PMMH-NaY zeolite 복합막을 제조하였다. 복합막의 물리화학적 특성을 FT-IR, TGA, SEM을 사용하여 조사하였고, H2와 N2 기체에 대한 투과도와 선택도 성질을 고찰하였다. PTMSP-PMMH-NaY zeolite 복합막의 투과도는 zeolite 함량이 증가함에 따라 증가하였고, 수소와 질소의 투과도는 각각 3,950~592,000 barrer와 1,550~143,000 barrer를 보였다. 질소에 대한 수소의 선택도는 0~30 wt%에서는 뚜렷한 차이가 나타나지 않았고, 30~40 wt%에서는 2.2~4.2 범위로 증가하는 경향을 보였다.

Ultra thin films of Tetra-3-hexadecylsulphamoylcopperphthalocyanine(HDSM-CuPc) were formed on various substrates by Langmuir-Blodgett method, where HDSM-CuPc was synthesized by attaching long-chain alkylamine(hexa-decylamine) to CuPc. The reaction product was identified with FT-IR, UV-visible absorption spectroscopies, elemental analysis and thin layer chromatography. The formation of Ultrathin Langmuir-Blodgett(LB) films of HDSM-CuPc was confirmed by FT-IR and UV-visible spectroscopies. A quartz piezoelectric crystal coated with LB films of HDSM-CuPc was examined as a gas sensor for N02 gas. HDSM-CuPc LB films were transferred to a quartz crystal microbalance(QCM) in the form of Z-type multilayers. Response characteristics of film-coated QCM to NO2 gas concentrations over a range of 100~600ppm have been tested with a thickness of 5~20 layers of HDSM-CuPc. Changes in frequency by adsorption of NO2 were increased With the number of LB layers and NO2 concentration, but the response time was slow.

Volatile organic silicon compounds (namely as siloxanes) are impurities in biogas generated from landfill and biogas.They have been known to cause damages to gas combustion engines. However, factors affecting process design decisionshave been less studied. In this research, we experimentally determined the gas-liquid partition coefficients (Kp) of siloxanesby applied the equilibrium partition experiment in closed system. we also investigated the effects of liquid solutes onsiloxanes partitioning. Five different types of siloxanes and five different types of liquid solutes (distilled water, nutrientsolution, ferrous sulfate solution, and surfactant solutions) were selected for this study. Dimensionless gas-liquid partitioncoefficients of siloxanes were determined to be 8.808 for L2, 2.278 for L3, 1.455 for L4, 3.435 for D4, and 0.770 forD5. Partition coefficients varied by liquid solutes, Especially for surfactants as liquid solutes, mass transfer of siloxanesfrom gas to liquid was enhanced, showing the lowest coefficients of partitioning.

This study assessed the analysis method for measuring volatile organic silicon compounds (namely as siloxanes) by usinggas chromatography with flame ionization detector. Calibration standard gas was made in a laboratory by using six volatileorganic silicons as model gas. Two different types of working gas were prepared to evaluate quality control in GC-FIDanalysis. Less than 0.2 RSD% of repeatability of retention time was observed in the analysis of calibration standard gas. Inthe linearity test, the highest coefficient of determination (R2) was found to be 0.997 for L2 among volatile organic siliconcompounds. This study demonstrated that quantification of volatile organic silicon compounds can be performed by usingGC-FID analysis with direct injection mode, and the GC calibration can be covered by the gas-phase standard method.

A numerical model is investigated to predict a behavior of the gaseous volatile organic compounds and a subsurface contamination caused by them in the unsaturated zone. Two dimensional advective-dispersion equation caused by a density difference and two dimensional diffusion equation are computed by a finite difference method in the numerical model. A laboratory experiment is also carried out to compare the results of the numerical model. The dimensions of the experimental plume are 1.2m in length, 0.5m in height, and 0.05m in thickness. In comparing the result of 2 methods used in the numerical model with the one of the experiment respectively, the one of the advective-dispersion equation shows better than the one the diffusion equation.

A method for the simultaneous analysis of 31 residual organic chloride pesticides was studied using gas chromatography. Prepared analytical samples were injected to gas chromatography (HP 5890 Series II plus) on the Ultra-2 column with ECD. The packing materials for column were changed as the following reagents ; florisil and alumina N. The residual solution was loaded to column and was eluted with elution solvents ; ether : benzene (2 : 8) solution, hexane : benzene (1:1) solution, dichloromethane, acetone, and methanol. The analytical results showed that 6 kinds of organic chlorides were not detected when florisil (first condition) was used as the column packing material. The nondetected 6 kinds of organic chlorides in the first analytical condition were detected and the recoveries of thrin-pesticides were increased, in particular, captan and captafol, but the recoveries of benzene hexachloride compounds were decreased when dichloromethane and methanol were added as elution solvents (packing material was florisil as in the first condition). The recoveries of dichlorfluanid, chlorofenvinfos, folpet, and dicofol were increased and that of aldrin was increased, but those of captan and captafol were not good when alumina N was used as the packing material. To detect simultaneously thrin-pesticides, captan, and captafol, florisil and alumina N were used as the packing materials. The elution result showed that captan and captafol were not detected. This was because the column was activated insufficiently. The analytical method was the best (31 kinds of organic chlorides in the residual pesticides were detected sharply and showed high sensitivity) when the column (packing materials were florisil and alumina N, together) was fully activated and the impurities were removed using various elution solvents.