• 한국광물학회지
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• 제17권4호
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• pp.299-307
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• 2004

층간 양이은종이 다른 두 종류의 몬모릴로나이트에 대한 계면활성제의 흡착을 통해 몬모릴로나이트 표면에서 흡착거동하는 계면활성제의 시간적인 변화를 관찰하였다. 계면활성제의 미셀 농도를 다르게 하여 시간이 경과(0.1분～11일)함에 따라 몬모릴로나이트에 대한 계면활성제의 비평형 활동성을 관찰하였다. N몬모릴로나이트(SWy)는 Ca-몬모릴로나이트(Shz)와 비교했을 때 계면활성제가 몬모릴로나이트 충간에 보다 활동적으로 침투 및 흡착하였다. SWy의 층간간격은 반응초기부터 시간이 경과함에 따라 급격히 팽창하였지만, SAz의 경우에서는 반응 후반기에만 층간간격이 현저히 팽창되었다. 이상의 결과로부터 두 몬모릴로나이트의 서로 다른 평창특성은 부분적으로 자신들의 본질, 즉 몬모릴로나이트 내에 존재하는 무기양 이온들의 영향 때문인 것으로 보인다. 또한, 계면활성제의 미셀 농도는 유기-몬모릴로나이트의 발달, 즉 비평형 상태에서의 유기점토복합체 형성과 안정에 큰 영향을 끼치는 것으로 보인다.

• 상하수도학회지
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• 제26권2호
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• pp.275-283
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• 2012

MCM-41(Mobil's Composition of Matter-41) and expanded graphite(EG) were investigated as potential adsorbents for heavy metal ions including Pb(II), Cu(II) and Ni(II) in various aqueous chemistries. MCM-41 showed shorter equilibrium times and higher adsorption capacities for all three heavy metal ions compared to expanded graphite. The adsorption of three heavy metal ions was significantly affected by the solution pH due to the competition with $H_{3}O^{+}$ at lower pH and precipitation at neutral or higher pH. Adsorptions of heavy metal ions onto MCM-41 and expanded graphite were successfully described with the pseudo-second-order model. During the competitive adsorption of three heavy metal ions, the selectivity of Pb(II) was highest and almost same selectivity was observed with Cu(II) and Ni(II) when MCM-41 was used as an adsorbent, while the expanded graphite exhibited the highest selectivity to Pb(II), followed by Ni(II) and Cu(II).

• 센서학회지
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• 제8권6호
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• pp.448-453
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• 1999

Pd-SiC 쇼트키 다이오드를 이용한 수소 가스 센서를 개발하였다. Pd-SiC 쇼트키 다이오드의 수소 가스 감지특성을 I-V 및 ${\Delta}I$-t 분석을 통하여 수소 농도와 온도 함수로서 분석하였다. 또한, 수소 흡착에 의한 Pd-SiC 쇼트키 다이오드의 장벽 높이의 변화를 조사하였다. 수소 원자의 흡착이 다이오드의 장벽 높이의 변화와 관계되는 것을 I-V 분석을 이용하여 정상 상태에서의 가스 반응 속도론에 의하여 확인하였다.

• 한국광물학회지
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• 제29권2호
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• pp.59-71
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• 2016

방사성 폐기물의 주요 성분 중 하나인 Cs의 자연에서 정출되는 제올라이트인 차바자이트(chabazite)에 대한 흡착 특성을 알아보기 위해 XRD, EPMA, EC, pH, ICP 분석방법을 이용하여 동정 및 화학성분 분석을 하였다. 그리고 추가적으로 양이온 교환능력을 확인하였고 시간과 농도에 따른 Cs 흡착 및 타 양이온($Li^+$, $Na^+$, $K^+$, $Rb^+$, $Sr^{2+}$)에 대한 경쟁흡착 실험을 실시하였다. 본 연구에 사용된 차바자이트의 화학식은 $Ca_{1.15}Na_{0.99}K_{1.20}Mg_{0.01}Ba_{0.16}Al_{4.79}Si_{7.21}O_{24}$였고 Si/Al 비율과 양이온 교환능력은 각각 1.50와 238.1 meq/100 g으로 측정되었다. 시간과 농도에 따른 Cs 흡착 등온 실험결과를 흡착 반응 속도 모델과 등온 흡착 모델에 적용해본 결과 각각 유사 2차 반응과 Freundlich 모델에 부합하였으므로 고체 표면에 흡착 물질이 2개 이상의 다중 흡착 층을 이루는 것을 알 수 있으며 모델로부터 유도되는 상수 값을 통해 차바자이트의 Cs 흡착 능력정도를 평가하였다. 경쟁 흡착 실험 결과 이온의 종류에 따라 이온 교환되어 차바자이트 내에 존재하는 Cs의 몰 분율에서 차이를 보였다. 각 양이온과 세슘과의 액체에서 고체 내로 흡착되는 경쟁 경향이 $Na^+$, $Li^+$, $Sr^{2+}$, $K^+$ 그리고 $Rb^+$ 순으로 선택성이 있었으며 이는 수화 직경의 순서와 유사한 양상을 보였다. Kielland 도시법을 이용하여 Cs과 타 양이온의 교환 평형관계를 도시해 보았을 때에는 $Sr^{2+}$가 가장 선택성이 높았으며 그 다음으로 $Na^+$, $Li^+$, $K^+$, $Rb^+$ 순으로 선택성이 나타났고 모든 타 양이온에 대하여 양의 값을 나타내었다. Kielland 도시법에서 나타나는 평형상수 값의 순서는 열역학 및 반응 속도론적인 의미를 내포하고 있으므로 수용액에서 공극 내로 들어가는 Cs은 $Sr^{2+}$과의 공존 시 선호도가 높다는 것을 알 수 있다. 이는 경쟁하고 있는 수화된 양이온 간의 직경 차이가 원인일 것으로 추측된다. 본 연구 결과는 차바자이트가 높은 Cs 친화력을 가지는 것을 보여줌으로써 방사성 물질로 오염된 물에서 Cs을 선택적으로 교환할 수 있음을 보여주고 있다.

• 전기화학회지
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• 제4권4호
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• pp.146-151
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• 2001

위상이동 방법을 이용하여 다결정 Ni|0.05M KOH수용액 계면에서 음극 $H_2$발생 반응을 위한 과전위 전착(흡착)된 수소의 Frumkin 흡착등온식을 연구조사 하였다. 다결정 Ni|0.05M KOH수용액 계면에서, 최적중간주파수일 때 위상이동$(0^{\circ}\leq{\phi}\leq90^{\circ})$ 거동은 표면피복율 $(1\geq{\theta}\geq0)$ 거동에 정확하게 상응한다. 최적중간주파수일 때 위상이동 변화 $(-{\phi}\;vs.\;E)$즉 위상이동 방법은 다결정 Ni|0.05M KOH수용액 계면에서 음극 $H_2$발생 반응을 위한 과전위 전착(흡착)된 수소의 Frumkin흡착등온식$(\theta\;vs.\;E)$을 추정할 수 있는 새로운 방법으로 사용될 수 있다. 다결정 Ni|0.05M KOH 수용액 계면에서, 표면피복율에 따른 과전위 전착(흡착)된 수소의 표준자유에너지 변화율(r), Frumkin 흡착등온식의 상호작용 파라미터(g), 표면피복율$(\theta)$에 따른 과전위 전착(흡착)된 수소의 흡착평형상수(K)와 표준자유에너지$({\Delta}G_{\theta})$는 각각 $24.8kJ mol^{-1},\;10,\;5.9\times10^{-6}{\leq}K{\leq}0.13,\;and\;5.1\leq{\Delta}G_{\theta}\leq29.8kJ\;mol^{-1}$이다. 전극속도론적 파라미터$(r,\;g,\;K,\;{\Delta}G_{\theta})$는 표면피복율${\theta}에 따른다.

• 공업화학
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• 제2권2호
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• pp.165-174
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• 1991

고정층상압유통식 미분형반응기를 이용하여 모놀리스형 은촉매상에서 에틸렌의 선택산화반응 기구 및 속도식에 관하여 연구하였다. 반응온도 $225^{\circ}C$에서 $300^{\circ}C$까지와 전화율 1.2 %에서 7.5 %까지 범위에서 에틸렌과 산소의 분압을 변화시켜 가면서 산화에틸렌 및 이산화탄소의 생성반응은 Langmuir-Hinshelwood 형 반응기구를 따르며, 은촉매 표면의 활성점에 흡착된 산소원자와 흡착한 에틸렌이 반응하여 산화에틸렌과 이산화탄소가 생성되는 것으로 나타났고, 이들의 생성반응속도식은 각각 다음과 같이 나타낼 수 있었다. $R_{EO}={\frac{k_1K_0{^{1/2}}K_EK_SP_{02}{^{3/2}}P_E}{(1+{\sqrt{K_0P_{02}}}+K_EP_E+K_PP_P)^2(1+{\sqrt{K_SP_{02}})^2}}$ $R_C={\frac{k_2K_0{^3}K_EK_S{^{7/2}}P_{02}{^{13/2}}P_E}{(1+{\sqrt{K_0P_{02}}}+K_EP_E+K_PP_P)^7(1+{\sqrt{K_SP_{02}})^7}}$ 또한 각 온도에 따른 표면반응속도상수와 반응물들의 흡착평형상수를 결정하여 이로부터 표면반응 활성화에너지를 구하였는 바, 산화에틸렌 생성반응의 활성화에너지는 12.2 Kcal/mol 이고 이산화탄소와 물이 생성되는 반응의 활성화에너지는 17.85 Kcal/mol이었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1998년도 추계학술대회 논문집
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• pp.105-108
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• 1998

Pt-WO$_3$-Si$_3$N$_4$-SiO$_2$-Si-Al 캐패시터를 이용한 NO$_2$ 가스 센서를 개발하였다. 표준 실리콘 MNOS구조에 촉매 게이트로 Pt와 가스 흡착층으로 WO$_3$를 이용함으로서 전통적인 세라믹 가스 센서보다 낮은 온도에서 NO$_2$ 가스를 감지할 수 있었다. 은도 변화와 NO$_2$ 가스 농도의 변화에 따라서 디바이스의 NO$_2$ 가스 감도를 조사하였다. Pt-WO$_3$ 계면에서 NO$_2$ 이온농도의 변화에 기초로 한 가스 감지 모델을 제시하였다. 제시된 가스 감지 모델을 계면에서의 가스 반응 속도론에 의하여 분석함으로서 확인하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.73-78
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• 2009

투과 전자 현미경(TEM)을 사용하여 소성 후 Pt와 $MoO_3$ 표면 위에 $MoO_x$ 박막층이 형성되는 것을 조사하였다. 연속된 CO 화학 흡착법에 의하여 표면된 노출된 Pt 표면적의 변화를 관찰하였으며, XPS 분석으로 부터 Pt 표면에 형성된 $MoO_x$ 박막층 두께는 소성 온도 증가에 따라 증가하는 것으로 측정되었다. 소성 과정은 Pt와 $MoO_3$ 간에 개선된 접촉을 유도하였으며, Pt/$MoO_3$ 촉매에서 수소전이현상을 조절하는 것으로 나타난다.

• 공업화학
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• 제3권2호
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• pp.256-265
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• 1992

NaCl(30wt%)/ZnO(60wt%)/${\alpha}-Al_2O_3$ 촉매상에서 메탄의 oxidative coupling 반응의 속도식을 연구하여 활성 산소종에 관하여 고찰하였다. 반응온도 $650^{\circ}C$에서 $750^{\circ}C$까지 메탄의 전화율 10%미만의 범위에서 메탄과 산소의 분압을 변화시켜 가면서 메탄의 전환속도를 측정하여 속도식을 검증하였다. 제안된 메틸라디칼의 생성반응은 Langmuir-Hinshelwood형 반응기구를 따른다. 촉매표면의 서로 다른 활성점에 흡착된 메탄분자와 산소분자가 반응하여 메틸라디칼이 생성되는 반응이 속도결정단계이며, 이때 활성화 에너지는 약 39kcal/mol이었다. 메탄의 C-H 결합의 해리에 관여하는 산소종은 표면상의 이원자 산소인 $O{_2}{^{2-}}$나 $O_2{^-}$로 제시할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.387-387
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• 2011

탄소 나노튜브(Carbon nanotubes, CNTs)는 육각형 모양의 구조로서 오직 탄소만으로 이루어진 소재이다. CNT는 열전도율이 다이아몬드보다 약 2배 우수하고, 전기 전도는 구리에 비해 1,000배 높으며, 강도는 강철보다 100배나 뛰어나다. CNT의 이러한 특성을 이용한 트랜지스터, 태양전지, 가스 검출을 위한 고감도 센서, 나노 섬유, 고분자-탄소나노튜브 고기능 복합체 등 많은 분야에서 연구가 활발히 진행되고 있다. 또한 수직으로 성장된 탄소 나노튜브는 일반적인 재료에서는 보기 드물게 힘들게 직경이 나노 크기인 반면 길이는 수 mm까지 합성 되기 때문에 앞서 언급한 분야로의 활용이 더욱 유리하며, 그 중에서도 나노 섬유, 나노 복합체로서의 활용에 극히 유용하다. 이러한 이유로 수직 배열된 CNT 합성에 많은 연구가 집중 되고 있다. 여러 합성 방법 중 성장 변수를 비교적 용이하게 조절 가능한 열 화학 기상 증착법(Thermal chemical vapor deposition, TCVD)을 이용하여 수직 배열된 수 mm의 CNT를 합성한 연구 결과들이 보고된 바 있다. 그러나 앞선 연구결과들은 CNT의 성장속도가 느릴 뿐만 아니라 합성 시간이 길어질수록 성장 속도가 감소하는 경향을 보였다. 반면, 마이크로웨이브 플라즈마 화학 기상 증착법(Microwave plasma CVD, MPCVD)은 기존의 다른 TCVD에 비해 낮은 온도에서 CNT를 합성할 수 있는 장점을 가지며, 고출력(~600 W 이상)의 플라즈마를 사용하기 때문에 성장률이 높고 고밀도의 CNT 합성이 가능하다. 본 연구에서는 철을 촉매금속으로 사용하고 MPCVD을 이용하여 얇은 다중벽 CNT를 합성하였다. 철은 직류 마그네트론 스퍼터(D.C magnetron sputter)를 사용하여 증착하였다. 합성시 가스는 탄소 공급원인 메탄($CH_4$)과 함께 플라즈마 공급원인 수소($H_2$)를 사용하였다. 또한 산소($O_2$)의 주입 여부에 따른 CNT의 성장 속도와 성장 길이를 비교하였다. 산소를 주입하였을 때, CNT의 성장 속도와 길이 모두 크게 향상됨을 확인 할 수 있었다. 이는 촉매금속 표면의 비정질 탄소의 흡착으로 인해 활성화된 촉매금속의 반응시간을 증가시키기 때문이다. 성장된 CNT는 주사전자 현미경(Scanning Electron Microscopy, SEM)과 라만 분광법(Raman spectroscopy)을 통해 표면형상과 결정성을 분석하였다.