A selective recovery of europium, yttrium, lanthanum and cerium using fatty acids, fatty ammonium salts, ect from red-emitting phosphor elements

심대선,김영운,김정훈,정노희,강호철 한국공업화학회 2015 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2015 No.1

A Selective Recovery of Europium, Yttrium, Lanthanum and Cerium Using Fatty Acids, Fatty Ammonium Salts, ect from red-Emitting Phosphor Elements.

Metal-free antiwear additives based on diacid derivatives for lubricants

심대선,한혜림,조정은,강충호,김영운,정노희,강호철 한국공업화학회 2016 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2016 No.0

내마모제는 윤활유의 첨가제로써, 금속 표면에 얇은 필름을 형성한다. 생성된 필름은 금속과 금속의 직접적인 접촉을 줄여줌으로 인하여 부품의 손상을 방지한다. 하지만, 기존의 내마모제의 경우 아연, 몰리브덴과 같은 중금속과 인이 함유되어 있는데, 최근 산업의 증가와 함께 이러한 중금속들의 사용이 증가되었고, 이에 따라 중금속이 토양이나 해양에 누출 역시 증가하고 있다. 때문에 중금속이 없는 내마모제의 개발이 필요하다. 중금속이 첨가되지 않은 내마모제의 구조를 설계하여 diacid유도체를 합성하였다. 먼저 diacid에 methacrylate기를 도입하였고, 이를 dialkyl dithiophosphate유도체로 변환하였다. 이렇게 합성한 내마모제를 4-볼 내마모시험기를 통해 마모성능을 측정하였으며, diacid의 탄소 길이에 따른 마모성능의 경향을 보았다. 탄소의 길이가 6~10개 일 때에 마모흔이 0.55 mm, 0.48 mm로 크게 감소하였으며, 12개 일때는 0.47 mm로 감소폭이 작았다. 그리고 내마모제를 윤활유에 첨가하였을 때 동점도가 변화하는지 살펴보았다.

Tribological characteristics of ashless dicarboxylic acid derivatives containing dialkyl dithiophosphate

심대선,한혜림,조정은,강충호,김영운,정노희,강호철 한국공업화학회 2016 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2016 No.1

본 연구에서는 석유유래 화합물을 대체하기 위하여 bio mass유래의 alkane diacid유도체와 dithiophosphate를 이용하여 중금속이 첨가되지 않은 내마모제를 간편하게 합성하였다. 합성한 내마모제의 diacid와 dithiophosphate의 변화에 따른 마모성능의 경향성을 4 ball wear scar test를 이용하여 살펴보았으며, 시중에 판매되는 내마모제인 zinc dialkyl-dithiophosphorus와도 비교하여보았다. 합성한 dicarboxylic acid 유도체 내마모제의 마모성능을 wear scar diameter의 크기를 측정하여 살펴보았다. 비교군으로 사용한 zinc dialkyldithiophosphorus는 첨가 농도가 0.05 % 일 때 0.82 mm인 것에 반해 합성한 내마모제는 0.48 mm로 나타났다. 합성한 내마모제는 0.05 % 이상으로 첨가 시마모성능이 더 이상 증가하지 않았다. 다음으로 dicarboxylic acid의 탄소 길이를 4개에서 11개로 증가시켜 본 결과, wear scar diameter가 0.52 mm에서 0.48 mm로 마모성능이 소폭 상승되는 경향을 나타내었다. 또한 TGA를 통해 열적 특성을 살펴본 결과 90°C에서 열분해가 되는 것을 확인하였고, 이를 통해 극한의 조건이 아니어도 내마모필름을 형성한다는 것을 확인하였다.

Effective Separation of Europium and Yttrium in Hexanoic Acid-Crown Ether System

심대선,김세미,나성흠,김영운,정노희,강호철 한국공업화학회 2014 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2014 No.0

Syntheses and tribologycal properties of diacid derivatives as exteme pressure additives

심대선,한혜림,조정은,김영운,정노희,강호철 한국공업화학회 2015 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2015 No.0

Lead naphthenates as well as molybdenum dithiocarbamates (Mo-DTC) and zinc dialkyldithiophosphates (ZDDP) have been extensively used as lubricant additives on all sides. However, those contain heavy metals such as zinc, molybdenum and etc., which are not biodegadable and tend to accumulate in living organisms, causing various diseases and disorders. Because of environmental concern of those, chemicals without heavy metal moiety have been studied in order to replace conventional extreme pressure additives with heavey metal moety. Diacid derivatives with eco-friendly structure have been synthesized and 4-ball wear test of those was carried out.

A selective separation of yttrium, europium and cerium by fatty acid extractants

심대선,김세미,김영운,김정훈,정노희,강호철 한국공업화학회 2014 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2014 No.1

With the development of electronic industry and information technology industry, the demand of rare earth elements has been increased rapidly in many countries as well as Korea. Especially, the rare earth metals should be recycled from the electronic device waste for this reason in Korea without such rare earth metlas mine. A study on the solvent extraction of the rare earth metals such as yttrium, europium and cerium has been investigated by using the eco-friendly extractnats such as fatty acids. The effects of the kinds of extractants and additives, the concentration of extractants and additives, the equilibrium pH(pHe), etc have been considered. In addition, in order to improve the separation efficiency of rare earth metals such as yttrium and europium, the additives such as crown ethers have been used in fatty acid systm.

Hexanoic acid - crown ether system을 이용한 europium과 yttrium의 용매추출효과의 향상

심대선,한혜림,김세미,김정훈,김영운,정노희,강호철 한국유화학회 2015 한국응용과학기술학회지 Vol.32 No.1

용매추출법에서 희토류 금속을 효과적으로 분리하기 위해 추출제만 사용하는 것이 아니라 crown ether와 같은 첨가제를 이용하는 연구를 하였다. Host-guest 화합물인 macrocyclic ligand는 금 속과 착화물을 형성하는데, 이 때 crown ether의 cavity 크기와 비슷한 크기의 금속 이온들과 안정한 착 화물을 형성한다. 이전 연구에서 europium과 yttrium을 분리하기 위해 여러 사슬 길이의 지방산 추출제 를 이용한 추출실험을 행하였었다. 이를 토대로 분리효율이 좋지 않았던 hexanoic acid에 크기가 다른 crown ether (18-crown-6 ether, 15-crown-5 ether, 12-crown-4 ether)를 첨가하여 분리효과가 증가 하는 것을 연구하였다. hexanoic acid의 농도별로 분리효율을 본 후 가장 분리 효율이 좋은 농도에서 crown ether를 종류와 농도를 다르게 하여 첨가하였다. 그 결과 0.05 M hexanoic acid에서 분리능이 1.72으로 가장 높게 나타났고, crown ether를 첨가하였을 시 분리능이 0.002 M 15-crown-5 ether에서 가장 높게 나왔으며 기존의 분리능보다 2배 이상 더 높았다. 또한 crown ether를 첨가하였을 때 두 금 속이 MLR3·3RH의 형태로 추출되는 것도 확인 할 수 있었다. The synergistic solvent extraction of rare earth elements such as europium and yttrium has been investigated by the extractant with crown ether as an additive. Macrocyclic ligand as host-guest compounds form more stable complexes with metal ions which have the similar size of the cavity of crown ether. In our previous study[14] founded that the extraction used fatty acid of the various alkyl chain length. Based on the results of the previous experiment, the synergistic separation effect of two metals investigated that the hexanoic acid had was the worst extraction effect which added a crown ether such as 18-crown-6 ether, 15-crown-5 ether, and 12-crown-4 ether. In this study, the concentrations of hexanoic acid have showed the separation effect, and then the concentrations and kind of crown ether are performed for synergistic extraction at the hexanoic acid concentration of the highest separation effect. As a results, the separation rate is the highest value of 1.72 at 0.05 M hexanoic acid, and 0.002 M 15-crown-5 ether is the best value in other concentrations and kind of crown ether, it is about twice of using only hexanoic acid. Moreover, the extraction species of two metals has been founded MLR3·3RH form when added the crown ether.

Hexanoic acid - crown ether system을 이용한 europium과 yttrium의 용매추출효과의 향상

심대선(Dea-Seon Sim),한혜림(Hye-Rim Han),김세미(Se-Mi Kim),김정훈(Jeong-Hoon Kim),김영운(Young-Wun Kim),정노희(Noh-Hee Jeong),강호철(Ho-Cheol Kang) 한국유화학회 2015 한국응용과학기술학회지 Vol.32 No.1

용매추출법에서 희토류 금속을 효과적으로 분리하기 위해 추출제만 사용하는 것이 아니라 crown ether와 같은 첨가제를 이용하는 연구를 하였다. Host-guest 화합물인 macrocyclic ligand는 금속과 착화물을 형성하는데, 이 때 crown ether의 cavity 크기와 비슷한 크기의 금속 이온들과 안정한 착화물을 형성한다. 이전 연구에서 europium과 yttrium을 분리하기 위해 여러 사슬 길이의 지방산 추출제를 이용한 추출실험을 행하였었다. 이를 토대로 분리효율이 좋지 않았던 hexanoic acid에 크기가 다른 crown ether (18-crown-6 ether, 15-crown-5 ether, 12-crown-4 ether)를 첨가하여 분리효과가 증가하는 것을 연구하였다. hexanoic acid의 농도별로 분리효율을 본 후 가장 분리 효율이 좋은 농도에서 crown ether를 종류와 농도를 다르게 하여 첨가하였다. 그 결과 0.05 M hexanoic acid에서 분리능이1.72으로 가장 높게 나타났고, crown ether를 첨가하였을 시 분리능이 0.002 M 15-crown-5 ether에서가장 높게 나왔으며 기존의 분리능보다 2배 이상 더 높았다. 또한 crown ether를 첨가하였을 때 두 금속이 MLR3·3RH의 형태로 추출되는 것도 확인 할 수 있었다. The synergistic solvent extraction of rare earth elements such as europium and yttrium has been investigated by the extractant with crown ether as an additive. Macrocyclic ligand as host-guest compounds form more stable complexes with metal ions which have the similar size of the cavity of crown ether. In our previous study[14] founded that the extraction used fatty acid of the various alkyl chain length. Based on the results of the previous experiment, the synergistic separation effect of two metals investigated that the hexanoic acid had was the worst extraction effect which added a crown ether such as 18-crown-6 ether, 15-crown-5 ether, and 12-crown-4 ether. In this study, the concentrations of hexanoic acid have showed the separation effect, and then the concentrations and kind of crown ether are performed for synergistic extraction at the hexanoic acid concentration of the highest separation effect. As a results, the separation rate is the highest value of 1.72 at 0.05 M hexanoic acid, and 0.002M 15-crown-5 ether is the best value in other concentrations and kind of crown ether, it is about twice of using only hexanoic acid. Moreover, the extraction species of two metals has been founded MLR3·3RH form when added the crown ether.

Syntheses and properties of surfactants derived from isosorbide

조정은,심대선,한혜림,강충호,김영운,정노희,강호철 한국공업화학회 2016 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2016 No.0

Isosorbide derived from biomass is important for the industrial renewable material because of the limit of petroleum reserve and it is considered as an important platform material of the starch industry. Amphiphilic compounds derived from isosorbide could represent bio-sourced alternatives to surfactants originated from petrochemical origin. Due to the increase of the potential use of it, isosorbide has been investigated for applications of detergent for family use. The present study aims to investigate the role of properties of anionic surfactant containing isosorbide sulfonates. Each of the two hydroxyl groups of isosorbide derivatives have been synthesized by alkylation, sulfonation, etc. The synthesized surfactants have been tested to critical micelle concentration, emulsion stability, and foaming height. It can compare with commercial anionic surfactants.

The Tribological Properties of Alkanediol Derivatives Containing Dialkyldithiophosphoric acid

한혜림,심대선,조정은,강충호,김영운,정노희,강호철 한국공업화학회 2016 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2016 No.1

Zinc dialkyldithiophosphate(ZDDP)는 엔진 오일의 첨가제로써 산화 방지, 마모 억제 등의 성능과 저렴한 가격으로 인하여 오랫동안 사용되어져 왔다. 이러한 ZDDP의 성능 중 마모 억제를 목적으로 하며, zinc와 같은 금속을 포함하지 않고 dialkyldithiophosphoric acid(DDP)를 포함하는 알칸 디올 유도체를 효율적으로 합성하고, 이에 따른 마찰학적 특성에 대하여 연구하였다. Butanediol을 사용하여 에스테르화하여 bis[methacryloyloxy] butane을 합성한 후, DDP의 알킬 사슬에 변화를 주어 bis[3-(dialkyloxyphosphorothionyl)thio-2-methyl propanyloxy] butane을 합성하고 이에 따른 내 마모 성능을 살펴보았다. 알킬 사슬의 탄소 수가 4, 8, 10일때, 각각의 WSD는 0.595, 0.459, 0.494 mm로 측정되었다. DDP의 알킬 사슬의 탄소수가 4개일 경우 WSD값이 가장 크게 측정되었고, 탄소수가 8개일 경우 가장 적은 값으로 측정되었다. 탄소수가 8개 이상일 경우, WSD값이 서서히 증가하는 것으로 관찰되었다.