Syntheses and Optical Properties of Amine/pH Responsive Colorants on Nanoweb : 아민/pH 응답성을 갖는 색소 합성과 나노웹상에서의 광학특성 :

이도현

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자료유형: 학위논문

저자정보: 이도현 (영남대학교, 영남대학교 대학원)

지도교수: 한성수

발행연도: 2015

저작권: 영남대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수1

초록· 키워드

최근 유해 가스의 유출, 확산으로 인해 대중의 두려움과 유해가스 감지에 대한 관심이 매우 증가하였지만 기체 특유의 낮은 밀도 특성으로 인하여 일반 수용액 상에서의 감지보다 어렵고 산업적 응용성 역시 매우 어려운 문제가 대두되고 있다. 따라서 산업적으로 응용하기 위해서 구조가 매우 단순하고, 합성이 간편하며 저렴한 화합물의 조건이 기본적으로 요구되고 있다. 이러한 유해 가스를 감지하는 방법 중의 하나로는 유기 색소를 이용하여 감지하는 방법이 있으며, ICT 및 Chemosensing 원리를 주로 이용하고 있다. 이러한 원리를 발현하기 위하여 구조적인 극성분표 형태에 의해 Apolar, Dipolar, Zwitterionic, Ion Pair와 같은 D-π-A형 분자가 설계되고 있다. 본 실험에서는 동일한 전자 흡인성기를 갖는 Dipolar형 색소 6종을 산성조건에서 1-스텝의 간단한 방법으로 합성하였으며, 이 색소 6종과 적양배추에서 얻어진 색소2종, 그리고 단분자형태의 할로겐 색소 1종을 이용하여 DMF 수용액 상에서 각각 색소의 에틸아민, 디에틸 아민, 트리에틸아민 및 산염기 조건에서의 색상 변화에 대하여 분석하였다. Dipolar형 색소 6종과 각각의 형태에 따라 전체적으로 유사하면서도 각기 다른 감지능력을 보여주었으며, π 컨쥬게이트된 공여성기의 성질에 따라 그 특성이 좌우되었다. 그리고 적양배추에서 얻어진 색소 2종은 알칼리 조건에서 탁월한 변화를 보여주었다.
이들 색소들과 아크릴로니트릴 고분자를 이용하여 전기방사를 통해 나노웹을 형성하였으며 이 나노웹들을 이용하여 기체상의 아민 및 산염기 조건에 의해 나노웹의 시각적 특성이 변화하는 모습을 관찰하였다. 할로겐 색소를 제외하고서는 대부분 비가역적인 감지거동을 보였으며, Dipolar형 색소 3종은 아민과 염기 조건에서 소색되는 모습을 보였다. 또한 형광성을 보이는 모습 역시 관찰할 수 있었다.

Color plays an extremely important role in people’s lives and has many meanings and the main use of color in technology is to impart a visual stimulus as part of the overall aesthetics of the object being viewed. Recently, many researchers have reported that color is not an endemic value of materials. The color of materials can change to another when the materials are exposed to new environments. By photo, thermo, iono, electricity, gas, solvent, etc., some materials can change their color through a process called "Chromism", and "Colorimetry". In many cases, these changes can be observed by the naked eye, even though the principles of color changes are different. In particular, color-producing phenomena has proved to be an effective way of gathering together the vast array of color-based technological applications. In addition, using the color changing phenomena on the naked eye can used in detection chemistry to find some specialized material and environment that can harm humans because many people have become concerned regarding gas detection because gas is too easy to spread with a crucial point for volatile organic compounds (VOCs) and other harmful materials to humans. On the other hand, the industrial application of detection chemistry is difficult because industry has needed so many functions to adapt. First it requires a good material to detect what is important that is inexpensive and/or easy to synthesize. and the final product still needs to show good detection ability. In this study, six kind of dyes and compounds were synthesized in high yield that are constituted by barbituric derivates electron accepting molecule because barbituric derivates has good electron accepting ability, stability and low price to adapt industrial application. In addition, we choose very simple synthetic route that easily react between 2nd hydrogen and aldehyde molecule in acid condition. Then using the synthesized dyes and nature dye and CDBF, this study examined the detection scope toward ethylamine, diethylamine, triethylamine, and alkaline condition that has been used Dye solution in DMF, synthesized nanofiber by electrospinning and film.

#Optical Properties #Amine/pH #Nanoweb

1. Introduction
2. Experimental
2.1 Materials and Measurements
2.2 Synthesis of dyes and compounds
2.2.1 Synthesis of Dye 1
2.2.2 Synthesis of Dye 2
2.2.3 Synthesis of Dye 3
2.2.4 Synthesis of Compound 1
2.2.5 Synthesis of Compound 2
2.2.6 Synthesis of Compound 3
2.3 Colorimetric property of the dye solutions
2.3.1 UV-Vis absorbance property of the dye solutions
toward amine
2.3.2 UV-Vis absorbance property of the dye solutions
toward NaOH solutions
2.3.3 Comparison of the UV-Vis absorbance property of
Dye solutions toward ethylamine, diethylamine and triethylamine
2.4 Preparation of the fiber and film
2.4.1 Development of nanofibers
2.4.2 Development of fibers
2.4.3 Development of film
3. Results and Discussion
3.1 Synthesis of the dyes and compounds
3.2 Characterization of the dyes
3.2.1 Detecting effect of the dyes toward ethylamine and
acid/alkali condition using the UV-Vis spectral property
3.2.2 Comparison of the detecting effect of dyes among
ethylamine, diethylamine and triethylamine.
3.3 Detecting effect of the nanofiber sensor using dyes
3.4 Detecting effect of the laminating film sensor using dyes
4. Conclusion
요약(한글)

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