• Journal of the Korean Applied Science and Technology
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• v.35 no.3
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• pp.612-621
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• 2018

In this study, $TiO_2$ nanotube plate and metal electrodes(Copper, Nickel, Stainless Steel, Aluminum, Tin, Titanium) were compared on cathodic reduction of nitrate ($NO_3{^-}-N$) during electrolysis. The electrochemical characteristics were compared based on electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The surface morphology was obtained using scanning electron microscopy (SEM) method. Brunauer-Emmett-Teller (BET) method was implemented for the specific surface area analysis of the cathodes. To study kinetics, 90 minute batch electrolysis of nitrate solution was performed for each cathodes. In conclusion, under the condition of relatively low ($0.04 A\;cm^{-2}$) current density, $TiO_2$ nanotube plate showed no surface corrosion during the electrolysis, and the reaction rate was measured the highest in the kinetic analysis.

• Resources Recycling
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• v.24 no.3
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• pp.27-33
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• 2015

EAFD (Electric Arc Furnace Dust) is considered as pernicious pollutant, assigned hazardous waste. Since this dust is a by-product of industry, it contains valuable metals such as Fe, Zn, Ni, Cu which can be turned into resources by recycling process. In this study, hydrometallurgical process was applied to recover Zn from Electric Arc Furnace Dusts. The result showed 95% Zn recovery at 3M $H_2SO_4$, Solids/Liquid ratio 1:2 and aeration of 1.8L/min for 2hr. However there was 80% Zn recovery at lower $H_2SO_4$ concentration apply for pilot scale plant.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.77-77
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• 2010

그래핀(Graphene)은 한 겹(layer)의 2차원 판상 구조에 탄소원자들이 육각형의 기본 형태로 배열되어 있는 나노재료로서, 우수한 역학적 강도와 화학적, 열적 안정성 및 흥미로운 전기 전자적 성질을 가지고 있는 것으로 알려져 있다. 최근, 이러한 특징적이고도 우수한 물성으로 인하여 기초물성 연구에서부터 차세대 응용까지 고려한 각종 연구들이 활발하게 진행되고 있다. 일반적으로 그래핀을 얻는 방법에는 물리 화학적 박리, 열화학증기증착법(TCVD), 탄화규소의 흑연화, 흑연산화물의 환원 등의 방법들이 알려져 있다. 그 중 TCVD법이 두께의 균일성이 높은 그래핀을 합성하는데 가장 적절한 것으로 알려져 있다. 그러나 TCVD법은 탄소를 포함하는 원료가스를 분해하기 위하여 고온의 공정을 필요로 하게 되지만, 향후 산업적 응용을 고려한다면 대면적 그래핀의 저온합성법 개발은 풀어야 할 시급한 과제로 인식되고 있다. 현재는 메탄을 원료가스로 사용하여 $900^{\circ}C$ 이상에서 그래핀을 합성하는 추세이고, 최근 아세틸렌등의 활성원료가스를 이용하여 $900^{\circ}C$ 이하에서 저온 합성한 연구결과들도 속속 보고되고 있다. 본 연구에서는 고주파 플라즈마를 이용하여 비교적 저온에서 탄소원료가스를 효율적으로 분해하고, 확산플라즈마 영역에 TCVD 챔버를 결합한 하이브리드 화학증기증착법을 이용하여 그래핀의 저온합성을 도모하였다. 원료가스로는 메탄을 사용하였고, 기판으로는 전자빔증착법으로 증착한 니켈 박막 및 구리포일을 사용하였다. 실험결과, 그래핀은 $600^{\circ}C$ 부근의 저온에서도 수 층으로 이루어진 그래핀이 합성된 것을 확인하였다. 합성한 그래핀은 분석의 용이함 및 향후 다양한 응용을 위하여 실리콘산화막 및 투명고분자 기판 위에 전사(transfer)하였다. 합성된 그래핀의 구조평가를 위해서는 광학현미경과 Raman분광기를 주로 사용하였으며, 원자힘현미경(AFM), 주사전자현미경(SEM), 투과전자현미경(TEM) 등도 이용하였다.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.55 no.3
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• pp.418-429
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• 2011

Novel chromium(III), manganese(II), iron(III), cobalt(II), nickel(II), copper(II), ruthenium(III), and zirconyl(II) complexes of $N^1,N^2$-bis(3-((3-hydroxynaphthalen-2-yl)methylene-amino)propyl)phthalamide ($H_4L$, 1) have been synthesized and characterized by elemental, physical, and spectral analyses. The spectral data showed that the ligand behaves as either neutral tridentate ligand as in complexes 2-5 with the general formula $[H_4LMX_2(H_2O)]{\cdot}nH_2O$ (M=Cu(II), Ni(II), Co(II), X = Cl or $NO_3$), neutral hexadentate ligand as in complexes 10-12 with the general formula $[H_4LM_2Cl_6]{\cdot}nH_2O$ (M=Fe(III), Cr(III) or Ru(III)), or dibasic hexadentate ligand as in complexes 6-9 with the general formula $[H_2LM_2Cl_2(H_2O)_4]{\cdot}nH_2O$ (M = Cu(II), Ni(II), Co(II) or Mn(II), and 13 with general formula $[H_4L(ZrO)_2Cl_2]{\cdot}8H_2O$. Molar conductance in DMF solution indicated the non-ionic nature of the complexes. The ESR spectra of solid copper(II) complexes 2, 5, and 6 showed $g_{\parallel}$ >g> $g_e$, indicating distorted octahedral structure and the presence of the unpaired electron in the $N^1,N^2$ orbital with significant covalent bond character. For the dimeric copper(II) complex $[H_2LCu_2Cl_2(H_2O)_4]{\cdot}3H_2O$ (6), the distance between the two copper centers was calculated using field zero splitting parameter for the parallel component that was estimated from the ESR spectrum. The antibacterial and antifungal activities of the compounds showed that, some of metal complexes exhibited a greater inhibitory effect than standard drug as tetracycline (bacteria) and Amphotricene B (fungi).

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.351-352
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• 2011

그래핀(Graphene)은 2차원 평면구조의 $sp^2$ 탄소 결합으로 이루어진 물질이다. 일반적으로 그래핀은 탄소 원자 한층 정도의 얇은 두께를 가지면서 강철의 100배 이상 높은 강도, 다이아몬드보다 2배 이상 뛰어난 열 전도성, 그리고 규소보다 100배 이상 빠른 전자이동도 등의 매우 우수한 특성을 지닌다. 그래핀을 합성하거나 얻는 방법에는, 기계적 박리법(Micro mechanical exfoliation), 산화흑연(graphite oxide)을 이용한 reduced graphene oxide(RGO)방법과 탄화 규소(SiC)를 이용한 epitaxial growth 방법 등이 있지만, 대 면적화가 어렵거나 구조적 결함이 큰 문제점이 있다. 반면, 탄화수소(hydrocarbon)를 탄소 공급원으로 하는 열화학 기상 증착법(Thermal chemical vapor deposition, TCVD)은 구조적 결함이 상대적으로 적으면서 대 면적화가 가능하다는 이점 때문에 최근 가장 많이 이용되고 있는 방법이다. TCVD를 이용, 니켈, 몰리브덴, 금, 코발트 등의 금속에서 그래핀 합성연구가 보고되었지만, 대부분 수 층(fewlayer)의 그래핀이 합성되었다. 하지만, 구리 촉매를 이용하는 것이 단층 그래핀 합성에 매우 효율적이라는 연구결과가 보고되었다. 구리의 경우, 낮은 탄소융해도(solubility of carbon) 때문에 표면에서 self limiting 과정을 통하여 단층 그래핀이 합성된다. 그러나 단층 그래핀 일지라도 면저항(sheet resistance)이 매우 높고, 이론적 계산값에 비해 전자이동도(electron mobility)가 낮게 측정된다. 이러한 원인은 구조적 결함에서 기인된 것으로써 산업으로의 응용을 어렵게 만들기 때문에 양질의 단층 그래핀 합성연구는 필수적이다[1,2]. 본 연구에서는 TCVD를 이용하여 구리 포일(25 ${\mu}m$, Alfa Aeser) 위에 메탄가스를 탄소공급원으로 하여 수소를 함께 주입하고, 메탄가스의 양과 합성시간, 열처리 시간을 조절하면서 균일한 단층 그래핀을 합성하였다. 합성된 그래핀을 $SiO_2$ (300 nm)기판위에 전사(transfer)후 라만 분광법(raman spectroscopy)과 광학 현미경(optical microscope)을 통하여 분석하였다. 그 결과, 열처리 시간이 증가할수록 촉매로 사용된 구리 포일의 grain size가 커짐을 확인하였으며, 구리 포일 위에 합성된 그래핀의 grain size는, 구리 포일의 grain size에 의존하여 커짐을 확인하였다. 또한 동일한 grain 내의 그래핀은 균일한 층으로 합성되었다. 이는 기계적 박리법, RGO 방법, epitaxial growth 방법으로 얻은 그래핀과 비교하여 매우 뛰어난 결정성을 지님이 확인되었다. 본 연구를 통하여 면적이 넓으면서도 결정성이 매우 뛰어난 양질의 단층 그래핀 합성 방법을 확립하였다.

• Journal of the Society of Cosmetic Scientists of Korea
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• v.40 no.2
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• pp.203-214
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• 2014

We measured the contact dermatitis-causing substances concentrations in 28 commercial oxidative hair-coloring products. This study was aimed to provide the fundamental data about oxidative hair-coloring products. We selected 10 oxidation dyes (p-phenylenediamine, toluene-2,5-diamine, m-phenylenediamine, nitro-p-phenylenediamine, p-aminophenol, m-aminophenol, o-aminophenol, p-methylaminophenol, N,N'-bis(2-hydroxyethyl)-p-phenylenediamine sulfate, 2-methyl-5-hydroxyethylaminophenol) and 4 heavy metal (nikel; Ni, chromium; Cr, cobalt; Co, copper; Cu) as contact dermatitis-causing substances. To identify 10 oxidation dyes, hexane-2% sodium sulfite was used for the rapid and simple extraction and ultra performance liquid chromatography (UPLC) analysis was used for simultaneous analysis in 12 minutes. 10 oxidative dyes were detected as indicated on the product packaging and each concentration was lower than prescribed upper concentration limit by pharmaceutical manufacturing standards. And we analysed inductively coupled plasma-optical emission spectrophotometer (ICP-OES) for content search of heavy metal after microwave digestion. The heavy metal average concentration in oxidative hair-coloring products was 0.572 ${\mu}g/g$ for Ni, 3.161 ${\mu}g/g$ for Cr, 2.029 ${\mu}g/g$ for Co, 0.420 ${\mu}g/g$ for Cu, respectively. The average of concentration in powder type (henna) was higher than those of other foam and cream type oxidative hair-coloring products as follows; 1.800 ${\mu}g/g$ for Ni, 10.127 ${\mu}g/g$ for Cr, 7.082 ${\mu}g/g$ for Co, 1.451 ${\mu}g/g$ for Cu. Hair coloring products were classified into the six colors - black, dark brown, brown, dark brown, light brown, red brown and analyzed. Brown color had the highest average concentration of Co and the others had the highest average concentration of Cr.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.368-368
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• 2016

그래핀(Graphene)은 탄소 원자가 6각 구조로 이루진 2차원 알려진 물질 중 가장 얇은(0.34 nm) 두께의 물질이며 그 밴드구로조 인해 우수한 전자 이동도($200000cmV^{-1}s^{-1}$)를 가지고 있며, 이외에도 기계적, 화학적으로 뛰어난 특성을 가진다. 대면적화 된 그래핀을 성장시키기 위한 방법으로는 화학적 기상 증착법(Chemical Vapor Deposition)이 있다. 하지만 실제 여러 전이금속에서 합성되는 그래핀은 다결정으로, 서로 다른 면 방향을 가진 계면에서 전자의 산란이 일어나며, 고유의 우수한 특성이 저하되게 된다. 따라서 전자소재로 사용되기 위해서는 단결정의 대면적화 된 그래핀에 대한 연구가 지속적으로 이루어지고 있다. 앞서의 두 문제점 중, 단결정의 그래핀 합성에 크게 영향을 미치는 요인으로는 크게 합성 온도, 촉매 기판의 탄소 용해도, 촉매 표면에서의 탄소 원자의 확산성이 있다. 본 연구에서는 구리, 니켈, 실리콘에 비해 탄소 용해도가 낮으며, 탄소 원자의 높은 확산성으로 인해 단결정의 단층 그래핀을 합성에 적합하다고 보고된 저마늄(Germanium) 기판을 사용하여 그래핀을 합성하였다. 단결정의 그래핀을 성장시키기 위해 메탄(Methane; $CH_4$)가스의 주입량과 수소 가스의 주입량을 제어하여 성장 속도를 조절 하였으며, 성장하는 그래핀의 면방향을 제어하고자 하였다. 표면의 산화층(Oxidized layer)을 제거하기 위하여 불산(Hydrofluoric acid)를 사용하였다. 불산 처리 후 표면의 변화는 원자간력현미경(Atomic force microscopipe)을 통하여 분석하였다. 합성된 그래핀의 특성을 저 에너지 전자현미경(Low energy electron microscopy), 광전자 현미경(Photo emission electron microscopy), 라만 분광법(Raman spectroscopy), 원자간력현미경(Atomic force microscopy)와 투과전자현미경 (transmission electron microscopy)을 이용하여 기판 표면의 구조와 결정성을 분석하였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.19 no.10
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• pp.598-602
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• 2018

This study examined the characteristics of the waste catalyst used in the petroleum refinery operations. The total pore volume, specific surface area, and average pore size of the spent catalyst used in the petroleum refinery operations were 3.96cc/g, 13.81m2/g, and 1.15A, respectively. The weight loss observed in the range from $25^{\circ}C-700^{\circ}C$ for the spent catalysts using TG and DTA was approximately 23 wt. %. EDS analysis of the waste catalyst sample showed that the five major components were vanadium, nickel, manganese, iron, and copper. The extraction system is attractive for liquid-liquid extraction. In this study, Cynex 272 was used to extract vanadium from waste catalyst. The electrochemical characteristics of the extracted vanadium solution were measured by cyclic voltammetry (CV). As a result, an oxidation / reduction peak appeared, indicating the potential of an electrolytic solution.

• Journal of the Korean Society of Fashion and Beauty
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• v.2 no.2 s.2
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• pp.93-100
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• 2004

This study is to measure the heavy metal content of permanent wave products which on marketing correctly as estimating the extent of exposure by a hair permanent wave scientifically. We would like to prevent an affair from arising health obstruction as to the heavy metal who is using those and also show the basic data for proposing the new standard. The results were as follows.: in case of the average heavy metal content for a wave type thioglycol acid ingredient includes 1.61ppm(Pb), 0.03ppm(Cd), 0.05ppm(Ni), 0.27ppm(Mn), 0.82ppm(Cu) and those were recognized the significant gap between products all the heavy metals. In case of a cysteine acid ingredient includes 0.86ppm(Pb), 0.01ppm(Cd), 0.05ppm(Ni), 0.20ppm(Mn) and 0.66ppm(Cu) and those were recognized the significant gap between products except a nickel. Straight type of permanent wave reductant includes 2.11ppm(Pb), 0.01ppm(Cd), 0.27ppm(Ni), 0.66ppm(Mn), 2.53ppm(Cu) and those were recognized the significant gap between products all the heavy metals. Permanent wave reducing agent includes 1.43ppm(Pb), 0.01ppm(Cd), 0.09ppm(Ni), 0.66ppm(Mn), 0.75ppm(Cu) and those were approved the significant gap between products except a cadmium. Exposure level of the heavy metal contents per onetime permanent waving were 242.3ppm(Pb), 2.5ppm(Cd), 17.7ppm(Ni), 89.0ppm(Mn), 174.7ppm(Cu).

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.386.2-386.2
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• 2014

본 연구에서는 바이오 센서 응용을 위해 그래핀을 전극으로 제작하여 그래핀 표면 결함준위에 따른 센서의 민감도를 전기화학 실험을 통해 관찰하였다. 그래핀은 니켈/구리촉매를 이용한 저 진공 화학 기상 증착 장비(Low-Pressure Chemical Vapor Deposition; LP-CVD)와 Photo-lithography로 제작한 것과 탄소 산화물을 환원시켜 만든 환원-그래핀, 두 가지를 사용하였다. 전기화학 실험에서 그래핀 전극 및 Silver/Silver chloride (Ag/AgCl), Fluorine doped Tin Oxide (FTO)은 작업 전극 및 기준 전극, 상대 전극으로 각각 사용하였고, 반응용액은 potassium hexacyanoferrate (III)를 농도를 다르게 하여 사용하였다. 그래핀의 표면 상태, 층수, 결함 정도 등 구조적인 특성은 원자력현미경(Atomic Force Microscopy; AFM), 주사 전자 현미경(Secondary Electron Microscopy; SEM)과 Raman spectroscopy를 각각 이용하여 확인하였고, 그래핀의 결함준위에 따른 반응면적 및 센서 감도 의존성을 전류모드-원자력현미경(Current-Atomic Force Microscopy; I-AFM)과 전기화학 임피던스 분광법(Electrochemical Impedance Spectroscopy; EIS)를 통해 그래핀 전극의 성능을 분석하고, 그래핀 결함 준위에 따른 센서 감도 의존성은 순환전위 분광법 (Cyclic Voltammetry; CV)를 이용하여 관찰하였다. 또한 농도가 다른 반응용액은 센서의 민감도를 관찰하는데 사용하였다. 결과적으로 LP-CVD로 성장한 그래핀과 환원-그래핀의 결함준위에 따른 센서의 성능을 비교 분석한 결과와 반응용액 농도에 따른 센서의 민감도 결과는 그래핀 바이오센서에 대한 응용 및 상용화를 앞당기는데 기여할 것으로 예상한다.