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수록정보
27권3호(2016) |수록논문 수 : 18
간행물 제목
27권3호(2016년) 수록논문
권호별 수록 논문
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KCI등재 SCOPUS

1금속 나노 촉매를 활용한 선택적 알코올 산화 반응

저자 : 무하마드아시프후세인 ( Muhammad Asif Hussain ) , 느얀즈조셉 ( Nyanzi Joseph ) , 강온유 ( Onyu Kang ) , 조용훈 ( Young-hun Cho ) , 엄병헌 ( Byung-hun Um ) , 김정원 ( Jung Won Kim )

발행기관 : 한국공업화학회 간행물 : 공업화학 27권 3호 발행 연도 : 2016 페이지 : pp. 227-238 (12 pages)

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본 리뷰 논문은 지지화된 또는 고정화된 금속들 중 선택적 알코올 산화 반응에 적용된 나노 크기의 여러 금속 촉매들에 대해 집중적으로 서술한다. 금속 나노 촉매들은 넓은 표면적을 지닌 고체 지지체들의 표면 위에 금속 나노 입자들의 고른 분산을 통해 얻어진다. 이러한 나노 촉매들은 유기 합성, 연료 전지, 바이오 디젤 생산, 오일 크래킹, 에너지변환 및 저장, 의약, 수처리, 고체 로켓 추진체, 염료 제조 등 학문적·산업적 측면 모두 다양하게 사용될 수 있다. 더욱이, 응용성이 풍부한 중간체들을 생산하는 호기성 알코올 산화 반응에서 금속 나노 재료는 촉매로써 매우 중요하다. 금, 팔라듐, 류테늄, 바나디움 등과 같은 지지화된 금속 나노 촉매들의 알코올 산화 반응은 기존의 화학 당량적 반응과 달리 비용을 경감시키고 부반응물들을 줄임으로써 경제적이고 친환경적이다. 뿐만 아니라, 상온에서 진행된 나노 촉매 알코올 산화 반응에 대해서도 소개된다.


This review article highlights different types of nano-sized catalysts for the selective alcohol oxidation to form aldehydes (or ketones) with supported or immobilized metal nanoparticles. Metal nanoparticle catalysts are obtained through dispersing metal nanoparticles over a solid support with a large surface area. The nanocatalysts have wide technological applications to industrial and academic fields such as organic synthesis, fuel cells, biodiesel production, oil cracking, energy conversion and storage, medicine, water treatment, solid rocket propellants, chemicals and dyes. One of main reactions for the nanocatalyst is an aerobic oxidation of alcohols to produce important intermediates for various applications. The oxidation of alcohols by supported nanocatalysts including gold, palladium, ruthenium, and vanadium is very economical, green and environmentally benign reaction leading to decrease byproducts and reduce the cost of reagents as opposed to stoichiometric reactions. In addition, the room temperature alcohol oxidation using nanocatalysts is introduced.

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2CO2 부가반응에 적용된 Silica 담지 이온성 액체 촉매

저자 : 김동우 ( Dong-woo Kim ) , 김현국 ( Hyeon-gook Kim ) , 조득희 ( Deug-hee Cho )

발행기관 : 한국공업화학회 간행물 : 공업화학 27권 3호 발행 연도 : 2016 페이지 : pp. 239-244 (6 pages)

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본 총설에서는 CO2와 에폭시 화합물의 부가반응에서 무정형, SBA, MCM 또는 상업적으로 쉽게 이용 가능한 다양한 silica 지지체에 담지된 이온성 액체의 촉매적 적용가능성에 대하여 검토하였다. CO2 부가반응에 의한 5원환 카보네이트의 합성에 대하여 담지된 이온성 액체의 구조적인 영향과 silica 지지체의 종류에 따른 촉매 활성을 검토한 바, 관능기 또는 금속을 보유한 이온성 액체인 경우에 촉매 성능이 개선됨을 알 수 있었다. 또한 silica에 담지된 이온성 액체(SSIL) 촉매의 재사용성과 반응메커니즘을 조사하여 제시하였다.


The catalytic applicability of various ionic liquids immobilized on different silica-supports such as amorphous, SBA, MCM and commercial silica for the cycloaddition of CO2 and epoxides is reviewed in this work. The effects of different structures of supported ionic liquids and silica supports in the synthesis cyclic carbonate by the cycloaddition of CO2 have been remarked. The studies revealed that ionic liquids possessing functional groups or metals exhibited increased catalytic performance towards cyclic carbonate synthesis. Moreover, the reusability of SSIL catalyst and mechanism for the cycloaddition of CO2 were studied.

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3친환경 바이오 플라스틱의 동향

저자 : 이재춘 ( Jaechoon Lee ) , 배철민 ( Chaulmin Pai )

발행기관 : 한국공업화학회 간행물 : 공업화학 27권 3호 발행 연도 : 2016 페이지 : pp. 245-251 (7 pages)

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지구온난화 방지 정책 및 플라스틱 쓰레기에 의한 환경오염 방지의 해결책으로 제시된 플라스틱의 원료 자체를 재생 가능한 원료로부터 생산된 일명 바이오매스 기반 바이오 플라스틱 중 대표적인 polylacticacid (PLA), 유해 화학물질이 포함될 가능성이 적은 장점으로 화장품 용도로 시장전개가 용이할 것으로 예상되는 polyglycolicacid (PGA), 미생물생산 바이오 플라스틱의 대표적인 polyhydroxyalkanoate (PHA), 가격 대비 우수한 물성의 전분/녹말계열 고분자 등의 동향을 살펴보고자 한다. 특히 포장재 분야, 일회용 위생용품 분야, 폐기물 발생량의 가장 많은 부분을 차지하고 있는 건설 폐기물 분야에 있어서의 환경 친화적인 바이오 플라스틱의 개발 동향을 고찰해보았다.


Trends of bioplastics, especially biomass-based bioplastics which is one of the most promising ways to solve the depletion of fossil fuels and global warming problems, were investigated. Emerged bioplastic polymers such as polylacticacid (PLA), polyglycolicacid (PGA) for cosmetic additive, polyhydroxyalkanoate (PHA) produced by bacterial fermentation, and cost effective starch-based polymer were discussed with their general studies. Also recent technologies of environment-friendly bioplastics for packaging and construction materials as well as disposable hygienic goods were briefly reviewed.

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4항공기용 복합소재의 개발 및 연구동향

저자 : 김득주 ( Deuk Ju Kim ) , 오대윤 ( Dae Youn Oh ) , 정문기 ( Moon Ki Jeong ) , 남상용 ( Sang Yong Nam )

발행기관 : 한국공업화학회 간행물 : 공업화학 27권 3호 발행 연도 : 2016 페이지 : pp. 252-258 (7 pages)

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중량의 감소 및 향상된 기계적 특성은 항공 우주 산업으로의 적용을 위한 재료의 새로운 소재를 개발하기 위해 주요한 인자이다. 복합소재는 가벼운 무게와 탁월한 물성으로 항공기와 타 교통수단용 소재로써 주목을 받아왔다. 특히 섬유강화 복합소재의 경우 금속을 대신할 소재로 사용되어 왔는데 이는 금속과 고분자 소재보다 우수한 물성을 나타내기 때문이다. 이러한 이유로 복합소재는 비행기의 구조물로 사용되어 왔다. 본 리뷰에서는 항공기에 적용된 복합소재의 장점과 섬유강화 플라스틱 복합소재 소재에 대하여 정리하였다.


The weight reduction and improved mechanical property are one of the prime factors to develop new materials for the aerospace industry. Composite materials have thus become the most attractive candidate for aircraft and other means of transportations due to their excellent property and light weight. In particular, fiber reinforced polymer (FRP) composite materials have been used as an alternative to metals in the aircraft. The composite materials have shown improved properties compared to those of metal and polymeric materials, which made the composites being used as the skin structure of the airplane. This review introduces different types of materials which have been developed from the FRP composite material and also one of the most advantageous ways to employ the composites in aircraft.

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5Norbornene Dialkyl Ester가 첨가된 Isoprene Rubber의 가공성 및 물성에 관한 연구

저자 : 정혜인 ( Hye-in Jeong ) , 조남철 ( Nam-chol Jo ) , 우제완 ( Je-wan Woo )

발행기관 : 한국공업화학회 간행물 : 공업화학 27권 3호 발행 연도 : 2016 페이지 : pp. 259-264 (6 pages)

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본 연구에서는 norbonene dialkyl ester 6종을 isoprene rubber에 적용하여 내분비계 교란물질인 DEHP에 대한 대체 가능성을 평가하였다. IR 시편은 isoprene rubber (IR)와 norbonene dialkyl ester, 가황제 등을 배합하여 제작하였으며, 토크 값, 스코치 시간, 최적가황시간, 무니점도를 측정하여 가공성을 평가하였고, 경도, 인장강도, 100% modulus, 신율 등 물성을 평가하여 이를 DEHP를 적용한 경우와 비교하였다. 그 결과 토크 값의 경우 최저토크, 최대토크 모두 DEHP보다 낮거나 유사한 값을 나타내었고, 스코치 시간, 최적가황시간은 DEHP보다 같거나 길게 측정되었다. 무니점도는 DEHN이 낮은 값을 나타내어 DEHP를 첨가한 경우보다 가공성이 우수함을 확인하였다. 경도와 열적 특성의 경우 norbornene계 화합물이 DEHP와 같거나 유사한 경향을 보였다. 인장특성의 경우 선형의 알킬기를 가진 norbornene계 화합물을 적용한 경우가 우수함을 확인하였다.


In this study, we applied six different norbornene dialkyl esters as a plasticizer to an isoprene rubber (IR) and evaluated replaceability of DEHP which is an endocrine disruptor. IR test sheets were prepared by blending IR, norbornene dialkyl ester, vulcanizing agent, etc. and processing properties of the IR were evaluated by measuring Toque, scorch time, cure time and mooney viscosity. Mechanical properties of IR test sheet including hardness, tensile strength, 100% modulus and elongation were also measured and the physical properties of norbornene dialkyl ester applied as a plasticizer were compared to those using DEHN. Both the maximum and minimum toque for the norbornene dialkyl ester as a plasticizer were similar to those of using DEHP. In addition, the scorch and cure time of the former were slightly longer than those of the latter. The mooney viscosity for the case of DEHN was slightly lower than that of the latter. DEHN was also superior to DEHP in terms of processing. The hardness and thermal properties of all IR test sheets were measured to be similar to each other. The linear alkyl chain of norbornene compounds also exhibited good tensile characteristics.

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6Covalent Organic Framework (COF-10)를 이용한 암모니아 흡착 및 탈착에 관한 연구

저자 : 양희나 ( Heena Yang ) , 김익태 ( Iktae Kim ) , 고영돈 ( Youngdon Ko ) , 김신동 ( Shindong Kim ) , 김화중 ( Whajung Kim )

발행기관 : 한국공업화학회 간행물 : 공업화학 27권 3호 발행 연도 : 2016 페이지 : pp. 265-269 (5 pages)

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수소가 청정 에너지 원으로서의 중요성이 증가하면서 수소의 생산원인 암모니아 기체가 큰 주목을 받고 있다. 그러나 암모니아가 금속을 잘 부식시키고 유독성을 가지고 있기 때문에 암모니아의 저장과 운반을 가능하게 하는 흡착제의 연구가 다각도로 진행되고 있다. 이 중 공유결합 유기구조 물질(covalent organic framework)의 하나인 COF-10은 붕소를 포함한 큰 기공을 가진 물질이다. 암모니아 흡착과정에서 COF-10의 구조 안에 있는 붕소는 루이스 산으로 작용하여 암모니아와 강한 결합을 한다. 본 논문에서는 이러한 COF-10을 합성하여 BET, XRD, FT-IR을 통해 구조를 확인한다. 또한 TPD와 등온 흡착 실험을 통해 실제 암모니아의 흡착능력에 대한 분석을 진행하였다. COF-10는 9.79 mmol/g 으로 우수한 암모니아 흡착 능력을 보였으며 암모니아 흡착제로서 활용 가능할 것으로 사료된다.


Ammonia gas as a hydrogen source has received great attention since the importance of hydrogen gas as a clean energy source increased. However, ammonia is toxic and corrosive to metal such that the absorbent that can store and transport ammonia became an important issue. As an effort to solve this, a large pored covalent organic framework, COF-10 was proposed as an adsorbent for storage and safe transportation of ammonia. During the ammonia adsorption process, boron in COF-10 structure can act as a Lewis acid site and bind with ammonia. In this study, COF was synthesized and its structure was identified by BET, XRD and FT-IR. The adsorption characteristics of COF were investigated by TPD and adsorption isotherm. The COF-10 showed an excellent adsorption capacity for ammonia (9.79 mmol/g) which could be utilized as an ammonia adsorbent.

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7HDPE/케나프/열팽창성 마이크로 캡슐의 물성에 미치는 섬유 길이 및 화학처리 영향

저자 : 구선교 ( Sun Gyo Ku ) , 이종원 ( Jong Won Lee ) , 김연철 ( Youn Cheol Kim )

발행기관 : 한국공업화학회 간행물 : 공업화학 27권 3호 발행 연도 : 2016 페이지 : pp. 270-275 (6 pages)

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길이가 다른 두 종류의 케나프 섬유(kenaf fiber, KF)가 적용된 고밀도폴리에틸렌(high density polyethylene, HDPE)/KF 복합체를 이축압출기를 이용하여 제조하였다. HDPE/KF 복합체의 발포를 위해 열팽창성 마이크로캡슐(thermal expandable microcapsule, EMC)이 이용되었다. 0.3과 3 mm 길이의 KF가 사용되었고, KF와 EMC의 함량은 각각 20 wt%와 5 wt%로 고정하였다. 화학처리된 KF의 FT-IR 결과 1700과 1300 cm-1 근처에서의 피크 감소를 보여주는데, 이는 KF성분 중 리그닌과 헤미셀룰로오스가 감소되기 때문으로 유추할 수 있다. 발포비중, 인장특성을 평가할 때 3 mm 섬유를 사용한 복합체의 물성이 양호하게 나타났지만, 섬유의 길이가 길수록 열분해에 의한 외관 불량 등의 문제가 발생할 수 있어 산업적 응용에 따라 적절한 섬유 길이의 선택이 요구된다. 화학 처리한 0.3 mm KF가 사용된 복합체의 인장강도가 소폭 증가하였다.


High density polyethylene (HDPE)/kenaf fiber (KF) composites included two types of KF with different lengths were fabricated by using a twin screw extruder. A thermally expandable microcapsule (EMC) was used to form HDPE/KF. The KF lengths were 0.3 mm and 3 mm. The contents of KF and EMC were fixed at 20 wt% and 5 wt%, respectively. From FT-IR data of KF, which underwent chemical treatment, peaks around 1700 and 1300 cm-1 decreased. This might be caused by the reduction of lignin and hemicellulose due to the chemical treatment of KF. Based on the specific gravity, thermal stability and tensile property, physical properties of the composites with a 3 mm fiber were good. However, if the fiber is longer, poor appearance might be caused due to the thermal degradation during processing. Thus, the adequate length of KF should be chosen to maintain the appearance and physical properties for industrial applications of HDPE/KF/EMC composites. The tensile strength for 0.3 mm fiber treated with chemicals increased slightly.

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8감잎, 엉겅퀴, 뉴그린으로부터 플라보노이드성분의 추출

저자 : 홍인권 ( In Kwon Hong ) , 박보라 ( Bo Ra Park ) , 전길송 ( Gil Song Jeon ) , 이승범 ( Seung Bum Lee )

발행기관 : 한국공업화학회 간행물 : 공업화학 27권 3호 발행 연도 : 2016 페이지 : pp. 276-279 (4 pages)

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본 연구에서는 항산화성분 함량이 높다고 알려진 천연물인 감잎, 엉겅퀴, 뉴그린을 이용하여 유효성분을 추출하고 DPPH radical scavening activity와 플라보노이드성분 함량분석을 수행하였다. 추출에 사용된 추출용매로는 초순수와 주정을 이용하였고, 초순수-주정의 비율, 시료의 양, 추출시간, 추출온도 등을 변수로 설정하였다. 각 천연물의 최적추출조건은 추출시간(2.5~3.5 h), 시료의 양은 50 g/L이었고, 주정/초순수의 부피비와 추출온도의 경우 각각 감잎(55~65 vol%, 50~60 ℃), 엉겅퀴(40~50 vol%, 55~65 ℃), 뉴그린(55~65 vol%, 50~60 ℃)으로 나타났다. 또한 추출된 유효성분의 항산화능과 플라보노이드성분 함량분석 결과 감잎 > 엉겅퀴 > 뉴그린 순으로 크게 나타났다.


In this study, we extracted active components from thistle, persimmon leaf, and new green which are known to have a high content of antioxidants and also analyzed the 1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavening activity and flavonoid content. Both ultrapure water and alcohol were used as extraction solvents and the ratio of both solvents, sample, amunts extraction time, and extraction temperature were varied. The optimal extraction condition of each natural compounds were 2.5~3.5 h of the extraction time and 50 g/L of the sample amount. The optimal ratio of ultrapure water and alcohol and extraction temperature were as follows; persimmon leaf (55~65 vol%, 50~60 ℃), thistle (40~50 vol%, 55~65 ℃) and new green (55~65 vol%, 50~60 ℃). In addition, the antioxidant capacity and flavonoid content of the extract increased in the order of persimmon leaf, thistle, and new green.

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9마이크로웨이브 에너지를 이용한 안젤리카로부터 유효성분의 추출

저자 : 이승범 ( Seung Bum Lee ) , 김훈기 ( Hoon Gi Kim ) , 전길송 ( Gil Song Jeon ) , 홍인권 ( In Kwon Hong )

발행기관 : 한국공업화학회 간행물 : 공업화학 27권 3호 발행 연도 : 2016 페이지 : pp. 280-284 (5 pages)

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본 연구에서는 안젤리카로부터 기능성 유효성분을 추출하기 위해 기존의 용매추출법과 마이크로웨이브 추출법을 이용하여 각 변수에 따른 추출량을 확인하였다. 또한 안젤리카로부터 추출된 유효성분의 항산화능 및 플라보노이드성분 함량, 총폴리페놀성분 함량 등을 측정함으로써 유효성분의 기능성을 평가하였다. 기존의 용매추출법의 최적조건인 추출시간(2 h), 주정/초순수의 부피비(60 vol%), 추출온도(60 ℃)에서 20.6 wt%의 유효성분이 추출되었다. 또한 마이크로웨이브 추출법의 최적조건인 마이크로웨이브 조사시간(6 min), 마이크로웨이브 세기(600 W), 주정/초순수의 부피비(60 vol%)의 조건에서 유효성분이 22.8 wt% 추출되어 기존의 용매추출법에 비해 빠른 시간에 추출이 완료됨을 알 수 있었다. 안젤리카로부터 추출된 유효성분의 추출량 유효성분의 항산화능은 DPPH radical scavening activity로 31.46%이었고, 플라보노이드성분 함량은 14.20 mg QE/mg dw, 그리고 총 폴리페놀 함량은 11.70 mg GAE/g으로 나타났다.


In this study, the extractable content of each parameters from angelica was confirmed using conventional solvent extraction and microwave extraction in order to extract the functional active ingredient. In addition, the functionality of active ingredients was evaluated by measuring the antioxidant activity and the flavonoids and total polyphenols of the active ingredient extracted from angelica, For the conventional solvent extraction at optimal conditions of the extraction time (2 h), ethanol/pure water volume ratio (60%), the extraction temperature (60 ℃), 20.6 wt% of the active ingredient were extracted. Also, when using microwave extraction at optimal conditions of the microwave irradiation time (6 min), microwave intensity (600 W) and ethanol/ pure water volume ratio (60 vol%) 22.8 wt% of the active ingredient were extracted. The microwave method required shorter time to complete extraction compared to that of using the conventional solvent extraction method. The antioxidant activity of active ingredients extracted from angelica was 31.46% of DPPH radical scavening activity. The flavonoid content was 14.20 mg QE/mg dw, and total polyphenol content was 11.70 mg GAE/g when using the microwave extraction process.

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10불소화 일라이트 및 탄소나노튜브 강화 에폭시 복합재의 기계적 및 열적 특성

저자 : 이경민 ( Kyeong Min Lee ) , 이시은 ( Si-eun Lee ) , 김민일 ( Min Il Kim ) , 김형기 ( Hyeong Gi Kim ) , 이영석 ( Young-seak Lee )

발행기관 : 한국공업화학회 간행물 : 공업화학 27권 3호 발행 연도 : 2016 페이지 : pp. 285-290 (6 pages)

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에폭시 복합재의 물성을 향상시키기 위하여, 일라이트 및 탄소나노튜브가 불소 가스로 표면처리 되었다. 불소화 처리된 일라이트 및 탄소나노튜브는 엑스선 광전자 분광기를 이용하여 분석하였고, 그 복합재의 기계적 및 열적 특성을 평가하였다. 이 에폭시 복합재는 미첨가 에폭시 복합재와 비교하여 인장강도는 약 59%, 충격강도는 18%, 열안정성은 124%로 크게 향상됨을 확인하였다. 에폭시 복합재의 기계적 및 열적 특성의 향상은 일라이트 및 탄소나노튜브의 불소화가 에폭시 내에서 분산성을 향상시키고 에폭시 수지와의 계면 결합력을 증가시켰기 때문이다.


To improve properties of epoxy composites, surfaces of the illite and carbon nanotube (CNT) were treated by fluorine gas. The fluorinated illite and CNT were then characterized by X-ray photoelectron microscopy (XPS) and the mechanical and thermal properties of their composites were evaluated. The tensile and impact strengths and thermal stability of the composites increased upto about 59%, 18% and 124%, respectively compared to those of the neat epoxy. Improvements of mechanical and thermal properties in the composites were attributed that the fluorination of illite and carbon nanotube helps to enhance the dispersion in epoxy resin and interfacial interaction between them.

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