• Title/Summary/Keyword: 복합산화물

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LiCl 용융염 전해환원 공정 희토류원소 산화물의 화학적 거동

  • Park, Byeong-Heung;Choe, In-Gyu;Jeong, Myeong-Su;Heo, Jin-Mok
    • Proceedings of the Korean Radioactive Waste Society Conference
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    • 2009.11a
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    • pp.346-346
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    • 2009
  • 산화물 형태 사용후핵연료의 효율적 처분 혹은 재활용을 위한 연구 가운데, 고온의 LiCl 용융염 중에서 전해환원하여 금속으로 환원시킨 후, 환원된 금속을 고온의 LiCl-KCl 용융염에서 전해정련하는 연구가 국내외적으로 활발하게 진행되고 있다. 전해환원을 위해 일정 농도 $Li_2O$가 LiCl 용융염에 첨가되며 $Li_2O$ 농도가 높으면 반응 재질의 부식성이 크게 증가하므로 일반적으로 우라늄 산화물은 1wt% 이하의 $Li_2O$ 농도에서 전해환원 된다. 우라늄 산화물의 전해환원 전위는 $Li_2O$의 전해환원 전위 보다 표준 상태를 기준으로 공정온도인 650 $^{\circ}C$ 에서 약 70 mV 정도 낮기 때문에 전해환원 과정에서 $Li_2O$ 의 환원으로 Li 금속이 생성될 가능성이 있으며 우라늄 산화물은 대부분 직접 전해환원 되지만 일부 Li에 의해 화학적으로 환원되기도 한다. 전해환원 공정에서 환원되지 않은 희토류 산화물은 전해정련 공정에서 $UCl_3$와 반응하여 $UO_2$를 생성시켜 공정 효율을 떨어뜨린다. 따라서 전해환원 공정에서 가능하연 최대한 희토류 산화물을 금속으로 환원시키는 조건을 찾아내는 것이 바람직하고 이를 위해서 우선 전해환원 공정에서 희토류 산화물의 화학적 거동의 이해가 요구된다. 본 연구에서 열역학적 검토를 통하여 희토류 산화물의 환원 조건을 조사한 결과 희토류 산화물은 매운 낮은 $Li_2O$ 농도에서 Li에 의해 환원되고, 1wt% 이하의 $Li_2O$ 농도에서는 Sc와 Lu의 산화물이 $Li_2O$와 복합산화물을 형성하고 이들 복합산화물은 Li에 의해 환원되지 않는 것으로 나타났다. 또한 희토류 원소 별로 희토류 원소 산화물의 Li에 의한 환원 조건으로서 평형상태에서의 $Li_2O$ 농도 즉 환원 임계 $Li_2O$ 농도를 실험적으로 측정하였으며 1wt% $Li_2O$ 농도 이하에서 열역학적 해석과 동일하게 Sc와 Lu만이 복합산화물을 형성하여 Li에 의해 직접환원 되지 않는 것으로 관찰되었다.

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Electrical Conductivity Change of (Mn, X) oxide by Anodic Deposition (Anodic deposition법으로 제조한 (Mn, X)산화물의 전기전도도 변화)

  • Kim, Bong-Seo;Lee, Dong-Yoon;Lee, Hee-Woong;Chung, Won-Sub
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2005.07a
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    • pp.386-387
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    • 2005
  • anodic deposition법으로 제조된 $MnO_2$와 (Mn, Zn) 산화물의 전도도를 측정하였다. 제조된 Mn 산화물의 조성은 XRD와 EDS를 이용하여 $MnO_2$ 와 Mn 복합산화물로 확인되었다. DV-Xa법으로 계산된 이론 전자상태 계산 결과 천이금속을 첨가하게 되면, Mn 복합 산화물의 에너지 갭이 감소하는 것으로 나타났다. anodic deposition법으로 제조된 $MnO_2$와 Mn 복합 산화물의 전기전도도를 비교하면 천이금속이 첨가된 복합 산화물의 특성이 우수한 것으로 나타났다.

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Study on the reducibility of substituted $LaFeO_3$ (치환된 $LaFeO_3$의 환원반응성에 대한 연구)

  • Jeon, Hyun-Pyo;Lee, Sang-Beom
    • The Journal of Natural Sciences
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    • v.15 no.1
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    • pp.35-46
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    • 2005
  • $LaFeO_3$ and substituted $LaFeO_3$ mixed oxides were prepared by Citrate and Cyanide method in air $850^{\circ}C$/24h. These oxides of orthorhombic perovskite were characterized by XRD and IR, but substituted $LaFeO_3$ with 0.5mol Cu at B site was not obtained single phase. Also, reduction reaction of un-substituted $LaFeO_3.17$ were two steps but each site substituted oxides were three steps reactions. These means that new reduction step of each site substituted oxides were atributed tot dopant.

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Purification of Waste Acid and Manufacture of Complex Oxide and Mn-Ferrite Powder by Co-Roasting Process (폐산의 정제 기술 및 분무 배소법에 의한 복합 산화물과 Mn-Ferrite 분말의 제조)

  • 유재근;김정석;민병구;성낙일
    • Resources Recycling
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    • v.7 no.4
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    • pp.64-75
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    • 1998
  • The purpose of this study is to produce high putity composite powder composed of Fe-oxide, Mn-oxide and Mn-ferrite having superior homogencity in composition and particle size distribution by co-roasting process. Binary component metal (Fe, Mn) chloride solutions were produced by dissolving mill scale and ferro-mangancse alloy in hydrochloric acid. These chloride solutions contained the impurities such as SiO$_{2}$, P, Al, Ca and Na, which were originated from the Fe/Mn source materials. The neutralization and polymeric coagulant method were adoped to refine the hydrochloric liquor. When pH is far below the isoelectric point (pH 2-3), the SiO$_{2}$ was the most effectively reduced element, while other impurities remained unchanged. By increasing pH above 3, most of the impurities could be reduced effectively due to the coprecipitation reaction. The polymeric coagulants such as poly vinyl alcohol, resin amine and ammonium molybdate were found to have no effect on the spray roaster designed by the authors. The produced oxide powders were confirmed to be mixtures of Fe-oxide, Mn-oxide and mn-ferrite. the powders were homogeneously mixed and the particle size increased sleeply with increasing co-roasting temperature.

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A Study on the Reaction Characteristics of Rare Earth Oxides with Lithium Oxide in LiCl Molten Salt (LiCl 용융염 중에서 희토류 산화물과 산화리튬의 반응특성에 관한 연구)

  • 오승철;박성빈;김상수;도재범;박성원
    • Proceedings of the Korean Radioactive Waste Society Conference
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    • 2003.11a
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    • pp.447-452
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    • 2003
  • We had clarified the reactions of the rare earth oxides($RE_2O_3$) with lithium oxide produced in lithium reduction process of oxide fuels. Oxides of scandium, yttrium, praseodymium, neodymium, samarium, europium, gadolinium, ytterbium and lutetium reacted with lithium oxide in the higher concentration than the respective certain critical concentration of lithium oxide and formed complex oxides($LiREO_2$). The critical lithium oxide concentrations for the formation of complex oxides of scandium, yttrium, praseodymium, neodymium, samarium, europium, gadolinium, ytterbium and lutetium oxide were respectively 0.1 wt%, 1.9 wt%, 5.3 wt%, 5.0 wt%, 3.0 wt%, 3.9 wt% 2.9 wt%, 2.6 wt% and 0.3 wt%. Cerium and lanthanum oxide did not react with lithium oxide. These complex oxides obtained from experiments have limited solubility in lithium chloride at $650^{\circ}C$.

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Direct Methanol Synthesis by Partial Oxidation of Methane (메탄의 부분산화에 의한 메탄올 직접 합성)

  • Kim, Young-Kook;Lee, Kwang-Hyeok;Hahm, Hyun-Sik
    • Journal of the Korean Applied Science and Technology
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    • v.30 no.4
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    • pp.649-655
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    • 2013
  • Methanol was directly produced by the partial oxidation of methane with perovskite and mixed oxide catalysts. Perovskite ($ABO_3$) catalysts were prepared by the malic acid method with changing A and B site components. Three-component mixed oxide catalysts that have Mo and Bi as a main component were prepared by the co-precipitation method. Among the perovskite catalysts, $SrCrO_3$ showed the highest methanol selectivity of 11% at $400^{\circ}C$. For the three-component mixed oxide catalysts, there were no remarkable changes in methane conversion. Among the mixed oxide catalysts, Mo-Bi-Cr mixed oxide catalyst showed the highest methanol selectivity of 15.3% at $400^{\circ}C$. The catalytic activity and methanol selectivity of the three-component mixed oxide catalysts were directly proportional to the surface area of the catalysts.

Observation of Diverse Aluminum Oxide Structures in a Phosphoric Acid Solution according to the Applied Anodization Voltage (인산용액에서 양극산화 인가전압에 따른 알루미늄 산화피막 성장 관찰)

  • Jeong, Chanyoung
    • Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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    • v.26 no.1
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    • pp.35-39
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    • 2019
  • To date, porous alumina structures have been implemented by electrochemical anodization technique. The anodizing methods can easy to make a porous aluminum oxide film with a regular arrangement, but oxide film with complex structure type such as pillar-on-pore is relatively difficult to implement. Therefore, this study aims to observe the change of anodized oxide pore size, thickness, and structure in a phosphoric acid solution according to applied anodization voltage conditions. For the implementation of hybrid composite oxide structures, it is possible to create by modulating anodization voltage. The experimental conditions were performed at the applied anodization voltage of 100 V and 120 V in 10% phosphoric acid solution, respectively. The experimental results were able to observe the structure of oxides in the form of porous and composite structures (pillar-on-pore), depending on each condition.

플렉서블 소자 응용을 위한 전기화학증착법을 이용한 금속산화물 나노복합구조 형성 및 제어

  • Go, Yeong-Hwan;Jeong, Gwan-Su;Yu, Jae-Su
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2012.08a
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    • pp.160-160
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    • 2012
  • 산화아연, 산화니켈, 산화망간 등 금속산화물은 전기적, 광학적 및 화학적 특성이 우수하여 태양전지, 연료전지, 광촉매, 가스센싱 등 다양한 분야에 폭 넓게 활용되고 있다. 또한, 그 성장방법에 따라 다양한 형태와 크기를 제어할 수 있으며 각각의 응용되는 분야에서 요구되는 나노구조를 최적화할 수 있는 장점을 갖고 있다. 그 중, 전기화학증착법(electrochemical deposition method)은 기존의 제작방법에 비해서 간단한 공정과정과 저온성장이 가능하기 때문에 많이 사용하고 있으며, 씨드(seed)층의 형성을 통해서 원하고자하는 부분에 성장시킬 수 있다. 한편, 나노기술의 발전과 함께 IT기술이 일상생활에 밀접해지면서 구부리거나 휴대 또는 입을 수 있는 다양한 전자 및 광전자 소자의 기술 개발이 활발하게 이루어지고 있는데, 이와 더불어 다양한 금속산화물 여러 가지 플렉서블 기판에서의 나노구조의 성장 및 제어에 대한 연구가 시도되고 있다. 본 연구에서는, 전기화학증착법을 이용하여 전도성 섬유와 ITO/PET 기판을 포함한 다양한 플렉서블 기판에 산화아연, 산화니켈, 산화망간의 나노구조물을 제작하였다. 실험을 위해, 용액의 농도, 시간, 인가전압을 바꿔가면서 성장조건을 달리하여 다양한 형태와 크기의 금속산화물의 나노복합구조를 형성 및 제어를 할 수 있었다. 또한, 스퍼터링 또는 스핀코팅을 이용하여 다양한 유연기판에 씨드층을 형성함으로써 금속산화물 나노구조를 균일하고 조밀하게 성장시킬 수 있었다. 플렉서블 광전소자 응용을 위해 다양한 형태로 제작된 샘플의 결정구조와 형태, 광학적 특성, 표면특성과 같은 물리적 특성을 조사하였다.

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A Design Approach to $CrO_x/TiO_2$-based Catalysts for Gas-phase TCE Oxidation (기상 TCE 제거반응용 $CrO_x/TiO_2$계 복합 산화물 촉매 디자인)

  • Yang, Won-Ho;Kim, Moon-Hyeon
    • Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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    • v.28 no.4
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    • pp.368-375
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    • 2006
  • Single and complex metal oxide catalysts supported onto a commercial DT51D $TiO_2$ have been investigated for gas-phase TCE oxidation in a continuous flow type fixed-bed reaction system to develop a better design approach to catalysts for this reaction. Among the $TiO_2$-supported single metal oxides used, i.e., $CrO_x,\;FeO_x,\;MnO_x,\;LaO_x,\;CoO_x,\;NiO_x,\;CeO_x\;and\;CuO_x$, with the respective metal contents of 5 wt.%, the $CrO_x/TiO_2$ catalyst was shown to be most active for the oxidative TCE decomposition, depending significantly on amounts of $CrO_x\;on\;TiO_2$. The use of high $CrO_x$ loadings greater than 10 wt.% caused lower activity in the catalytic TCE oxidation, which is probably due to production of $Cr_2O_3$ crystallites on the surface of $TiO_2$. $CrO_x/TiO_2$-supported $CrO_x$-based bimetallic oxide catalysts were of particular interest in removal efficiency for this TCE oxidation reaction at reaction temperatures above $200^{\circ}C$, compared to that obtained with $CrO_x$-free complex metal oxides and a 10 wt.% $CrO_x/TiO_2$ catalyst. Catalytic activity of 5 wt.% $CrO_x-5$ wt.% $LaO_x$ in the removal reaction was similar to or slightly higher than that acquired for the $CrO_x$-only catalyst. Similar observation was revealed for 5 wt.% $CrO_x$-based bimetallic oxides consisting of either 5 wt.% $MnO_x,\;CoO_x,\;NiO_x\;or\;FeO_x$. These results represent that such $CrO_x$-based bimetallic systems for the catalytic TCE oxidation on significantly minimize the usage of $CrO_x$ that is well known to be one of very toxic heavy metals, and offer a very useful technique to design new type catalysts for reducing chlorinated volatile organic substances.