물 표면에 전개하여 LB막을 만들 수 있는 알킬 치환기를 곁 사슬에 갖도록 합성된 메탈피시류(MPcs)들을 이용하여 수면 상에서의 단분자 거동과 LB 막으로의 전이 특성을 살펴보았고, 막의 열 안정성과 구조를 조사하였다. 사용된 MPcs로는 중심 위치에 금속이 치환되지 않은 $H_2Pc$와 중심 금속으로 코발트, 구리, 납, 백금과 주석이 각각 치환된 CoPc, CuPc, PbPc, PtPc, SnPc를 사용하였다. 그리고 곁사슬의 길이를 달리하는 CuPc로 2ethylhexyl, dodecyl과 octadecyl CuPc를 사용하여 LB막의 거동을 조사하였다. 각각의 특성은 중심 금속에 따라서 LB막의 특성이 서로 다름을 알 수 있었으며, 곁사슬의 길이에 따라서도 특성이 다름을 조사하였다. 위에서 얻어진 결과들 기초로 하여, 2ethylhexylocyl MPcs LB막을 미세 수정 ...
물 표면에 전개하여 LB막을 만들 수 있는 알킬 치환기를 곁 사슬에 갖도록 합성된 메탈피시류(MPcs)들을 이용하여 수면 상에서의 단분자 거동과 LB 막으로의 전이 특성을 살펴보았고, 막의 열 안정성과 구조를 조사하였다. 사용된 MPcs로는 중심 위치에 금속이 치환되지 않은 $H_2Pc$와 중심 금속으로 코발트, 구리, 납, 백금과 주석이 각각 치환된 CoPc, CuPc, PbPc, PtPc, SnPc를 사용하였다. 그리고 곁사슬의 길이를 달리하는 CuPc로 2ethylhexyl, dodecyl과 octadecyl CuPc를 사용하여 LB막의 거동을 조사하였다. 각각의 특성은 중심 금속에 따라서 LB막의 특성이 서로 다름을 알 수 있었으며, 곁사슬의 길이에 따라서도 특성이 다름을 조사하였다. 위에서 얻어진 결과들 기초로 하여, 2ethylhexylocyl MPcs LB막을 미세 수정 진동자(QCM)에 이적시켜 환경 오염 물질인 이산화질소에 대한 감지 특성을 조사하였고, 그중 CuPc를 이용하여 재사용 가능한 이산화질소 감지용 상온 박막 가스 센서의 가능성을 조사하였다. 이 가스 센서의 감지 원리는 이산화질소에 강한 선택성과 감지 특성을 갖는 CuPc 감지막에 흡착하는 이산화질소의 양을 진동수의 변화로 분별하는 것이다. 노출된 감지막이 완전 회복되지 않는 문제점은 회복되지 않는 부분을 처음부터 제거시킨 후 사용하는 방법을 사용하였다. 처음 노출시킨 경우 이산화질소와 반응하는 부분은 중심에 위치하는 금속 부분과 비공유 전자쌍을 가지고 있는 곁사슬의 에테르기 이었으며, 회복되지 않는 부분은 곁사슬의 에테르기임을 NMR과 FTIR을 이용하여 조사하였다. 회복되지 않는 부분을 제거하는 전 처리 방법으로는 더 이상 흡착되지 않는 시간까지 이산화질소에 감지막을 노출시키고, 순수한 질소로 그 막을 탈착시키는 방법을 사용하였다. 이 방법으로 완전 회복되는 감지막을 얻었으며 이를 이용하여 농도를 정량화 할 수 있는 방법을 모색하였다. 농도를 정량화 하는 방법으로는 초기 순간에 이산화질소가 감지막에 흡착하는 반응의 기울기 정도와 특정 시간까지 흡착하는 이산화질소의 양을 농도에 따라 측정함으로써 가능하게 하였으며, 센서의 실제 사용에 중요한 변수가 되는 재연성과 내구력에 대한 실험에도 좋은 결과를 나타내었다.
물 표면에 전개하여 LB막을 만들 수 있는 알킬 치환기를 곁 사슬에 갖도록 합성된 메탈피시류(MPcs)들을 이용하여 수면 상에서의 단분자 거동과 LB 막으로의 전이 특성을 살펴보았고, 막의 열 안정성과 구조를 조사하였다. 사용된 MPcs로는 중심 위치에 금속이 치환되지 않은 $H_2Pc$와 중심 금속으로 코발트, 구리, 납, 백금과 주석이 각각 치환된 CoPc, CuPc, PbPc, PtPc, SnPc를 사용하였다. 그리고 곁사슬의 길이를 달리하는 CuPc로 2ethylhexyl, dodecyl과 octadecyl CuPc를 사용하여 LB막의 거동을 조사하였다. 각각의 특성은 중심 금속에 따라서 LB막의 특성이 서로 다름을 알 수 있었으며, 곁사슬의 길이에 따라서도 특성이 다름을 조사하였다. 위에서 얻어진 결과들 기초로 하여, 2ethylhexylocyl MPcs LB막을 미세 수정 진동자(QCM)에 이적시켜 환경 오염 물질인 이산화질소에 대한 감지 특성을 조사하였고, 그중 CuPc를 이용하여 재사용 가능한 이산화질소 감지용 상온 박막 가스 센서의 가능성을 조사하였다. 이 가스 센서의 감지 원리는 이산화질소에 강한 선택성과 감지 특성을 갖는 CuPc 감지막에 흡착하는 이산화질소의 양을 진동수의 변화로 분별하는 것이다. 노출된 감지막이 완전 회복되지 않는 문제점은 회복되지 않는 부분을 처음부터 제거시킨 후 사용하는 방법을 사용하였다. 처음 노출시킨 경우 이산화질소와 반응하는 부분은 중심에 위치하는 금속 부분과 비공유 전자쌍을 가지고 있는 곁사슬의 에테르기 이었으며, 회복되지 않는 부분은 곁사슬의 에테르기임을 NMR과 FTIR을 이용하여 조사하였다. 회복되지 않는 부분을 제거하는 전 처리 방법으로는 더 이상 흡착되지 않는 시간까지 이산화질소에 감지막을 노출시키고, 순수한 질소로 그 막을 탈착시키는 방법을 사용하였다. 이 방법으로 완전 회복되는 감지막을 얻었으며 이를 이용하여 농도를 정량화 할 수 있는 방법을 모색하였다. 농도를 정량화 하는 방법으로는 초기 순간에 이산화질소가 감지막에 흡착하는 반응의 기울기 정도와 특정 시간까지 흡착하는 이산화질소의 양을 농도에 따라 측정함으로써 가능하게 하였으며, 센서의 실제 사용에 중요한 변수가 되는 재연성과 내구력에 대한 실험에도 좋은 결과를 나타내었다.
The monolayer behavior at the air/water interface, transfer characteristics of substituted metallo-phthalocyanices (MPcs) on QCM, and its application to $NO_2$ sensing system were examined. Alkyl-substituted MPcs have a symmetric 2-ethylhexyloxy side chain, and complex central metal atoms were dihyd...
The monolayer behavior at the air/water interface, transfer characteristics of substituted metallo-phthalocyanices (MPcs) on QCM, and its application to $NO_2$ sensing system were examined. Alkyl-substituted MPcs have a symmetric 2-ethylhexyloxy side chain, and complex central metal atoms were dihydrogen, copper, cobalt, lead, platinum and tin. Sensing membranes were prepared by a constant-perimeter type Langmuir trough with a vertical dipping unit and KSV-3000. MPcs membranes were deposited onto a gold coated Quartz Crystal Microbalance(QCM). The adsorption-desorption amount of $NO_2$ gas was measured by frequency change of QCM. The pretreated membrane with NO2 at room temperature was purged with $N_2$, and the initial frequency was perfectly recovered. From the NMR and FTIR spectroscopy, the adsorption sites of $NO_2$ on MPcs were both core metal and side chain (ether group). $NO_2$ would be physically adsorbed on the metal core but desorbed easily by purging with pure $N_2$ gas, while in the case of the hydrocarbon chain $NO_2$ be adsorbed irreversibly.
The monolayer behavior at the air/water interface, transfer characteristics of substituted metallo-phthalocyanices (MPcs) on QCM, and its application to $NO_2$ sensing system were examined. Alkyl-substituted MPcs have a symmetric 2-ethylhexyloxy side chain, and complex central metal atoms were dihydrogen, copper, cobalt, lead, platinum and tin. Sensing membranes were prepared by a constant-perimeter type Langmuir trough with a vertical dipping unit and KSV-3000. MPcs membranes were deposited onto a gold coated Quartz Crystal Microbalance(QCM). The adsorption-desorption amount of $NO_2$ gas was measured by frequency change of QCM. The pretreated membrane with NO2 at room temperature was purged with $N_2$, and the initial frequency was perfectly recovered. From the NMR and FTIR spectroscopy, the adsorption sites of $NO_2$ on MPcs were both core metal and side chain (ether group). $NO_2$ would be physically adsorbed on the metal core but desorbed easily by purging with pure $N_2$ gas, while in the case of the hydrocarbon chain $NO_2$ be adsorbed irreversibly.
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