• 한국자기학회지
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• 제27권3호
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• pp.87-91
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• 2017

물리적 기상합성법인 부양증발가스응축법을 이용하여 분말 제조 장치 내 아르곤(Ar)가스와 메탄($CH_4$)의 비를 조정하여 니켈(Ni) 금속분말과 탄소가 니켈(Ni) 금속 표면에 코팅 된 Ni@C 나노분말을 제조하였다. 제조된 금속분말은 약 20 nm의 평균입도를 가지는 반면, 탄소막이 코팅된 경우 10 nm 정도의 평균 입도를 가지며, 2~3 nm 두께의 그라파이트 다층막(multi-shell graphite)이 표면에 코팅된 분말이 제조되었다. Ni@C는 1 T 가해준 상태에서도 자화값이 포화되지 못하였다. Ni의 경우 표면에 부동태 산화피막(NiO)이 존재한다. 제조된 나노입자를 심혈관 질환 치료제인 디하이드로미리미딘(3,4-dihydropyrimidine)의 제조시 촉매제로 반응시켰으며, 자성분말 특성을 이용하여 촉매제를 회수하였다. Ni의 경우 S-이성질체(en-antiomer)가 ${\Delta}{\sim}7.4%$ 더 생성 되었으며, Ni@C의 경우 ${\Delta}{\sim}19.6%$였다. 탄소막이 코팅 된 Ni은 재활용 시에도 3,4-DHPM 수득율(yield)이 68 %로 양호하였다.

• 한국진공학회지
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• 제21권1호
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• pp.48-54
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• 2012

니켈촉매 막을 증착시킨 산화규소 기판위에 아세틸렌기체와 수소기체를 원료로, 육불화황기체를 첨가기체로 열화학기상증착 시스템하에서 탄소코일을 증착하였다. 반응온도를 $650^{\circ}C$에서 $800^{\circ}C$까지 증가시키면서 증착된 탄소 코일의 기하구조를 조사하였다. $650^{\circ}C$에서는 주로 탄소나노필라멘트 형성의 전단계가 나타났으며, 반응온도가 증가하자($700^{\circ}C$) 나노 크기의 코일들이 나타났다. $775^{\circ}C$로 반응온도를 더욱 증가시키자, 파도물결과 같은 나노 코일들이 성장되었으며, 간혹 마이크로 크기의 코일들도 나타났다. 육불화황에 첨가된 불소의 에칭효과로 니켈 촉매의 크기를 줄일 수 있을 것으로 여겨지며, 따라서 육불화항 첨가기체의 사용으로 기존에 보고된 것보다 작은 크기의 직경을 갖는 마이크로 탄소 코일을 얻을 수 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.511-512
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• 2008

For the $CO_2$ reforming of $CH_4$, Ni catalyst was supported on La-hexaaluminate or on $\gamma$-$Al_2O_3$. The catalytic activities of Ni/La-hexaaluminate catalysts were measured at $700^{\circ}C$ using gas chromatography (GC) for 72 h, and the reaction was maintained up to 72 hfor the investigation of catalyst deactivation. The surface of each catalyst after 72 h reaction was investigated using SEM and TEM, and the composition of the carbon deposits was investigated by using EA, TPO and TGA. Ni/La-hexaaluminate shows higher resistance to coke deposition than conventional Ni/$Al_2O_3$ which seems to be due to strong interaction between Ni and the support material. As a result of the reforming reaction, various types of carbon deposits were created on catalyst surface and the amounts of them were much smaller in the case of La-hexaaluminate than on $Al_2O_3$.

• 한국표면공학회지
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• 제51권3호
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• pp.179-184
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• 2018

In this study, Ni and tungsten carbide (WC) nanoparticles are simultaneously synthesized with the mesoporous carbon nanoparticles (CNP) using a solution plasma processing (SPP) in the benzene. The Ni and WC nanoparticles were formed through the sputtering effect of electrodes during discharge, and mean time CNP were formed through reduction reaction. TEM observation showed that loaded Ni and WC nanoparticles were evenly dispersed on the CNP. The results of electrochemical analysis demonstrated that an introduction of Ni nanoparticles promoted to improve catalytic activity for oxygen reduction reaction (ORR). Moreover, Ni-WC/CNP lead to fast electron transfer process compared to that of WC/CNP. Therefore, the inexpensive Ni-WC/CNP might be a promising as catalytic material for cathodes in fuel cell applications.

• 대한기계학회논문집B
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• 제28권2호
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• pp.215-222
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• 2004

Synthesis of multi-walled carbon nanotubes on a nickel-nitrate-deposited substrate using an ethylene fueled inverse diffusion flame was illustrated. The deposition of nickel-nitrate particles on substrates was used for the smaller-diameter nanotubes than those formed in our previous studies. Also the effect of temperature variations on the size of formed nanotubes was investigated. The diameters of formed multi-walled carbon nanotubes were ranging from 15 to 100 nm in the several radial locations. In case of using a nickel-nitrate-deposited substrate, the smaller-diameter carbon nanotubes were synthesized than those in case of using the substrate with melted nickel-nitrate. In the formation region of carbon nanotubes, the diameter of formed nanotubes was tend to be decrease as the radial distance form the flame center was increased, that is the decreased substrate temperature.

• 한국정밀공학회지
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• 제24권6호
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• pp.113-120
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• 2007

Chemical vapor deposition (CVD) is one of the various synthesis methods that have been employed for carbon nanotube (CNT) growth. In particular, Ren et al reported that large areas of vertically aligned multi-wall carbon nanotubes could be grown using a direct current (dc) PECVD system. The synthesis of CNT requires a metal catalyst layer, etchant gas, and a carbon source. In this work, the substrates consists of Si wafers with Ni-deposited film. Ammonia $NH_3$) and acetylene ($C_2H_2$) were used as the etchant gases and carbon source, respectively. Pretreated conditions had an influence on vertical growth and density of CNTs. And patterned growth of CNTs could be achieved by lithographical defining the Ni catalyst prior to growth. The length of single CNT was increased as niclel dot size increased, but the growth rate was reduced when nickel dot size was more than 200 nm due to the synthesis of several CNTs on single Ni dot. The morphology of the carbon nanotubes by TEM showed that vertical CNTs were multi-wall and tip-type growth mode structure in which a Ni cap was at the end of the CNT.

• 청정기술
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• 제28권2호
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• pp.154-162
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• 2022

알루미늄 (Al) 금속을 전구체 및 구조체로 이용, 수열 반응을 통하여 Al@Al₂O₃와 Al@Ni-Al LDH (LDH = layered double hydroxide) 코어-쉘 복합 구조체를 합성하였다. 제조된 구조체의 형상, 조성, 결정 구조는 수용액에 존재하는 이온들에 의하여 크게 영향을 받았으며, 이를 활용하여 다양한 특성의 촉매 구조체 유도가 가능하였다. Al@Ni-Al LDH 코어-쉘 구조체의 환원을 통하여 Ni 나노 입자가 고정화된 Ni/Al@Al₂O₃ 촉매를 제조하였고, CO₂ 메탄화 반응에 적용하여 촉매의 특성을 평가하였다. Ni/Al@Al₂O₃ 촉매는 전통적 incipient wetness impregnation 방법에 의하여 제조된 Ni/Al₂O₃ 촉매에 비교하여 Ni 입자의 분산도와 균일성이 매우 높았으며 약 2 배 이상의 CO₂ 전환율로 높은 촉매적 활성과 더불어 구조의 안정성을 보여 주었다. 이러한 Ni/Al@Al₂O₃ 구조체 촉매의 우수한 특성은 Al 금속을 기반으로 한 새로운 개념의 촉매 구조체 설계와 합성 방법의 타당성을 보여준다.

• 한국진공학회지
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• 제20권5호
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• pp.374-380
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• 2011

니켈촉매 막을 증착시킨 산화규산 기판위에 아세틸렌기체와 수소기체를 원료로 육불화황기체를 첨가기체로 탄소코일을 증착하였다. 육불화황이 투입되는 단계에 따라 성장된 탄소코일의 특성(형성 밀도, 형상)을 조사하였다. 육불화황을 연속적으로 주입하였을 경우 선형, 마이크로크기 코일, 나노크기 코일, 그리고 파동형 나노크기 코일 등 다양한 형태의 탄소코일들이 성장하였다. 하지만, 탄소코일 초기 증착단계에서 1분정도의 짧은시간 동안 육불화황을 주입한 경우 나노크기의 탄소코일 형상만을 대부분 얻을 수 있었다. 탄소코일 합성반응시간이 1분 정도 지체된 후의 단계에서 짧은시간 동안의 육불화황 주입은 코일형상 제어를 저해하였다. 따라서, 육불화황의 주입 시간과 주입단계가 탄소 코일의 형상을 결정하는 중요한 요인임을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.278.2-278.2
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• 2013

그래핀은 우수한 전기적, 기계적, 광학적 특성들로 인하여 전자소자, 센서, 에너지 재료 등으로의 응용이 가능하다고 알려진 단 원자층의 탄소나노재료이다. 특히 그래핀을 전자소자로 응용하기 위해서는 캐리어 농도, 전하 이동도, 밴드갭 등의 전기적 특성을 향상시키거나 제어하는 것이 요구되며, 에너지 소재로의 응용을 위해서는 높은 전기전도도와 함께 기능화를 통한 촉매작용을 부여하여 효율을 향상시키는 것이 요구된다. 일반적으로 화학적 도핑은 그래핀의 전기적 특성을 제어하는 효율적인 방법으로 알려져 있다. 화학적 도핑의 방법으로 질소, 수소, 산소 등 다양한 이종원소를 열처리 또는 플라즈마 처리함으로써 그래핀을 구성하는 탄소원자를 이종원자로 치환하거나 흡착시켜 기능화 처리된 그래핀을 얻는 방법들이 제시되었다. 이중 플라즈마를 이용한 도핑방법은 저온에서 처리가 가능하고, 처리시간, 공정압력, 인가전압 등 플라즈마 변수를 변경하여 도핑정도를 비교적 수월하게 제어할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 열화학기상증착법으로 합성된 그래핀을 직류 플라즈마로 처리함으로써 효율적인질소도핑 조건을 도출하고자 하였다. 그래핀의 합성은 200 nm 두께의 니켈 박막이 증착된 몰리브덴 호일을 사용하였으며, 원료가스로는 메탄을 사용하였다. 그래핀의 질소 도핑은 평행 평판형 직류 플라즈마 장치를 이용하여 암모니아($NH_3$) 플라즈마로 처리하였으며, 플라즈마 파워와 처리시간을 변수로 최적의 도핑조건 도출 및 도핑 정도를 제어하였다. 그래핀의 질소 도핑 정도는 라만 스펙트럼의 G밴드의 위치와 반치폭(Full width at half maximum; FWHM)의 변화를 통해 확인하였다. NH3 플라즈마 처리 후 G밴드의 위치가 장파장 방향으로 이동하며, 반치폭은 감소하는 것을 통해 그래핀의 질소도핑을 확인하였다.

• 전기화학회지
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• 제12권2호
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• pp.189-195
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• 2009

고순도의 $\beta-Ga_{2}O_{3}$ 나노로드(nanorods)가 니켈산화물 나노입자를 촉매로 사용하고 갈륨금속분말을 원료물질로 이용하여 화학기상증착법으로 합성되었다. 전계방출형 주사전자현미경을 이용하여 $\beta-Ga_{2}O_{3}$ 나노로드를 관찰한 결과, 평균직경은 약 160 nm 그리고 평균길이는 $4{\mu}m$였으며 vaporsolid(VS) 성장기구를 통하여 성장되었음을 알 수 있었다. X-선 회절시험과 고분해능 투과전자 현미경을 이용한 결정구조 분석 결과, 합성된 나노로드의 내부는 단사정계 결정구조를 가지는 단결정의 $\beta-Ga_{2}O_{3}$로 이루어져 있고 외벽은 비정질 갈륨옥사이드로 이루어진 코어-셀 구조로 구성되어 있는 것을 확인하였다. 합성된 $\beta-Ga_{2}O_{3}$ 나노로드를 음극 활물질로 사용하여 전극을 제조하고 전기화학적 특성을 분석한 결과, 리튬/$\beta-Ga_{2}O_{3}$ 나노로드 전지는 첫 방전 시 867 mAh/g-$\beta-Ga_{2}O_{3}$의 높은 용량을 나타내었으나 초기 비가역 용량으로 인해 62%의 낮은 충 방전 효율을 나타내었다. 그러나 5 사이클 이후 높은 충 방전 효율을 보이며 30 사이클까지 안정된 사이클 특성을 나타내었다.