팔라디움(Pd)계 막들은 수소에 대한 선택투과도가 매우 높아서 고온의 혼합 기체 중에서 고순도 수소기체의 분리에 효과적으로 이용되고 있으며 탈수소 반응 등과 연계되어 많은 연구가 이루어져왔다. 순수한 팔라디움 금속 막의 경우 수소를 투과하면 수소농도에 따라 α 상 이외에 β 상이 형성되어 격자 평창에 의한 뒤틀림 현상이 발생하여 부스러지기 쉬우며 이를 보완하기 위해 니켈, 구리, 은 등 다른 금속과의 합금이 반드시 요구된다. 또한 높은 수소투과 속도와 기계적 강도를 함께 유지하기 위해 복합막 형태의 팔라디움 막이 제조되며 복합막 제조시 박막의 핀홀을 최소화하고 장기적 안정성을 유지하는 것이 매우 중요한 문제이다. 이러한 팔라디움 막을 막반응기에 활용함으로써 탈수소 반응이나 수증기 개질 반응 등의 반응효율을 크게 높일 수 있다. 본고에서는 팔라디움 막의 구조 및 수소와 다른 기체투과 메카니즘, 여러 팔라디움 복합막 제조 방법 및 이에 따른 특성 그리고 이들의 응용분야에 대해 살펴보고자 한다.

음이온의 Aot(sodium bis(2-ethylhexyl) sulfosuccinate) 계면활성제를 사용하여 나노크기의 TiO_2를 제조하였으며, TEM, XRD, BET, UV-DRS, TGA-DTA 등을 사용하여 마이크로에멀젼을 이용한 나노입자 제조시 W_0(H_2O/AOT)비, R (H_2O/TTIP)비에 따른 입자의 크기 및 결정성 등 물리성 성질을 조사하였다. 또한 제조된 TiO_2 나노입자의 광촉매적 특성을 알아보기 위해 회분식 반응장치를 이용하여 p-니트로페놀의 광분해반응의 활성을 조사하였다. 제조된 TiO_2 나노입자는 소성온도 300~600 ℃의 범위에서 anatase 구조가 형성되었으며, 소성온도 700 ℃에서 anatase 구조에서 rutile 구조로 전이되기 시작하였다. 입자크기는 W_0비 및 R 비가 증가함에 따라 증가하였으나, W_0 비가 더 큰 영향을 나타내었다. 한편 p-니트로페놀의 광분해반응에서 반응성은 표면적과 결정크기보다는 입자 결정성의 영향을 많이 받았다. 또한 500 ℃에서 소성된 TiO_2 촉매가 순수한 anatase 구조를 가지며 가장 높은 p-니트로페놀 분해활성을 보여주었다.

1473 K에서 산소를 흘려주면서 x=0.0, 0.1, 0.2 및 0.3의 조성을 갖는 Sr_1.0-xBa_xLa_10Fe^3+_1-xO_4+y계 시료를 합성하였다. 모든 시료는 대칭군이 I4/mmm인 정방정계에 속하며 x값의 증가에 따라 그들의 단위세포의 부피는 지속적으로 증가하였다. 그들은 높은 산소압과 서냉 조건으로 인하여 산소 과잉(4+y>4.0)을 보였다. Mohr염 분석에 의하여 각 조성에 대한 Fe의 혼합원자가 상태, 산소함량 및 비화학양론적 화학식을 결정하였다. TG/DTA 열분석 결과 303~1073 K의 범위에서 각 시료는 2단계의 산소 이탈 현상을 보였다. 모든 시료는 산소양의 변화와 무관하게 283~1173 K의 온도 범위에서 지속적으로 전도도가 증가하였다.Sr_0.9Ba_0.1_La_1.00Fe^3+_0.55Fe^4+O4.225 (K-2)와 Sr_0.8Ba_0.2La_1.00Fe^3+_0.54Fe^4+_0.46O_4.230 (K-3) 시료가 상당히 높은 전도도 값(log (ohm^-1cm_1))을 갖는 것(K-2: -2.4 (at 283 K)~-0.7 (at 573K), K-3: -2.8 (at 283 K)~-1.1 (at 573 K)을 고려하여, 각 시료로부터 다양한 고온용 전도성 무기계접착제(ECIA)를 제조하여 그들의 전기적인 성질 등을 조사하였다. K-3 (70 wt%)를 함유하는 ECIAL-3 시편은 제조된 시편 중에서 가장 큰 전도도 값 (-3.24 ohm^-1cm^-1 (290K) and -1.99 ohm^-1 cm^-1 (733 K))을 보였다.

결사슬에 ethoxy 그룹을 갖는 열방성 약정고분자(TLCP)를 합성하였으며, 이를 폴리(에틸렌 2,6-나프탈레이트)(PEN)와 용액블렌딩하였다. 합성된 액정중합체는 nematic상을 보여 주었다. 제조된 블렌드(2, 5,10 and 20 wt% TLCP/PEN)의 열적, 동적·기계적 성질 그리고 모플로지를 조사하였다. 블렌드 내의 PEN의 T_g는 TLCP 함량이 증가함에 따라 119 ℃에서 116 ℃로 감소하였으나, T_m은 거의 변화를 보이지 않았고, TLCP가 매트릭스인 PEN에 대해 조혁제로 작용하였음을 알 수 있었다. 또한 냉각곡선에서 PEN의 결정화 온도는 TLCP 함량에 따라 증가함을 보여 주었다. 블렌드에서 액정상은 가공온도에서 거대 상분리 현상이나 열분해가 일어나지 않았으며, 제조된 복합재료의 매트릭스내의 액정상의 크기는 0.2㎛에서 0.3㎛로 잘 분산되었으며, 매트릭스와의 계면에서의 접착력도 우수하였음을 SEM으로부터 관찰하였다. 제조된 블렌드의 기계적 성질은 TLCP 함량이 많을수록 증가함을 확인할 수 있었다.

Bismuth acetate와 titanium (di-i-propoxide)bis(acetylacetonate)를 전구체로 사용하여 강유전체 bismuth titanate (Bi_4Ti_3O_12) 박막이 화학 용액 증착법에 의해 증착되었다. Bismuth (Bi)의 함량, final annealing 온도, 그리고 pre-annealing 온도를 주요변수로 설정하여 실험이 진행되었다. Bi 함량이 양론비일 때 박막의 grain 크기가 가장 컸으며, 10% 과량인 용액을 사용한 경우에는 grain의 크기가 작아졌으나 grain들이 조밀하게 성장되었다. Final annealing 온도가 증가할수록 박막은 c 축 방향으로 성장되고 grain의 크기는 증가하였으나 박막은 porous해지는 경향을 보였다. 박막의 물리적 특성을 개선하기 위하여 도입된 pre-annealing의 경우에는 550℃에서 10 min 동안 열처리된 박막이 큰 grain을 가지며 grain들이 조밀하게 성장하는 등 가장 우수한 박막 특성을 나타냈다.

메탄올과 CO_2로부터 디메틸카보네이트(DMC)의 직접합성은 간단한 공정이고, 독성이 적고 가격이 싼 CO_2를 활용하기 ??문에 가장 매력적인 대체공정으로 주목을 받고 있다. 메탄올과 CO_2로 부터 DMC의 선택적 합성이 citric complexation technique에 의해 제조된 Ce_(1-x)Zr_xO_2 촉매들에서 효과적으로 수행되었다. 다양한 조성을 갖는 Ce-Zr 복합산화물로부터 Ce_(1-x)Zr_xO_2의 고용체가 적절하게 형성되었음을 XRD를 확인하였다. DMC 생성속도는 Ce_(1-x)Zr_xO_2에서 Zr 함량에 크게 의존하였고 Ce_0.8Zr_0.2O_2 촉매가 가장 높은 활성을 나타내었다. TEA와 CO_2의 TPD 결과로부터 Ce_(1-x)Zr_xO_2 표면에 이웃한 산-염기점들이 반응성과 관련지울 수 있음을 알 수 있었다. 다양한 실험결과로부터 DMC 형성에 대한 반응기구를 제안하였다.

전보에서 합성한 트리클로로 변성폴리에스테르 폴리올(TCAO)에 2종류의 이소시아네이트 경화제(Desmodur N-3300과 L-75)를 선정하여 상온경화시켜 PU계 난연도료(TACO/N-3300=TCAON, TCAO/L-75=TCAOL)를 각각 제조하였다. 제조된 난연도료로서 물성시험을 시행한 결과 경도, 내마모성, 건조시간은 TCAOL쪽이, 접착력과 연화도는 서로 비슷하게, 가사시간, 60˚ 경면광택도, 점도, 촉진내후성은 TCAON쪽이 더 좋게 나타났다. 난연성분인 trichliroacetic acid 함량 30 wt%에서의 2종류 도막의 LOI값은 29~30%로 나타나 양호한 난연효과를 보여주었다.

주형법과 biomimetic process를 혼합한 새로운 방법으로 균일한 티타니아 나노튜브를 합성하였다. 본 합성법은 주형표면에 슬폰기를 갖는 유기자기조립박막의 형성, 티탄 락테이트에 의한 티타니아 피복 및 주형제거 과정으로 구성되어 있다. 광전자 분석을 통해 주형인 나노다공성 알루미나 멤브레인(alumina membrane) 표면애 유기 자기조립 박막과 티타니아 피복이 원활히 형성되었음 확인할 수 있었다. 합성된 티타니아 나노튜브는 티탄과 산소의 조성으로 되어 있었으며 전자현미경으로 관찰된 나노튜브의 직경은 대부분 약 200nm 정도의 크기로 주형의 동공경과 동일한 양상을 보임이 관찰되었는데, 이는 합성 티나니아 나노튜브의 직경을 주형의 동공크기로 원활히 제어할 수 있음을 나타내며 이러한 결과들을 통해 본 연구에서 시도한 새로운 합성법이 나노구조체 합성에 적용 가능함을 확인할 수 있었다.

항균성을 가지는 아크릴호제를 제조하기 위하여 8-quinolinyl acrylate와 아크릴호제 성분의 단량체(에틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트 및 아크릴산)를 다성분 라디칼 공중합하였다. 제조한 아크릴고분자의 수율과 분자량은 중합시간이 길어짐에 따라 증가하였다. 이 고분자의 수평균 분자량은 26000~41000에 있었고 다분산성 지수는 3.0~4.2에 있었다. 유리전이 온도는 36℃ 정도였고 초기 열분해온도는 250℃ 정도였다. 이 고분자로부터 방출되는 8-히드록시퀴놀린의 양은 방출용액의 pH 증가에 따라 증가하였다. 이 결과는 고분자 중의 아크릴산 단위의 카르복실기의 수소 해리에 의해 설명될 수 있었다. 이 고분자의 항균성은 음성균 E. Coli에 대해 아주 우수하였다.

Polysiloxane(PSX)의 함량이 다른 poly(siloxane-imide)(PSI) 공중합체막을 제조하고 막의 구조적인 특성과 기체의 투과특성을 연구하였다. PSI막은 1,2,4,5-benzenetetracarboxylic dianhydride(PMDA)와 4.4`- oxydianiline(ODA) 및 PSX를 반응시켜 제조하였다. PSI 막은 우수한 열적 안정성을 가졌으며, PSX의 함량이 증가할수록 사슬간의 평균거리인 d-spacing값이 증가하였다. 기체의 투과도는 PSX함량이 증가할수록 증가하였으며, H_2>CO_2>O_2>N_2>CH_4의 순서로 감소하였다. 투과도의 증가에도 불구하고 H_2/CH_4, O_2/N_2 및 N_2/CH_4에 대한 선택도는 거의 일정하였으며, CO_2/CH_4의 선택도는 오히려 증가하였다.