Hwang, Dae Ju;Yu, Young Hwan;Cho, Kye Hong;Lee, Jong Dae
Korean Chemical Engineering Research
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v.59
no.3
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pp.399-409
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2021
In order to utilize dolomite as a calcium/magnesium compound material, it was prepared highly reactive calcined dolomite(CaO·MgO) using a microwave kiln (950 ℃, 60 min). The experiment was performed according to the standard of the hydration test (ASTM C 110) and hydration reactivity was analyzed as medium reactivity (max 74.1 ℃, 5 min). Experiments were performed with calcined dolomite and salt (MgCl2·6H2O) (a) 1:1, (b) 1:1.5, and (c) 1:2 wt% based on the hydration reaction of calcined dolomite. The result of X-ray diffraction analysis confirmed that MgO of calcined dolomite increased to Mg(OH)2 as the salt addition ratio increased. After the separating reaction, calcium was stirred at 80 ℃, 24 hr that produced CaCl2 of white crystal. XRD results, it was confirmed calcium chloride hydrate (CaCl2·(H2O)x) and CaO of calcined dolomite and salt additional reaction was separated into CaCl2. And it was synthesized with Ca(OH)2 99 wt% by NaOH adding reaction to the CaCl2 solution, and the synthesized Ca(OH)2 was manufactured CaO through the heat treatment process. In order to prepare calcium carbonate, CaCO3 was synthesized by adding Na2CO3 to CaCl2 solution, and the shape was analyzed in cubic form with a purity of 99 wt%.
Nano-sized mullite (3Al$_2$O$_3$$.$2SiO$_2$) colloids were prepared by use of the spray combustion method. For combustion reaction, Al(NO$_3$)$_3$$.$9$H_2O$, and CH$_{6}$N$_4$O were used as an oxidizer and a fuel respectively, and then colloidal silica was also added as 2SiO$_2$source for mullite. The temperature of the reaction chamber was kept at 80$0^{\circ}C$ to initiate the ignition of droplets of the mixed precursors. For preventing droplet coagulation, the droplet number concentration was reduced using the metal screen filter, and the residence time of aerosol was kept at 2.5 seconds for laminar flow. The synthesized colloidal particles had an uniform spherical shape with 130 nanometer size and the crystalline phase showed the mullite with stoichiometry in the observations of XRD and TEM.
The solid solutions of the $Sr_{1-x}Ba_xFeO_{3-y)$ system (x = 0.0, 0.1, 0.2 and 0.3) having a perovskite structure were prepared in air at 1423 K and then heat-treated in air (A), $O_2(O)\;and\;N_2(N)$ to examine possibility of controlling the nonstoichiometry and applicability as an additive for electrical conducting inorganic adhesives (ECIA). In the samples heated in $N_2$ stream, there existed almost no $Fe^{4+}$ ions, and at constant temperature their electrical conductivities were considerably lower than those of the samples heat-treated in air or $O_2.\; Sr_{0.8}Ba_{0.2}Fe^{3+}_{0.49}Fe^{4+}_{0.51}O_{2.76}$ (SB2-A) whose $Fe^{3+}/Fe^{4+}$ ratio was nearly 1 (0.96) and whose conductivity values (1.04 $ohm^{-1}cm^{-1}$ at 283 K and 1.88 $ohm^{-1}cm^{-1}$ at 673 K) were higher than any other samples, was found to be the best additive for ECIA.
A number of different methods have been used for modeling the sorption of volatile organic chlorinated compounds such as tetrachloroethylene/perchloroethylene (PCE). In this study, PCE was adsorbed in several natural sorbents, i.e., Pahokee peat, vermicompost, BionSoil®, and natural soil, in the batch experiments. Several sorption models such as linear, Freundlich, solubility-normalized Freundlich model, and Polanyi-Manes model (PMM) were used to analyze sorption isotherms. The relationship between sorption model parameters, organic carbon content (foc), and elemental C/N ratio was studied. The organic carbon normalized partition coefficient values (log Koc = 1.50-3.13) in four different sorbents were less than the logarithm of the octanol-water partition coefficient (log Kow = 3.40) of PCE due to high organic carbon contents. The log Koc decreased linearly with log foc and log C/N ratio, but increased linearly with log O/C, log H/C, and log (N+O)/C ratio. Both log KF,oc or log KF,oc decreased linearly with log foc (R2 = 0.88-0.92) and log C/N ratio (R2 = 0.57-0.76), but increased linearly with log (N+O)/C (R2 = 0.93-0.95). The log qmax,oc decreased linearly as log foc and log C/N increased, whereas it increased with log O/C, log H/C and log (N+O)/C ratios. The log qmax,oc increased linearly with (N+O)/C indicating a strong dependence of qmax,oc on the polarity index. The results showed that PCE sorption behaviors were strongly correlated with the physicochemical properties of soil organic matter (SOM).
Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
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v.7
no.4
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pp.310-315
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2019
This study conducted a series of studies to find alternative ways to use Chlorine Bypass System-dust(CBS-dust) in cement production. The results of engineering characteristics of CBS-dust are summarized as follows. First of all, the density of CBS-dust is 2.40, lighter than cement and the pH was 12.50 which was strong alkaline. In terms of particle size, it was 11.70 ㎛ which was finer than cement. With chemical properties, calcium oxide(CaO) was the highest as 35.10%, potassium oxide(K2O) was 32.43%, potassium chloride(KCl) was 19.46%, sulfur oxide(SO3) was 6.81%, and the remaining chemical components are SiO2, Fe2O3, Al2O3, MgO, and the like. Therefore, if CBS-dust is used as early-strength chemical admixtures in the concrete secondary products that use a large amount of mineral admixtures without rebar, it can be an effective method for increasing the strength of concrete as an alkali activator and preventing early-frost damage of Cold Weather Concrete.
Potassium hexatitanate whisker was effectively prepared with calcination and flux method by using industrial $TiO_2$, $K_2CO_3$ and $K_2MoO_4$ as the starting materials. When it was synthesized by the calcination method, the filtrate after boiling water treatment was required a neutralization, as the pH of filtrate was higher than 9. Because K component was very small, recovery of K component was not economically suitable. In case of flux method, flux was recovered 96.1% of Mo component and 91.8% of K component at $K_2MoO_4$, for 10th treatment in boiling water of 100ml to 10g.
Park, Young-Soo;Kim, Jin-Ho;Kim, Hae-Kyoung;Hwang, Kwang-Tak
Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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v.23
no.6
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pp.670-677
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2012
Perovskite-type oxides such as doped barium zirconate ($BaZrO_3$) show high proton conductivity and chemical stability when they are exposed to hydrogen and water vapour containing atmospheres, thus it can be applicable to the hydrogen separation and the fuel cell electrolyte membranes. However the high temperature ($1700-1800^{\circ}C$) and long sintering times (24h) are generally required to prepare the fully densified $BaZrO_3$ pellets. These sintering conditions lead to the limitation of the grain size growth and the degradation of conductivity due to the acceleration of BaO evaporation at $1200^{\circ}C$. Here we demonstrate NiO-doped $BaZr_{0.85}Y_{0.15}O_{3-{\delta}}$ with lower calcination and sintering temperature, less experimental procedure and lower process cost than the conventional mixing method. The stoichiometry of $BaZr_{0.85}Y_{0.15}O_{3-{\delta}}$ was optimized by the control of excess amount of Ba (5mol%) to minimized BaO evaporation. We found that the crystal size of NiO-doped $BaZr_{0.85}Y_{0.15}O_{3-{\delta}}$ was increased with increase of calcination temperature from XRD analysis. NiO-doped $BaZr_{0.85}Y_{0.15}O_{3-{\delta}}$ powder was calcined at $1000^{\circ}C$ for 12h when its showed the highest conductivity of $3.3{\times}10^{-2}s/cm$.
Kwon, Chang-Sup;Lee, Sung-Min;Oh, Yoon-Suk;Kim, Hyung-Tae;Jang, Byung-Koog;Kim, Seong Won
Journal of Powder Materials
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v.19
no.6
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pp.429-434
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2012
With increase in operating temperature of gas turbine for higher efficiency, it is necessary to find new materials of TBC for replacement of YSZ. Among candidate materials for future TBCs, zirconate-based oxides with pyrochlore and fluorite are prevailing ones. In this study, phase structure and thermal conductivities of $(La_{1-x}Gd_x)_2Zr_2O_7$ oxide system are investigated. $(La_{1-x}Gd_x)_2Zr_2O_7$ system are comprised by selecting $La^{3+}/Gd^{3+}$ as A-site ions and $Zr^{4+}$ as B-site ion in $A_2B_2O_7$ pyrochlore structures. With powder mixture from each oxide, $(La_{1-x}Gd_x)_2Zr_2O_7$ oxides are fabricated via solid-state reaction at $1600^{\circ}C$. Either pyrochlore or fluorite or mixture of both appears after heat treatment. For the developed phases along $(La_{1-x}Gd_x)_2Zr_2O_7$ compositions, thermal conductivities are examined, with which the potential of $(La_{1-x}Gd_x)_2Zr_2O_7$ compositions for TBC application is also discussed.
Kim, Chan Gyu;Shin, Tae Ho;Nam, Jung Hyun;Kim, Jung Hyun
New & Renewable Energy
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v.18
no.2
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pp.40-49
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2022
In this study, the phase and electrochemical properties of Co and Ti substituted layered perovskites SmBaCo2-xTixO5+d (x=0.5, 0.7, 1.0, 1.1, 1.3, and 1.5) were analyzed, and their application as electrodes in solid oxide fuel cells (SOFCs) were evaluated. After calcination at 1300℃ for 6 h, a single phase was observed for two compositions of the SmBaCo2-xTixO5+d oxide system, SmBaCoTiO5+d (x=1.0) and SmBaCo0.9Ti1.1O5+d (x=1.1). However, the phases of SmBaCoTiO5+d (SBCTO) and SmTiO3 coexisted for compositions with x≥1.3 (Ti content). In contrast, for compositions of x≤0.7, the SmBaCo2O5+d phase was observed instead of the SmTiO3 phase. To evaluate the applicability of these materials as SOFC electrodes, the electrical conductivities were measured under various atmospheres (air, N2, and H2). SBCTO exhibited stable semi-conductor electrical conductivity behavior in an air and N2 atmosphere. However, SBCTO showed insulator behavior at temperatures above 600℃ in a H2 atmosphere. Therefore, SBCTO may only be used as cathode materials. Moreover, SBCTO had an area specific resistance (ASR) value of 0.140 Ω·cm2 at 750℃.
SrMoO4:RE3+ (RE=Dy, Sm, Tb, Eu, Dy/Sm) phosphors are prepared by co-precipitation method. The effects of the type and the molar ratio of activator ions on the structural, morphological, and optical properties of the phosphor particles are investigated. X-ray diffraction data reveal that all the phosphors have a tetragonal system with a main (112) diffraction peak. The emission spectra of the SrMoO4 phosphors doped with several activator ions indicate different multicolor emissions: strong yellow-emitting light at 573 nm for Dy3+, red light at 643 nm for Sm3+, green light at 545 nm for Tb3+, and reddish orange light at 614 nm for Eu3+ activator ions. The Dy3+ singly-doped SrMoO4 phosphor shows two dominant emission peaks at 479 and 573 nm corresponding to the 4F9/2→6H15/2 magnetic dipole transition and 4F9/2→6H13/2 electric dipole transition, respectively. For Dy3+ and Sm3+ doubly-doped SrMoO4 phosphors, two kinds of emission peaks are observed. The two emission peaks at 479 and 573 nm are attributed to 4F9/2→6H15/2 and 4F9/2→6H13/2 transitions of Dy3+ and two emission bands centered at 599 and 643 nm are ascribed to 4G5/2→6H7/2 and 4G5/2→6H9/2 transitions of Sm3+. As the concentration of Sm3+ increases from 1 to 5 mol%, the intensities of the emission bands of Dy3+ gradually decrease; those of Sm3+ slowly increase and reach maxima at 5 mol% of Sm3+ ions, and then rapidly decrease with increasing molar ratio of Sm3+ ions due to the concentration quenching effect. Fluorescent security inks based on as-prepared phosphors are synthesized and designed to demonstrate an anti-counterfeiting application.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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