NMR 화학적 이동을 이용한 액정 고분자의 구조 연구

方成根 군산대학교 2003 국내석사

13C NNIR chemical shifts have been computed for selected 12-4(Liquid crystalline polymer) using Gauge-Including Atomic Orbitals(GIAO) at the DFT(Density Function Theory) level. The isotropic 13C chemical shifts are largely insensitive to substituent-induced structural changes. In this study, the isotropic 13C chemical shifts GIRO calculations at the B3LYP/6-31G* levels are sufficiently accurate to aid in experimental peak assignments. Based on the firm assignment of the C4 and C1s chemical shifts in this study, the analysis of their isotropic 13C NMR chemical shift and temperature will help to determine conformational and dynamics changes during the LC phase transition (solid-to-liquid crystal). Both of results of GIRO-HF/6-31G* and B3LYP/6-31G* were enough to reproduce the experimental data and explain the intermolecular interactions. The calculated 13C chemical shift for C4 increases when torsion angle, a, increases from 0?to 90?, while the calculated 13C chemical shift for C1s increases when torsion angle, a ' , increases from 0?to 75? This results imply that the planar structure( a =0? a ' = 0? will be distorted slightly during the LC phase transition.

Thioacetamide의 아민양성자의 화학적이동에 미치는 n-알콜용매효과와 N-C(S) 결합주위의 부자유회전 및 14N 사극자이완에 관한 연구

최종호 高麗大學校 1986 국내석사

안정화 적용 토양에서 인산질 비료의 사용이 비소의 지구화학적 거동 변화에 미치는 영향

전용중 강원대학교 대학원 2023 국내석사

토양 안정화 공법은 토양 내 존재하는 중금속 등 무기물질의 용해도와 지구화학적 이동도를 감소시키는 공법으로 대상원소의 존재상과 토양환경을 고려한 토양 복원 공법이다. 현재까지 다양한 안정화제를 이용한 토양 복원 공법 연구가 이루어졌지만 안정화 이후 토양환경의 변화 및 용도 변경을 고려한 연구는 많이 이루어지지 않았다. 이 연구에서는 폐석탄광 주변 비소(As)로 오염된 농경지 토양에 석회석을 이용한 안정화 공법 시행 이후 경작활동에 의하여 토양에 인산질 비료(NH4H2PO4)가 공급되는 환경을 모사하였고 이를 통해 인산질 비료의 사용이 안정화 토양에 존재하는 As의 지구화학적 거동 변화에 미치는 영향을 확인하였다. 연구를 위하여 As 오염이 확인된 국내 폐석탄광 중 옥동, 부국탄광 주변 농경지 토양을 채취하였다. 채취한 토양을 왕수(aqua-regia)를 이용해 전함량 분석을 실시한 결과 토양에 존재하는 As의 평균 농도는 20.0 ± 8.5 mg/kg으로 확인되었다. 이후 연속추출을 통해 토양에 존재하는 As의 존재상을 확인하여 지구화학적 이동도가 높았던 토양을 선별하여 실험에 사용하였다. As 오염 토양의 안정화는 토양과 석회석(3 wt%)을 혼합하여 실시하였다. 또한, 경작환경을 모사하기 위해 농촌진흥청이 권고한 농경지 토양의 유효인산 기준범위인 180-825 mg/kg을 바탕으로 인산질 비료를 토양과 혼합하였다. 석회석을 혼합하지 않은 토양은 대조군으로 설정하여 실험에 사용하였다. 인산질 비료와 석회석을 실험조건에 따라 균일하게 혼합시킨 후 탈이온수(deionized water)와 반응시켜 토양으로부터 용출되는 As의 용출 특성을 확인하였다. 석회석을 이용한 토양 안정화에 관계없이 인산질 비료 공급량이 증가할수록 토양에서 용출되는 As 용출량은 증가하였으며 이는 인산질 비료의 공급량이 증가할수록 석회석에 의한 토양 안정화 효과가 감소할 수 있음을 보여준다. 회분식 실험 이후 토양에 존재하는 인산염(PO43-)의 농도를 확인한 결과 안정화 조건에서 더 많은 양의 PO43-이 토양으로 흡착한 것으로 나타났다. 이는 인산질 비료를 통해 공급되는 PO43-과 안정화제로 사용한 석회석으로부터 용해된 칼슘 이온(Ca2+)이 수산화인회석(Ca5(PO4)3(OH)) 등으로 결합침전 하여 나타난 결과로 판단된다. 칼럼 실험을 통해 관개수가 주기적으로 공급되는 경작환경을 모사하여 용출되는 As의 경향을 확인하였다. 실험 조건은 석회석을 이용한 안정화 조건과 토양 안정화를 하지 않은 대조군을 두어 실험을 실시하였다. 칼럼에서 토양과 반응한 유출수는 1 P.V. 주기로 채취하여 유출수의 pH와 As, PO43-의 농도를 분석하였다. 유출수의 pH는 석회석을 이용한 안정화 조건에서 대조군과 대비해 지속적으로 높게 나타났다. 유출수의 As 농도는 약 8 P.V.까지 안정화 조건에서 대조군보다 더 낮았지만 8 P.V. 이후부터는 오히려 안정화 조건에서 대조군보다 유출수의 As 농도가 더 높았다. PO43- 농도는 안정화 조건과 대조군 모두 실험 초기 가장 높았으며 점차 감소하였다. 칼럼 실험 이후 토양에 존재하는 As의 존재상 변화를 확인하기 위해 칼럼 내 잔류토를 건조시켜 연속추출을 실시하였다. 토양 내 As의 존재상을 확인한 결과 실험 전 초기 토양에 비해 실험 이후 건조한 토양에서 토양 안정화에 관계없이 지구화학적 이동도가 높은 As의 비율이 증가하였다. 이러한 결과는 석회석을 이용한 안정화 공법을 적용하더라도 인산질 비료 및 관개수 공급과 같은 경작활동에 의하여 토양에 존재하는 As의 지구화학적 이동도가 증가할 가능성을 보여준다. 경작활동에 의해 토양에 존재하는 As의 지구화학적 이동도가 증가한다면 해당 농경지에서 재배되는 다양한 작물들의 As의 흡수량이 증가할 수 있다. 이로 인해 As를 흡수한 작물들을 인간이 섭취할 경우 As의 체내 축적이 가능하다. 따라서, As 오염 토양에 석회석을 이용한 안정화 공법을 적용할 경우 해당 부지의 복원 후 사용 용도와 토양환경의 변화를 미리 평가하여 복원을 실시해야 할 것으로 판단된다. Soil stabilization using limestone is a representative soil remediation method in arsenic (As) contaminated soil. The soil stabilization method can reduce the mobility of pollutants in the soil and immobilized them in the underground environment. However, the soil stabilization method has a disadvantage in that the geochemical mobility of pollutants may increase again when the soil environment changes such as cultivation activities. This study attempted to confirm the effects of phosphate fertilzier on the As stabilization by limestone in agriculture soil. For the study, the soils were collected from cultivated land around the okdong and buguk coal mines. The average concentration of As in the studied soil is 20.0 ± 8.5 mg/kg. Sequential extraction was performed to confirm investigate the existence forms of As in the soil. Soil stabilization was performed using limestone (3 wt%) during one day. The phosphate fertilizer (NH4H2PO4) was mixed with the stabilized soil from 180 to 825 mg/kg of available phosphorus (P2O5). The soil without limestone was set as a control group. As a result of batch experiments, which check the concentration of As by reacting with distilled water, the As concentration of supernatant increases as the amount of phosphate fertilizer supplied increases regardless of stabilization using limestone. The results show that the dissolution amount of As can increase as the amount of phosphate fertilizer supplied increases. The PO43- concentration of the stabilized soil was higher than the control group. The cause of the increasing in PO43- concentration is the binding precipitation of PO43- and Ca2+ dissolved from phosphate fertilizer and limestone. After the batch test, a column test was conducted by simulating the cultivation environment in which irrigation water was periodically supplied. pH in the effluent was continuously higher in the stabilized groups than control groups. The average As concentration of effluent was lower in the stabilized groups than in control groups until 10 pore volume (P. V.) but, after 8 P. V. As concentration of effluent gradually increased regardless of the stabilization condition. The residual soil in the column was dried to confirm the change in geochemical mobility of As in the soil using sequential extraction. Both stabilization groups and control groups showed a higher geochemical mobility ratio of As in the soil compared to the initial soil before the column test. These results show that even if the stabilization method using limestone is applied, the geochemical mobility of As in the soil may increase due to the cultivation activity such as supplying phosphate fertilizer and irrigation. Therefore, when applying the stabilization method, we should be considered the changes in the soil environment and use of soil.

아미드화합물에 대한 아미노 양성자의 화학적 이동과 선모양에 미치는 용매효과에 관한 연구

이영희 성심여자대학교 대학원 1987 국내석사

양성자성 용매, 쌍극성 비양성자성 용매, 무극성 비양성자성 용매에서 아세트아미드(AA) 와 티오아세트아미드(TA)의 농도변화에 따라 -NH_(2)기에 대한 ^(1)H의 화학적 이동과 선모앙을 관찰하였다. 양성자성 용매인 알콜을 제외한 나머지 용매에서 아미드의 농도가 증가함에 따라 낮은 자기장쪽으로 아미노 양성자가 이동하였다. Onsager의 반응장개념을 이용하여 용매의 편극성을 나타내는 (ε-1/2ε+2.5)와 아미노 양성자의 화학적 이동사이의 관계를 다음과 같은 식으로 설명하였다. δ_(obs)/(ε-1/2ε+2.5)=a+b(ε-1/2ε+2.5)+c(ε-1/2ε+2.5)^(2)+... 여기서 상수a는 용질분자의 특성상수, b는 용질-용매 분자간의 약한 van der waals 상호작용을 나타내는 상수 및 C는 극성용매와 용질분자간의 특수한 상호작용에 대한 정보를 주는 파라미터로 고찰하였다. We observed the chemical shift and the lineshape of the amino proton of thioacetamide (TA) and acetamide (AA) with various concentration in polar and apolar solvents. In the various solvents except the alcohol, the chemical shift of amino proton shifted to the lower field with increasing solute concentration. We explained the change of the chemical shift and the lineshape by following reason. 1. Intermolecular interaction 2. Intramolecular interaction 3. Solvation ability 4. Steric effect We found that there is the following relation between observed chemical shift and (ε-1/2ε+2.5) observed by reaction field theory. δ_(obs)/(ε-1/2ε+2.5)=a+b(ε-1/2ε+2.5)+c(ε-1/2ε+2.5)^(2)+... The constant a,b,c can be explained as follows; 'a' is the characteristic constant of observed sloute molecule. 'b' is the constant for weak solvent - solute interaction. 'c' is the constant for specific solvent - solute interaction.

Determination of water content in alcohol mixture solvents using the 1H NMR chemical shift change

윤수연 중앙대학교 대학원 2020 국내석사

화학 공정 산업에서 유기용매에 함유된 수분 함량을 측정하는 것은 매우 중요한 과정이다. 칼 피셔 적정법과 가스 크로마토그래피 등을 활용하는 기존의 분석 방법은 측정을 수행하는 데 수분이 없는 조건, 상당한 시간을 필요로 한다. 이를 개선하기 위한 방법으로 수소 핵자기공명분광법의 화학적 이동 차이에 기반한 알코올 용매 내 수분 함량 분석법이 개발되었다. 본 연구에서는 수소 핵자기공명분광법의 화학적 이동 변화를 활용하여 각각 메탄올과 t-부탄올, 메탄올과 에탄올 혼합물의 수분 함량을 측정했다. 이를 통해 알코올 비율에 따라 수분 함량과 알코올 분자의 화학적 이동이 상관 관계를 보임을 확인하였다. 또한, 화학적 이동 변화를 이용하여 알코올 혼합 용매와 물 사이의 수소 결합의 경향성을 확인하였다. Determination of the water content in organic solvents is important in the chemical process industry. However, the widely used analytical methods such as Karl Fisher titration and gas chromatography require a significant amount of time or moisture-free conditions. Therefore, a simple method that relies on chemical shift difference between water and alcohol peaks in 1H NMR spectroscopy was developed for the determination of water content in alcohol solvents. This study observed the chemical shift changes in 1H NMR spectroscopy depending on water contents to test the feasibility of the method in alcohol-mixture solvents such as methanol-ethanol and methanol-t-butanol. The correlations between chemical shift change and water content with different alcohol ratios have been founded through the experimental results for alcohol mixtures. In addition, the chemical shift changes have shown the characteristic behaviors of hydrogen bonding between alcohol mixtures and water.

n-alcohol-thiobenzamide 계에서 아미노 양성자의 화학적 이동과 N-C(S)결합의 부자유 회전의 온도영향

김혁한 高麗大學校 1990 국내석사

양성자의 화학적 이동에 미치는 용매효과에 관한 연구

이미경 聖心女子大學 1989 국내석사

Effect of N-containing functionality of graphene on its supercapacitor performance

황성준 서울대학교 대학원 2019 국내석사

슈퍼캐패시터(supercapacitor)는 높은 파워밀도를 갖고 있고, 충방전 수명이 길며, 전기화학적으로 안정한 특성 덕분에 많은 연구가 이루어지고 있다. 슈퍼캐패시터의 전극 재료로서 주로 탄소 재료가 쓰이는데, 이는 표면적이 넓고 전기전도도가 높으며 전기화학적으로 안정한 특성을 갖고 있기 때문이다. 그러한 탄소 재료 중에서도, 그래핀을 에너지 저장소재로 활용하고자 하는 연구가 최근에 진행되고 있다. 그래핀이 주목 받는 이유는, 높은 전기 전도도를 갖고 있으며 이론적 비표면적이 넓고 (2630m2/g), 유연한 성질을 갖는 등의 특성이 있기 때문이다. 하지만 재료의 표면적 증가를 통한 성능향상에는 한계가 있기 때문에, 현재는 탄소 재료의 표면에 추가적인 산화환원 반응소(redox site)를 도입하여 에너지 저장 성능을 향상시키려는 연구가 주로 진행 중에 있다. 특히, 합성이 용이하고 전기화학적으로 안정적인 특성 때문에,질소 이원소 (heteroatom)를 도핑하여 산화환원 반응소로 도입하려는 시도가 주로 진행되어 왔다. 하지만, 질소 도핑이 그래핀 재료에 활용되었을 때는 전자 이동성(electron mobility)과 전해질에 대한 습윤성(wettability)이 감소하여 성능에 악영향을 미치는 문제가 있다. 따라서, 이번 연구에서는 기존의 질소 도핑 대신에 다른 종류의 질소-포함 작용기 (N-containing functionality)를 활용한 전극 물질을 합성하여 기존의 한계점을 개선하기 위한 실험을 진행해보았다. 이번 연구에서는, 슈퍼캐패시터의 전극소재로서 Imide functionalized 그래핀 (IFG)을 합성하였다. Imide 타입의 작용기는 산화환원 반응소로 작용하여 성능 향상에 기여할 수 있을 뿐만 아니라, 기존의 질소 이원소가 도핑된 그래핀 (NG)과 비교해서 전자 이동성의 손실을 줄일 수 있었다. 그리고, 합성 후 잔존하는 산소 작용기의 비율이 NG에 비해 증가함으로써, 산소 작용기에 의한 산화환원 반응소를 늘릴 수 있었다. 또한, 그러한 산소 작용기들로 의해 친수성이 증가하여 수용액 전해질에 대한 습윤성이 향상되었다. 이러한 전극 소재에 필요한 특성들이 향상됨으로써, 비표면적이 더 작음에도 불구하고 에너지 저장 용량이 56.4F/g 에서 124.F/g로 향상되었다. 추가적으로, 전구체로 사용될 그래핀 옥사이드의 열적 안정성을 증가시킴으로써 149.9F/g까지 성능을 향상시킬 수 있었다. 결론적으로, 이번 연구에서 imide계열의 작용기를 산화환원 반응소로 활용함으로써, 기존의 질소 이원소 도핑 대신에 다른 형태의 질소-포함 작용기 (N-containing functionality)의 응용 가능성에 대해 확인할 수 있었다. Supercapacitors have attracted much interest of research due to its characteristic capacitive performance : high power density, long cycle life, and high electrochemical stability. As a candidate material for supercapacitor electrode, graphene has been interestingly researched due to its high conductivity and theoretical specific surface area. However, the graphene based capacitor showed low energy density due to its low capacitance per unit area of graphene. To enhance the energy density, the researches for introducing additional redox site on carbon surface are mainly in progress. Nitrogen (N5&N6) doping has been well-known method to generate redox sites on carbon materials. Such nitrogen sites, however, involved several limitations. Decrease of electron mobility wettability to aqueous electrolyte led to the loss of triple (redox site, electron and electrolyte) junction, which is mainly connected to energy density. Therefore, we came to examine the idea of utilizing another N-containing functionality rather than nitrogen (N5&N6) doping. In this research, we prepared imide functionalized graphene (IFG) for the electrode material of supercapacitor. The imide group could be functionalized as a redox site while preventing excessive decrease of electron mobility, compared to conventional N doped graphene (NG). Also, we could increase the amount of residual oxygen group which can function as a redox site and improve the wettability to aqueous electrolyte. As a result, specific capacitance increased from 56.4 (NG) to 123.4 F/g, although the specific surface area of IFG was lower than NG. In addition, we could further increase the capacitance to 149.9 F/g by enhancing thermal stability of GO. Consequently, we could examine possibility of another N-containing functionality as a redox site rather than nitrogen (N5&N6) doping.

Theoretical calculation of the pseudo-contact contribution to the NMR chemical shift for a 5d1 system

Oh, Se-Ung 全北大學校 1987 국내박사

티오아세트아미드의 -NH2기의 14N 사극자 이완과 1H의 화학적 이동 연구

서제연 聖心女子大學 1986 국내석사