• Title/Summary/Keyword: 세륨

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Synthesis of Cerium Doped Yttrium Aluminum Garnet Hollow Phosphor Based on Kirkendall Effect

  • Kim, Min-Jeong;Suphasis, Roy;Gong, Dal-Seong;Jeong, Hyeon-Seok
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2012.08a
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    • pp.185-185
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    • 2012
  • 중공 발광 나노 물질은 특유의 구조적 특성(낮은 밀도, 높은 비표면적, 다공성 물질, 낮은 열팽창계수 등)과 광학적 성질을 이용하여 디스플레이 패널, 광결정, 약물전달체, 바이오 이미징 라벨 등의 다양한 적용이 가능하다. 이러한 적용에 있어 균일한 크기와 형태의 중공 입자는 필수 조건으로 여겨진다. 지금까지 합성된 중공 발광 입자에는 BaMgAl10O17 : Eu2+-Nd3+, Gd2O3 : Eu3+, $EuPO_4{\cdot}H_2O$과 같은 것들이 있으나 크기 조절이 어렵고, 그 균일성이 확보되지 못하였다. 균일한 크기의 중공 발광 입자를 만들기 위해 SiO2나 emulsion을 템플릿으로 이용하여 황화카드뮴, 카드뮴 셀레나이드 중공 입자를 합성한 예가 있으나, 양자점의 독성으로 인하여 바이오분야 응용에는 적합하지 않다. YAG는 모체로써 형광체에서 가장 많이 이용되는 물질로, 화학적 안정성과 낮은 독성, 높은 양자 효율 등 많은 장점을 갖고 있다. 특히 세륨이 도핑된 YAG형광체의 경우 WLED, 신틸레이터, 바이오산업에 적용이 가능하다. 그러나 지금까지 중공 YAG:Ce3+형광체를 합성한 예가 없었다. 본 연구에서는 단분산 수화 알루미늄 (Al(OH)3) 입자 위에 세륨이 도핑 된 이트륨 베이직 카보네이트 ($Y(OH)CO_3$)를 균일하게 코팅한 후 열처리를 하여 균일한 크기의 Y3Al5O12:Ce3+(YAG) 중공 입자를 합성하였다. 열처리 온도에 따른 고분해능 투과 전자 현미경(HRTEM), X-선 회절(XRD), 고분해능 에너지 분광법(HREDX) 분석결과, 중공 YAG: Ce3+입자는 Kirkendall 효과에 의해 형성됨을 확인하였다. 전계방사형 주사 전자 현미경(FE-SEM) 측정을 통해, 열처리 후에도 입자의 크기와 형태가 균일함을 확인하였으며, 공초점 현미경 관찰을 통해 중공 형태를 명확히 확인 할 수 있었다. Photoluminescence (PL) 분광법과 형광 수명 이미징 현미경(FLIM)을 이용한 광 특성 분석결과, 합성된 입자는 400-500 nm에서 흡수 파장 (456 nm에서 최대 강도)과 500-700 nm 범위의 발광 파장(544 nm에서 최대 강도)을 나타냈고, 상용 YAG: Ce3+(70 ns)에 준하는 74 ns의 잔광 시간(decay time)이 측정되었다. 단분산 수화 알루미늄 입자의 크기를 조절하여 최종 합성된 YAG: Ce3+의 크기를 조절할 수 있었다. 지름 약 600 nm의 Al(OH)3를 사용한 경우, $1,300^{\circ}C$에서 열처리를 한 후 평균 지름 590 nm의 중공입자를 합성하였고, 약 170 nm의 Al(OH)3를 이용하여, 더 낮은 온도인 $1,100^{\circ}C$에서의 열처리를 통해 평균지름 140 nm의 중공 YAG: Ce3+입자를 합성하였다. 본 연구를 통하여 합성된 균일한 크기의 YAG 중공입자는 LED와 같은 광전변환 소자 및 다기능성 바이오 이미징 등의 나노바이오 소자 분야에 활용될 수 있음이 기대된다.

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Sorption Behavior of Cesium-137, Cerium-144 and Cobalt-60 on Zeolites (제오라이트에 대한 세슘-137, 세슘-144 및 코발트-60 흡착거동)

  • Kim, Seok-Chul;Lee, Byung-Hun
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • v.10 no.1
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    • pp.3-13
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    • 1985
  • The sorption behavior of some typical fission products such as Cs-137, long-lived radionuclide; Ce-144, rare-earth element; and Co-60, corrosion product on zeolite A, zeolite F-9 (faujasite) and amorphous zeolite was determined with the salt concentrations, 0.01 M- to 2.0 M- nitric acid and ammonium nitrate, and the shaking time, 15 minutes interval from 15 minute to 90 minute. Kd values were obtained through the batch experiment. In conclusion, the optimal conditions for isolation and removal of the typical radionuclides are as following: zeolite, amorphous zeolite; concentration, $0.01\;M-HNO_3\;and\;0.1\;M-NH_4NO_3$; pH4; shaking time, one hour; the most effective species, Cs-137.

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Electrochemical studies of nano-scale solid electrolyte powder prepared by chemical synthesis process (화학적합성법에 의한 나노 고체 전해질 분말 합성 및 전기화학적 평가)

  • Kim, Young-Mi;Shin, Yu-Cheol;Kim, Ho-Sung
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2009.06a
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    • pp.295-298
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    • 2009
  • Oxygen ionic conductors of CeScSZ electrolyte in SOFC unit cell are applied to anode and cathode as well as electrolyte to have the triple-phase-boundaries of electrochemical reaction, and it is required to decrease the sintering temperature of anode-supported electrolyte by the nanoscale of CeScSZ electrolyte powder. In this report, nanoscale CeScSZ electrolyte powder was synthesized by chemical synthesis method. The particle size, surface area and morphology of the powder were observed by SEM and BET. Thin film electrolyte of under $10{\mu}m$ was fabricated by tape casting using the synthesized CeScSZ electrolyte powder, and ionic conductivity and gas permeability of electrolyte film were evaluated. Finally the SOFC unit cell was fabricated using the anode-supported electrolyte prepared by a tape casting method and co-sintering, in which the active layer, measuring $20{\mu}m$, was introduced in the anode layer to provide a more efficient reaction. Electrochemical evaluations of the SOFC unit cell, including measurements such as power density and impedance, were performed and analyzed.

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Studies on the Cosmetic Analysis based upon Oxidation Reduction Reactions (산화환원 반응을 이용한 화장품 분석에 관한 연구)

  • Kim, Young-So;Kim, Boo-Min;Park, Sang-Chul;Park, Jeong-Eun;Jeong, Hye-Jin;Chang, Ih-Seop
    • Journal of the Society of Cosmetic Scientists of Korea
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    • v.33 no.1 s.60
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    • pp.11-15
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    • 2007
  • Oxidation/reduction titrations are important quantitative procedures for many chemicals. Several widely used analytical methods for cosmetic ingredients are based on the redox reactions. In this article, we summarized basic theories of redox titration and applications. Determination of unsaturation properties based on iodine or bromine number, quantitation of hydrogen peroxide or peroxide materials in several cosmetic ingredients and measurement of titanium dioxide, widely used sunscreen agent, in cosmetics are discussed here.

Activity of Ni/Ce-ZiO2 Catalyst on the Steam Reforming Reaction with Pretreatment Conditions (전처리 조건에 따른 Ni/Ce-ZiO2촉매의 수증기 개질반응 활성)

  • Oh, Young-Sam;Song, Taek-Yong;Baek, Young-Soon;Jun, Ki-Won
    • Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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    • v.14 no.1
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    • pp.1-7
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    • 2003
  • In this study, activity changes of $Ni/Ce-ZrO_2$ catalyst for steam reforming reaction in the various steam treatment condition were investigated and BET, XRD and XPS analysis were introduced to characterize the catalyst before and after treatment. Activity test showed that $Ni/Ce-ZrO_2$ catalyst had good activity after reduction in steam reforming reaction but deactivated rapidly after steam treatment at high temperature. Activities of deactivated catalyst by steam was recovered to die previous activity level after reduction using hydrogen rich gas. It was observed that catalytic activity was preserved after repeated steam treatment, too. It showed that change of catalytic activity due to steam treatment is perfectly reversible. From the BET, XRD and XPS analysis, deactivation of $Ni/Ce-ZrO_2$ catalyst was due to the transition from Ni, that is activity site for steam reforming reaction, to $NiAl_2O_4$ in steam treatment at high temperature.

에탄올을 첨가한 reflux법 나노 세리아 합성

  • Jo, Min-Yeong;Lee, Jae-Won;Park, Seon-Min;Choe, Heon-Jin
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2008.11a
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    • pp.162-162
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    • 2008
  • 세리아는 고체 산화물 연료전지(SOFC, solid oxide fuel cell)의 전해질 재료와CMP( chemical mechanical polishing) 슬러리 재료, 자동차의 3원 촉매, gas sensor, UV absorbent등 여러 분야에서 사용되고 있다. 본 연구에서는 세리아의 입자의 크기와 형상을 조절하여 성능 및 물성을 향상시켜 보다 넓은 분야의 활용을 하고자 실험을 실시하였다. 세리아 합성에 사용되는 전구체인 cerium carbonate의 특성이 세리아 분말의 물리화학적 특성에 직접적인 영향을 주기 때문에 전구체의 합성 단계에서 형상과 크기를 조절하고자 하였다. 세륨염으로 cerium nitrate hexahydrate, 균일침전반응을 할 수 있는 urea를 침전제로 사용하였다. 반응 용매의 유전상수를 조절하고 반응의 과포화도 변화를 이용하기 위하여 에탄올을 첨가하여 입자의 크기 및 형상을 조절, cubic형태의 $Ce_2O(CO_3)_2{\cdot}H_2O$ 결정상을 가지는 세리아 전구체를 합성하였다. 이렇게 생성된 전구체를 $1000^{\circ}C$에서 2시간동안 하소하여 세리아를 합성하고 반응시간, 농도, 에탄올의 함량 변화에 대해 XRD, FE-SEM, particle size analyzer, micropore physisorption analyzer 분석을 통하여 입자의 결정상과 형상, 입도 분포 및 기공분포 등을 반응인자의 변화에 따라 비교 및 해석하였다.

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Effect of Support in HI Decomposition Reaction using Pt Catalyst (Pt 촉매를 이용한 HI분해반응에서 지지체에 따른 영향)

  • Ko, Yun-Ki;Park, Chu-Sik;Kang, Kyoung-Soo;Bae, Ki-Kwang;Kim, Young-Ho
    • Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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    • v.22 no.4
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    • pp.415-423
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    • 2011
  • HI decomposition step certainly demand catalytic reaction for efficient production of hydrogen in SI process. Platinum catalyst can apply to HI decomposition reaction as well as hydrogenation or dehydrogenation. Generally, noble metal is used as catalyst which is loaded form for getting high dispersion and wide active area. In this study, Pt was loaded onto zirconia, ceria, alumina, and silica by impregnation method. HI decomposition reaction was carried out under the condition of $450^{\circ}C$, 1atm, and $167.76h^{-1}$ (WHSV) in a fixed bed reactor for measuring catalytic activity. And property of a catalyst was observed by BET, TEM, XRD and chemisoption analysis. On the basis of experimental results, we discussed about conversion of HI according to physical properties of the loaded Pt catalyst onto each support.

Study on the Abrasive Capsulation Pad in Interlayer Dielectric Chemical Mechanical Polishing (층간절연막 화학기계연마에서 입자코팅패드에 관한 연구)

  • Kim, Ho-Yun;Park, Jae-Hong;Jeong, Hae-Do;Seo, Hyeon-Deok;Nam, Cheol-U;Lee, Sang-Ik
    • Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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    • v.18 no.11
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    • pp.168-173
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    • 2001
  • The chemical mechanical polishing (CMP) is generally consisted of pad, slurry including abrasives and so on. However, there are some problems in a general CMP: defects, a high Cost of Consumable (CoC), an environmental problem. The slurry including abrasives especially gives rise to not only increase a CoC, but also prohibition from achieving an eco-process. This paper introduces an abrasive capsulation pad to achieve an eco-process decreasing abrasives used is CMP. The binder wth a water a water swelling and a water soluble characteristic is used for an auto-conditioning, and the $CeO_2$abrasive is selected for an abrasive capsulation pad. Comparing with a conventional CMP, an abrasive capsulation pad appears good characteristics in ILD CMP and is able to achieve an eco-process decreasing wasted slurry.

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Study on Characteristics of coated fabric using nano-particle (나노물질이 코팅된 직물의 기능성 향상에 관한 연구)

  • Kim, Jong-Won;Yoon, Seok-Han;Yeum, Jeong-Hyun;Bae, Eun-A
    • Proceedings of the Korean Society of Dyers and Finishers Conference
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    • 2011.11a
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    • pp.55-55
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    • 2011
  • 국내의 등산용 아웃도어 제품의 경우, 기능성인 투습도와 내수압만을 증대시키려는 연구가 주류를 이루고 있었다. 하지만, 실제 등산용 아웃도어의 경우 산악지형인 고지대에서 사용시간이 많으므로, 이에 따른 장시간의 직접적인 태양광 노출로 인한 인체에 치명적인 영향을 야기시키고 있지만, 인체 보호용 헬스케어 아웃도어 제품에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 태양광은 자외선 2.5%, 가시광선 51.5%, 적외선 46.0%의 광량 비율을 가지고 있으며, 이 중 자외선은 광량은 적지만 에너지적으로 높아 유기물 분해 및 열화를 일으킨다. 이러한 자외선을 차단하기위해 아웃도어 의류에서는 유무기하이브리드 소재를 표면에 코팅시키게 되며, 기능성 코팅액내에 함유되어 있는 나노분말의 경우 이산화티타늄($TiO_2$), 산화세륨(CeO), 산화아연(ZnO), 삼산화텅스텐($WO_3$), 산화마그네슘(MgO) 등이 주로 사용되어 진다. 본 연구에서는 자외선 흡수소재로 나노산화아연분말을 이용하여, 그 입도 및 코팅용 희석 용매내의 분산성을 확인하고, 함유량을 달리한 코팅 수지를 제조하여, 코팅시편 제조 후 그 특성을 비교/분석하여 자외선 차단 효과를 확인하고자 한다.

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Characteristics of Conversion Coating of AZ31 Magnesium Alloy Formed in Chromium-Free Cerium-Based Solution (크롬 프리 세륨 용액에 의한 AZ31 마그네슘 합금의 화성 피막에 대한 특성 평가)

  • Kim, Myung Hwan;Lee, Dong Uk;Kwag, Sam-Tag;Moon, Myung-Jun
    • Journal of the Korean institute of surface engineering
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    • v.49 no.1
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    • pp.62-68
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    • 2016
  • A chromium-free Ce-based conversion coating formed by immersion in a solution containing cerium chloride and nitric acid on AZ31 magnesium alloy has been studied. The effects of acid pickling on the morphology and the corrosion resistance of the cerium conversion coating were investigated. The corrosion resistance of the conversion coating prepared on AZ31 Mg alloy after organic acid pickling was better than that of inorganic acid pickling. The morphology of the conversion-coated layer was observed using optical microscope and SEM. Results show that the conversion coatings are relatively uniform and continuous, with thickness 1.0 to $1.1{\mu}m$. The main elements of the conversion coating of AZ31 Mg alloy are Mg, O, Al, Ce and Zn by EDS analysis. The electrochemical polarization results showed that the Ce-based conversion coating could reduce the corrosion activity of the AZ31 Mg alloy substrates in the presence of chloride ions.