• 전기화학회지
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• 제8권2호
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• pp.77-81
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• 2005

전기화학적으로 이온을 흡착시켜 이온을 제거하는 capacitive deionization(CDI)공정용 전극으로 탄소에어로젤에 실리카젤이 첨가된 다공성 탄소에어로젤 복합전극을 사용하여 1,000ppm NaCl수용액에서 탈염 특성에 대한 충전과 방전시 시간에 따른 전류 변화, CDI효율을 조사하였다. Paste rolling법으로 제조된 $10\times10cm^2$다공성 탄소에어로젤 복합전극은 촉매 분야에서 활용되고 있는 다공성 지지체인 실리카젤을 첨가함으로써 CDI 반응진행에 대한 전극활물질 탈락이 없이 전극의 성형성이 크게 향상되었고, 친수성과 전극의 기계적 강도 증가 및 CDI 효율을 증가시킬 수 있었다. 이러한 45개의 전극을 하나의 묶음으로 네 개의 단을 직렬연결 하여, CDI 시스템을 구성하였고 충전 시에는 1.2V, 방전 시에는 0.001V를 각각 10분간 인가하여 실험한 결과 $99\%$ 이상의 CDI 효율을 달성하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.383-383
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• 2014

최근 디스플레이, 태양전지 그리고 touch screen panels 등 optoelectronic 장치의 시장이 성장함에 따라 투명전극의 수요가 증가하고 있다. Indium tin oxide (ITO)의 좋은 특성 때문에 주로 투명전극에 많이 사용되고 있다. 그러나 화학적 안정성이 떨어지고, 휘어질 때 특성저하가 심하여 금속나노와이어, 탄소나노튜브, 전도성폴리머, 그리고 그래핀 등의 다른 투명전극의 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중에서 그래핀은 높은 전자 이동도(200000 cm2v-1s-1)와 휘어져도 전기적 크게 변하지 않는 특성 때문에 유망한 투명 전도성 전극 (Transparent Conductive Electrodes, TCEs)으로 연구되어왔다. 또한 다양한 속성 가운데, 높은 광 투과성은 그래핀의 가장 큰 장점이다 [1]. 최근, 화학 기상 증착 (Chemical Vapor Deposition, CVD) 등 다양한 제조 방법이 대량 생산을 위해 개발되었다. 그러나 이 방법은 비용이 많이 들며, 과정이 상당히 복잡하고 높은 온도 (${\sim}1000^{\circ}C$)를 필요로 한다. 따라서 용매 기반의 환원된 그래핀 산화물(Reduced Graphene Oxides, RGOs)이 최근 주목 받고 있다. 그러나 RGOs의 면저항이 높아 전극으로서 사용이 제한된다. 따라서 전기적 특성을 향상시키는 방법으로 단일 벽 탄소 나노튜브 (Single-Walled Carbon Nanotubes, SWNTs)를 혼합하거나 화학적 도핑을 통하여 면저항을 크게 향상시키는 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 이런 화학적 도핑의 경우 박막이 공기 중에 직접 산소나 습기와 반응하여 전기적 특성이 저하되는 문제점을 가지고 있다 [2]. 이러한 문제를 해결하기 위해 AuCl3을 도핑한 박막에 내열성 및 내광성 등의 화학적 안정성이 뛰어난 PEDOT:PSS를 코팅하여 필름의 공기중의 노출을 막아 줌으로써 도핑의 안전성 및 전기적 특성을 최적화하였다. 본 연구에서는 간단한 dip-coating방법을 사용하여 4개의 RGO/SWNTs 박막을 흡착하였다. 다음으로 AuCl3를 도핑하여 면저항 $4.909K{\Omega}$, $4.381K{\Omega}$인 두 개의 샘플의 시간과 온도에 따른 면저항의 변화를 확인하였다. 그리고 필름의 도핑 안전성을 향상 시키기 위해 AuCl3를 도핑한 필름 위에 전도성 폴리머 PEDOT:PSS 코팅하여 면저항 $886.1{\Omega}$, $837.5{\Omega}$인 두 개의 샘플의 시간과 온도에 따른 면저항의 변화를 확인하였다. AuCl3 도핑된 필름의 경우 공기 중에 150시간 노출 시 72%의 면저항 증가가 발생하였지만 PEDOT:PSS가 코팅된 필름의 경우 5%의 면저항 증가가 나타나 확연한 차이를 보였다. 또한 AuCl3 도핑한 필름의 경우 $150^{\circ}C$에서 60시간동안 공기중에 노출되었을 때 525%의 면저항 증가가 발생하였지만 PEDOT:PSS가 코팅된 필름의 경우 58%의 면저항 증가를 나타내었다. 이것은 PEDOT:PSS가 passivation역할을 하여 필름이 공기에 노출된 부분을 막아주어 도핑된 필름의 면저항의 변화를 줄여 주었음을 알 수 있다.

• 공업화학
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• 제22권3호
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• pp.243-248
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• 2011

상온에서 작동하는 고감도 수소 가스센서를 제조하기 위하여 Pt 촉매가 증착된 다공성 탄소나노섬유를 제조하였다. 나노섬유는 polyacrylonitrile을 탄소전구체로 하여 전기방사법을 이용하여 제조되었고, 탄소나노섬유의 제조를 위하여 열처리 공정을 거쳤다. 다음으로, 탄소나노섬유에 화학적 활성화 공정을 통하여 가스 흡착을 위한 높은 비표면적과 기공구조를 부여하였다. Pt는 수소가스에 대한 촉매효과를 위하여 스퍼터링법을 통해 다공성 탄소나노섬유에 증착되었다. 탄소나노섬유는 화학적 활성화 공정을 통해 비표면적이 $2093m^2/g$으로 100배 이상 증가하였고, 약 60 vol%의 미세기공이 부여되었다. Pt는 다공성 탄소나노섬유의 형태를 그대로 유지하면서 얇고 고르게 증착되었다. 제조된 가스센서의 반응속도와 민감도는 비표면적, 미세기공율의 증가와 Pt 증착에 의하여 증가하였다. 결과적으로 수소가스에 대한 탄소나노섬유 상온에서 감응특성은 화학적 활성화와 Pt의 촉매효과에 의하여 향상됨을 알 수 있었다.

• 전기화학회지
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• 제24권3호
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• pp.42-51
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• 2021

리튬/유황 전지 반응에서 리튬-폴리설파이드(Lithium polysulfide)는 사이클이 반복될수록 전해액에 해리되어 전지 수명을 저하시키는 큰 원인으로 작용한다. 액체 상태인 리튬-폴리설파이드가 전해액에 용해되지 않도록 유황을 담지하고 리튬-폴리설파이드의 흡착을 유도, 추가로 전도도까지 높일 수 있는 비표면적이 큰 다공성 탄소를 모색했다. 본 논문에서는 비표면적이 큰 다공성 탄소 구체를 얻기 위해 추가로 KOH 처리를 통해 1939 m²/g의 탄소 구체를 2200 m²/g으로 높였다. 또한, 유황과의 열처리를 통해 75wt%의 유황이 함유된 탄소 유황 화합물을 만들어 양극재료 사용가능성에 대한 물질 분석을 진행했다. Reference (622; 유황: 60%, 도전재: 20%, 바인더: 20%) 파우치 셀과 75 wt%의 탄소 유황 화합물을 이용하여 만든 파우치 셀의 전기화학적 특성 분석을 진행하였다. 이는 50 사이클 기준으로 Reference 대비 20%의 수명 증가와 10%의율 특성 향상을 보였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권3호
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• pp.297-300
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• 2011

Mechanical exfoliation 방법에 의해 제작된 그래핀(Few Layer Graphene: FLG) 소자에 양성자를 조사하여 의도적으로 결함의 수를 증가시켰다. 그 후 공기중에 노출되었을 때와 진공상태에서 보관한 후에 측정된 전기적 특성을 확인하였다. 또한 UV에 노출시킨 후와 진공상태에서 열처리를 진행한 후에 전기적 특성의 변화들을 관찰하였다. 진공상태에서 보관한 그래핀 소자는 표면에 흡착되어 도펀트로 작용하게되는 species의 수가 감소하기 때문에 전류가 감소하는 결과를 나타내었다. UV에 노출된 상태에서는 오존에 의한 영향으로 약간의 전류 상승이 일어나지만 케리어의 이동도가 감소하게 된다. 반면 진공상태에서 열처리 후에는 전류는 매우 감소하게 되지만 결함과 도펀트에 의한 케리어 산란 현상이 감소하게 되므로 이동도는 크게 증가하게 된다.

• 대한화학회지
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• 제32권1호
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• pp.37-47
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• 1988

많은 금속이온들에 대한 킬레이트시약으로 알려진 2-Amino-1-cyclopentene-1-dithiocarboxylate (acdc) 음이온의 전기화학적 거동을 직류 폴라로 그래피, 순환 전압전류법 및 양극 벗김 전압 전류법을 사용하여 수용액 및 아세톤 용액에서 각각 조사하였다. 수용액에서 glassy carbon 전극을 사용하였을 때 +0.25V vs. SCE에서 1전자 산화반응을 거쳐 acdc의 이합체가 생성됨을 확인하였으며 이 이합체는 glassy carbon 전극 표면에 석출되어 흡착이 일어남을 알 수 있었다. 이 흡착된 이합체가 +0.80V에서 2전자 산화반응을 거쳐 S가 한원자 유리된 고리를 형성하는 반응이 일어남을 알았다. 이러한 이합체 생성반응을 이용하여 이 화합물의 흡착성 양극 벗김 전압전류법에 의한 분석법을 조사하였다. 직류폴라로그래피를 사용한 벗김 전압-전류법에 의해 검량선을 얻은 결과 3${\times}10^{-5}{\sim}1.0{\times}10^{-6}$M 사이에서 좋은 직선성을 얻을 수 있었으며 확산 전류를 사용한 분석법에 비해 약 100배 가량 분석감도가 증진됨을 알 수 있었다. 이 때 검출한계는 $2.5{\times}10^{-7}$M 이었으며 $5.0{\times}10^{-6}$M 에서의 상대표준편차는 ${\pm}$4.1 % 이었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제31권호
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• pp.36-44
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• 1998

우리 나라에서 토양의 점토광물에 관한 최초의 연구는 1958년 김제지방의 답 토양에 관한 연구로 (Dewan, 1958)시작되었다. 1960년대 시작하여 1970년대 까지는 주로 토양점토광물의 동정이 이루어 졌다. 점토광물의 동정(同定)에 사용된 잔적토(殘積土)(Residual Soil)로는 화강암(花崗岩), 화강편마암(花崗片麻岩), 현무암(玄武岩), 석회암(石灰岩), 혈암(頁岩), 제(第)3기층(紀層), 홍적층(洪積層) 유래 토양과 토양종류별(土壤種類別)로는 과부식회색토(寡腐植灰色土), 염류토(鹽類土), 충적토(沖積土), 적황색토(赤黃色土), 화산회토(火山灰土), 퇴적토(堆積土), 갈색토(褐色土), 암쇄토(岩碎土), 저위생산답(低位生産畓)이였으며, 토양점토광물(土壤粘土鑛物)과 작물수량성(作物收量性) 관계에 관한 연구가 실시되었다. 1980년대에 들어와서는 토양중의 1차광물과 점토광물의 풍화에 대한 안정도와 1차광물의 동정이 행해졌으며, 이밖에 Kaolinite 입자의 전하에 관한 연구등 점토광물의 흡착과 활성 연구, 점토광물의 토양개량재로서의 흡착과 화학적 특성 변화 연구와 점토광물의 토양개량 시용효과에 관한 연구가 행해졌다. 1990년대에 들어와서는 토양 중의 1차광물과 점토광물의 정량에 대한 자료가 축척되었고, 토양의 풍화에 대한 안정성과 생성기작, Zeolite와 새로운 광물이 합성되었다. 또한 합성광물을 이용한 농업과 산업광물로의 응용성 환경 산업에서의 적용가능성에 대한 평가가 시도되었다. 토양의 점토광물의 조성에 관한 연구는 토양 모재를 중심으로 이루어졌는데, 화강암(花崗岩)에서는 Halloysite, 화강편마암(花崗片麻岩)에서는 Kaolinite, Metahalloysite, Illite, 산성암(酸性岩)에서는 Kaolinite, Venrmiculite와 Chlorite의 중간광물, 현무암(玄武岩)에서는 Illite, Kaolinite, Vermiculite, 석회암(石灰岩)에서는 Vermiculite-Chlorite 중간광물, Kaolinite와 Illite, 혈암(頁岩)에서는 Kaolinite, Halloysite, Illite 외 Vermiculite-Chlorite, 화산회토(火山灰土)에서는 Allophane이 주광물이었다. Soil Taxonomy와 토양광물과의 관계에서, 답 토양에서는 Entisols의 주점토광물은 2:1형과 1:1형 광물이지만 Inceptisols와 Alfisols에서는 Halloysite가 대부분이다. 밭 토양의 경우는 Alfisols의 주점토광물은 Vermiculite, Illite, Kaolinite이었고, Ultisols에서는 Vermiculite-Chlorite 중간광물이었다. 산림토양에서는 Inceptisols중에서 Andept는 Allophane, Alfisols에서는 2:1 광물이지만, Ultisols에서는 Halloysite이다. 모재별 조암 광물의 풍화와 점토광물의 생성과정에서 화강암(花崗岩)과 화강편마암(花崗片麻岩)의 장석류(長石類)는 kaoline광물로, 이 밖의 운모광물(雲母鑛物), 녹니석(綠泥石), 각섬석(角閃石), 휘석(輝石)으로부터 생성된 illite, chlorite, vermiculite는 풍화중간에 혼층단계(混層段階)를 거쳐서 kaoline 광물로 풍화된다. 석회암(石灰岩) 토양의 smectite가 Mg농도가 높은 토양용액으로부터 침전되어 생성되었거나 운모 또는 chlorite에서 유래된 vermiculite의 변성작용에 의해 생성되고, 혈암(頁岩)토양의 점토에 illite가 주로 풍화에 저항성이 큰 미립자의 함수백운모(含水白雲母)로부터 유래되며, 현무암(玄武岩) 중의 장석류(長石類)는 kaoline광물로, 휘석(輝石)은 chlorite${\rightarrow}$illite의 풍화과정을 거친다. Zeolite, 함불석 Bentonite, Bentonite 등 우량점토 광물이 분포과 광물조성, 이화학적 특성이 조사되었고, 토양의 물리적, 화학적 성질의 개선을 필요로 하는 토양의 개량을 위해서 Bentonite, Zeolite, Vermiculite 등의 토양 개량재(改良材)로서의 기초연구와 이들 개량재 시용효과에 관한 연구 등이 주로 논토양에서 수행되었다. 점토광물과 수량관계를 보면 Montmorillonite를 주점토광물로 함유된 답 토양의 수도수량이 1:1 광물을 주점토광물로 함유하고 있는 토양에서의 수도수량 보다 높았다. 토양광물에 관한 기초연구(基礎硏究)로서 양이온교환능과 포화이온의 영향, 입자의 전기화학적 성질, 흡탈착 성질, 표면적과 등전점, 해성점토에 대한 압밀점토(壓密粘土)의 변형율(變形率)의 추정 등이 주로 연구되었다. 부가가치가 낮거나 폐기되는 광물을 이용하여 토양개량재 혹은 흡착제를 형성하는 연구가 알카리 처리에 의한 Zeolite 합성에 집중되었다.

• 분석과학
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• 제5권3호
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• pp.249-261
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• 1992

무거운 란탄족 이온($Gd^{3+}$, $Tb^{3+}$, $Dy^{3+}$, $Ho^{3+}$, $Er^{3+}$, $Tm^{3+}$, $Yb^{3+}$ 및 $Lu^{3+}$)과 alixarin red S(ARS) 사이에 생성한 착물의 전기화학적 거동을 직류폴라로그래피, 펄스차폴라로그래피 및 순환전압전류법으로 연구하였다. 0.1M LiCl 지지전해질 용액에서 착화제인 ARS는 2전자 1단계의 가역성환원반응으로 $30^{\circ}C$까지는 확산 지배적이었으며 전극반응에서 흡착이 거의 일어나지 않았다. 란탄족 이온과 ARS는 1:3 착물을 형성하였으며 이 착물의 환원파는 펄스차이폴라로그래피 및 순환전압전류법으로 흡착성 착물파임을 확인하였다. 착물파의 환원전위는 ARS의 환원파보다 음전위에서 나타났으며 란탄족이온의 농도의 증가에 따른 ARS의 봉우리전류($P_1$)의 감소와 착물의 봉우리전류($P_2$)의 증가는 pH=9.5, 0.1M LiCl 및 ARS의 농도 $1{\times}10^{-3}M$일 때 란탄족 이온의 농도 $2{\times}10^{-6}M{\sim}6.4{\times}10^{-5}M$ 범위에서 직선적으로 변화하였다.

• 대한화학회지
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• 제51권1호
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• pp.14-20
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• 2007

금(Au) 전극 위에 전해 석출한 철족 원소(Fe, Co, Ni)를 전극으로 phthalate 완충 용액에서 철족 원소의 부식과정을 조사하였다. Phthalate 완충용액의 pH의 변화에 대한 부식전위와 부식전류를 측정하여 각 원소(Fe, Co, Ni)전극의 산화반응과 환원반응에 대한 Tafel 기울기를 구하였으며 Tafel 기울기를 포함한 정량적인 전기화학 인자를 측정하여 전극의 산화반응과 환원반응에 대한 반응 메커니즘을 제안하였다. Phthalate 완충 용액에 존재하는 화학 종의 흡착은 철족 원소 전극의 산화반응에 영향을 미치는 것으로 보인다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.168-168
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• 2016

최근 크로메이트 피막의 대체로서 실란 커플링제를 사용한 화성처리가 주목되고 있다. 실란 커플링제는 $R^{\prime}-(CH_2)_n-Si(OR)_3$로 나타내며 OR은 가수분해 가능한 메톡시기, 에톡시기 등의 알콕시기이다. OR기는 가수분해하여 반응성이 높은 시라놀기(-SiOH)를 생성하여 금속표면에 흡착하기 쉽다. 이후, 건조할 때 탈수 축합하여 공유결합이 가능하다. R'는 탄화수소에 한정되지 않고 성질이 다른 원소의 관능기를 나타내며 아미노(amino)기, 글리시딜(glycidyl)기, 멜캅토(melcapto)기, 비닐(vinyl)기를 들 수 있다. 실란 커플링제 가운데 아미노기를 갖는 실란 커플링제는 아연도금 강판을 포함한 다양한 금속의 내식성을 향상시킬 수 있는 화합물의 하나이다. 본 연구에서는 아미노기를 함유한 실란 커플링제에 인산 수용액을 도포하여 수세하지 않고 건조하여 피막을 형성시켰다. 또 부식거동 조사를 목적으로 아미노기를 함유한 실란 커플링제를 사용하여 초산첨가의 경우와 비교하였다.