• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2011.02a
• /
• pp.493-494
• /
• 2011

수 MeV~수십 MeV 양성자빔을 이용해 백금, 은 등의 나노입자 제조실험을 수행하였다. 나노 입자는 의료분야와 산업 분야에서 그 응용성이 다양해 여러 지 방법을 이용한 제조기술이 개발되고 있다. 전자빔, 감마선, 양성자빔 등의 방사선을 이용한 나노입자 제조방법은 가장 널리 이용되고 있는 화학적 제조방법에 비해 비교적 공정이 단순하다는 장점을 가지고 있지만 공정 변수의 제어방법이 확립되어 있지 않아 이에 대한 연구가 필요한 실정이다. 특히, 양성자빔의 경우 에너지에 따른 투과깊이의 조절과 플럭스나 총 선량, LET (Linear Energy Transfer) 등의 변수와 제조된 나노입자의 상관관계 등에 대한 연구가 선행되어야 한다. 본 논문에서는 백금산 용액을 이용한 나노입자 제조 결과와 대면적 양성자빔을 이용하기 위한 초음파 이용 나노입자제조장치의 제작 및 실험결과에 대해 논하고 향후 건설될 100MeV 선형 양성자가속장치의 나노입자 제조실험에의 응용을 위한 이용시설을 소개하고자 한다. 나노입자 제조실험은 한국원자력의학원의 MC-50 싸이클로트론을 이용하여 수행하였으며, 가속기로부터 인출되는 에너지는 35, 45MeV, 빔전류는 수십 nA~수${\mu}A$의 범위 내에서 조절하였다. 제조된 나노입자는 TEM을 이용하여 그 크기와 분포를 관찰하였다. 대면적의 양성자빔을 이용하는 경우, 수mm의 두께와 수십 cm의 직경을 가지는 원반 모양의 시료용기를 사용하여 양성자빔의 에너지와 선량을 정확히 조절할 수 있게 되는데 이 때 용기 내 시료와 양성자빔간의 균일한 반응을 위해 용액을 적절하게 섞어 주어야만 한다. 이러한 목적으로 초음파를 이용하여 나노입자 제조장치를 제작하여 실험을 수행하였다. 나노입자 제조는 현재 교과부의 지원으로 경주 건천지역에 건설되고 있는 100MeV 선형양성자가속기의 주요 이용 분야 중의 하나로 20MeV 빔라인 중 한 개의 빔라인과 표적실을 나노입자 제조 등의 실험을 위한 시설로 구축 중이다. 최대 평균전류 1.6mA 까지 가능하고 펄스폭은 0.05~1.33 msec까지 조절가능하도록 개발되고 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2009.06a
• /
• pp.399-402
• /
• 2009

폴리올프로세스에서 PVP(Poly Vinyl Pyrrolidone) 안정제와 $NaNO_3$ 첨가제를 통해 환원속도를 조절하여 6.8 nm의 나노 큐보옥타해드론을 합성하였다. 투과전자현미경을 통해 백금 나노입자의 격자구조를 관찰하였다. 전기화학적 측정방법을 통해 백금 큐보옥타해드론 촉매가 구형의 촉매보다 우수한 촉매 성능을 나타냄을 확인하였다. 순환전류법을 통해 백금 촉매의 역방향 픽과 순방향 픽의 비율이 더 높은 것을 관찰하였다. 이것은 백금 큐보옥타해드론 촉매가 반응중 생성되는 촉매독에 강하다는 것을 의미한다. 백금 큐보옥타해드론 촉매의 표면은 {111}면과 {100}면이 혼재하며 모서리가 많이 드러나 메탄올 산화반응에 더 우수한 촉매성능을 나타내는 것으로 사료된다. 백금 촉매의 모양을 조절함으로서 백금 촉매의 표면 구조를 조절하였으며 이를 통해 높은 전류밀도를 나타내는 우수한 촉매를 합성할 수 있었다. 또한 0 ~ 0.6 V(NHE) 영역에서 촉매의 안정성을 평가한 결과 더 높은 안정성을 나타냄을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2011.08a
• /
• pp.355-355
• /
• 2011

이론적으로 단일벽 탄소나노튜브(SWNT)는 무산란 전도가 가능하여 실리콘을 대체할 차세대 나노소자의 기본소재로서 많은 각광을 받아왔다. 이러한 SWNT의 전기전자적 특성을 좌우하는 주요인자로는 직경과 비틀림도(chirality)가 있으며, 이를 제어하기 위한 많은 방법들이 제시되어왔다. 특히, SWNT 합성 시 필요한 촉매 나노입자의 크기와 튜브직경과의 연관성이 제기된 후부터, 합성단계에서 촉매 나노입자의 형태(또는 크기)를 제어함으로써 SWNT의 직경을 제어하고자 하는 직접적인 방법들도 주요방법의 한 축으로 이어지고 있다. 한편, SWNT의 합성촉매로는 철, 코발트, 니켈 등의 전이금속이 주로 사용되어 왔으나, 최근에는 금, 은, 루테늄, 팔라듐, 백금 등의 귀금속에서부터 다양한 금속산화물 나노입자에 이르기까지 그 범위가 확장되었다. 본 연구에서는, 촉매 나노입자의 크기제어를 통하여 SWNT의 직경을 제어할 목적으로, 전이금속에 비해 상대적으로 융점이 낮아 비교적 낮은 온도의 열처리를 통해서도 입자의 크기를 제어할 수 있는 금 나노입자를 선정하여 SWNT의 합성거동을 살펴보았다. 합성은 메탄을 원료가스로 하는 CVD방법을 이용하였고, 합성되는 SWNT의 다발화(bundling) 등을 방지하기 위하여 수평배향 성장을 도모하였으며, 이를 위하여 퀄츠 웨이퍼를 사용하였다. 우선, 콜로이드상인 금 나노입자의 스핀코팅 조건을 최적화하여 퀄츠 위에 단분산(monodispersion) 된 금 나노입자를 얻었으며, 열처리 온도 및 시간의 제어를 통하여, 1~5 nm 범위 내에서 특정 직경을 갖는 금 나노입자를 얻는 것이 가능하게 되었다. 합성 후 금 나노입자의 크기와 합성된 SWNT 직경과의 관계를 면밀히 조사한 결과, 튜브보다 나노입자의 크기가 약간 큰 것을 확인할 수 있었으며, 금 나노입자의 크기에 따라 SWNT의 합성효율이 크게 좌우되는 것을 확인하였다.

• 한국전기화학회:학술대회논문집
• /
• 2002.07a
• /
• pp.135-138
• /
• 2002

• Resources Recycling
• /
• v.26 no.3
• /
• pp.79-91
• /
• 2017

The core of Hydrogen Fuel Cell Vehicles (FCV) is polymer solid fuel cell (PEFC), and the core material that generates electrochemical electricity in the cell is platinum catalyst. Platinum is localized in South Africa and Russia, and the world production of Pt is about 178 tons per year, which is expensive and recycled. At present, the amount of Pt used in PEFC is $0.2{\sim}0.1mg/cm^2$. In order to reduce the price of the battery and increase the FCV supply, the target is to reduce the amount of Pt used to $0.05{\sim}0.03mg/cm^2$. $Pt-Pd/Al_2O_3$, Pt/C, Pt/GCB, Pt/Au/C, PtCo/C, PtPd/C, etc. by using polyol method using nano Pt, improved Cu-UPD/Pt substitution method and nano-capsule method, Have been researched and developed, and there have been reported techniques for improving the activity of Pt catalysts and stabilizing them. This paper investigates the production technology of nano-Pt and nano-Pt catalysts, recycling of spent Pt catalysts and application trends of Pt catalysts.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• v.57 no.5
• /
• pp.730-734
• /
• 2019

Thermophoresis is a transport phenomenon of particles driven by a temperature gradient of a medium. In this paper, we discuss the thermophoresis of particles in microfluidic channels. In a non-fluidic, stagnant channel, the thermophoretic transport of micro-particles was found to be larger in proportion to the voltage applied to the platinum wire heat source installed in the channel. The variation of the temperature around the platinum wire depending on the voltage was estimated, by using the Callendar-van Dusen equation. The thermophoretic behavior of nano-particles in the same system was observed, which is similar to that of the microparticles. Finally, we fabricated a Y-shaped microfluidic channel with a platinum wire heat source installed in the channel, to realize the thermophoretic phenomenon of the particles in the suspension flowing through the channel. It is shown that the flow of the suspension can be controlled based on the thermophoretic principle.

• Composites Research
• /
• v.32 no.2
• /
• pp.85-89
• /
• 2019

The size, morphology and composition of nanoparticles are regarded as the most important factors to the efficiency of catalytic reduction of various chemical compounds. In order to make a systematic comparison, gold, platinum and palladium nanoplates with 100 nm diameter with rough surface morphology were manufactured through the galvanic replacement reaction, and the reaction kinetics of the catalytic reduction of 4-nitrophenol and 4-nitroaniline was systematically analyzed by spectroscopic measurement. According to the observation, the catalytic reduction efficiency was significantly different against the constitutional elements in order of Pd > Au > Pt, and it was additionally influenced by the type of substrate.

• Journal of the Korean Chemical Society
• /
• v.54 no.1
• /
• pp.99-104
• /
• 2010

Platinum nanoparticles were added to a mixture of HEMA (2-hydroxyethyl methacrylate), NVP (N-vinyl pyrrolidone) and MMA (methyl methacrylate) in a mould at various concentrations. The resulting mixture was copolymerized by heating at $70^{\circ}C$ for 40 min, $80^{\circ}C$ for 40 min, and $100^{\circ}C$ for 40 min, respectively. The physical properties of contact lens were then measured. The oxygen transmissibility of $9{\sim}15{\times}10^{-9}$ cm/s mL $O_2$/mL ${\times}$ mmHg, water content of 34.22~35.52%, refractive index of 1.432~1.435, visible transmittance of 88.3~91.2% and tensile strength of 0.141~0.152 kgf were obtained. The addition of platinum nanoparticles to the polymer allowed the contact lens to have various colors without artificial coloring agents. The polymer materials satisfied the physical properties required to produce contact lenses, making the material suitable to be applied as a functional material for ophthalmological purposes.

• Journal of the Korean Chemical Society
• /
• v.61 no.4
• /
• pp.191-196
• /
• 2017

One-phase method to prevent the initial formation of Ag(I) thiolate layered materal from the mixture of $AgNO_3$ and thiols was previously developed to generate TP (Thiolate-Protected)-nanosilver. In this modified method, $AgNO_3$ is added to the mixtures of $NaBH_4$ and thiols in ethanol. This method was so successful that it was applied to synthesize TP-nanogold and nanoplatinum. The synthesis and characterization of these nanoparticles by ultraviolet-visible (UV-vis) absorption spectra, transmission electron microscopy (TEM) pictures, X-ray powder differaction (XRD) patterns and infrared(IR) spectra are described. The results show that colloidal nanoparticles are spherical or oval shape and the mean sizes for TP-nanogold and nanoplatinum are about 3~7 nm and below 2 nm, respectively. The conformation of polymethylene [$-(CH_2)_7-$] sequence in octanethiolate attached to nanogold was elucidated as trans.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• v.54 no.2
• /
• pp.262-267
• /
• 2016

In this study, we present an excellent approach for easily and uniformly immobilizing Pt, Au and bimetallic PtAu nanoparticles (NPs) on a multi-walled carbon nanotube (MWNT)-coated layer through dry plasma reduction. The NPs are stably and uniformly immobilized on the surface of MWNTs and the nanohybrid materials are applied to counter electrode (CE) of dye-sensitized solar cells (DSCs). The electrochemical properties of CEs are examined through cyclic voltammogram, electrochemical impedance spectroscopy, and Tafel measurements. As a result, both electrochemical catalytic activity and electrical conductivity are highest for PtAu/MWNT electrode. The DSC employing PtAu/MWNT CE exhibits power conversion efficiency of 7.9%. The efficiency is better than those of devices with MWNT (2.6%), AuNP/MWNT (2.7%) and PtNP/MWNT (7.5%) CEs.