• 한국재료학회지
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• 제20권11호
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• pp.623-627
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• 2010

Semiconducting metal oxides have been frequently used as gas sensing materials. While zinc oxide is a popular material for such applications, structures such as nanowires, nanorods and nanotubes, due to their large surface area, are natural candidates for use as gas sensors of higher sensitivity. The compound ZnO has been studied, due to its chemical and thermal stability, for use as an n-type semiconducting gas sensor. ZnO has a large exciton binding energy and a large bandgap energy at room temperature. Also, ZnO is sensitive to toxic and combustible gases. The NO gas properties of zinc oxide-single wall carbon nanotube (ZnO-SWCNT) composites were investigated. Fabrication includes the deposition of porous SWCNTs on thermally oxidized $SiO_2$ substrates followed by sputter deposition of Zn and thermal oxidation at $400^{\circ}C$ in oxygen. The Zn films were controlled to 50 nm thicknesses. The effects of microstructure and gas sensing properties were studied for process optimization through comparison of ZnO-SWCNT composites with ZnO film. The basic sensor response behavior to 10 ppm NO gas were checked at different operation temperatures in the range of $150-300^{\circ}C$. The highest sensor responses were observed at $300^{\circ}C$ in ZnO film and $250^{\circ}C$ in ZnO-SWCNT composites. The ZnO-SWCNT composite sensor showed a sensor response (~1300%) five times higher than that of pure ZnO thin film sensors at an operation temperature of $250^{\circ}C$.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.176.2-176.2
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• 2014

In this work, we demonstrated that the fabrication of flexible graphene-based chemical sensor with heaters by soft lithographic patterning method [1]. First, monolayer and multilayer graphene were prepared by thermal chemical vapor deposition transferred onto SiO2 / Si substrate in order to fabrication of patterned-sensor and -heater. Second, patterned-monolayer and multilayer graphene were detached through soft lithography process, which was transferred on top and bottom sides of PET film. Third, Au / Ti (Thickness : 100/30 nm) electrodes were deposited end of the patterned-graphene line by sputtering system. Finally, we measured sensor properties through injection of NO2 and CO2 gas on different temperature with voltage change of graphene heater.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2008년도 제34회 동계학술대회 초록집
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• pp.100-100
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• 2008

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제33권6호
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• pp.1993-1997
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• 2012

Mg-doped ZnO one-dimensional (1D) nanostrutures were synthesized by using a thermal evaporation technique. The morphology, crystal structure, and sensing properties of the Mg-doped ZnO nanostructures functionalized with Pt to CO gas at $100^{\circ}C$ were examined. The diameters of the 1D nanostructures ranged from 80 to 120 nm and that the lengths were up to a few tens of micrometers. The gas sensors fabricated from multiple networked Mg-doped ZnO nanowires functionalized with Pt showed enhanced electrical response to CO gas. The responses of the nanowires were improved by approximately 70, 69, 111, and 81 times at CO concentrations of 10, 25, 50, and 100 ppm, respectively. Both the response and recovery times of the nanowire sensor for CO gas sensing were not nearly changed by Pt functionalization. It also appeared that the Mg doping concentration did not influence the sensing properties of ZnO nanowires as strongly as Pt-functionalization. In addition, the mechanism for the enhancement in the CO gas sensing properties of Mg-doped ZnO nanowires by Pt functionalization is discussed.

• 공업화학
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• 제33권6호
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• pp.630-635
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• 2022

멜라민 스펀지를 열처리하여 제조된 질소함유 탄소 스펀지에 산화구리(CuO)를 무전해 도금하여 기판없이 작동하는 일산화질소(NO) 가스 센서를 제조하였다. 탄소 스펀지 표면의 CuO 함량은 도금 시간이 증가함에 따라 증가하였으나, NO 가스 흡착을 유도한다고 알려져 있는 질소의 함량은 CuO 표면 함량이 증가함에 따라 감소하였다. 미처리 탄소스펀지는 NO 가스에 대하여 18 min에 최대 저항 변화(5.0%)를 나타내었다. 반면에, CuO가 도금된 샘플(CuO30s-CS)은 8 min만에 최대 18.3%의 저항변화를 보였다. 이러한 NO 가스 감지 능력 향상은 CuO로 인하여 탄소 스펀지의 정공 캐리어 수 증가 및 전자전달 촉진에 기인하는 것으로 판단된다. 그러나, 60 s 동안 CuO 무전해 도금된 탄소 스펀지의 NO가스 감지 저항은 1.9%로 오히려 감소하였다. 이는 탄소 스펀지 표면에 CuO로 완전히 도금되어 NO 가스 흡착 능력이 떨어져 저항변화가 감소한 것으로 판단된다. 따라서, CuO가 도금된 탄소 스펀지는 빠르고 우수한 저항변화 특성을 가지고 있어 유용한 NO 가스 센서로 사용할 수 있으나, CuO가 탄소 스펀지 표면을 완전히 도금해서는 안 된다.

• 공업화학
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• 제29권2호
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• pp.191-195
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• 2018

본 실험에서는 활성탄소섬유의 미세기공구조가 신경작용제 유사가스인 dimethyl methylphosphonate (DMMP) 감응 특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 탄소섬유에 화학적 활성화법을 이용하여 기공구조를 부여하였고, 이를 이용하여 가스센서용 전극을 제조하였다. N형 반도체인 polyacrylonitrile (PAN)계 활성탄소섬유 기반 전극은 환원성 가스인 DMMP로부터 전자를 받아 정공의 밀도 감소로 인하여 전기저항이 감소하게 되었다. DMMP 가스센서의 민감도는 미세기공 부피가 증가함에 따라 1.7%에서 5.1%까지 증가하였다. 이는 분자 크기가 0.57 nm인 DMMP를 흡착하기에 적합한 미세기공이 형성됨에 따라, DMMP와 활성탄소섬유간의 전자 이동이 용이해졌기 때문이라 사료된다. 결론적으로, 높은 감도의 DMMP 가스센서를 제조하기 위해서는 적절한 기공구조 조절이 중요한 역할을 한다고 판단된다.

• 센서학회지
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• 제21권3호
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• pp.229-234
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• 2012

The existing permeability measurements based on pressure differential between the polymer membrane that is permeable to measure the amount of oxygen used, but these methods must be kept in a vacuum, and the measurement of the membrane with low permeability in the membrane is too time consuming. In recent years by using electrochemical method polymer membrane currents caused by the amount of oxygen is a measure of how much is used. In this study, apparatus consisting of one anode and six cathodes for multi-oxygen permeability tester used the same number of membranes produced by electrochemical oxygen permeation characteristics. In this study, one silver/silver chloride anode electrochemical method with a hexagonal sensor to put various kinds of polymer membranes with the six oxygen permeability for simultaneous measurement in real-time systems. Six cathodes (Pt), and one of the coil-shaped anode (Ag/AgCl) to form a hexagonal one of the polarographic oxygen sensor in a single measurement system by six sensors. Each sensor for making hexagonal specificity of the sensor to compensate for the conditions obtained in a pure nitrogen gas and pure oxygen gas conditions. With this study, self-developed hexagonal sensor capable of measuring sensors and oxygen permeability tester, for a multi-six different oxygen permeability characteristics of the membrane measured at the same time.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제7권2호
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• pp.81-87
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• 2004

Semiconductor thick film gas sensors based on tin oxide are fabricated and their gas response characteristics are examined for four simulant gases of chemical warfare agent (CWA)s. The sensing materials are prepared in three different sets. 1) The Pt or Pd $(1,\;2,\;3\;wt.\%)$ as catalyst is impregnated in the base material of $SnO_2$ by impregnation method.2) $Al_2O_3\;(0,\;4,\;12,\;20\;wt.\%),\;In_2O_3\;(1,\;2,\;3\;wt.\%),\;WO_3\;(1,\;2,\;3\;wt.\%),\;TiO_2\;(3,\;5,\;10\;wt.\%)$ or $SiO_2\;(3,\;5,\;10\;wt.\%)$ is added to $SnO_2$ by physical ball milling process. 3) ZnO $(1,\;2,\;3,\;4,\;5\;wt.\%)$ or $ZrO_2\;(1,\;3,\;5\;wt.\%)$ is added to $SnO_2$ by co-precipitation method. Surface morphology, particle size, and specific surface area of fabricated sensing films are performed by the SEM, XRD and BET respectively. Response characteristics are examined for simulant gases with temperature in the range 200 to $400^{\circ}C$, with different gas concentrations. These sensors have high sensitivities more than $50\%$ at 500ppb concentration for test gases and also have shown good repetition tests. Four sensing materials are selected with good sensitivity and stability and are fabricated as a sensor array A sensor array Identities among the four simulant gases through the principal component analysis (PCA). High sensitivity is acquired by using the semiconductor thick film gas sensors and four CWA gases are classified by using a sensor array through PCA.

• 한국가스학회지
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• 제2권3호
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• pp.49-53
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• 1998

온라인 가스 크로마토그래피와 같은 실시간 분석기기는 데이터 채취 및 분석과정의 시간이 오래 걸려 측정 신뢰성이 낮으며 또한 설치 및 보수비용이 많이 들어서, 실제 가스 산업 공정에서는 온도, 압력과 같은 공정의 운전 변수들을 이용하여 간접적으로 가스의 성분 및 양을 감지하는 소프트 센서에 관한 연구가 활발하게 진행 중이다. 본 연구에서는 데이터 기반 소프트 센서의 설계에 있어서 공정 데이터가 갖는 패턴을 잘 반영하여 추정 능력을 높이는 내적 조합모델 PLS를 제안하고, 이를 산업체의 농도 추정 목적으로 적용하였다. 제안된 PLS모델은 기존에 제시된 모델들보다 뛰어난 추정 능력을 보였다.

• 한국가스학회지
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• 제5권1호
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• pp.7-14
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• 2001

가정집 가스보일러 배기가스 조성에 대하여 열역학적 관점에서 해석하였고 일산화탄소 센서의 특성에 대하여 고찰하였다. 배기가스의 조성 측정으로부터 보일러 연소조건을 예측할 수 있음을 본 연구에서 제시하였다. 즉 배기가스중의 산소농도로부터 과잉 공기량을 예측할 수 있고, 배기가스중의 일산화탄소와 수소의 비율로부터 보일러 연소실 온도를 알 수 있다. 가정집에 설치되어 있는 보일러의 배기가스 조성 해석으로부터 과잉 공기량이 약 $55\~110\%$임을 알 수 있었다. 따라서 가정집 가스보일러에서 발생하는 일산화탄소는 연소가스의 유속구배에 의한 난류에 의한 국부냉각 또는 벽에 의한 국부냉각으로 등에 의하여 발생하는 것으로 사료된다. CO센서의 출력전압은 수소와 일산화탄소의 농도에 선형적으로 비례하며, 보일러에서 일산화탄소 발생을 CO센서와 연동제어로 감소시킬 수 있다.