• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권1호
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• pp.111-117
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• 2019

기상으로 전달된 Ti 전구체가 열 플라즈마에서 고순도의 결정질 코어-$TiO_2$로 합성됨과 동시에 기판에 바로 증착시킬 수 있는 공정을 제시한다. 제조된 코어-$TiO_2$는 외부에 노출되지 않는 상태에서 원자층증착법(Atomic Layer Deposition, ALD)에 의하여 $Al_2O_3$로 코팅된다. 코어-$TiO_2$와 코팅된 쉘-$Al_2O_3$의 형태학적 특징은 transmission electron microscope (TEM) 및 transmission electron microscope - energy dispersive spectroscopy (TEM-EDS)를 통해 분석하였다. 제조된 코어-$TiO_2$/쉘-$Al_2O_3$ 나노입자의 전기적 특성은 염료감응 태양전지(dye-sensitized solar cell, DSSC)의 작동전극에 적용하여 평가하였다. Dynamic light scattering system (DLS), scanning electron microscope (SEM), X-ray Diffraction (XRD)을 통하여 코어-$TiO_2$의 평균입도, 성장속도 및 결정구조의 무게분율을 분석한 결과, 평균입도는 17.1 nm, 코어박막의 두께는 $20.1{\mu}m$이고 주 결정구조가 Anatase로 증착된 코어-$TiO_2$/쉘-$Al_2O_3$ 나노입자를 적용한 DSSC가 기존의 페이스트 방식으로 제작한 DSSC보다 더 높은 광효율을 보여준다. 기존의 페이스트방식을 활용한 DSSC의 에너지변환효율 4.99%에 비하여 선택적으로 조절된 코어-$TiO_2$/쉘-$Al_2O_3$ 나노입자를 작동전극으로 사용한 경우가 6.28%로 26.1% 더 높은 광효율을 보여준다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권1호
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• pp.52-57
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• 2014

본 연구에서는 낮은 사이클 안정성을 갖는 MCMB의 단점을 향상시키기 위하여 높은 사이클 안정성과 부피팽창이 없는 장점을 갖는 물질인 $Li_4Ti_5O_{12}$를 코팅하여 core-shell 구조의 $MCMB/Li_4Ti_5O_{12}$를 합성하고 $MCMB/Li_4Ti_5O_{12}$를 음극으로, $LiMn_2O_4$, Active carbon fiber를 양극으로 사용하여 단위 셀을 제조하였다. $LiPF_6$ 염과 EC/DMC/EMC 용매를 전해질로 사용하여 제조한 하이브리드 커패시터 단위 셀로 충방전, 사이클, 순환전압전류, 임피던스 테스트를 진행하여 전기화학적 특성을 평가한 결과, MCMB-$Li_4Ti_5O_{12}/LiMn_2O_4$ 전극을 사용한 하이브리드 커패시터가 MCMB 전극의 하이브리드 커패시터 보다 좋은 충/방전 성능을 보였고, 67 Wh/kg, 781 W/kg의 에너지밀도와 출력밀도를 나타내었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.93-93
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• 2011

Nanostructures consisting of $TiO_2$ particles as a core and carbon as a shell ($TiO_2$@C) were prepared by heat treatment of $TiO_2$ nanoparticles at high temperature in a methane atmosphere. X-ray diffraction and transmission electron microscopy showed that a carbon shell layer was formed well. These structures were used as supports for platinum nanoparticles and the hybrid particles exhibit improved catalytic activity and stability toward ORR compared to Pt on a carbon black (Vulcan XC-72R). It is likely that enhanced catalytic properties of the Pt on $TiO_2$@C could be due to the stability of the core-shell support in comparison with carbon black support.

• 한국결정성장학회지
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• 제20권6호
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• pp.278-282
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• 2010

Tm 도핑에 따른 $BaTiO_3$ ceramics의 전기적 특성과 열화 거동에 미치는 영향에 대하여 core-shell 형성과 가속열화시험에 의한 미세화학변화의 관점에서 연구하였다. $Tm_2O_3$를 첨가하지 않은 $BaTiO_3$와 1 mol%를 첨가한 $BaTiO_3$를 펠렛과 적층 형태의 시편으로 각각 제조하였다. 1 mol% $Tm_2O_3$가 첨가된 유전체 시편의 유전상수는 $Tm_2O_3$를 첨가하지 않은 시편에 비해 약 40% 높게 나타났고 X7R 조건을 만족하였다. 절연저항 또한 1 mol% $Tm_2O_3$가 첨가된 시편은 $5.43{\times}10^{10}{\Omega}$으로 $Tm_2O_3$를 첨가하지 않은 시편의 $1.11{\times}10^{10}{\Omega}$보다 높게 나타났다. 이는 $Tm^{3+}$ 이온이 Ba site와 Ti site에 선택적으로 치환되고 유전체 미세조직 내에 core-shell 구조를 형성하여 전기적 특성을 향상시킨 것으로 설명된다. 각각의 조성에 따라 제조된 적층 시편의 $150^{\circ}C$, 70 V, 24시간 가속열화시험결과에 따르면, 1 mol% $Tm_2O_3$가 첨가된 $BaTiO_3$는 첨가되지 않은 시편에 비해 전극 층으로의 산소확산이 감소됨을 확인하였고, 이는 $Tm^{3+}$ 이온의 Ti site 치환에 의해 발생한 산소공공이 Ni 전극과 반응할 수 있는 과잉 산소를 줄여주기 때문으로 판단된다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제35권9호
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• pp.2813-2817
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• 2014

A new magnetic semiconductor material was synthesized to enable separation after a liquid-type photocatalysis process. Core@shell-structured $CuFeS_2@TiO_2$ magnetic nanoparticles were prepared by a combination of solvothermal and wet-impregnation methods for photocatalysis applications. The materials obtained were characterized using X-ray diffraction, transmission electron microscopy, ultraviolet-visible, photoluminescence spectroscopy, Brunauer-Emmett-Teller surface area measurements, and cyclic voltammetry. This study confirmed that the light absorption of $CuFeS_2$ was shifted significantly to the visible wavelength compared to pure $TiO_2$. Moreover, the resulting hydrogen production from the photo-splitting methanol/water solution after 10 hours was more than 4 times on the core@shell structured $CuFeS_2@TiO_2$ nanocatalyst than on either pure $TiO_2$ or $CuFeS_2$.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제35권4호
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• pp.392-397
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• 2022

We present the structural and optical properties of Au@TiO₂ core-shell microsphere structure prepared by a hydrothermal synthesis method. As a way to improve the efficiency of organic solar cells, the Au@TiO₂ core-shell microsphere was synthesized to use the local surface plasmon resonance (LSPR) phenomenon. The synthesized results were confirmed to have the Au@TiO₂ core-shell structure using a high-resolution transmission electron microscopy. An absorption was observed to occur at 527 nm belonging to the visible light region using a visible light spectroscopy, which supports the LSPR phenomenon. We suggest that the Au@TiO₂ core-shell microsphere is highly likely to be applied to organic solar cells including dye-sensitized solar cells. In addition, we expect it to be widely used not only in the energy but also in the bio as well as in the environmental fields.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.370-370
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• 2011

ZnO 나노 라드 위에 Quantum dot을 형성하고 최종적으로 TiO2를 Atomic Layer Deposition방법으로 증착하여, 그 passivation 효과가 solar cell의 효율에 미친 영향에 대한 실험을 진행하였다. 암모니아 솔루션을 이용한 Hydrothermal 방법으로 수직한 1차원 형태의 ZnO 나노라드를 TCO 기판 위에 성장시킨다. 여기에 잘 알려진 SILAR와 CBD 방법으로 CdS, CdSe 양자점을 증착한다. 그리고 amorphous TiO2로 표면을 덮는 과정을 거치는데, TiO2가 좁은 간격으로 형성된 ZnO라드 구조 위에서 균일하고 정밀하게 증착되도록 하기 위해 Atomic Layer Deposition을 이용하였다. 사용된 precursor는 Titanium isopropoxide와 H2O이며, 실험상에서 0~5 nm 두께의 TiO2 박막을 형성해 보았다. 다양한 분석 방법을 통해 TiO2/QDs/ZnO의 shell-shell-core 구조를 조사했다. (Scanning Electron Microscopy (SEM), Transmission Electron Microscopy (TEM), X-Ray Diffraction (XRD), and X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS)). 이를 solar cell에 적용하고 I-V curve를 통해 그 효율을 확인하였으며, Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS)를 통해서 재결합 측면에서 나타나는 변화 양상을 확인하였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제33권11호
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• pp.3767-3771
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• 2012

In this study, we investigate the potential use of $TiO_2@SiO_2$ and $ZnO@SiO_2$ core/shell nanoparticles (NPs) as effective UV shielding agent. In the typical synthesis, $SiO_2$ was coated over different types of $TiO_2$ (anatase and rutile) and ZnO by sol-gel method. The synthesized $TiO_2@SiO_2$ and $ZnO@SiO_2$ NPs were characterized by UV-Vis, XRD, SEM and TEM. The UV-vis absorbance and transmittance spectra of core@shell NPs showed an efficient blocking effect in the UV region and more than 90% transmittance in the visible region. XRD and SAED studies confirmed the formation of amorphous $SiO_2$ coated over the $TiO_2$ and ZnO NPs. The FESEM and TEM images shows that coating of $SiO_2$ over the surface of anatase, rutile $TiO_2$ and ZnO NPs resulted in the increase in particle size by ~30 nm. In order to study the UV light shielding capability of the samples, photocatalytic degradation of methylene blue dye on $TiO_2@SiO_2$ and $ZnO@SiO_2$ NPs was performed. Photocatalytic activity for both types of $TiO_2$ NPs was partially suppressed. In comparison, the photocatalytic activity of ZnO almost vanished after the $SiO_2$ coating.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권1호
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• pp.99-105
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• 2008

본 연구에서는 MLCC용 $BaTiO_3$에 첨가되는 $Cr_2O_3$와 $Mn_2O_3$의 나노코팅에 의한 core-shell 구조의 $BaTiO_3$ 분말을 제조하였다. 예비실험을 통해서 $KMnO_4$ 및 $K_2Cr_2O_4$ 그리고 sulfur를 사용하는 최적의 액상반응조건이 확립되었다. 본 연구에서는 두 첨가제 분말을 합성하였고 동일한 반응조건으로 두 첨가제를 $BaTiO_3$ 분말표면에 코팅하였다. 코팅은 one-step과 two-step의 두 방법으로 구분하여 시행하였고 그 결과를 분석 비교하였다. 결론적으로 말해서, $Cr_2O_3$와 $Mn_2O_3$의 두 첨가제는 용이한 반응조건에서 높은 수율로 우수한 품질의 코팅막을 형성하므로써, 첨가제 함량과 코팅막 특성의 정밀한 조절이 용이함을 보여주었다.

• Journal of Industrial and Engineering Chemistry
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• 제68권
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• pp.14-23
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• 2018

$TiO_2-coated$ cubic ${\alpha}-Fe_2O_3$ with mostly exposed (012) and (101) facets (${\alpha}-Fe_2O_3@TiO_2$) was fabricated using a hydrothermal route for the photo-Fenton degradation of tetracycline under visible light irradiation. $TiO_2$ coating could greatly affect the photocatalytic activity of ${\alpha}-Fe_2O_3@TiO_2$. Compared with cubic ${\alpha}-Fe_2O_3$ alone for photodegradation of tetracycline, ${\alpha}-Fe_2O_3@TiO_2$ with $TiO_2$ shell of around 15 nm exhibited higher removal efficiency of tetracycline in photo-Fenton system, and its durability was slightly affected after five cycle times under same conditions. It is ascribed to the well-matched interface between cubic ${\alpha}-Fe_2O_3$ core and $TiO_2$ shell, leading to the broadened light-absorption and the efficient separation of photo-generated electon-hole pairs. The $^{\bullet}OH$ radicals were main responsible for the advanced photocatalytic performance of ${\alpha}-Fe_2O_3@TiO_2$ in visible-light driven degradation of tetracycline.