• 제목/요약/키워드: $\beta-Ni(OH)_2$

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ZnO 나노 막대 성장을 위한 기판층으로서 hexagonal β상 Ni(OH)2 나노 시트 합성 및 미세구조 분석 (Synthesis of Hexagonal β-Ni(OH)2 Nanosheet as a Template for the Growth of ZnO Nanorod and Microstructural Analysis)

  • 황성환;이태일;최지혁;명재민
    • 한국재료학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.111-114
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    • 2011
  • As a growth-template of ZnO nanorods (NR), a hexagonal $\beta-Ni(OH)_2$ nanosheet (NS) was synthesized with the low temperature hydrothermal process and its microstructure was investigated using a high resolution scanning electron microscope and transmission electron microscope. Zinc nitrate hexahydrate was hydrolyzed by hexamethylenetetramine with the same mole ratio and various temperatures, growth times and total concentrations. The optimum hydrothermal processing condition for the best crystallinity of hexagonal $\beta-Ni(OH)_2$ NS was determined to be with 3.5 mM at $95^{\circ}C$ for 2 h. The prepared $Ni(OH)_2$ NSs were two dimensionally arrayed on a substrate using an air-water interface tapping method, and the quality of the array was evaluated using an X-ray diffractometer. Because of the similarity of the lattice parameter of the (0001) plane between ZnO (wurzite a = 0.325 nm, c = 0.521 nm) and hexagonal $\beta-Ni(OH)_2$ (brucite a = 0.313 nm, c = 0.461 nm) on the synthesized hexagonal $\beta-Ni(OH)_2$ NS, ZnO NRs were successfully grown without seeds. At 35 mM of divalent Zn ion, the entire hexagonal $\beta-Ni(OH)_2$ NSs were covered with ZnO NRs, and this result implies the possibility that ZnO NR can be grown epitaxially on hexagonal $\beta-Ni(OH)_2$ NS by a soluble process. After the thermal annealing process, $\beta-Ni(OH)_2$ changed into NiO, which has the property of a p-type semiconductor, and then ZnO and NiO formed a p-n junction for a large area light emitting diode.

Ni(II)-거대고리 리간드 착이온 ($NiL_m{^{2+}}$) 과 $CN^-$ 이온간의 반응성 (Chemical Reactivity between Ni(II)-Macrocycle Complex Ions ($NiL_m{^{2+}}$) and $CN^-$)

  • 박유철;변종철
    • 대한화학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.334-343
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    • 1987
  • $NiL_m{^{2+}}$착이온 {$Ni(rac-1[14]7-diene)^{2+},\;Ni(meso-1[14]7-diene)^{2+},\;Ni(1[14]4-diene)^{2+},\;{\alpha}-Ni(rac-[14]-decane)^{2+},\;{\beta}-Ni(rac-[14]-decane)^{2+},\;and\;Ni(meso-[14]-decane)^{2+}$}과 $CN^-$이온 사이의 화학반응은 분광광도법으로 연구하였다. $NiL_m{^{2+}}$착이온과 $CN^-$이온으로부터 1:1착이온, $[NiLm(CN)]^+$생성반응의 평형상수$(K_1)$는 3 ~ $25^{\circ}C$ 범위에서 결정되었다. $NiL_m{^{2+}}$착이온이 $Ni(rac-1[14]7-diene)^{2+},\;Ni(meso-1[14]7-diene)^{2+},\;Ni(1[14]4-diene)^{2+},\;{\alpha}-Ni(rac-[14]-decane)^{2+},\;{\beta}-Ni(rac-[14]-decane)^{2+}$, 그리고 $Ni(meso-[14]-decane)^{2+}$일때 평형상수($K_1$)은 $15^{\circ}C$에서 각각 4.7, 5.3, 6.2, 7.5, 9.4, 및 9.8이었다. $K_1$값은 온도가 증가함에 따라 감소하였다. $K_1$에 대한 온도영향으로 부터 열역학적 파라메터 $({\Delta}G^{\circ},\;{\Delta}H^{\circ},\;{\Delta}S^{\circ})$를 계산하였으며, 이 결과 $[NiLm(CN)]^+$ 생성반응은 모두 발열반응으로 나타났다. $NiL_m{^{2+}}$ 착이온과 $CN^-$이온은 반응하여 Ni(CN)_4{^{2-}}$이온과 거대고리 리간드 (Lm)가 생성된다. $[CN^-],\;[HCN],\;and\;[OH^-]$ 변화에 따라 $Ni(CN)_4{^{2-}}$이온의 생성속도는 0.5M $NaClO_4$, 온도 3∼$25^{\circ}C$ 범위에서 연구되었다. $[CN^-]$가 일정할 때 [HCN]가 증가하면 $k_{obs}/[CN^-]^2$값은 선형으로 증가하였다. $OH^-$ 이온이 과량으로 존재할 때 [$OH^-$]에 따라 역시 $k_{obs}/[CN^-]^2$ 값은 선형으로 증가하였다. $NiL_m{^{2+}}$ 착이온과 $CN^-$이온 반응의 속도상수($k_{obs}$)에 대한 온도영향으로 부터 활성화 파라메터$({\Delta}H^{\neq},\;{\Delta}S^{\neq})$를 결정하였다. $Ni(rac-1[14]7-diene)^{2+},\;Ni(meso-1[14]7-diene)^{2+},\;{\alpha}-Ni(rac-[14]-decane)^{2+},\;{\beta}-Ni(rac-[14]-decane)^{2+}$, 그리고 $Ni(meso-[14]-decane)^{2+}$ 순서로 d-d 전이에너지, $ν(cm^{-1})$가 감소할수록, ${\Delta}H^{\neq}$도 점차적으로 감소하였다. 그리고 5가지의 $NiL_m{^{2+}}$ 착이온과 $CN^-$이온 사이의 반응은 동일한 경로로 반응이 진행되었다.

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Graphene-like β-Ni(OH)2 나노판 구조의 합성 및 특성

  • 차성민;;유재수
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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    • pp.201.2-201.2
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    • 2015
  • 현대 디지털 사회에서 고효율 에너지와 파워소스에 관한 요구가 커짐에 따라 차세대 에너지 저장 소자에 대한 연구가 계속되고 있다. 그 중 리튬이온 배터리, 슈퍼커패시터, 그리고 연료 전지들이 우리의 일상생활에서 점점 더 중요하게 자리잡아가고 있는데 이런 다양한 에너지 저장소자 중 슈퍼커패시터가 많은 관심을 받고 있다. 이는 긴 수명, 빠른 충-방전 속도, 높은 에너지 밀도, 그리고 안전함 때문이다. 슈퍼커패시터는 에너지 저장 메커니즘에 따라 두 가지로 분류될 수 있는데 전기이중층 커패시터(EDLC)와 슈도커패시터(pseudocapacitor)로 나누어질 수 있다. 슈도커패시터는 active 물질과 전해질 이온 간의 전기화학적 반응으로 인해 EDLC보다 더 많은 에너지를 저장할 수 있다. 그러므로 지금까지 새로운 형태의 슈도용량성 물질을 만들기 위한 노력이 집중되고 있다. 본 연구에서는 전기화학적증착 방법을 통해 graphene-like ${\beta}$-nickel hydroxide (${\beta}-Ni(OH)_2$) 나노판 구조를 전도성 직물에 합성하였다. ${\beta}-Ni(OH)_2$ 슈도커패시터의 유연하고 효율적인 비용의 전극으로서 높은 비정전용량, 우수한 전기화학 가역성, 그리고 뛰어난 사이클 안정성을 보였다. 이런 쉬운 방법으로 유연한 전도성 직물에 합성된 metal hydroxide/oxide 나노구조는 웨어러블 에너지 저장소자와 변환소자 분야에 사용될 것으로 기대된다.

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Oxidation Behavior of $Ni_xFe_{1-x}(OH)_2$ in $C\Gamma$-containing Solutions

  • Chung, Kyeong Woo;Kim, Kwang Bum
    • Corrosion Science and Technology
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    • 제2권3호
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    • pp.148-154
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    • 2003
  • The addition of Ni leads to the formation of protective rust layer on steel and subsequently high corrosion resistance of steel in $Cl^-$-containing environment. $\alpha$-FeOOH, $\beta$-FeOOH, $\gamma$-FeOOH and $Fe_3O_4$ are formed mainly on steels exposed to $Cl^-$-containing environment. As the first work of this kind, this study reports the influence of Ni on the oxidation behavior of $Ni_xFe_{1-x}(OH)_2$ in $Cl^-$-containing solution at two different pH regions(condition I under which the solution pH is allowed to decrease and condition I under which solution pH is maintained at 8) where $\gamma$-FeOOH and $Fe_3O_4$ are predominantly formed, respectively, upon oxidation of $Fe(OH)_2$, In the presence of Ni(II) in the starting solution, the formation of $\beta$-FeOOH was facilitated and the formation of $\gamma$-FeOOH was suppressed with increasing Ni(II) content and with increasing oxidation rate of Fe(II). Ni(II) was found to have $Fe_3O_4$-suppressing effect under condition II.

Electrochemical Oxidation of Ethanol at Nickel Hydroxide Electrodes in Alkaline Media Studied by Electrochemical Impedance Spectroscopy

  • Kim, Jae-Woo;Park, Su-Moon
    • 전기화학회지
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    • 제8권3호
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    • pp.117-124
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    • 2005
  • Electrochemical oxidation of ethanol at nickel electrodes has been studied in 1 M KOH solution containing 0.20M ethanol using electrochemical impedance spectroscopy. Equivalent circuits have been worked out by simulating the impedance data, and the results were used to model the oxidation of ethanol as well as the passivation of the electrode. The maximum rate of oxidation of $Ni(OH)_2$ to NiOOH was observed at about 0.37V vs. Ag/AgCl reference electrode, while the maximum rate of ethanol oxidation at the Ni electrode was observed at about 0.42V, The charge-transfer resistance for oxidation of the electrode itself became smaller in the presence of ethanol than in its absence. These results suggest that the $\beta-Ni(OH)_2/\beta-NiOOH$ redox couple is acting as an effective electron transfer mediator far ethanol oxidation. The kinetic parameters also were obtained by the experimental and simulated results.

마이크로 주입장치를 이용한 용매치환결정화에 의한 중공상 수산화니켈 분말의 제조 (Preparation of Ni(OH)2 Hollow Spheres by Solvent Displacement Crystallization Using Micro-Injection Device)

  • 김세기;박경수;정광일
    • 한국분말재료학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.311-316
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    • 2016
  • $Ni(OH)_2$ hollow spheres have been prepared by solvent displacement crystallization using a micro-injection device, and the effect of process parameters such as concentration and the relative ratio of the injection speed of the precursor solution, which is an aqueous solution of $NiSO_4{\cdot}6H_2O$, to isopropyl alcohol of displacement solvent have been investigated. The crystal phases after NaOH treatment are in the ${\beta}-phase$ for all process parameters. A higher concentration of $NiSO_4{\cdot}6H_2O$ aqueous solution is injected by a micro-injection device and bigger $Ni(OH)_2$ hollow spheres with a narrower particle size distribution are formed. The crystallinity and hardness of the as-obtained powder are so poor that hydrothermal treatment of the as-obtained $Ni(OH)_2$ at $120^{\circ}C$ for 24 h in distilled water is performed in order to greatly improve the crystallinity. It is thought that a relative ratio of the injection speed of $NiSO_4{\cdot}6H_2O$ to that of isopropyl alcohol of at least more than 1 is preferable to synthesize Ni(OH)2 hollow spheres. It is confirmed that this solution-based process is very effective in synthesizing ceramic hollow spheres by simple adjustment of the process parameters such as the concentration and the injection speed.

Ni/Cd 전지에서 전해액에 의한 페이스트식 카드뮴 전극 특성 향상 (An Improvement of the Characteristics of Pasted Cadmium Electrodes by Electrolytes in Ni/Cd Battery)

  • 한민영;이완진;이우태;김선일;김진환
    • 공업화학
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    • 제10권8호
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    • pp.1192-1199
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    • 1999
  • Ni/Cd 전지의 페이스트식 카드뮴전극에 있어서 방전시 생성되는 $Cd(OH)_2$의 구조를 전해액에 의하여${\gamma}-Cd(OH)_2$의 구조로 변화시켜 전극에 활물질을 고밀도로 충전시키므로써 전극의 특성을 향상시켰다. 전해액은 KOH 수용액에 NaOH를 농도별로 첨가하여 사용하였다. NaOH를 1.82 M 첨가한 전해액 내에서 충 방전한 전극의 활물질 이용률이 가장 높았으며, NaOH 첨가량의 증가에 의해 방전생성물인 $Cd(OH)_2$${\beta}$상에서 ${\gamma}$상으로 변화하는 정도가 증가하였다. 방전시 NaOH가 참가된 전해액에서 생성된 ${\gamma}-Cd(OH)_2$구조의 활물질 비표면적은 NaOH가 첨가되지 않은 전해액에서 생성된 ${\beta}-Cd(OH)_2$ 구조의 활물질 비표면적에 비하여 170% 이상 증가하였다. 밀폐형 전지에서는 NaOH가 첨가된 전해액의 전지가 첨가되지 않은 전지에 비하여 1.0 C와 2.0 C rate의 고율 충 방전 조건에서 방전용량이 증가하였으며, 1.0 C rate의 cycle에서도 향상된 성능이 500 cycle까지 지속되었다.

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Ni-Zn 레독스 플로우 전지에 있어서 양극의 전기화학적 특성에 미치는 쉬트 형상의 Ni 나노분말 첨가 효과 (Addition Effects of Sheet-like Ni Nanopowder on the Electrochemical Properties of Positive Electrode in Ni-Zn Redox Flow Battery)

  • 석혜원;김세기;강양구;홍연우;이영진;김범수;주병권
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제27권9호
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    • pp.582-588
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    • 2014
  • 3 mol% Co-added $Ni(OH)_2$ fine powders, which showed ${\beta}$-phase, as positive electrode materials have been fabricated using $NiSO_4{\cdot}6H_2O$ aqueous solution by ultrasonic spray-chemical precipitation and subsequent hydrothermal method, and sheet-like Ni nanopowder was fabricated by mechano-chemical reduction method. The addition effects of the sheet-like Ni nanopowder on the electrochemical properties of the positive electrode in Ni-Zn Redox flow battery were investigated. Impedance spectroscopy revealed that the addition of the sheet-like Ni nanopowder resulted in decrease in the electrical resistivity; 10 wt.% addition reduced the electrical properties by a fifth. Cyclic voltammetry showed the addition of the sheet-like Ni nanopowder resulted in decrease in the potential difference of oxidation and reduction; this means the increase in the reversability for electrode reduction. Charge/discharge measurement confirmed that the addition of the sheet-like Ni nanopowder resulted in the increase in the discharge efficiency.

Fe 도핑된 β-Ni(OH)2 마이크로결정 합성과 산소발생반응 특성 (Synthesis of Fe-doped β-Ni(OH)2 microcrystals and their oxygen evolution reactions)

  • 박제홍;유시범;정승원;김병준;김강민;유정호
    • 한국결정성장학회지
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    • 제33권5호
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    • pp.196-201
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    • 2023
  • 수소에너지 생산을 위한 물분해 시스템의 효율을 향상시키기 위해서는, 수소발생반응 (HER)과 산소발생반응(OER) 각각에서 촉매로 인한 전기화학적 반응에서의 높은 과전압의 감소가 수반되어야 한다. 그 중에서도 전이금속 기반의 화합물(수산화물, 황화물 등)은 현재 상용되고 있는 백금 등의 귀금속을 대체할 촉매 재료로써 주목받고 있다. 본 연구에서는, 저렴한 금속 다공성 소재인 Ni foam을 지지체로 사용하고, 수열합성 공정을 통해 β-Ni(OH)2 마이크로결정을 합성하고자 하였다. 또한 전기화학적 특성을 향상시키기 위하여 Fe을 도핑하여 합성된 β-Ni(OH)2 마이크로 결정의 형상, 결정구조 및 물분해 특성의 변화를 관찰하였으며, 상용 수전해 시스템의 촉매로서의 적용가능성을 검토하였다.

일방향응고된 NiAl/$Ni_3Al$ 2상합금의 방향성 측정 및 기계적 특성 평가 (Orientation Measurement and Related Mechanical Properties of Directionally Solidified NiAl/$Ni_3Al$ Two-Phase Alloys)

  • 이혜정;박노진;최환;이재현;오명훈
    • 열처리공학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.96-103
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    • 2010
  • $Ni_3Al$ is known as a good high temperature structural material because of high yield strength at ambient temperature. However, it is too brittle to use as a structural material because of their weak grain boundary. In this work, orientation measurement and related mechanical properties of directionally solidified NiAl/$Ni_3Al$ two-phase alloys with various compositions (Ni-23~27 at.%Al) were investigated for developing multi-phase DS-processed alloys with the growth rates of 10, 50 and 100 ${\mu}m/s$ in a modified Bridgeman type furnace. It was found that the multi-phase microstructures such as the $\gamma$ dendrite +${\gamma}'$ matrix duplex microstructure was formed in the hypoeutectic composition of 23 at.%Al, $\beta$ dendrite +${\gamma}'$ matrix duplex microstructure in the hypereutectic composition of 26 and 27 at.%Al. And ${\gamma}'$ single phase was formed in the composition of 24.5 and 25 at.%Al. The hypoeutectic alloy including $\gamma$ dendrites with ${\gamma}'$ matrix showed a large elongation of over 70% at room temperature. However, the room-temperature tensile elongation decreased with increasing Al contents because the volume fraction of brittle $\beta$ dendrites in the ductile ${\gamma}'$ matrix increased.