주요 논문
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Article
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2024Homogenous Microporous Thin Films Assembled Using Discrete Metal–Organic Polyhedra
Soyeon Ko, UnJin Ryu, Ho Yeon Yoo, Jeeyoung Shin, Kyung Min Choi, Dong Gyu Park, Won Ho Choi
Energy & environment materials
맞춤형 미세다공성 구조를 갖는 균질 박막은 여러 응용 분야에서 중요하지만, 이러한 박막을 제조하는 데에는 상당한 어려움이 따른다. 이는 주로 대부분의 미세다공성 물질이 나노미터 및 마이크로미터 범위의 결정 크기를 가지므로, 박막 내에 필연적으로 입계(晶粒) 사이 공간이 형성되어 이러한 박막의 박막화 공정이 복잡해지기 때문이다. 본 연구에서는 기능화된 금속-유기 다면체(MOP)를 개별적 미세다공성 단위로 사용하고, 이를 조립하여 균질한 미세다공성 박막을 구성하였다. 입계 사이 공간의 생성을 회피하면서도 조립 포장 매개변수와 박막 두께를 제어하였다. 먼저 기능화된 아디프산의 탄소 사슬 간에 존재하는 반데르발스 힘의 영향으로 MOP 단위는 방추형(방추모양) 블록과 섬(island) 구조를 형성하려는 친화성을 보인다. MOP 농도가 증가함에 따라 이러한 구조는 평면 내 배향을 가지며 육각형으로 조밀하게 포장된 구조로 자기조립되어, MOP의 두 층까지의 최대 적층을 형성한다. 반면 기능화되지 않은 MOP는 무작위 응집으로 인해 무질서한 박막 구조를 형성한다. 기능화된 아디프산은 균일하게 분포된 미세 기공을 갖는 MOP 네트워크 박막의 배향을 유도하여 입계 사이 공간의 형성을 효과적으로 방지함이 분명하다. 또한 포름알데히드 흡착 및 탈착 실험을 통해 MOP 네트워크 박막이 우수한 흡착 및 탈착 능력을 지니는 것으로 확인되었다. 제안된 접근법은 균질 미세다공성 박막 제조에서의 돌파구를 의미한다.
https://doi.org/10.1002/eem2.12805
Microporous material
Polyhedron
Materials science
Metal
Thin film
Nanotechnology
Chemical engineering
Composite material
Metallurgy
Geometry
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Article
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인용수 18
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2023Effect of Spatial Heterogeneity on the Unusual Uptake Behavior of Multivariate-Metal–Organic Frameworks
Soyeon Ko, UnJin Ryu, Hyunjin Park, Alejandro M. Fracaroli, WooYeon Moon, Kyung Min Choi
IF 14.4 (2023)
Journal of the American Chemical Society
O)는 결정의 외부에 위치한 기능기가 MTV-MOF의 흡착 거동에 지배적으로 영향을 미친다는 점을 밝혀냈다. 이러한 결과는 주사 투과 전자 현미경-전자 에너지 손실 분광법을 이용하여 MTV-MOF의 세 가지 유형에서 요오드 흡착을 관찰함으로써 시각적으로도 확인되었다. 본 연구진은 이러한 발견이 비정상적인 특성을 지닌 MTV-MOF를 해독하고 설계하기 위한 새로운 방식을 제공한다고 믿는다.
https://doi.org/10.1021/jacs.2c12207
Chemistry
Multivariate statistics
Metal-organic framework
Spatial heterogeneity
Multivariate analysis
Organic chemistry
Statistics
Ecology
Adsorption
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Article
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인용수 87
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2023Increasing CO Binding Energy and Defects by Preserving Cu Oxidation State via O2-Plasma-Assisted N Doping on CuO Enables High C2+ Selectivity and Long-Term Stability in Electrochemical CO2 Reduction
Dong Gyu Park, Jae Won Choi, Hoje Chun, Hae Sung Jang, Heebin Lee, Won Ho Choi, Byeong Cheul Moon, Keon‐Han Kim, Min Gyu Kim, Kyung Min Choi, Byungchan Han, Jeung Ku Kang
IF 11.3 (2023)
ACS Catalysis
Cu는 C2+ 탄화수소를 생산하는 전기화학적 이산화탄소 환원 반응(CO2RR)에 대한 가장 유망한 촉매로 간주되지만, 장기 안정성과 함께 높은 C2+ 생성물 선택도 및 효율을 달성하는 일은 여전히 큰 과제이다. 본 연구에서는 CuO에 대한 산소 플라즈마 보조 질소 도핑의 이점을 활용하여, 높은 C2+ 생성물 선택도와 안정적인 촉매 특성을 가능하게 하는 CO2RR 촉매 전략을 보고한다. CuO에 대한 N2 플라즈마 라디칼에 의해 CO2RR에 적합한 산소 공백 및 결정립 경계와 같은 결함이 생성됨이 나타난다. 또한 O2 플라즈마에 의해 Cu의 환원 없이 Cu의 산화 상태가 유지된다. 실제로, 산소 플라즈마 보조 질소 도핑을 통해 합성된 ON–CuO는 −1.1 V (vs RHE)에서 −34.6 mA/cm2의 높은 전류 밀도와 함께 77%의 높은 C2+ 생성물 선택도(높은 C2H4 선택도 56% 포함)를 제공하며, 성능 저하 없이 22 h 동안 장기 안정성을 보인다. 높은 CO2RR 성능은 N-도핑된 CuO에서 증가한 CO 결합 에너지와 촉매 활성 부위에 기인한다. 더 나아가 in situ X선 흡수 근접 구조 분석 결과, ON–CuO의 결함이 C–C 결합을 유도하여 C2+ 생성물로 이어지는 데 유리함이 밝혀진다.
https://doi.org/10.1021/acscatal.3c01441
Selectivity
Catalysis
Redox
Doping
Oxidation state
Oxygen
Materials science
Electrochemistry
Binding energy
Inorganic chemistry