• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.42.2-42.2
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• 2011

$TiO_2$ films were modified by adding a glass frit as a light scattering particle and applied to an anode electrode in dye-sensitized solar cells (DSSCs) to enhance the adhesion between $TiO_2$ and fluorine doped transparent oxide (FTO). Low melting point glass frits at contents of (3 to 7wt%) were added to the nano crystalline $TiO_2$ films. The light scattering properties, photovoltaic properties and microstructures of the photo electrodes were examined to determine the role of the low glass transition temperature ($T_g$) glass frit. Electrochemical impedance spectroscopy, Brunauer-Emmett-Teller method and scratch test were conducted to support the results. The DSSC with the $TiO_2$ film containing 3wt% low Tg glass frit showed optimal performance (5.1%, energy conversion efficiency) compared to the $TiO_2$-based one. The photocurrent density slightly decreased by adding 3wt% of the frit due to its large size and non conductivity. However, the decrease of current density followed by the decrease of electron transfer due to the large frit in $TiO_2$ electrode was compensated by the scattering effect, high surface area and reduced the electron transfer impedance at the electrolyte-dye-$TiO_2$ interface. The stability of the photo electrodes was improved by the frit, which chemically promoted the sintering of $TiO_2$ at relatively low temperature ($450^{\circ}C$).

• Carbon letters
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• 제21권
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• pp.33-50
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• 2017

In this study, Fe-Ni bimetallic catalyst supported on kaolin is prepared by a wet impregnation method. The effects of mass of kaolin support, pre-calcination time, pre-calcination temperature and stirring speed on catalyst yields are examined. Then, the optimal supported Fe-Ni catalyst is utilised to produce multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) using catalytic chemical vapour deposition (CCVD) method. The catalysts and MWCNTs prepared using the optimal conditions are characterized using high resolution transmission electron microscope (HRTEM), high-resolution scanning electron microscope (HRSEM), electron diffraction spectrometer (EDS), selected area electron diffraction (SAED), thermogravimetric analysis (TGA), Brunauer-Emmett-Teller (BET), and X-ray diffraction (XRD). The XRD/EDS patterns of the prepared catalyst confirm the formation of a purely crystalline ternary oxide ($NiFe_2O_4$). The statistical analysis of the variance demonstrates that the combined effects of the reaction temperature and acetylene flow rate predominantly influenced the MWCNT yield. The $N_2$ adsorption (BET) and TGA analyses reveal high surface areas and thermally stable MWCNTs. The HRTEM/HRSEM micrographs confirm the formation of tangled MWCNTs with a particle size of less than 62 nm. The XRD patterns of the MWCNTs reveal the formation of a typical graphitized carbon. This study establishes the production of MWCNTs from a bi-metallic catalyst supported on kaolin.

• 한국세라믹학회지
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• 제35권8호
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• pp.857-863
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• 1998

MLCC(Multilayer ceramic capacitor) 등의 전자 세라믹스 분야에서 폭넓게 이용되는 BaTiO3 분말 제조를 위해 GNP(Glycine-Nitrate process)법을 이용하였다. 일반적인 GNP법과는 달리 출발물질로 카보네이트와 알콕사이드를 도입했고, 연소반응의 산화제 및 출발물질의 용매로써 질산을 사용하였으며, 연소합성시의 연료인 글리신의 첨가량을 달리하여 분말을 합성하였다. 연소합성된 분말의 특성은 helium pycnometer, XRD, N2 흡착을 이용한 BET, 주사전자현미경 등으로 분석하였다. 제조된 전구체 분말은 100$0^{\circ}C$로 하소시에 단일상의 BaTiO3 상으로 전이되었으며, 조성이 1.2인 경우 24m2/g의 높은 비표면적 값을 나타내었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제56권3호
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• pp.284-290
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• 2019

Ternary MoS₂/graphene (G)-TiO₂ photocatalysts were prepared by a simple hydrothermal method. The morphology, phase structure, band gap, and catalytic properties of the prepared samples were investigated by X-ray diffraction, Raman spectroscopy, scanning electron microscopy, UV-vis spectrophotometry, and Brunauer-Emmett-Teller surface area measurement. The H₂ production efficiency of the prepared catalysts was tested in methanol-water mixture under visible light. MoS₂/G-TiO₂ exhibited the highest activity for photocatalytic H₂ production. For 5 wt.% and 1 wt.% MoS₂ and graphene (5MT-1G), the production rate of H₂ was as high as 1989 µmol^-1h^-1. The catalyst 5MT-1G showed H₂ production activity that was ~ 11.3, 5.6, and 4.1 times higher than those of pure TiO₂, 1GT, and 5MT, respectively. The unique structure and morphology of the MoS₂/G-TiO₂ photocatalyst contributed to its improved hydrogen production efficiency under visible light.

• Advances in nano research
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• 제14권6호
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• pp.507-519
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• 2023

Postsurgical infections are caused by implant-related pathogenic microorganisms that lead to graft rejection. Hence, an intrinsically antibacterial material is required to produce a biocompatible biomaterial with osteogenic properties that could address this major issue. Hence, this current research aims to make strontium-doped hydroxyapatite nanorods (SrHANRs) via an ethylene diamine tetraacetic acid (EDTA)-enable microwave mediated method using Anodontia alba seashells for biomedical applications. This investigation also perceives that EDTA acts as a soft template to accomplish Sr-doping and mesoporous structures in pure hydroxyapatite nanorods (HANRs). The X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM) analysis reveals the crystalline and mesoporous structures, and Brunauer-Emmett-Teller (BET) indicates the surface area of all the samples, including pure HANRs and doped HANRs. In addition, the biocidal ability was tested using various implant-related infectious bacteria pathogens, and it was discovered that Sr-doped HANRs have excellent biocidal properties. Furthermore, toxicity evaluation using zebrafish reports the non-toxic nature of the produced HANRs. Incorporating Sr²⁺ ions into the HAp lattice would enhance biocompatibility, biocidal activity, and osteoconductive properties. As a result, the biocompatible HANRs materials synthesized with Sr-dopants may be effective in bone regeneration and antibacterial in-built implant applications.

• 신재생에너지
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• 제20권1호
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• pp.135-144
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• 2024

The present study investigated waste medium from a domestic shiitake mushroom farm, which was pyrolyzed to produce biochar. The yield rate of the biochar was compared after exposure to various pyrolysis temperature conditions, and the characteristics of the produced biochar were analyzed. The present study focused on the carbon dioxide (CO₂) adsorption capacity of the resulting biochar. The CO₂ adsorption capacity exhibited a correlation with the pyrolysis temperature of the biochar, with increasing temperatures resulting in higher CO₂ adsorption capacities. Brunauer-Emmett-Teller (BET) analysis showed that the CO₂ adsorption capacity was related to the surface area and pore volume of the biochar. Calcium is added to the process of producing mushroom medium. Experiments were performed to investigate the CO₂ adsorption capacity of the biochar from the waste medium with the addition of calcium. In addition, CO₂ adsorption experiments were conducted after the pyrolysis of kenaf biochar with the addition of calcium. The results of these experiments show that calcium affected the CO₂ adsorption capacity.

• 공업화학
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• 제26권2호
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• pp.193-198
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• 2015

다양한 상용 $TiO_2$ 담체를 이용한 Ce/Ti 촉매를 습윤함침법으로 제조하여 $TiO_2$의 물리화학적 특성 및 선택적촉매환원(SCR) 반응활성과의 상관관계에 관하여 연구하였다. $TiO_2$의 특성은 XRD, BET, XPS 및 pH와 같은 물리화학적 분석을 통해 수행되었다. Ce/Ti 촉매는 $TiO_2$의 물리화학적 특성에 따라 각기 다른 SCR 활성을 나타내었다. $TiO_2$의 비표면적이 증가됨에 따라 우수한 활성을 나타내었다. CeOx surface density의 경우 $2.5{\sim}14.5CeOx/nm^2$의 범위에서 우수한 활성을 보였으며, $14.5CeOx/nm^2$ 이상에서는 활성이 감소하는 경향을 나타내었다. $TiO_2$의 O/Ti mole ratio는 1.32~1.79의 범위에서 우수한 활성을 나타내었으며, $TiO_2$의 pH의 경우 SCR 활성과 영향이 없음을 확인하였다. 우수한 SCR 활성을 위해서는 세리아 산화물을 높은 비표면적 및 일정 O/Ti mole ratio를 가진 $TiO_2$에 담지되어야 하고 고분산된 세리아 산화물에 의한 낮은 CeOx surface density를 나타내는 촉매를 제조하여야 한다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권10호
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• pp.986-993
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• 2010

본 연구에서는 열처리한 활성알루미나의 불소흡착특성을 분석하였다. 이를 위하여 평형 및 동적 흡착실험을 수행하였고, 용액 pH의 영향과 음이온의 존재에 따른 흡착 특성을 살펴보았다. 또한, 열처리한 활성알루미나의 여재특성을 분석하기 위하여, 전계방출주사현미경(field-emission scanning electron microscope), energy-dispersive spectrometry, X선 회절(X-ray Diffractometer, XRD)분석, 그리고 Brunauer-Emmett-Teller (BET) 비표면적 분석을 수행하였다. 다양한 온도(100, 300, 500, $700^{\circ}C$) 에서 열처리한 활성알루미나의 흡착능을 비교한 결과, 높은 불소 농도(50, 100, 200 mg/L)에서 열처리 온도가 높아짐에 따라서 활성알루미나의 흡착량이 증가하는 것으로 나타났다. 특히, 불소 초기농도 200 mg/L에서는 $700^{\circ}C$에서 고온처리한 활성알루미나(AA700)의 흡착량이 열처리하지 않은 활성알루미나(UAA)보다 3.67배 큰 것으로 나타났다. AA700과 UAA의 BET분석 결과, UAA의 단위질량당 비표면적이 AA700의 비표면적보다 약 2배 큼을 알 수 있었다. XRD 분석결과에 의하면, AA700의 결정구조는 Al2O3인 반면, UAA는 boehmite (AlOOH)와 bayerite ($Al(OH)_3$)가 혼합된 형태로 구성되어 있었다. 열처리에 의하여 비표면적이 감소하였음에도 불구하고, AA700의 불소 흡착능이 UAA에 비하여 증가한 이유는 결정구조의 변화 때문으로 판단된다. AA700의 동역학적 흡착실험결과, 불소의 흡착은 24 h 경과 후에 평형에 도달하였다. 또한, 평형 흡착실험결과에 의하면, 여재 당 불소의 최대 흡착량은 5.70 mg/g으로 나타났다. 용액 pH의 영향을 분석한 결과, pH 7에서 불소 흡착이 가장 높았으며, 산성과 알칼리성에서는 불소 흡착이 감소하는 것으로 나타났다. 음이온의 영향을 분석한 결과, 인산염, 질산염, 중탄산염은 불소 흡착을 감소시키는 것으로 나타났다. 본 연구에 의하면, 상용화된 활성알루미나를 이용하여 불소를 제거할 경우, 고온처리를 통하여 활성알루미나의 흡착능을 증가시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 청정기술
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• 제26권2호
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• pp.131-136
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• 2020

기존의 석유계부산물 기반 음극재의 대체물질을 개발하고자, 친환경적이며 가격이 저렴한 대나무 기반 1차 탄화숯을 저온 흑연화 공정을 통해 흑연으로 전환 후 음극재로 활용하였다. 저온 흑연화 공정을 위해 탄화철을 촉매로 사용하였으며, 첨가된 탄화철의 양에 따라 흑연화 정도를 X선 회절기(x-ray diffraction, XRD), 라만 분광기(raman spectroscopy), TEM (transmission electron microscopy)을 사용하여 분석 한 후 탄화철의 최적 양을 결정하였다. 가스흡착법(brunauer-emmett-teller, BET)를 사용하여 흑연화 숯의 기공특성도 분석하였다. 분석 결과 촉매 표면을 중심으로 비정질의 탄소가 흑연으로 전환되었으며, 흑연화 공정 후 촉매를 제거하기 위해 산 처리를 하는 동안 기존의 1차 탄화숯보다 크기가 큰 기공이 형성되어 상대적으로 표면적이 줄어들었다. 최적 양의 촉매를 사용하여 제조된 흑연화 숯을 음극재로 활용하여 전지성능을 분석한 결과 1차 탄화숯과 비교하여 방전용량과 충방전 효율이 증가하였다. 이는 흑연화 공정으로 비정질의 탄소가 흑연으로 전환되었기 때문으로 추정되며, 전지성능을 더욱 향상시키기 위해서는 탄화철 촉매의 크기를 최대한 작게 조절하고, 흑연화 숯의 입자크기를 균일화 하는 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 자원환경지질
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• 제46권3호
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• pp.221-234
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• 2013

국내 이산화탄소 지중저장 후보지인 포항분지의 심부 대수층 구성하고 있는 사암과 이암을 대상으로 초임계$CO_2$ 반응에 의한 암석의 지화학적/광물학적 풍화를 규명하는 실험을 실시하였다. 고압셀 장치를 사용하여 실험실 규모의 $CO_2$ 지중저장 조건을 모사하였으며, 시추한 포항분지 암석이 미고결 상태임을 감안하여 암석시료는 입자상으로 분쇄하여 시료 30 g과 지하수 100 ml를 고압셀(200 ml 용량)에 넣고 100 bar, $50^{\circ}C$ 조건에서 총 60일 동안 반응시켜, 초임계$CO_2$ 주입 시 포항분지 심부 사암층과 이암층 내에서 발생하는 초임계$CO_2$-암석-지하수반응을 재현하였다. 반응 후 10일, 30일, 60일 간격으로 시료를 회수하여 암석의 지화학적 풍화 정도를 정량화하기 위한 XRD(X-Ray Diffractometer), BET(Brunauer-Emmett-Teller) 분석을 실시하였고, 암석 슬랩($15mm{\times}40mm{\times}5mm$)을 같은 지중 조건에서 반응시켜 반응시간에 따른 지하수시료의 용존 이온 농도 변화를 ICP/OES로 분석하였다. XRD 분석결과, 초임계$CO_2$-암석-지하수반응에 의해 사암과 이암을 구성하는 광물 중 사장석과 정장석(기질의 장석류 포함)의 비율이 가장 크게 감소한 것으로 나타났다. 사암의 경우 점토광물인 일라이트, 스멕타이트, 황철석 비율이 증가하였으며, 이암의 경우 일라이트, 카오리나이트, 칼슘을 함유한 불소인회석 비율이 증가하였다. 반응시간에 따른 지하수 이온 농도 분석결과, 사암과 이암에서 방해석과 장석류의 용해가 가장 활발히 일어나 지하수 내 $Ca^{2+}$, $Na^+$농도가 증가하였다. $K^+$, $Si^{4+}$, $Mg^{2+}$ 같은 이온들의 농도는 반응시간 동안 증가와 감소를 반복하였는데, 이는 암석의 용해와 2차 광물의 침전이 함께 일어나고 있음을 의미한다. 사암과 이암 입자의 비표면적은 반응 60일 후까지 각각 $27.3m^2/g$과 $19.6m^2/g$에서 $28.6m^2/g$과 $26.6m^2/g$으로 증가하였으며, 미세공극의 평균 크기는 각각 $72.6{\AA}$, $96.7{\AA}$에서 $68.4{\AA}$과 $75.8{\AA}$으로 지속적으로 감소하여, 초임계$CO_2$-암석-지하수반응에 의해 입자 표면이 용해되면서 미세 공극들이 추가로 형성되어 비표면적이 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구를 통하여 포항분지 사암에 $CO_2$를 지중 주입하는 경우, 암석의 용해 및 침전반응에 의한 대상암석의 물성변화가 지중저장의 효율성과 안정성에 큰 영향을 미칠 수 있다는 것을 입증하였다.