• 제목/요약/키워드: 화학합성

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고효율의 리튬/공기 이차전지 공기전극용 Mn1+XCo2-XO4 고용체 촉매 합성 및 분석 (Synthesis and Characterizations of Mn1+XCo2-XO4 Solid Solution Catalysts for Highly Efficient Li/Air Secondary Battery)

  • 박인영;장재용;임동욱;김태우;심상은;박석훈;백성현
    • 전기화학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.137-142
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    • 2015
  • $Mn_{1+X}Co_{2-X}O_4$ solid solutions with various Mn/Co ratios were synthesized by a combustion method, and used as cathode catalysts for lithium/air secondary battery. Their electrochemical and physicochemical properties were investigated. The morphology was examined by transmission electron microscopy (TEM), and the crystallinity was confirmed by X-ray diffraction (XRD) analyses. For the measurement of electrochemical properties, charge and discharge measurements were carried out at a constant current density of $0.2mA/cm^2$, monitoring the voltage change. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) analyses were also employed to examine the change in charge transfer resistance during charge-discharge process. $Mn_{1+X}Co_{2-X}O_4$ solid solutions showed enhanced cycleability as a cathode of Li/air secondary battery, and the performance was found to be strongly dependent on Mn/Co ratio. Among synthesized catalysts, $Mn_{1.5}Co_{1.5}O_4$ exhibited the best performance and cycleability, due to high charge transfer rate.

R.F. Magnetron Sputtering을 이용한 리튬이차전지 부극용 Sn1-xSixO2의 제조 및 특성 (Fabrication and Characterization of Sn1-xSixO2 Anode for Lithium Secondary Battery by R.F. Magnetron Sputtering Method)

  • 이상헌;박건태;손영국
    • 한국세라믹학회지
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    • 제39권4호
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    • pp.394-400
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    • 2002
  • 리튬 이차전지용 부극재료로 미량의 실리콘이 첨가된 주석산화물 박막을 R.F. magnetron sputtering법을 이용하여 제조하였다. 실리콘의 첨가로 인해 주석의 산화상태를 감소시켜서 첫 번째 충방전 동안 비가역성을 감소시키는 전기 화학적 결과를 얻을 수 있었다. 주석 산화물 박막의 결정 배향성은 기판온도가 올라감에 따라서 (110),(101),(211) 면들이 성장하였다. 합성된 박막은 기판온도가 $300^{\circ}C$이고 $Ar:O_2$의 비가 7:3일때, 700mAh/g의 에너지 밀도를 가지며 가장 좋은 가역성능을 보여주었다.

리튬이온이차전지용 구형 Li4Ti5O12 음극 합성 및 Y와 Nb 도핑에 따른 전기화학적 특성 (Preparation of Spherical Li4Ti5O12 and the Effect of Y and Nb Doping on the Electrochemical Properties as Anode Material for Lithium Secondary Batteries)

  • 지미정;권용진;김은경;박태진;정성헌;최병현
    • 한국세라믹학회지
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    • 제49권6호
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    • pp.659-662
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    • 2012
  • Yttrium (Y) and niobium (Nb) doped spherical $Li_4Ti_5O_{12}$ were synthesized to improve the energy density and electrochemical properties of anode material. The synthesized crystal was $Li_4Ti_5O_{12}$, the particle size was less than $1{\mu}m$ and the morphology was spherical and well dispersed. The Y and Nb optimal doping amounts were 1 mol% and 0.5 mol%, respectively. The initial capacity of the dopant discharge and charge capacity were respectively 149mAh/g and 143 mAh/g and were significantly improved compared to the undoped condition at 129 mAh/g. Also, the capacity retention of 0.2 C/5 C was 74% for each was improved to 94% and 89%. It was consequently found that Y and Nb doping into the $Li_4Ti_5O_{12}$ matrix reduces the polarization and resistance of the solid electrolyte interface (SEI) layer during the electrochemical reaction.

세균성 리파제의 분자구조와 작용기작 (Molecular Structures and Catalytic Mechanism of Bacterial Lipases.)

  • 김형권
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.311-321
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    • 2003
  • 세균은 지방을 분해할 수 있는 다양한 리파제를 생산한다. 리파제는 반응조건에 따라서 지방의 합성도 수행할 수 있는데 , 이러한 효소반응과정에서 고도의 기질특이성과 위치특이성 및 입체특이성을 보이기 때문에 제약산업과 정밀화학산업에서 효소촉매로서 널리 사용되고 있다. 지금가지 200종류 이상의 리파제효소가 보고되었으며, 이것들은 효소생산기원과 아미노산 상동성을 기준으로 6개의 family로 분류된다. 지난 10년 간 세균 리파제 6종에 대한 3D구조가 밝혀졌다. 이것들은 모두 중심부분에$\alpha/\beta$폴딩구조와 세린, 히스티딘, 아스팔틴산으로 구성된 활성부위를 공통적으로 갖고 있다. 활성부위를 양친성 $\alpha$나선구조가 뚜껑처럼 덮고 있으며, 물과 오일의 경계면을 만나면, 이 뚜껑이 열리고 효소활성이 크게 증가하는 '계면활성화' 현상을 보인다. P. cepacia 리파제 구조에는 기질과 결합하는 4개의 포켓이 있는데 이중 하나는 옥시음이온 구멍이고, 다른 세 개는 기질의 sn-1, sn-2, sn-3 지방산과 결합하는 부위이다. 이 포켓의 크기와 방향 및 소수성정도에 의해서 효소의 기질특이성과 입체특이성이 결정된다. 현재 이러한 구조연구를 기반으로 사용목적에 따른 맞춤 효소를 생산하기 위한 효소 개량연구가 활발히 진행되고 있다.

유-무기 하이브리드 하드마스크 소재의 합성 및 식각 특성에 관한 연구 (Synthesis and Etch Characteristics of Organic-Inorganic Hybrid Hard-Mask Materials)

  • 유제정;황석호;김상범
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제12권4호
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    • pp.1993-1998
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    • 2011
  • 반도체 산업은 지속적으로 비약적인 발전을 이루어내면서 점점 고집적회로를 제작하기 위하여 패턴의 미세화가 이루어지게 되었다. 현재 미세 나노패턴의 형성을 위하여 여러층의 하드마스크가 사용되고 있으며, 화학증기증착(CVD)공정을 이용하여 형성한다. 이에 본 연구에서는 스핀공정(spin-on process)이 가능한 유-무기 하이브리드 중합체를 이용한 단일층의 하드마스크를 제작하였는데, 하드마스크 내의 무기계 성분이 감광층 보다 쉽게 식각되는 반면에 하드마스크의 유기계 성분으로 인해 substrate층 보다 덜 식각되었다. 유-무기 하이브리드 중합체를 이용한 하드마스크막의 광학 및 표면 특성을 조사하였고, 감광층과 하드마스크막의 식각비를 비교하여 유-무기소재의 하이브리드중합체에 대한 미세패턴을 형성시킬 수 있는 하드마스크막으로써의 유용성을 확인하였다.

수소발생반응을 위한 Ni4Cr 나노 섬유 전기화학 촉매 합성 및 특성 분석 (Synthesis and Characterization of Ni4Cr Nanofiber Electrocatalyst for Hydrogen Evolution Reaction)

  • 이정훈;장명제;박유세;최승목;김양도;이규환
    • 한국표면공학회지
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    • 제50권5호
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    • pp.322-331
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    • 2017
  • Hydrogen evolution reaction(HER) was studied over $Ni_4Cr$ nanofibers(NFs) prepared by electrospinning method and oxidation/reduction heat treatment for alkaline water electrolysis. The physicochemical and electrochemical properties such as average diameter, lattice parameter, HER activity of synthesized $Ni_4Cr$ NFs could be modified by proper electrospinning process condition and reduction temperature. It was shown that $Ni_4Cr$ NFs had average diameter from 151 to 273 nm. Also, it exhibited the overpotential between 0.419 V and 0.526 V at $1mA/cm^2$ and Tafel slope of -334.75 mV to -444.55 mV per decade in 1 M KOH solution. These results indicate that $Ni_4Cr$ NFs with reduction heat treatment at $600^{\circ}C$ show thinnest diameter and highest HER activity among the other catalysts.

염산 산세 폐액에서의 철산화물의 회수 (Formation of Iron Oxides in a Waste Pickling Liquor)

  • 이성룡;정유엽;안영민;윤정;황용길
    • 자원리싸이클링
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    • 제1권1호
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    • pp.44-50
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    • 1992
  • 소규모공장 규모의 알카리 및 산공정법에 의해 철강의 산세 폐액으로부터 $\alpha$-FeOOH를 제조하였으며, 이 때 합성된 분체를 TEM, SEM, TG-DTA, XRD, VSM 및 화학분석으로 물성을 조사하였다. 실험결과에 의하면, $\alpha$-FeOOH의 제조에 있어서 알카리 공정의 반응 시간이 짧으며, 제조된 분체는 약 $0.5\mu\textrm{m}$의 크기로 침상을 나타내었다. 또한 제조 방법에 따라 $\alpha$-FeOOH 와 $\alpha-Fe_2O_3$가 생성되며 이들은 미려한 황색 및 적색을 띠고 있었고 $\alpha-Fe_2O_3$$370^{\circ}C$의 수소 분위기에서 1시간 환원하면 367(Oe) 및 86.7 (emu/g)의 자성을 갖는 $Fe_3O_4$ 가 얻어질 수 있었다.

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탄소에 의한 전기로 분진의 환원반응에 관한 연구 (A Study on the Reduction of Electric Arc Furnace Dust with Carbon)

  • 진영주;김영진;박병구;이광학;김영홍;이재운
    • 자원리싸이클링
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    • 제7권3호
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    • pp.27-35
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    • 1998
  • 전기로 제강업체에서 생성되는 분진을 매립할 경우 토양 및 수질오염등의 심각한 환경문제를 야기시킬 수 있지만 적절한 처리공정을 거치게 되면 고부가가치를 얻을 수 있는 Fe, Zn, Pb, Cd 등의 원소들이 함유되어 있다. 이에 국내외 제강업체에서는 폐자원의 재자원화 측면 뿐만 아니라 환경오염 억제 차원에서 이러한 전기로 분진중 유가금속의 회수를 위한 처리공정의 개발이 시급히 요구되고 있으나, 현재 전기로 분진의 대부분은 재활용 처리되지 않고 매립되고 있는 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 전기로 분진에 함유된 산화철을 Fe로 회수하기 위한 기초자료를 얻고자 실제 전기로 분진의 화학적 조성과 유사한 시료를 제조하여 $1500^{\circ}C$ Ar 분위기 하에서 탄소첨가량 및 연기도의 변화가 슬래그내의 $Fe_2O$ 회수율에 미치는 영향을 조사하였으며 그 결과는 다음과 같다. 합성시료의 고온용융특성 조사에서 탄소환원당량 대비 탄소첨가량이 증가함에 따라 연화점 및 용융점이 증가하였으며 슬래그중 $Fe_2O$의 환원속도는 탄소환원당량대비 탄소첨가량이 100%, 염기도 1.7에서 가장 높았다. 또한 $Fe_2O$의 환원반응차수는 거의 1차반응임을 알 수 있었다.

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폐산화철촉매에 의한 폐수중 Ni, Cu, Fe, Zn이온 회수에 관한 기초연구 (A basic study on the recovery of Ni, Cu, Fe, Zn ions from wastewater with the spent catalyst)

  • 이효숙;오영순;이우철
    • 자원리싸이클링
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    • 제13권2호
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    • pp.3-8
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    • 2004
  • 석유화학공정에서 발생하는 산화철폐촉매를 이용하여 폐수 중 중금속회수에 관한 기초연구를 실시하였다. Zn, Ni, Cu, 및 Fe의 농도가 200mg/L인 각각의 합성폐수에 폐촉매 첨가량을 변화하여 실험한 바, 각 금속의 98% 회수율을 얻은 폐촉매 첨가량은 Cu 와 Fe 폐수 :2% 이상, Zn 폐수:3% 이상, Ni 폐수 :7% 이상이었다. 또한 폐산화철 촉매로서 Zn, Ni, Cu 및 Fe 금속의 98% 이상 회수할 수 있는 각각의 폐수 pH는 Ni: 10.6 이상, Cu: 8.0 이상, Fe:6.5 이상, Zn:8.5 이상이었다. 따라서 폐산화철 촉매에 의한 폐수 중 중금속 회수는 폐촉매의 알카리성분에 의한 침전이 주 메카니즘이고, 각 금속의 수산화침전 pH이하 폐촉매의 등전점(pH 3.0) 이상의 pH범위에서는 금속이온이 폐촉매 표면에서 물리흡착에 의해 일부 회수된다.

정공 전달물질 및 적색발광 물질이 곁사슬에 포함된 비공액 고분자의 합성과 특성 분석 (Synthesis and Characterization of Non-Conjugated Polymers with Hole-Conductor and Red-Emitter in Side-Chain)

  • 심나영;이후성
    • 폴리머
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    • 제29권5호
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    • pp.486-492
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    • 2005
  • 적색을 낼 수 있는 물질을 만들기 위해 비공액 주사슬로 되어 있는 고분자의 곁사슬에 스티렌 분자가 연결되어 있는 트리페닐아민, 반응성 있는 작용기를 가진 아미노벤즈알데히드 그룹, 및 PM(4-(dicyanomethylene)-2-(tertbutyl)4H-pyran) 그룹을 도입하였다. 이 고분자의 전자 흡수 스펙트럼은 용액과 필름 상태에서 비슷하였다. 모든 고분자는 전기화학적으로 활성을 보였으며, 전기 발광 소자를 작동하였을 때 700nm 근처에서 적색을 보였다. $ITO/PPV/P5-PM/BCP/Alq_3/Al$으로 구성된 소자는 $50mA/cm^2$의 낮은 전류 밀도에서 $120cd/m^2$의 밝기를 보였으며, 외부 양자 효율은 $0.67\%$를 나타내었다. 발광 고분자 층에서의 균형있는 전하의 재결합을 유도하여 소자의 발광 효율을 높일 수 있었다. 이중 기능성(bifunctionalized)을 도입함으로써 적색 발광을 내면서 효율이 높은 발광 고분자를 개발하였다.