• 제목/요약/키워드: $Fe^{3+}$ ion

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Improving Electrochemical Properties of LiFePO4 by Doping with Gallium

  • Nguyen, Van Hiep;Park, Ju-Young;Gu, Hal-Bon
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • 제15권6호
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    • pp.320-323
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    • 2014
  • Ga-doped $LiFePO_4$ cathode materials were synthesized using a hydrothermal method. The microstructural characteristics and electrochemical performances were systematically investigated using field emission scanning electron microscopy, high-resolution X-ray diffraction, energy dispersive X-ray spectroscopy, charge-discharge cycling, cyclic voltammetry, and electrochemical impedance spectroscopy. Among the as-prepared samples, $LiFe_{0.96}Ga_{0.04}PO_4$ demonstrates the best electrochemical properties in terms of discharge capacity, electrochemical reversibility, and cycling performance with an initial discharge capacity of $125mAh\;g^{-1}$ and high lithium ion diffusion coefficient of $1.38{\times}10^{-14}cm^2s^{-1}$ (whereas for $LiFePO_4$, these were $113mAh\;g^{-1}$ and $8.09{\times}10^{-15}cm^2\;s^{-1}$, respectively). The improved electrochemical performance can be attributed to the facilitation of Li+ ion effective diffusion induced by $Ga^{3+}$ substitution.

Fe-TNU-9 제올라이트 상에서 아산화질소의 분해반응 속도론 (Kinetics of N2O Decomposition over Fe-TNU-9 Zeolite)

  • 박정현;전성희;위엔반과;신채호
    • 공업화학
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    • 제20권4호
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    • pp.453-458
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    • 2009
  • Fe의 함량을 0.5~3.3 wt%의 범위에서 이온 교환하여 제조한 Fe-TNU-9 제올라이트 촉매상에서 $N_2O$ 농도를 2000~8500 ppm, 반응온도를 $300{\sim}550^{\circ}C$ 범위 내에서 $N_2O$ 직접분해반응을 수행하였다.제조된 촉매는 X-선 회절분석, 질소흡착, 주사전자현미경 등으로 특성분석을 수행하였다. 최적 Fe 함량은 2.7 wt%로 그 이상의 함량에 있어 Fe 함량은 $N_2O$ 직접분해반응에 큰 영향을 미치지 않았다. 이온교환 후에 TNU-9의 XRD 상으로는 안정된 상태를 유지하였지만 0.01 M Fe 용액 하에서 이온 교환한 3.1 wt% Fe-TNU-9 제올라이트는 H-TNU-9에 비해 최대 60%까지의 결정화도가 감소하였다. 이러한 결정화도의 감소는 비표면적 및 기공부피와 연관질 수 있지만 감소정도는 약 10% 정도로 결정화도 감소와 비교하면 영향은 크지 않았다. 멱차수법을 이용한$N_2O$ 분해반응에 있어$N_2O$ 부분 반응차수는 $420^{\circ}C$에서 0.69, $464^{\circ}C$에서 0.97차까지 변화하였다. 활성화 에너지는$N_2O$의 농도가 증가하면 같은 경향으로 증가하였고, 34~43 kcal/mol 범위 내에서 넓게 분포하였다.

Enzymes Hydrolyzing Structural Components and Ferrous Ion Cause Rusty-root Symptom on Ginseng (Panax ginseng)

  • Lee, Chan-Yong;Kim, Kwang-Yup;Lee, Jo-Eun;Kim, Sung-Han;Ryu, Dong-Kul;Choi, Jae-Eul;An, Gil-Hwan
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제21권2호
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    • pp.192-196
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    • 2011
  • Microbial induction of rusty-root was proved in this study. The enzymes hydrolyzing plant structural materials, including pectinase, pectolyase, ligninase, and cellulase, caused the rusty-root in ginseng. Pectinase and pectolyase produced the highest rusty-color formation. Ferrous ion ($Fe^{+++}$) caused the synergistic effect on rusty-root formation in ginseng when it was used with pectinase. The effect of ferric ion ($Fe^{++}$) on rusty-root formation was slow, compared with $Fe^{+++}$, probably due to gradual oxidation to $Fe^{+++}$. Other metal ions including the ferric ion ($Fe^{++}$) did not affect rusty-root formation. The endophytic bacteria Agrobacterium tumefaciens, Lysobacter gummosus, Pseudomonas veronii, Pseudomonas marginalis, Rhodococcus erythropolis, and Rhodococcus globerulus, and the rotten-root forming phytophathogenic fungus Cylindrocarpon destructans, caused rusty-root. The polyphenol formation (rusty color) was not significantly different between microorganisms. The rotten-root-forming C. destructans produced large quantities of external cellulase activity (${\approx}2.3$ U[${\mu}m$/min/mg protein]), which indicated the pathogenecity of the fungus, whereas the bacteria produced 0.1-0.7 U. The fungal external pectinase activities (0.05 U) and rusty-root formation activity were similar to those of the bacteria. In this report, we proved that microbial hydrolyzing enzymes caused rusty-root (Hue value $15^{\circ}$) of ginseng, and ferrous ion worsened the symptom.

Effect of Silicon Content over Fe-Cu-Si/C Based Composite Anode for Lithium Ion Battery

  • Doh, Chil-Hoon;Shin, Hye-Min;Kim, Dong-Hun;Chung, Young-Dong;Moon, Seong-In;Jin, Bong-Soo;Kim, Hyun-Soo;Kim, Ki-Won;Oh, Dae-Hee;Veluchamy, Angathevar
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제29권2호
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    • pp.309-312
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    • 2008
  • Two different anode composite materials comprising of Fe, Cu and Si prepared using high energy ball milling (HEBM) were explored for their capacity and cycling behaviors. Prepared powder composites in the ratio Cu:Fe:Si = 1:1:2.5 and 1:1:3.5 were characterized through X-Ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope (SEM). Nevertheless, the XRD shows absence of any new alloy/compound formation upon ball milling, the elements present in Cu(1)Fe(1)Si(2.5)/Graphite composite along with insito generated Li2O demonstrate a superior anodic behavior and delivers a reversible capacity of 340 mAh/g with a high coulombic efficiency (98%). The higher silicon content Cu(1)Fe(1)Si(3.5) along with graphite could not sustain capacity with cycling possibly due to ineffective buffer action of the anode constituents.

Simultaneously Enhanced Magnetic and Ferroelectric Properties of $Bi_{0.9}Dy_{0.1}Fe_{0.97}Co_{0.03}O_3 $ compound

  • 유영준;황지섭;박정수;이주열;강지훈;이광훈;이보화;김기원;이영백
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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    • pp.147-147
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    • 2013
  • Multiferroic material $BiFeO_3$ (BFO) is a typical multiferroic material with a room-temperature magnetoelectric coupling in view of high magnetic- and ferroelectric-ordering temperatures (Neel temperature $T_N$ ~ 647 K and Curie temperature TC ~1,103 K). Rare-earth ion substitution at the Bi sites is very interesting, which induces suppressed volatility of the Bi ion and improved ferroelectric properties. At the same time, the Fe-site substitution with magnetic ions is also attracting, since the enhanced ferromagnetism was reported. In this study, BFO, $Bi_{0.9}Dy_{0.1}FeO_3$ (BDFO), $BiFe_{0.97}Co_{0.03}O_3$ (BFCO) and $Bi_{0.9}Dy_{0.1}Fe_{0.97}Co_{0.03}O_3 $ (BDFCO) compounds were prepared by conventional solid-state reaction and wet-mixing method. High-purity $Bi_2O_3$, $Dy_2O_3$, $Fe_2O_3$ and $Co_3O_4$ powders with the stoichiometric proportions were mixed, and calcined at $500^{\circ}C$ for 24 h. The samples were immediately put into an oven, which was heated up to 800oC and sintered in air for 1 h. The crystalline structure of samples was investigated at room temperature by using a Rigaku Miniflex powder diffractometer. The field-dependent magnetization measurements were performed with a vibrating-sample magnetometer. The electric polarization was measured at room temperature by using a standard ferroelectric tester (RT66B, Radiant Technologies). Dy and Co co-doping at the Bi and the Fe sites induce the enhancement of both magnetic and ferroelectric properties of $BiFeO_3$.

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상수처리시 Fe(III) 응집제를 이용한 응집동력학에 관한 연구 : 황산이온의 영향 (Flocculation Kinetics Using Fe(III) Coagulant in Advanced Water Treatment: The Effect of Sulfate Ion)

  • 강임석;이병헌
    • 한국환경과학회지
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    • 제4권4호
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    • pp.367-377
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    • 1995
  • 상수처리시 응집동역학에 관한 연구를 수행하기 위하여 $FE(NO_3)$$_3.9H_2O$을 응집제로 사용하여 Kaolin현탁액을 응집시키는 실험을 행하였다. 응집 동력학은 응집과정중 입자크기의 증가 을 측정하는 것으로서 응집의 mechanism에 대한 이해와 응집시 사용되는 최적 응집제의 량과 종류 그리고 최적 pH를 선정하는데 효과적으로 사용될 수 있다. 본 실험에서는 기본적 응집동력학에 대한 연구를 토대로 수중의 황산이온이 응집동력학에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. 본 실험에 사용된 각 실험조건들은 일련의 Jar Tests를 통하여 선정되었으며 상수처리시 제기될 수 있는 광범위한 탁도와 pH를 포함하고자 하였다. 본 연구에서는 응집 동력학을 측정하기 위하여 '자동영상분석계(AIA)' 를 이용하여 응집과정중의 입자와 크기분포와 '관상란분석계(PDA)' 를 이용한 응집과정중의 탁도변화에 관한 자료를 상호 비교하였다. 본 실험에서 도출된 결과에 의하면, Kaolin현탁물에 가해진 $10^{-3}M$의 황산이온은 응집과정에 상당히 큰 영향을 초래하였으며 응집된 입자표면의 전위(zeta potential)변하ㅗ에 큰 영향을 주는 것으로 밝혀졌다. 응집과정에 가해진 황산이온은 약산성($\le$ pH 6.8)에서의 응집과정을 크게 향상시키는 것으로 나타났다. 응집 동력학의 효율증진은 황산이온이 첨가됨으로 인하여 FE(III)침전물 형성율의 촉진에 기인한 수중입자의 충돌빈도의 증가에 의한 것으로 규명 되어졌다규명 되어졌다

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Fe(ClO4)3 첨가제의 주입에 의한 염화제이철 수용액의 Shadow Mask 에칭속도 향상 효과 (Effect of Fe(ClO4)3 Addition in the Aqueous Ferric Chloride Etchant on the Increase of Shadow Mask Etch Rate)

  • 김영욱;박무룡;이형민;박광호;박진호
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제48권2호
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    • pp.157-163
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    • 2010
  • CRT 용 shadow mask의 생산속도 향상을 위해 첨가제를 투입한 염화제이철 수용액을 개발하였고 이를 shadow mask의 식각속도 향상에 적용하였다. $Fe(ClO_4)_3$ 첨가제를 종래의 식각용액인 염화제이철 수용액에 투입한 결과, shadow mask의 식각속도가 크게 향상되었으며, 이때 첨가제의 농도가 증가할수록 식각속도가 증가함을 알 수 있었다. 또한 첨가제가 투입된 식각용액으로 순수 니켈과 철-니켈 합금(Invar 강)의 식각속도를 비교한 결과, 대부분의 공정조건에서 둘 사이의 식각속도 차이가 작음을 알 수 있었고, 이는 첨가제의 투입에 따라 니켈과 철의 식각속도가 모두 향상된 결과로 해석되었다. 첨가제의 주입에 따라 식각속도가 증가하는 이유는, 첨가제 내의 음이온인 $ClO^{4-}$가 염화제이철 수용액 내의 $Cl^-$에 비해 전자를 이동하는 가교로서의 역할이 우수하여 전자를 더 빠르게 이동시킬 수 있기 때문인 것으로 추정된다.

커켄달 효과와 주형법을 통해 합성한 α-Fe2O3 중공입자로 구성된 다공성1차원 구조체의 리튬 이차전지 음극활물질 적용 (Application of Porous Nanofibers Comprising Hollow α-Fe2O3 Nanospheres Prepared by Applying Both PS Template and Kirkendall Diffusion Effect for Anode Materials in Lithium-ion Batteries)

  • 이영광;정순영;조중상
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제56권6호
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    • pp.819-825
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    • 2018
  • 본 연구는 ${\alpha}-Fe_2O_3$ 중공입자로 구성된 다공성 1차원 나노구조체를 전기방사 공정 및 두단계의 후 열처리 과정을 통해 주형법과 커켄달 효과를 동시 적용하여 합성했다. 열처리 과정 중, 수 nm의 치밀한 Fe 금속입자는 커켄달 효과에 의해 중공구조를 갖는 ${\alpha}-Fe_2O_3$ 입자로 최종 변환되었다. 또한, 전기방사 용액에 첨가한 PS 나노비드는 첫 열처리 과정 중 분해되어 구조체 내 수많은 기공을 형성, 환원 및 산화를 위한 가스들이 구조체 내부로 원활히 침투될 수 있는 역할을 했다. 최종 생성물인 ${\alpha}-Fe_2O_3$ 중공입자로 구성된 다공성 1차원 구조체를 리튬 이차전지의 음극활물질로 적용한 결과, $1.0A\;g^{-1}$의 높은 전류밀도에도 불구하고 30 사이클 후 $776mA\;h\;g^{-1}$의 높은 방전 용량을 나타냈다. 이와 같은 우수한 리튬 저장특성은 본 구조체를 구성하는 중공형 ${\alpha}-Fe_2O_3$ 입자와 입자들 사이의 나노기공으로부터 기인한 결과이다. 본 연구에서 제안한 중공 입자로 구성된 다공성 1차원 나노구조체 합성 방법은 다양한 전이금속 화합물 조성에 적용 가능하므로 에너지 저장 분야를 포함한 여러 분야에 응용 가능하다.

Corrosion of Zinc Coated Steel in Magnetically Treated 3% Sodium Chloride Solution

  • Chiba, A.;Ohki, T.;Wu, Wen-Chang
    • Corrosion Science and Technology
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    • 제5권2호
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    • pp.39-44
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    • 2006
  • The dissolution amount of Zn plate was $0.058mg/cm^2$ in the non-magnetically treated solution, and was $0.059mg/cm^2$ in the magnetically treated solution after 24 hours of immersion. The magnetic treatment had no effect to corrosion of Zn plate as pH on surface was not recognized the difference. The addition of Zn(II) ion in the solution was prepared to the effects of corrosion and dissolution of Fe. The regularity was not obtained the effect of the magnetic treatment on the dissolution of Fe plate.

Enhanced upper critical fields in low energy iron-irradiated single-crystalline MgB2 thin films

  • Pham, Duong;Jung, Soon-Gil;Tran, Duc H.;Park, Tuson;Kang, Won Nam
    • 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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    • 제21권3호
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    • pp.18-21
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    • 2019
  • We studied the effect of Fe ion irradiation on the upper critical field ($H_{c2}$) of 410 nm single-crystalline $MgB_2$ thin films. The irradiation energy was fixed at 140 keV when we increased the irradiation doses from $1{\times}10^{14}ion/cm^2$ to $4{\times}10^{14}ion/cm^2$. We found that $H_{c2}$ significantly increase with increasing irradiation dose, despite the low irradiation energy. The enhancement of $H_{c2}$ could be explained by the reduction of electron mean free path caused by defects induced from irradiation, leading to a decrease of coherence length (${\xi}$). We also discussed the effect of irradiation on temperature-dependent resistivity in details.