고분자 첨가제인 난연제로서의 수산화마그네슘계 물질의 합성과 특성

강국현 ( Kuk Hyoun Kang ),이진화 ( Jin Hwa Lee ),이동규 ( Dong Kyu Lee ) 한국유화학회 2009 한국응용과학기술학회지 Vol.26 No.4

수열합성법을 이용한 큐빅과 로드형의 탄산칼슘 합성

강국현(Kuk-Hyoun Kang),전상철(Sang-Chul Jeon),현미호(Mi-Ho Hyun),이동규(Dong-Kyu Lee) 한국산학기술학회 2016 한국산학기술학회논문지 Vol.17 No.6

탄산칼슘은 뛰어난 물리‧화학적 특성, 다양한 결정성, 많은 매장량 등으로 인한 경제성 등 때문에 고무, 플라스틱, 종이, 식품 첨가제 및 중화제 등 여러 분야에 걸쳐 응용되고 있다. 특히, 탄산칼슘의 백색도 및 물리적 특성은 입자의 크기 및 형상에 의존하기 때문에 구조 및 형태를 조절하는 연구가 최근 주목 받고 있다. 본 논문은, 수열합성법 및 자기조립법을 이용하여 염화칼슘과 탄산칼슘을 이용해 다양한 형상과 결정구조를 갖는 탄산칼슘을 합성하였다. 탄산칼슘의 구조 및 형태 는 pH 및 전구체의 농도를 조절함으로써 제어할 수 있으며, 특히 pH 조절은 탄산칼슘의 형상 조절 및 결정성 변화에 중요한 요인으로 나타났다. 다양한 조건을 통한 실험 결과, 칼사이트 결정형을 가지며 큐빅 형상을 지닌 탄산칼슘은 pH 7에서 나타 났고, 아라고나이트와 칼사이트상을 동시에 가지며 로드형상을 갖는 탄산칼슘 입자는 pH 7 이상에서 나타났다. 연구 결과 입자의 생성과정 분석을 통해 탄산칼슘 입자의 형성 과정을 확인할 수 있었다. 탄산칼슘의 물리‧화학적 특성은 SEM, XRD, EDS, FTIR 및 TG/DTA를 통해 확인하였다. CaCO₃ was applied in various industries including rubber, plastics, paint, paper, food additives, and acid neutralizer, etc., owing to its excellent physical and chemical characteristics as well as various appearances of crystals and many reserves. In particular, research on controlling the structure and shape of CaCO₃ has attracted considerable attention recently, because the whiteness and physical characteristics of CaCO₃ depend on the size and shapes of the particles. In this study, CaCO₃ was synthesized using CaCl2 and (NH₄)2CO₃, which has multi-shapes and structures, using a self-assembly method with a hydrothermal method. The structure and morphology of the CaCO₃ could be controlled by adjusting the pH and precursor concentration. In particular, the pH adjustment appeared to be a critical factor for the morphology and crystal form. In addition, the calcite and cubic shape were obtained at pH 7, while the mixed calcite, aragonite structure, and rod shapes appeared at pH 7 and over. Through an analysis of the particle formation process, the formation of the calcium carbonate particles was confirmed. The physicochemical properties of the synthesized CaCO₃ were analyzed by SEM, XRD, EDS, FTIR, and TG/DTA.

산화마그네슘을 코팅한 마이카의 헤이즈 특성

강국현(Kang, Kuk-Hyoun),현미호(Hyun, Mi-Ho),이동규(Lee, Dong-Kyu) 한국산학기술학회 2015 한국산학기술학회논문지 Vol.16 No.1

무기 복합 입자는 독특한 물리·화학적 특성에 따라 다양한 산업 분야에 응용된다. 최근 마이카와 같은 판상 기질에 유·무기 물질을 코팅하여 광 산란, 굴절 및 투과 특성 등의 광학적 특성을 이용하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 마이카는 높은 화학적 안정성, 내후성 및 무독성의 입자로 안료, 플라스틱, 페인트, 세라믹 등에 널리 적용되고 있다. 산화마그네슘은 높은 빛 투과율, 내식성, 무독성을 갖고 있어, 광학재료 및 고분자 첨가제 등으로 이용되고 있다. 마이카와 산화마그네슘의 광학적 특성을 이용하기 위하여 수산화마그네슘을 용해·재결정하여 마이카 표면에 코팅하였다. 전구체의 농도, pH 변화 등의 공정 변수를 조절하여 적합한 헤이즈 값을 갖는 입자를 합성하였다. 결과적으로 마이카 표면에 수산화마그네슘 층이 형성되고, 4시간 동안 400 ℃에서 소성하면 산화마그네슘으로 변환된다. 본 연구에서는 pH와 수산화마그네슘의 첨가량 조절로 헤이즈 값을 쉽게 제어 할 수 있는 것을 보여주었다. 제조된 분체의 광학적 특성은 탁도계(Hazemeter)를 이용해 측정하였고, pH9에서 가장 높은 값인 85.92 %를 얻었다. 복합분체의 물리·화학적 특성은 XRD, SEM, EDS 및 PSA를 통해 확인하였다. Inorganic composite particles have excellent physical and chemical characteristics and have been applied in various industries. Recently, many studies have examined the optical properties, such as light scattering, refraction, transmission characteristics, by coating organic-inorganic materials on a substrate, such as mica. Mica is widely applied as a pigment, plastics, painted products, and ceramics because of its high chemical stability, durability and non-toxicity. Magnesium oxide has a range of properties, such as high light transmittance, corrosion resistance and non-toxicity, and it is used as an optical material and polymer additives. To use the optical properties of mica and magnesium oxide, mica was coated with magnesium hydroxide by a dissolution and recrystallization process. In this study, the optimal conditions for the haze value of the particles were found by adjusting the amount of precursors and pH. Magnesium hydroxide layers were formed on the surfaces of mica and converted to MgO after calcination at 400 ℃ for 4 h. The results showed that the value of MgO-coated mica haze can be controlled easily by the amount of the magnesium hydroxide and pH. The optical properties of the inorganic composite powder were analyzed using a hazemeter and the highest haze value was 85.92 % at pH 9. The physicochemical properties of the synthesized composite was analyzed by SEM, XRD, EDS, and PSA.

전구체에 따른 Mg(OH)2의 저온합성에서 형상변화

강국현(Kang, Kuk-Hyoun),정선인(Jeong, Sun-In),이동규(Lee, Dong-Kyu) 한국산학기술학회 2013 한국산학기술학회논문지 Vol.14 No.4

최근 수산화마그네슘은 비독성, 비부식성 및 열적 안정성 같은 우수한 특성에 의해 다양한 분야에 적용된다. 본 연구는 황산마그네슘과 염화마그네슘 그리고 질산마그네슘을 전구체로 하고, 수산화나트륨과 암모니아수를 알카리 원으로 하여 상온에서 침전법을 통해 플라워 그리고 플레이크 형의 수산화마그네슘을 합성하였다. 전구체의 종류 및 합성 변수에 따른 수산화마그네슘의 형태와 크기 영향 확인하였다. 수산화마그네슘의 형상은 마그네슘전구체와 알칼 리원에 의존한다. 생성된 플라워형 입자의 평균 크기는 대략 1 ㎛ 그리고 플레이크형의 입자는 20 ~ 50 nm의 크기를 갖는 것을 확인하였다. 합성된 수산화마그네슘의 특성은 XRD, FE-SEM, FT-IR, EDS, PSA 그리고 TG를 통해 확인하였다. Recently, magnesium hydroxide (Mg(OH)2) has many applications in various field, due to its outstanding characteristics such as a nontoxic, noncorrosive and thermal stable properties. In this study, different shapes of flower and flake type magnesium hydroxide were synthesized by precipitation method at room temperature using MgSO₄, MgCl2 and Mg(NO₃)2 as magnesium sources, NaOH and NH3 as alkaline sources. Influence of synthesis on the morphological characteristics, sizes and shapes of magnesium hydroxide particles, was investigated, such as different precursors and parameters. The shape of magnesium hydroxide depend on magnesium and alkali sources. Average size of flower particle had about 1 ㎛, and flake had about 20 ~ 50 nm. The synthesised magnesium hydroxide groups were characterized by XRD, FE-SEM, FT-IR, EDS, PSA and TG.

마이크로웨이브를 이용한 수산화마그네슘의 합성과 특성

강국현 ( Kuk Hyoun Kang ),이동규 ( Dong Kyu Lee ) 대한금속재료학회(구 대한금속학회) 2013 대한금속·재료학회지 Vol.51 No.1

We investigated a method in which magnesium hydroxide nanoparticles were synthesized by irradiation of microwaves with a hydrothermal method. The precursor was prepared with different molar ratios of magnesium sulfate and sodium hydroxide in an aqueous solution. In this experiment, the influences of the concentration of the precursor, pH, reaction watt and irradiation of microwaves on the magnesium hydroxide crystals were examined by the morphology and particle sizes of the products. We found that the average particle sizes of the magnesium hydroxide nanoparticles were 100-300 nm and they could be varied by a reaction pH of 10-13. Mg(OH)₂decomposed into MgO at a temperature range from 358 to 383℃.The magnesium hydroxide was synthesized within 15 minutes and showed a flake-shape morphology with a hexagonal phase. The nano particles were characterized by x-ray diffractometer (XRD), fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), thermogravimetric analysis (TGA), scanning electron microscope (SEM) and particle size analysis (PSA).

프러시안 블루 유사체의 합성 및 MnFe₂O₄의 자성과 흡착 특성

이혜인,강국현,이동규,Lee, Hye-In,Kang, Kuk-Hyoun,Lee, Dong-Kyu 한국응용과학기술학회 2016 한국응용과학기술학회지 Vol.33 No.1

프러시안 블루 유사체(Prussian Blue Analogue : PBA)는 3차원 구조와 기공을 갖는 금속-유기골격체이며, 유기 리간드의 종류에 따라 다양한 구조를 갖는다. PBA는 바이오센서, 광학, 촉매, 수소 저장 장치 등의 분야에서 주목 받고 있으며 화학적 안정성을 가진 환경 친화적인 물질이다. 또한 다양한 크기의 미세기공을 조정할 수 있어 흡착분야에서 많이 활용되고 있다. 본 연구는 수열합성법을 이용하여 금속유기골격체인 $Mn_3[Fe(CN)_6]_2$를 합성하였다. 전구체로 $K_4[Fe(CN)_6]$와 $MnCl_2$를 사용하였고, 합성된 물질은 소성하여 망간철산화물을 생성하였다. 실험 변수로 전구용액의 pH, 전구체의 몰농도, 반응시간을 조절하여 입자의 크기와 형태에 대한 영향을 확인하였다. 합성된 다공체는 XRD, SEM, FT-IR, UV-Vis, TG/DTA에 의해 분석하였고, 여러 염료에 대한 흡착 특성을 평가하였다. The Prussian Blue Analogue(PBA) has three dimensional structure and the metal - organic framework material, and it has a variety configurations depending on the type of organic ligands. PBA has been receving an attention in the fields of biosensors, optical, catalytic, and hydrogen storage device. Also, it is an environmental friendly substance with a chemical stability. In addition, PBA is widely used in the filed of adsorption art since we can adjust the size of the fine pores. In this study, we synthesized $Mn_3[Fe(CN)_6]_2$, an organometallic framework chains by using a hydrothermal synthesis method. We used $K_4[Fe(CN)_6]$ and $MnCl_2$ as precursors. We also produced a manganese iron oxide, by baking the synthesized material. The effect of the size and shape of the particles was examined by controling pH of the precursor solution, the molar concentration of the precursor, and reaction time as the experimental variables. Synthesized absorbent was analyzed by XRD, SEM, FT-IR, UV-Vis, and TG / DTA to evaluate the adsorption properties of several dyes.

마이크로웨이브 폴리올 공정에서 금속 도핑 산화아연 나노클러스터의 합성

권오산(Oh-San Kwon),강국현(Kuk-Hyoun Kang),이동규(Dong-Kyu Lee) 한국유화학회 2014 한국응용과학기술학회지 Vol.31 No.3

금속이 도핑 된 산화아연 나노클러스터를 합성하기 위해 마이크로웨이브를 이용한 폴리올 공정은 빠르고 경제적인 합성 방법이다. 디에틸렌글리콜은 높은 분극률과 마이크로파의 흡수 능력이 뛰어나며, 높은 온도상승 비율과 반응시간을 짧게 해준다. 본 연구에서는 금속이 도핑 된 산화아연 나노클러스터를 합성하기 위해서 첨가되는 seed의 부피비를 다르게 하여 얻었으며, 전구체로는 아세트산 아연 2수화물, 도핑 금속은 아세트산 금속 염을 그리고 용매로서 디에틸렌글리콜을 사용하였다. 금속이 도핑된 산화아연 클러스터는 FE-SEM, XRD, Raman, PSA로 특성을 확인하였다. ZnO has attracted much attention such as photocatalysts, sensors, piezoelectricity and etc. At present, an economical and rapid synthesis route based on the efficient microwave polyol process is used to synthesized metal-doped ZnO nanoclusters. Diethylene glycol has a property of high polarizability, and is an excellent microwave absorbing agent, thus leading to a high heating rate and a significantly shorter reaction time. In this study, metal-doped ZnO nanoclusters are obtained with different seed volumes, when zinc acetate dihydrate is used as a precursor, and metal acetate hydrate is used as a doped-metal and diethylene glycol is used as a solvent. The obtained metal-doped ZnO nanoclusters were characterized by FE-SEM, XRD, Raman and PSA.

졸-겔 법에 의한 탄소나노튜브의 실리카 코팅

이상훈 ( Sang Hun Lee ),강국현 ( Kuk Hyoun Kang ),이동규 ( Dong Kyu Lee ) 한국유화학회 2011 한국응용과학기술학회지 Vol.28 No.2

Carbon nanotube(CNT) plays an essential role in various fields of nano based science and technology. Recently, silica coated CNT composites are interested because they are useful for the optical, magnetical, and catalytic applications. In this report, carboxyl groups were introduced on the MWCNT using nitric acid. In order to maximize the silica encapsulation efficiency, carboxyl groups of MWCNT reacted with a silane coupling agent were used to prepare silica coated MWCNT. Due to their strong interaction between modified MWCNT and TEOS. Silica layer with a controllable thickness was achieved. Silica coated MWCNT were further utilized as the template for the synthesis of hollow silica nanotubes after 800 ℃ calcination.

마이크로에멀젼법에 의한 수산화구리와 산화구리 나노입자의 제조

이지은 ( Ji Eun Lee ),강국현 ( Kuk Hyoun Kang ),이동규 ( Dong Kyu Lee ) 충북대학교 산업과학기술연구소 2011 산업과학기술연구 논문집 Vol.25 No.2

One-dimensional(1D) CuO nanorods were synthesized by a simple microemulsion method. Different synthesis parameters such as the ω(molar ratio of water to surfactant), R(concentration of precursor), amount of NaOH and organic solvent(cyclohexane) were studied for changing shapes. CuO nanomaterials could be obtained by the dehydration of Cu(OH)2. A possible mechanism was also proposed to account for the growth of these CuO nanorods. The diameter of CuO nanomaterials ranges from 20 nm to 50 nm and the lengthranges from 200 nm to 1100 nm. The structure of products were characterized by X-ray diffractometer(XRD), thermogravimetric analysis(TGA), fourier transform infrared(FT-IR) spectroscopy and scanning electron microscopy (SEM).

실란이 처리된 멜라민 시아누레이트의 합성과 난연특성

박태훈 ( Tae Hun Park ),강국현 ( Kuk Hyoun Kang ),이진화 ( Jin Hwa Lee ),이동규 ( Dong Kyu Lee ) 한국유화학회 2010 한국응용과학기술학회지 Vol.27 No.3