첨단과학기술지향 과학교사교육 프로그램에 대한 연구

문수연 전북대학교 교육대학원 2007 국내석사

In this study, ASTOE (Advanced Science and Technology Oriented Education for Science Teacher) program was developed, carried out and evaluated. ASTOE program is a re-education program for middle-school science teachers in order to obtain the understanding of up-to-date scientific information and technology. ASTOE program is composed of special topics including NT(nano -science and technology), BT(bio-science and technology) and ET(environmental and energy-science and technology). The questionnaire for science teachers was surveyed and statistically analyzed using SPSSWIN 12.0 before and after the trial ASTOE training session. Through these results, the way and how to improve and progress this program in future was proposed.

Pd/Zeolite-Y 촉매를 이용한 Chlorophenols의 Hydrodechlorination 반응

김석원 전북대학교 교육대학원 2019 국내석사

Pd/zeolite-Y catalyst was prepared by ion-exchange and hydrogen reduction Pd nanoparticles on the outer surface of zeolite Y were characterized by XRD, TEM and EDS analysis. In HDC reaction using Pd/zeolite-Y, there were no significant differences in the conversion time of CPs and DCPs. It seems that HDC reaction occur simultaneously on the terrace of Pd NPs in parallel position of chlorophenol, and then Cl atom of 2,6-DCP, 2-CP situated in ortho-position of chlorophenol is slowly removed due to steric effect of hydroxyl group. In HDC of the DCPs the reactivity is not directly related with Pd contents of catalyst (1%, 5%, and 10% Pd/Y). It was thought that HDC reaction of CPs occurs mainly on Pd NPs situated on outer surface of zeolite Y and the number of Pd NPs seemed to be similar in all catalysts. HDC reaction using Pd/zeolite-Y is considered to represent structure sensitivity. In HDC reaction of Pd/zeolite-Y, base effect of K2CO3, KF/Al2O3, NaOAc and no-base was not shown distinctly. But in case of using NaOAc base cyclohexanone selectivity is lower than in no-base case. The hydrogenation of phenol showed similar tendency. This seems to be due to the nature of zeolite-Y, such as the acidity of HY produced by the high temperature reducing process and HCl removal by adsorption in the pore.

Pd/Y 제올라이트와 Pd/MCM-41을 이용한 Chlorophenols의 Hydrodechlorination 반응에 대한 연구

오지현 전북대학교 교육대학원 2013 국내석사

Chlorophenols are widely used in industrial chemicals areas such as pesticides, herbicides, disinfectants, and wood preservatives. But chlorophenols are very toxic materials and they have become current environmental concerns. Hydrodechlorination reaction is more environmentally friendly than other methods. In this paper, Pd/Zeolite-Y was prepared by ion-exchange method and applied to Hydrodechlorination reaction. In addition, Pd-modified MCM-41 was compared to Pd/zeolite-Y in order to provide an experimental condition in the view of green chemistry. The prepared catalysts were confirmed using by XRD, SEM, TEM, and EPMA. The results of hydrodechlorination of chlorophenols catalyzed by Pd/MCM-41 or Pd/Zeolite-Y with various solid bases, such as KF/Al2O3, NaOAc, and K2CO3 was discussed. The catalytic activity of Pd/MCM-41 and Pd/zeolite-Y was varied with bases. The more the chlorides in the phenol are substituted, the slower the decomposition of the chlorophenol is.

제조물 책임법(Product Liability)에 대응하기 위한 시스템구축에 관한 연구 : 자동차 업계를 중심으로

황성진 동국대학교 2006 국내석사

Recently awareness of consumer protection is very high and many countries in world establish laws regarding product liability. In Korea, adaptations of PL laws will significantly effects on exports of product, and domestic sales which will assure products liability. It is very important facts to understand that dealing with PL issue is not only count on legal management of corporation or lawyers, but also development, production, marketing and sales personnel should be involved in to take defense action of corporation. In order to do this, fundamental of PL should be understood, and this understanding should be applied on general works to protect corporation from PL issue. Most of corporations in Korea are facing lack of management system and expertise on product liability, and not sufficient studies are followed to prevent PL. This document will suggest three ideas to improve fundamental of safety awareness and removal of its risks. First of all, set up a chance to arrange management system in corporation wide and arouse safety awareness regarding product liability. Secondly, utilizing risk check list, understandsconsumers demands and apply this demands on product development stage. In final, adapting products safety management and risk management into quality management system to strengthen development and quality system and assure safety of products. In general, most of past researches in product liability are done in jurisprudential and economic perspective. Because product liability law was not established in that time and guide line study was necessary to foresee the new law's effect in economy. As an application of product liability law, this documentmainly researches on contains what the corporation needs such as establishment of unified system and correspondents of automobile manufacturer. Korean Industrial standards and ISO 9000:2000 has been ten years since its first introduction and these standards are well suited into Korea industries. However, product liability law, currently in application, many corporations does not have any preparation for it because corporation and consumers are not fully aware of this. Considering this aspect, corporation strategy should be focused systematic approaches to encounter product liability law with internationally recognized reliable system along side with quality improvement and cost effectiveness. This might be burden for the corporation and company which operate individual system of quality control such as ISO 9001:1997, ISO14001:1996, QS9000,TS16949, TL9000, and OHSAS. In consideration of the situation mentioned above, the main purpose of this document can be summarized in three categories. First of all, this document contains effective knowledge to corporation with systematic approach of management on jurisprudential and economic perspective of product liability. Secondly, guide line to establish integrated system which integratesnecessary standards and laws and these are based on extracted commonness and uniqueness from various standards and laws is suggested. For the last, business model is suggested to determine optimal size of integratedsystem depend on products range and corporate size for large corporation to small-sized enterprise 근래에 소비자보호에 대한 인식이 높아지고, 여러 나라에서 PL법이 제정되어있다. 이는 한국에 PL법이 도입되면서 수출을 하거나, 국내에서 판매행위를 할 때 PL문제에 직면할 가능성이 있다. PL문제는 회사의 법무 담당이나 변호사만이 대응하는 문제가 아니고, 기업 방위를 위해서 개발, 제조, 판매 부문의 사람들도 참여하고, 완수해야 할 역할이 크다는 사실을 이해할 필요가 있다. 그러기 위해서는 우선, PL문제란 무엇인가를 이해하고, 일상의 업무활동 안에서 PL문제로부터 기업을 지키는 일을 진행시켜 나갈 필요성이 있다. 우리나라의 기업들이 근본적인 안전의식과 리스크를 제거하기 위한 전문 경영시스템의 부족과 그에 대한 예방 연구가 미비한 상황에서 자동차 제조 업체는 본 논문을 통하여 다음과 같은 3가지 효과를 얻을 수 있을 것이다. 첫 번째, 제조물 책임에 대한 전사적 체제 구축 및 안전에 대한 인식을 고취시킬 수 있는 계기를 마련한다. 두 번째, 고객의 요구 품질을 risk check list를 이용하여 제품개발단계부터 적용한다. 셋째, 품질경영시스템에 제품안전경영시스템 및 리스크경영시스템을 통합 가동시켜 제품의 안전성 확보를 위한 개발 및 품질 시스템을 구축한다. 제조물 책임과 관련된 기존의 논문들은 법리학적 측면과 경제학적 측면에서 주로 연구되고 발표되어 왔다. 이는 제조물책임법이 제정되기 이전의 법제화 방향에 대한 제시가 필요하였기 때문이며 이러한 법이 경제에 영향이 미치는 것을 사전에 고려해야 되는 필요성이 대두된 결과라 판단된다. 본 논문에서는 제조물책임법의 실행에 맞춰 기업이 필요로 하는 통합시스템 구축과 자동차 업체의 대응책에 대해 연구하였다. 국내의 기업에 처음 도입되었던 KS규격과 ISO 9001:2000 규격은 국내에 접목되어 운영된 시기가 10년 이상의 시간을 갖고 발전되어 기업에 적합하도록 구축되어 왔다. 그러나 국내에서 시행중인 PL법은 많은 기업과 소비자가 이를 이해하지 못하고 있어 기업적 측면에서의 대비가 많은 기업에서는 전무한 상태라 할 수 있다. 이러한 측면에서 기업은 제품품질 향상, 원가혁신과 더불어 국내외적으로 객관성을 인정받는 시스템적 접근이 중요한 것이다. 특히 ISO 9001:1997의 품질 시스템을 시작으로 ISO 14001:1996, QS 9000, TS16949, TL 9000, OHSAS 등의 개별적 시스템을 구축하여 운영하는 조직 및 기업들에게 큰 부담이 된다. 이와 같은 상황에서 본 논문이 의미하는 바를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 제조물책임법에 대한 법리학적, 경제학적 측면의 논문에서 경영학적의 시스템적으로 접근하여 기업에 직접적인 도움이 될 수 있는 사항을 포함하고 있다. 둘째, 연구 결과에 의하면 개별적 규격과 법령들에 대하여 연구하면 공통적 사항과 개별적 사항을 추출할 수 있으므로 이는 향후 기업에 추가적으로 요구되는 규격과 법령들을 하나의 통합된 시스템으로 구축할 수 있는 방안을 제시한 것으로 개별적 시스템 수립에서 통합시스템으로 가이드를 제시하였다. 셋째, 대기업 및 중소기업에서 자사의 제품과 기업의 규모에 따라 통합시스템을 폭과 넓이를 자체적으로 정할 수 있는 형태를 구축하는 방안의 모형을 제시하였다.

Graphene에 지지된 팔라듐 나노 입자 촉매를 이용한 Chlorophenol의 수소화염소제거 반응 및 반응 메커니즘

김호준 전북대학교 일반대학원 2019 국내박사

In this thesis, hydrodechlorination of chlorophenols over palladium nanoparticles on graphene was studied. Palladium nanoparticles were supported using MCM-41, zeolite Y, and graphene, respectively, and characterized by XRD, FT-IR, SEM/TEM and EDS. The crystal structure of MCM-41 and zeolite Y was no change even after the reduction of Pd catalyst. Pd/G catalyst was obtained by reduction of Pd/GO. The reduced Pd/G had a small amount of oxygen (ca. 7%) and Pd remained in the form of nanoparticles with a diameter of about 3.3nm. As a result of HDC reaction of chlorophenols in mild condition, the Pd/G catalyst showed higher conversion and catalytic activity than the Pd/MCM-41 or Pd/Y catalysts using porous supports. In HDC of chlorophenols using Pd/G, the reactants completely disappeared within 2hrs, regardless of the number of chlorine atoms removed. However there was dechlorinated reaction intermediates in the HDC reaction of 2,4,6-TCP and 2,3,6-TCP. The reused catalyst showed no difference in the reaction catalytic activity even after four times of reuse without leaching of Pd. In the reaction using various solid bases, the chlorophenols were disappeared in a shorter time than no base case. The number of Pd NPs has an effect on the dechlorination of chlorophenols, but the effect of Pd NPs on phenol hydrogenation was insignificant. The bases' effects on phenol hydrogenation were not significantly different, regardless of the presence or absence of bases. Cyclohexanol, a final product, is obtained by using solid bases, but a certain base, for example , with isopropanol solvent is considered to intervene the hydrogenation of phenol. Since there were a variety of results and findings in the effects of catalyst contents, bases, and solvents, the HDC reaction of chlorophenols and the hydrogenation of phenol are thought to proceed in two different reaction sites of Pd/G catalyst and thus feasible reaction mechanism was proposed using the serial sequence of two steps. Consequently, catalytic HDC reaction using Pd/G is considered to represent structure sensitivity. And, the high activity of the Pd/G catalyst which has strong resistance to deactivation of the catalyst is thought to be attributed to the SMSI based on a Pd NPs that have more than appropriate size.

신재생에너지교육을 통한 학생의 의식변화에 관한 연구

양진욱 전북대학교 교육대학원 2013 국내석사

Today, the humanity is facing problems of the depletion of fossil fuels and global warming. This is caused the world to actively conduct researches in replacing fossil fuels and nuclear energy. Renewable energy can be mechanical, electrical, and chemical; and it consists information from variety of fields which must be gained through appropriate training and education. In this study, the depth of understanding college students have about renewable energy was assessed. Then students were put into renewable energy training further assessment. After completion of each training, the attitude changes towards energy conservation, renewable energy status, education and employment needs were analyzed. Students learned why they should be saving energy and were thought how to practice it in everyday applications. Through this study, students knowledge and awareness of renewable energy have changed. Therefore, additional training and variety of institutional supports are needed.

로젤(Hibiscus sabdariffa L.)과 석류(Punica granatum L.)의 음료소재로서의 기능적 특성

김은아 단국대학교 대학원 2017 국내박사

로젤(Hibiscus sabdariffa L.)과 석류(Punica granatum L.)는 수많은 식물 자원 중에서 식품 또는 전통의학으로서의 중요성 외에도, 상업적으로 생산되는 차와 음료로 오늘날 전 세계에서 거래되고 있다. 이처럼 경제적으로 중요한 가치가 있지만, 국내에서는 재배 및 상업적 활용도가 낮은 편이다. 이에 두 식물자원의 항산화성분과 항산화능 등의 기능적 특성과, 감각특성의 중요인자인 향기성분을 분석하여 기능성 음료 및 바이오산업의 신소재화로 활용하기 위한 연구를 수행하였다. 국제 무역에서 전 세계적으로 거래되고 있는 로젤(Hibiscus sabdariffa L.) 은 열대 혹은 아열대 작물로서 국내에서는 기후적인 제약으로 인해 재배되지 않았던 작물이었다. 최근 기후변화로 인하여 국내에서도 재배생산이 가능한 환경이 되고 있지만, 아직까지는 상업적 재배가 전무한 실정이다. 본 연구는 로젤(Hibiscus sabdariffa L.)의 국내 재배 작물이 상업적 작물로 이용될 수 있다는 가능성을 확인하고자 하였다. 국내 재배 로젤(Hibiscus sabdariffa L.)의 꽃받침 건조체의 항산화특성을 확인하기 위하여 침출차의 형태로 침출한 후 총 폴리페놀 함량 측정, 총 플라보노이드 함량 측정 및 항산화활성을 측정하였다. 또한 전량 수입 원료에 의존하는 로젤(Hibiscus sabdariffa L.)을 주 원료로 하여 가공 생산되어 국내 유통되고 있는 Hibiscus tea 2종과 국내 재배 로젤(Hibiscus sabdariffa L.) 꽃받침 건조체를 침출차의 형태로 하여 향 특성, 산도, 색도와 같은 감각특성을 비교하였으며, 선호도 조사를 위한 관능평가를 실시하였다. 그 결과 국내재배 로젤(Hibiscus sabdariffa L.)의 꽃받침 건조체는 수입 로젤(Hibiscus sabdariffa L.)을 원료로 하는 Hibiscus tea와 비교하여 대부분의 기능적·감각 특성 및 선호도에 있어서도 유의미한 차이를 보이지 않음을 확인할 수 있었다. 따라서 수입에 의존하는 Hibiscus tea의 주 원료인 로젤(Hibiscus sabdariffa L.)을 국내에서 재배 생산한 작물로 대체할 수 있는 가능성이 있는 것으로 판단 할 수 있다. 석류(Punica granatum L.)은 ‘기능성 식품’, ‘슈퍼과일’로 불릴 만큼 다양한 식물 화학적 성분들과 유효성분들이 과피, 과육, 종자에 각기 다르게 함유되어 있으며, 강한 항산화 활성, 여성 질환 경감, 항바이러스, 항종양, 항 지질 등의 약리적인 작용이 알려져 있다. 그럼에도 불구하고 그 유용성에 비해 활용도가 낮은 식물에 속한다. 특히 석류과일은 가식부위보다 폐기부산물이 두 배 이상 되는 과일이다. 최근 경제적 ·환경적 측면에서 석류과일의 폐기 부산물로의 산업적 활용의 필요성이 대두되고 있다. 이에 따라 국내 최초로 품종 등록된 고흥석류‘꽃향’과 국내시장에서 유통되고 있는 캘리포니아석류‘Choice'의 부위별 기능적 특성을 비교분석하여 품종 간 특성 및 부위별 특성을 검토하여 부산물의 기능성 음료 및 산업적 소재화로의 가능성을 확인하고자 하였다. 이에 본 연구는 2 종류의 석류를 씨를 포함하는 과육(sarcotesta)과 비가식부위인 과피(peel)를 내피(mesocarp)와 외피(pericarp)로 분리하여 각각의 기능적 특성 분석과 향기분석 등을 통해 부위별, 품종 간 기능적 특성 및 향 특성을 비교 분석하였고, 부산물로 폐기되는 석류 과피의 이용 가능성을 확인하였다. 그 결과 고흥석류‘꽃향’과 캘리포니아석류‘Choice'의 식물화학 성분 및 식물화학적 특성은 과피(peel) 중 외피(pericarp)에서 다양한 식물화학성분이 검출되었으며 항산화능 및 총 폴리페놀 등의 식물화학적인 특성이 높음을 확인할 수 있었다. 또한 과피의 biomass 중 대부분을 차지하는 내피(mesocarp) 역시 다양한 식물화학성분이 검출되었으며 항산화능 및 총 폴리페놀 등의 식물화학적 특성이 높다는 것을 확인할 수 있었다. 중량, 가식부, 색, 향과 같은 감각특성은 캘리포니아석류‘CHoice’ 품종이 고흥석류‘꽃향’품종보다 더 높았고, total polyphenol, total flavonoid, 항산화능, ellagic acid, punicalagin 과 같은 식물화학적 특성은 고흥석류‘꽃향’ 품종이 캘리포니아석류‘Choice' 품종보다 더 높다는 것을 확인 할 수 있었다. 따라서 항암 및 항산화제의 좋은 원료로 알려진 석류는 품종과 부위에 따라 각기 다른 식물 화학성분을 함유하고 있으며 그에 따른 특성 역시 다양하게 나타나므로 품종별, 부위별 특성은 활용 목적에 따른 기능성 음료산업 및 바이오산업의 신소재화로서의 개발을 위한 지표로 활용될 것으로 사료된다. 아직은 로젤(Hibiscus sabdariffa L.)과 석류(Punica granatum L.) 두 작물이 국내에서 재배 및 활용도가 낮은 작물에 속하지만, 기후변화 및 산업적 신소재화 개발 필요성에 의해 향후 한반도 기후변화에 대응하고 산업역량 강화에 부응할 수 있는 신 고부가가치 산업작물이 될 수 있다고 판단된다. 주요어: 로젤, 석류, 폴리페놀, 플라보노이드, 항산화, 향기성분, 식물화학 Roselle(Hibiscus sabdariffa L.) and pomegranate(Punica granatum L.) in addition to its importance as a food or as a traditional medicine among the numerous plant sources, are commercially produced tea and beverages that are traded worldwide today. Although there is such an important economic value, domestic cultivation and commercial utilization are low. Therefore, I analyzed antioxidant and antioxidant activity and volatile components which are the functional properties of the plants and important sensory properties of the two plants. I also conducted research to utilize these as potential new ingredients for a functional beverage and bio industry. Hibiscus sabdariffa L., when it is traded globally, is a tropical or subtropical crop. It is a crop that is not cultivated in Korea due to climatic constraints. However, due to recent climate change, it is possible to cultivate and produce in Korea, but commercial cultivation has not been attempted yet. This study was conducted to investigate the possibility that domestic crops of Hibiscus sabdariffa L. could be used as commercial crops. Total polyphenol, total flavonoid and antioxidant activities were measured in the through of leaching to confirm the antioxidative properties of Hibiscus sabdariffa L. calyces dried in Korea. There are two kinds of hibiscus tea, which is processed and produced mainly by Hibiscus sabdariff L. which depends on the raw material imported whole. The leaching of the dried calyces of cultivated Hibiscus sabdariffa L. in Korea, sensory characteristics such ad flavor, acidity and color were compared and a sensory evaluation was conducted for preference. As a result, it can be confirmed that domestic dried calyces Hs(cultivated Hibiscus sabdariffa L. in Korea) did not show a significant difference in most of functional, sensory characteristics and preference compared with the hibiscus tea(from imported raw material Hibiscus sabdariffa L.). Therefore, there is a possibility that Hibiscus sabdariffa L. which is the main raw material of hibiscus tea could be replaced by domestic crops in Korea. Pomegranate(Punica granatum L.) has been called a 'functional food' and 'super fruit' as it has rich in various phytochemical components and it has different active ingredients in the peel, flesh and the seed. There are known pharmacological effects such as it being a strong antioxidant, the reduction of female disease, antiviral, antitumor, anti-lipid etc. Nonetheless, it belongs to plants waste that is less than useful. Especially as pomegranate fruit has more than twice the waste byproducts than the edible parts. Recently, there is a growing need for the industrial application of pomegranate fruit as waste byproducts in terms of economic and environmental aspects. In order to develop new materials functional beverage and bio industry, it was necessary to study the differences in the phytochemical composition and characteristics of each plant by separating the pomegranate fruit into the pericarp, mesocarp and sarcotesta. Therefore Goheung pomegranate 'Kkott-hyang', a domestic cultivated pomegranate, and California pomegranate 'Choice', an imported pomegranate species were selected. The Goheung pomegranate 'Kkott-hyang' is the first breed registered in Korea. The sarcotesta of the edible part and the peel of the non-edible part was separated into the pericarp and mesocarp. Then, each phytochemical component, antioxidative properties and volatile compounds were analyzed and the characteristics of the cultivars and parts were compared. The results are as follows. Both Goheung pomegranate 'Kkott-hang' and California pomegranate 'Choice' showed the highest polyphenol contents in the pericarp. The mesocarp which a counts for most of the biomass of the pomegranate was also found to have high plant chemical properties. Sensory characteristics such as weight, edible part, color and volatile compounds were higher in the California pomegranate 'Choice' than the Goheung pomegranate 'Kkott-hyang'. The phytochemical properties such as total polyphenol, total flavonoid, antioxidant ability, ellagic acid and punicalagin were found to be higher in the Goheung pomegranate 'Kkott-hyang' than in the California pomegranate 'Choice'. Therefore, pomegranates, which are a good source of anti cancer compounds and antioxidant, have different plant chemical components depending on the cultivar and fruit parts thereby manifesting various properties. The characteristics of pomegranate according to cultivar and fruit parts will be utilized as materials for development of a functional beverage industry and a functional bio industry as new ingredients. Two crops, Hibiscus sabdariffa L. and Punica granatum L., have yet to be cultivated and utilized in Korea. However, it can be considered as a new and high value-added industrial crop that could be grown with the climate change on the Korean peninsula and respond to the strengthening of industrial capacity in accordance with the necessity of development due to climate change and new industrial methods. Key words : Roselle, Pomegranate, polyphenol, flavonoid, antioxidant, volatile compound, phytochemical

MCM-41을 이용한 Biginelli 합성 및 중금속 음이온 흡착에 관한 연구

김상식 전북대학교 교육대학원 2008 국내석사

근래에 들어 친환경적 인식이 증대됨에 따라 해로운 부산물의 발생과 오염물질은 지양되는데 반하여, 환경적으로 무해한 물질생산의 경제적 과정은 지향 되고 있다. 이러한 이유 때문에 산성도와 반응에 선택적인 특성을 지닌 제올라이트는 다양한 균일질 산성 촉매제의 대체물질로 각광 받고 있다. 분자체라고도 불리는 제올라이트는 분자크기의 균일한 미세기공 및 세기를 조절할 수 있는 산점과 이온교환능력을 가지고 있기 때문에 1960년대 초반 이후로 여러 분야에서 다양하게 이용되어 왔다. 산성 물질을 촉매로 사용하는 화학반응에 있어서 액상의 산성 용액을 고체산으로 대체하여 생성물의 효율을 증대시킬 수 있다. 반응 후 촉매의 회수가 용이한 제올라이트는 화학 반응에 선택적인 특성을 가지므로 다양한 균일질 산성촉매제의 대체물질로 각광받고 있으나 제올라이트와 같은 미세기공성 물질은 기공 크기가 1.3 nm 이하로 매우 작기 때문에 그보다 더 큰 분자에 대한 응용에는 사용할 수 없다는 단점이 있다. 메조포러스 물질은 기존의 제올라이트보다 큰 2~10 nm의 균일한 크기의 미세 기공이 규칙적으로 배열되어 있는 다공성 분자체 물질(porous molecular sieve materials)이다. 이 메조포러스 물질은 제올라이트의 한계를 극복하고 게스트 물질을 선택적으로 분리?흡착시킬 수 있으며, 계면활성제의 탄소사슬의 길이조절 및 첨가제의 사용으로 기공 크기를 조절할 수 있으므로 큰 분자의 화학반응, 분리?흡착제, 촉매, 지지체 등으로 사용될 수 있다. 대부분의 제올라이트는 결정격자 안에 있는 양이온이 치환된 이성질체에 의해 알짜 구조적 음전하(net negative structural charge)를 갖게 되고 이러한 음전하로 인해 자연적인 제올라이트는 전혀 음이온과는 친화성이 없거나 작다. 하지만 MCM-41의 경우는 합성 시에 CTABr과 같은 양이온 계면활성제가 사용되어 제올라이트 골격의 음전하는 중성이 된다. CTABr과 같은 계면활성제에 의해서는 음이온에 대한 친화도가 증가할 수 있다. 본 연구는 친환경적 녹색화학의 일환으로 기존의 액체 산 촉매를 사용하여 DHPM을 생성하는 Biginelli 합성에서 Mesoporous MCM-41에 Lewis acid인 FeCl3, CoCl2, InCl2를 담지시킨 FeCl3/MCM-41, CoCl2/MCM-41, InCl2/MCM-41를 촉매로 대체시키고자 하였다. 또한 소성처리를 하지 않은 MCM-41을 이용하여 크롬산이온과 중크롬산이온, 비소산이온과 같은 중금속 음이온을 제거하여 친환경적으로 부가 가치가 높은 응용성을 얻고자 하였다. MCM-41을 촉매로 Benzaldehyde, β-Ketoester 및 Urea를 사용하여 중요한 의약품중의 하나인 Dihydropyrimidinone을 1단계로 합성하였다. 반응은 Microwave를 사용하여 solvent-free condition의 변형된 Biginelli 합성조건을 사용하였고, MCM-41과 Lewis acid인 FeCl3, CoCl2, InCl2 담지시킨 FeCl3/MCM-41, CoCl3/MCM-41, InCl2/MCM-41 의 수율을 비교하였으며, 촉매의 재사용 가능성을 확인하였다. 또한 MCM-41은 크롬산이나 비소산 등의 중금속 음이온 제거에 효율적인 것으로 나타났으며, 이는 중금속 음이온이 함유된 산업폐수처리에 효과적으로 응용될 수 있을 것이다. 이 후 다른 중금속 음이온 물질제거에 대한 추가 실험으로 폐수 처리의 응용범위를 넓힐 수 있을 것으로 보이며 MCM-41에 포함된 CTABr의 정량적인 측정실험을 추가한다면 새로운 폐수처리제의 활용이 가능할 것으로 생각된다. 본 연구를 통해 메조포러스 촉매인 MCM-41을 제조와 조작이 쉽고 간편하여 쾌적한 실험실 환경에서 필요한 양을 얻을 수 있으며 Biginelli 반응을 간단하게 진행시킬 수 있다는 장점을 가지고 있음을 확인하였다. 또한 제올라이트보다 기공이 큰 메조포러스 물질인 MCM-41가 제올라이트의 한계를 극복하고 촉매 및 지지체, 그리고 새로운 폐수처리제로의 활용이 가능함을 확인하였다. MCM-41을 사용하는 경우 촉매 분리가 용이하며 반응 시간이 짧고 환경 친화적이므로 현 시점에서 추구하는 Green Chemistry에의 응용가능성이 예상된다. FeCl3, CoCl2, InCl3-modified Mesoporous MCM-41 catalysts were prepared by impregnating FeCl3, CoCl2, InCl3 solutions to MCM-41 Mesoporous material. Biginelli reactions under solvent-free conditions were investigated by the method of one-pot three-component condensation of urea, benzaldehyde and ethyl acetoacetate. MCM-41, FeCl3/MCM-41, CoCl2/MCM-41 and InCl3/MCM-41 were used as catalysts. The yield of Biginelli reaction in the Lewis-acid treated MCM-41 were almost same regardless of the repeated use of catalysts. The sorption of chromate, dichromate and arsenate anions was carried out by using uncalcined and calcined MCM-41 molecular sieves. Since the pore size of MCM-41 is enough large, cetyltrimethylammonium (CTA) ion could be occupied by cationic surfactant. While the calcined MCM-41 had no affinity for the chromate, dichromate and arsenate anions, the uncalcined MCM-41 showed the significantly enhanced sorption of the oxyanions from aqueous solution. The sorption of chromate, dichromate and arsenate anions seems to be due to entropic, Coulombic and hydrophobic effects.

SBA-15 촉매를 이용한 Biginelli Reaction과 중금속 이온의 흡착

황은영 전북대학교 교육대학원 2008 국내석사

무용매 조건에서 마이크로파를 이용한 변형된 Biginelli 반응에서 SBA-15, InCl3/SBA-15, CoCl2/SBA-15, FeCl3/SBA-15 루이스 산을 담지시킨 물질이 촉매로 사용되었으며, Lewis acid를 담지시킨 SBA-15은 DHPM(dihydropyrimidinone)의 생성 수득률의 향상을 가져올 수 있었다. 즉, 환경에 유해한 용매를 사용하지 않고 microwave를 직접 조사시켜 일단계 반응으로 합성한 본 연구는 촉매의 회수가 용이하고 반응 시간을 단축시키는 변형된 Biginelli의 합성 방법으로 환경 친화적이고 에너지를 절약할 수 있다. 단순히 용매의 여과와 증발로 생성물을 얻을 수 있으므로 합성 공정도 크게 감소될 수 있다고 할 수 있다. 또한 반응물을 한 단계로 동시에 반응시키므로 반응 조건이 단순해져서 요즈음 지향하는 Green chemistry의 모든 장점을 잘 살릴 수 있는 미래지향적인 녹색 화학의 전형적인 연구 결과를 보여주는 것이라고 할 수 있다. 또한 Green chemistry에서 합성의 환경을 개선하고 환경 오염물질의 배출을 억제하는데 많은 관심을 가지고 있는 것 중 한가지인 폐수처리는 폐수처리의 안전하고 완벽하게 처리하기 위해서 폐수처리제가 많이 등장하고 있는 가운데 본 연구에서 진행한 CTABr로 변형된 SBA-15 촉매의 크롬산염과 중크롬산, 비소산 음이온의 흡착연구가 폐수처리에 있어서 효과적으로 많은 응용이 있을거라 생각한다. When catalysts are used in Green chemistry, prices are reduced compared to non-catalyst processes, the separation of toxic chemicals from products is eased, and economical efficiency is boosted since catalysts are re-usable. This study aims at, by re-using these catalysts, applying Green chemistry to the improvement of the yield of environmentally highly-efficient products. Lewis acid impregnated SBA-15 or Mesoporous catalysts were prepared by impregnating FeCl3, InCl2 and CoCl2 dissolved in ethanol to synthesized SBA-15 materials. Biginelli reactions under solvent-free conditions were investigated by the method of one-pot three-component condensation of urea, benzaldehyde and ethyl acetoacetate. The microwave-assisted Biginelli reaction results of SBA-15, InCl3/SBA-15, FeCl3/SBA-15 and CoCl2/SBA-15 catalysts were compared. The yield of DHPM product was in the range of 60 ~ 70 % in all catalysts. Thus it seems that the use of SBA-15, InCl3/SBA-15, FeCl3/SBA-15 and CoCl2/SBA-15 catalyst the Biginelli syntheis has made very cost effective. And also the sorption of chromate, dichromate and arsenate anions was carried out using the CTABr modified SBA-15 molecular sieves. Since the pore size of SBA-15 is enough large, all cationic surfactant can be occupied in SBA-15 internal surface. While the unmodifide SBA-15 had no affinity for the chromate, dichromate and arsenate anions, the surfactant modified molecular sieves showed the significantly enhanced sorption of these oxyanions from aqueous solution. The sortion of chromate, dichromate and arsenate anions seems to be due to entropic, Coulomic and hydrophobic effects.

Pd/Graphene을 이용한 Chlorophenols의 Hydrodechlorination 반응에 대한 연구

이가영 전북대학교 교육대학원 2013 국내석사

Chlorophenols are widely used as industrial chemicals such as herbicides, insecticides, wood preservatives, and disinfectants. However chlorophenols are very toxic materials and they have become the cause of current environmental issues. Hydrodechlorination reaction is more environmental friendly removal method of chlorophenols than other methods. In this paper, Pd-modified graphene was prepared and applied to hydrodechlorination reaction. The Pd(Ⅱ)/Graphene Oxide was made by impregnation methods of Pd precursors in solution phase and were subsequently reduced to NaBH4. The morphological and chemical structure of the Pd/Graphene was characterized by XRD, SEM, ICP-MS, EPMA and TEM. It was found that the graphene based Pd catalyst showed the highest catalytic performance. This is attributed to the smaller particle size (3.8 nm in average diameter) and higher dispersions of Pd nano particles on graphene surface. The results of hydrodechlorination of chlorophenols catalyzed by Pd/Graphene with various solid bases, such as K2CO3, KF/Al2O3, NaOAc and Na2CO3 were discussed. The catalytic activity of Pd/Graphene varied among bases. The reuse of the catalyst was also studied. Aafter 4~5 times reusal of the catalyst, small decrease of catalytic activity were shown. In addition, Pd/zeolite-Y and Pd/MCM41 from the previous study were compared to Pd/graphene in order to suggest the role of graphene.