• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.11a
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• pp.163-163
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• 2003

TiN barrier막 위에 metal organic chemical deposition(MOCVD)법으로 RuO$_2$ 를 증착시 TiN막 표면을 세정처리하지 않을 경우 RuO$_2$의 핵생성이 어렵고, 그로 인해 RuO$_2$ 연속막이 형성되기 힘들다. 그러므로 RuO$_2$의 핵생성을 향상시키기 위해 TiN막에 대한 전처리 세정이 필수적이다. TiN막의 전처리 세정방법으로 ECR plasma 세정법을 사용하였으며, $O_2$ plasma와 H$_2$ plasma 그리고 Ai plasma를 이용해 각각의 exposure time을 변화시키며 전처리 세정을 실시하였다. H$_2$ plasma와Ar plasma의 exposure time이 증가됨에 따라 RuO$_2$의 핵생성이 향상되었다. 본 연구에서는 scanning electron microscopy(SEM), Auger electron emission spectrometry(AES), Atomic Force Microscope(AFM), X-ray diffraction (XRD) 등의 분석을 통해 TiN막 표면에 대한 ECR plasma 전처리 세정 이 RuO$_2$의 핵생성과 연속막 성장에 미치는 효과에 대해 조사하였다.

• Analytical Science and Technology
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• v.26 no.1
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• pp.42-50
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• 2013

This paper describes the electrocatalytic activity for the oxidation of small biomolecules on the surface of Pt-Ru nanoparticles supported by $TiO_2$-hollow sphere prepared for use in sensor applications or fuel cells. The $TiO_2$-hollow sphere supports were first prepared by sol-gel reaction of titanium tetraisopropoxide with poly(styrene-co-vinylphenylboronic acid), PSB used as a template. Pt-Ru nanoparticles were then deposited by chemical reduction of the $Pt^{4+}$ and $Ru^{3+}$ ions onto $TiO_2$-hollow sphere ($Pt-Ru@TiO_2-H$). The prepared $Pt-Ru@TiO_2-H$ nanocomposites were characterized by transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD), and elemental analysis. The electrocatalytic efficiency of Pt-Ru nanoparticles was evaluated via ethanol, methanol, dopamine, ascorbic acid, formalin, and glucose oxidation. The cyclic voltammograms (CV) obtained during the oxidation studies revealed that the $Pt-Ru@TiO_2-H$ nanocomposites showed high electrocatalytic activity for the oxidation of biomolecules. As a result, the prepared Pt-Ru catalysts doped onto $TiO_2$-H sphere nanocomposites supports can be used for non-enzymatic biosensor or fuel cell anode electrode.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.31 no.1
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• pp.108-114
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• 2020

In this study, NH₃-selective catalytic oxidation (SCO) efficiencies according to calcination/reduction conditions were compared when preparing various Ru[1]/TiO₂ catalysts. The Ru[1]/TiO₂ red catalyst had better NH₃ conversion and NH₃ to N₂ conversion than those of Ru[1]/TiO₂ cal. Physico-chemical properties of Ru[1]/TiO₂ catalysts were confirmed by Brunauer Emmett Teller (BET), X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscope (TEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and temperature programmed reduction (H₂-TPR) analyses, and the properties were shown to affect the dispersion and surface adsorption oxygen species (O_β) ratio of the active metal.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.25 no.6
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• pp.645-647
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• 2014

We synthesized $TiO_2$ ($Ru_x/TiO_2$) incorporating $TiO_2$ and Ru via an one-step hydrothermal method. The physical properties were characterized by X-ray diffraction (XRD), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) and transmission electron microscopy (TEM). The prepared samples were applied as a catalyst for the oxidation of benzyl alcohol to benzaldehyde using molecular oxygen ($O_2$). Especially, the catalytic activities increased as the contents of ruthenium in $TiO_2$ increased without the formation of any byproducts.

• Journal of Industrial and Engineering Chemistry
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• v.68
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• pp.325-334
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• 2018

Lactose is a reducing disaccharide consisting of two different monosaccharides such as galactose and glucose. The hydrogenation of lactose to lactitol is a formidable challenge because it is a complex process and several side products are formed. In this work, we synthesized Ru-Ni bimetallic nanohybrids as efficient catalysts for selective lactose hydrogenation to give selective lactitol. Ru-Ni bimetallic nanohybrids with $Ru-NiO_x$ (x = 1, 5, and 10 wt%) are prepared by impregnating Ru and Ni salts precursors with $TiO_2$ used as support material. Ru-Ni bimetallic nanohybrids (represented as $5Ru-5NiO/TiO_2$) catalyst is found to exhibit the remarkably high selectivity of lactitol (99.4%) and turnover frequency i.e. ($374h^{-1}$). In contrast, monometallic $Ru/TiO_2$ catalyst shows poor performance with ($TOF=251h^{-1}$). The detailed characterizations confirmed a strong interaction between Ru and NiO species, demonstrating a synergistic effect on the improvement on lactitol selectivity. The impregnation-reduction method for the preparation of bimetallic $Ru-NiO/TiO_2$ catalyst promoted Ru nanoparticles dispersed on NiO and intensified the interaction between Ru and NiO species. $Ru-NiO/TiO_2$ efficiently catalyzed the hydrogenation of lactose to lactitol with high yield/selectivity at almost complete conversion of lactose at $120^{\circ}C$ and 55 bar of hydrogen ($H_2$) pressure. Moreover, $Ru-NiO/TiO_2$ catalyst could also be easily recovered and reused up to four runs without notable change in original activity.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• v.10 no.3
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• pp.271-275
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• 2019

Anodic $TiO_2$ nanotubes were simultaneously grown and doped with $RuO_2$ by single-step anodization in a negatively-charged $RuO_4{^-}$ precursor. Subsequently, a high positive voltage was imposed on the nanotubes in an $F^-$-based electrolyte (a process referred to as potential shock), which led to the formation of a through-hole $RuO_2$-doped $TiO_2$ nanotube membrane without significant loss of the $RuO_2$ catalyst. XPS results confirmed that the doped Ru metal was converted into $RuO_2$ as the potential shock voltage increased. Further increases in the potential shock voltage led to the formation of $RuO_x/Ru$ in the $TiO_2$ nanotubes. All of our results clearly showed that a through-hole catalyst-doped $TiO_2$ nanotube membrane can be produced by a sequence consisting of single-step anodization and the potential shock process.

• Proceedings of the Korean Environmental Sciences Society Conference
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• 2008.11a
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• pp.452-457
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• 2008

분말 TiO$_2$를 코팅한 전극은 전기저항으로 인해 0.5 A 이상의 전류를 인가할 수 없었으며, 1 A를 적용하였을 때 60분의 반응시간 후 최종 RhB 농도를 측정한 결과 Ru/Ti 전극의 RhB 농도 감소 가장 큰 것으로 나타났고, Ru/Ti > Ti > SG-TiO$_2$ > Th-TiO$_2$로 나타났다. 전기분해 공정만 적용한 경우 RhB 농도 감소의 순서는 Ru/Ti = Ti > SG-TiO$_2$ > Th-TiO$_2$ 전극의 순서로 나타났다. UV만 적용한 경우 RhB 제거는 작았으며, Ti와 Ru/Ti 전극은 UV만 적용한 경우와 RhB 제거농도가 비슷하였는데 이는 전극 표면에서 광촉매 반응이 일어나지 않는다는 것을 의미한다. 반면 TiO$_2$를 전극 표면에 형성하거나 코팅한 전극은 UV만 적용한 경우보다 RhB 농도가 낮게 나타났고, TiO$_2$가 형성되거나 코팅된 전극은 P-TiO$_2$ > Th-TiO$_2$ > SG-TiO$_2$의 순서로 나타났으나 차이는 크지 않았다. 광전기촉매 공정에서 시너지 효과가 거의 없는 것은 전극 표면에 코팅되거나 형성된 TiO$_2$의 양이 적고 광촉매 반응에 의한 분해 정도가 낮아 전자-정공의 재결합 감소효과가 적기 때문인 것으로 사료되었다. Th-TiO$_2$와 SG-TiO$_2$ 전극의 경우 전해질로 Na$_2$SO$_4$를 사용한 경우의 RhB 농도가 NaCl을 사용한 경우보다 RhB 낮게 나타났으나, Ti와 Ru/Ti 전극의 경우는 반대 현상이 나타났다. 이와 같은 결과는 광촉매 반응이 높은 Th-TiO$_2$와 SG-TiO$_2$ 전극에서의 Cl$^-$의 광촉매 반응 저해현상이 높게 나타났기 때문이라고 사료되었다. 반면 DSA 전극인 Ti와 Ru/Ti 전극의 경우 광촉매 반응이 거의 나타나지 않기 때문에 주반응인 전기분해 반응에서의 촉진 반응이 지배적이기 때문에 Th-TiO$_2$와 SG-TiO$_2$ 전극과는 정 반대의 현상이 나타났다고 사료되었다. 전기/UV 공정에서는 최적 전류는 0.75 A, NaCl 투입량은 0.5 g/L로 나타났으며, 최적 UV램프 전력은 16 W인 것으로 나타났다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.10 no.4
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• pp.282-289
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• 2000

$PbTiO_3$ films were fabricated by electron cyclotron resonance plasma enhanced chemical vapor deposition(ECR-PECVD). Deposition characteristics of $PbTiO_3$films on $RuO_2$ and Pt substrates were investigated with varying the flow rate of metalorganic source and substrate temperature. The residence time of Pb-oxide molecules in much longer on $RuO_2$ than on Pt substrate, while the perovskite nucleation is more difficult on $RuO_2$ than on Pt substrate. Therefore, the process conditions to obtain the single perovskite $PbTiO_3$ phase are more restricted on $RuO_2$ than on Pt substrates. An introduction of Ti-oxide seed layer increases perovskite nucleation density and thus enlarges the process window to obtain the single perovkite phase. The introduction of Ti-oxide seed layer make the PZT film that Ti-components of $PbTiO_3$ are partially substituted with Zr atoms have single perovskite phase for the wide range of Zr/(Zr+Ti) concentration ratios.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.31 no.2
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• pp.200-207
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• 2020

In this study, the effect of calcination temperature on the production of RuTi catalyst in NH₃-SCO (selective catalytic oxidation) was investigated. The RuTi catalyst was prepared using the wet impregnation method, and calcined at 400~600 ℃ for 4 h in air condition. The catalysts were named RuTi x00 where x00 means the calcination temperature. According to XRD (X-Ray diffraction), TEM (transmission electron microscope), H₂-TPR (H₂-temperature programmed reduction) analyses, RuTi x00 catalysts displayed that the dispersion of active metal decreased via increasing the calcination temperature. The catalysts with low dispersion showed a decrease in the surface adsorption oxygen species (O_β) and NH₃ adsorption amount via XPS, and NH₃-TPD analyses. Therefore, the RuTi 400 catalyst was well dispersed in the active metal on TiO₂ surface, and also, the NH₃ removal efficiency was excellent.

• Proceedings of the Korean Environmental Sciences Society Conference
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• 2008.11a
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• pp.464-467
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• 2008

성능이 우수한 다성분계 전극을 개발하기 위하여 Pt, Ru, Sn, Sb 및 Gd의 5 종류 금속을 이용하여 1성분계 전극의 성능과 산화제 생성량 및 2성분계 전극의 성능과 산화제 생성 경향을 고찰하여 다음의 결과를 얻었다. 1. RhB 농도 감소는 Ru/Ti > Sb/Ti > Pt/Ti > Sn/Ti > Gd/Ti 전극의 순서로 나타났으나 단위 전력당 2분간 제거된 RhB 농도 감소는 Ru/Ti > Sb/Ti > Pt/Ti > Gd/Ti > Sn/Ti 전극의 순서로 나타났다. 생성된 산화제 농도는 ClO$_2$ > free Cl > H$_2$O$_2$ > O$_3$의 순서였으며 Gd/Ti 전극의 경우 산화제가 거의 생성되지 않는 것으로 나타났다. 모든 전극에서 OH 라디칼이 거의 생성되지 않는 것으로 나타났다. Ru/Ti와 Sb/Ti 전극의 높은 RhB 분해와 산화제 생성 농도는 정확하지는 않지만 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 2. Ru계 2성분 전극(Ru-Gd/Ti, Ru-Pt/Ti, Ru-Sn/Ti 및 Ru-Sb/Ti)은 모두 1성분계 전극보다 RhB 분해성능이 높아지는 것으로 나타났으며, Ru계 2성분 전극 중 가장 성능이 우수하였던 전극은 Ru:Sn=9:1 전극으로 나타났다. Sn-Sb/Ti 전극은 Sn:Sb=1:9의 전극 성능이 우수한 것으로 나타났으나 Sb/Ti 전극과의 차이는 크지 않은 것으로 나타났다. Pt계 전극(Pt-Gd/Ti, Pt-Sn/Ti, Pt-Sb/Ti)은 대체로 두 성분 혼합에 따른 RhB 분해효과 상승은 없는 것으로 나타났다. 2성분계 전극 중 RhB 제거 성능이 가장 우수하였던 Ru:Sn=9:1 전극에서 4종류의 산화제 생성 농도가 높은 것으로 나타났다. Ru:Pt=9:1 전극은 RhB 분해 성능이 5 전극 중 가장 낮았으며, 산화제도 생성량이 가장 적은 것으로 나타났다. Ru-Sn/Ti 계 전극의 RhB 분해 성능과 산화제 생성 농도가 실험한 모든 1, 2성분계 전극에서 높은 것으로 나타나 향후 3, 4성분계 전극 제조시 이를 바탕으로 제조하고 다른 물질들은 보조재료로서 사용할 필요성이 있는 것으로 사료되었다.