Pure and 0.5, 1, 2, 5, and 10 at% of Mo-doped $Co_3O_4$ yolk-shell spheres were synthesized by ultrasonic spray pyrolysis of droplets containing Co nitrate, ammonium molybdate, and sucrose and their gas sensing characteristics to 5 ppm trimethylamine (TMA), ethanol, p-xylene, toluene, ammonia, carbon monoxide, and benzene were measured at $225-325^{\circ}C$. The sensor using pure $Co_3O_4$ yolk-shell spheres showed the highest response to p-xylene and very low response to TMA at $250^{\circ}C$, while the doping of Mo into $Co_3O_4$ tended to increase the overall responses of gas sensors. In particular, the sensor using 5 at% Mo-doped $Co_3O_4$ yolk-shell spheres exhibited the high response to TMA with low cross-responses to other interfering gases. The high response and selectivity of Mo-doped $Co_3O_4$ yolk-shell spheres to TMA are attributed to the electronic sensitization by higher valent Mo doping and acid-base interaction between TMA and Mo components.
메탄의 플라즈마 열분해 방법에 의해 제조된 카본블랙을 $2\times10^{-2}torr$진공상태에서 $800,\;1300,\;2100^{\circ}C$의 온도로 열처리하여 원시료를 포함하여 물리적$\cdot$화학적 특성이 다른 4개의 시료를 준비하였다. 이 시료들을 리튬이차전지 양극 활물질인 $LiCoO_2$의 도전재로 사용하여 $Li/LiCoO_2$ 반쪽전지를 구성하고 변화된 도전재의 특성에 따른 셀의 전기화학적 특성 차이를 조사하였다 시료를 열처리하였을 때 표면화학그룹이 제거되고 전도도가 높아지면서 도전재로 사용하였을 때 사이클 특성 및 초기 방전용량이 향상되었다. 그러나, $2100^{\circ}C$에서 열처리한 시료를 도전재로 사용한 경우에는 사이클 특성 및 rate capability가 저하되는 것으로 나타났다. 이것은 플라즈마 블랙의 열처리에 의한 구조 변화에 따른 전극 내 분산 특성의 변화가 전도도 특성과 복합적으로 작용하여 제작한 셀의 전기화학적 특성에 영향을 미치기 때문으로 사료된다 열처리 온도가 높아질수록 카본블랙 표면의 관능기가 제거되면서 플라즈마 블랙의 전도도가 증가하였으나, 흑연화의 진행으로 나타난 agglomeration의 증가가 전극 내 분산 특성을 저하시키는 것으로 사료된다 그 결과 $800^{\circ}C$에서 열처리한 시료의 사이클 특성이 가장 우수하였다.
PVC와 ABC의 혼합물을 대상으로 혼합비에 따른 공열분해 특성과 CaO와 $Cu_2O$의 첨가효과를 TG와 GC-MS를 이용하여 연구하였다. $500^{\circ}C$의 등온실험에서 ABS의 혼합비율이 증가할수록 스티렌 단량체와 방향족 화합물의 수율은 증가하였으며, BTX 화합물의 최대 수율은 PVC와 ABS의 혼합비가 4:1일 때 16.14% 정도임을 확인하였다. 금속산화물을 첨가한 경우 액상 생성물의 수율은 혼합비 0.4의 CaO를 첨가했을 때 73%와 0.4의 $Cu_2O$를 첨가했을 때 70%인 최대값을 얻을 수 있었으며, 각각 혼합비 0.5인 CaO와 1.0인 $Cu_2O$를 첨가했을 때 기상 생성물에 포함된 염화수소를 완전히 제거할 수 있었다. 본 연구의 실험조건에서는 염화수소를 완전히 제거할 수 있고, 가장 높은 액상 수율을 얻을 수 있는 반응조건은 $500^{\circ}C$에서 혼합비 0.5인 CaO나 혼합비 1.0인 $Cu_2O$를 첨가하는 것으로 사료된다.
본 연구에서는 음식물 쓰레기를 황토와 혼합하여 고온 열분해 과정을 거쳐 다공성 담체를 제조하고, 이를 하수처리용 담체로 적용하고자 하였다. 이에 열분해 장치를 이용하여 다공성 담체를 제조하는 1단계 실험과 실험실 규모의 하수처리 장치에 이 다공성 담체를 충진하여 수처리 효율을 분석하는 2단계로 실험을 진행하였다. 다공성 담체 제조를 위한 열분해 장치의 최적 운전조건을 결정하기 위하여, 1단계 실험에서 열분해 장치의 온도조건과 음식물 쓰레기와 황토의 혼합비를 달리하여 각각의 조건에서 제조된 다공성 담체의 비표면적, 기공률, 압축강도 등의 물리적 특성을 확인하였다. 그 결과로서 음식물 쓰레기와 황토의 혼합비 1:1, 열분해 온도조건 $1,100^{\circ}C$가 최적 운전조건인 것으로 나타났다. 2단계 실험에서는 제조된 다공성 담체에 대하여 수질정화용으로서의 적용가능성을 평가하였으며, 그 결과 실험시작 8일째부터 TOC 87.3%, COD 85.0%의 처리효율을 가지는 것으로 나타났다. 또한 전체 기공률 37.0% 와 $1\sim20{\mu}m$ 사이의 기공크기를 가지는 구조내에서 미생물 활성화가 활발하게 이루어지고 있는 것을 확인할 수 있었다.
전이금속 칼코젠화물은 소듐 이차전지의 음극재로서 높은 이론 용량을 가지나 충·방전 과정에서 큰 부피 팽창으로 인해 짧은 수명 특성을 보이며, 낮은 전기전도도로 인해 출력 특성을 저하시킨다는 문제가 있다. 이를 해결하기 위해, 본 연구에서는 분무열분해와 후 열처리 공정을 통해 다공성의 CNT ball과 (Ni,Co)Se2 나노결정이 복합된 구조체를 합성하였으며, 이를 소듐 이차전지의 음극에 적용시켜 전기화학적 특성을 평가하였다. 합성된 소재는 분무열분해 동안 Polystyrene(PS) 나노비드의 분해로 인해 다공성 구조를 형성하여 충방전 과정에서 발생하는 부피팽창을 효과적으로 수용하였으며, CNT 소재와의 복합화를 통해 전기화학적 성능을 향상시킬 수 있었다. 이로 인해 다공성 구조의 (Ni,Co)Se2-CNT 복합소재는 0.2 A g-1의 전류밀도에서 698 mA h g-1의 높은 초기 방전용량을 보였으며, 100 사이클 후 400 mA h g-1의 방전용량을 유지함을 보였다.
Combustion characteristics of boiler fuels made of bio-oil and light-oil were experimentally investigated. Bio-oil was obtained by fast pyrolysis of woody biomass. Emulsion fuel made by mixing bio-oil (up to 30wt%) with light-oil and surfactant was completely burnt, resulting in the formation of combusted gas containing CO concentration less than 10ppm. Simple mixtures of bio-oil and light-oil with separate delivery lines also gave nice combustion characteristics.
The worldwide trend of waste treatment technology is rapidly transferring from "incineration system" to "gasification & melting system" which can derive the resources from waste and charge no more environmental burden to nature. And therefore it is necessary to adopt gasification & melting system to prevent the land pollution and to solve the problem of landfill area. Among several thermal waste treatment processes gasification and melting system is the representative process which can transfer waste to resources such as syn-gas, molten slag, metal hydroxide, mixed salt and sulfur through the process of compaction, pyrolysis, gasification and melting.
Spherical mesoporous silica particles, of which main pore diameter was 3.8 nm, were successfully prepared by spray pyrolysis from aqueous silicic acid. The effect of precursor concentration, reaction temperature, and the addition of urea and PEG on the particle diameter and pore properties such as pore diameter, total pore volume, and specific surface area were investigated by using FE-SEM, particle size analyzer, and nitrogen absorption-desorption analysis. With an increase of the precursor concentration from 0.2 M to 0.7 M, the average particle diameter, total pore volume, and specific surface area of the porous silica particles increased from 0.56 to $0.96\;{\mu}m$, 0.434 to $0.486\;cm^3/g$, 467.8 to $610.4\;m^2/g$, respectively. Within the temperature range $(600\;^{\circ}C{\sim}800\;^{\circ}C)$, there was no significant difference in the pore diameter, total pore volume, and specific surface area. In addition, the addition of urea as an expansion aid led to slight increases in particle diameter, pore diameter, and specific surface area. However, when the polyethylene glycol (PEG) as an organic template was used, the total pore volume of porous particles increased dramatically.
High $J_c$ over 1 $MA/cm^2$ YBCO film has been successfully prepared using nitrate precursors by spray pyrolysis method. Aerosol drolpets generated using a concentric spray nozzle were directly sprayed on a $LaAlO_3$(100) single crystal substrate. The cation ratio of precursor solution was Y:Ba:Cu=1:2.65:1.35. The distance between nozzle and substrate was 15 cm. Deposition temperature was ranging from $750^{\circ}C\;to\;800^{\circ}C$. Deposition pressure was 100 Torr, and oxygen partial pressure was varied from 10 Torr to 50 Torr. The microstructure, phase formation, texture development and superconducting properties of deposited films were largely changed with oxygen partial pressure. Deposited films showed a texture with(001) planes parallel to substrate plane. High quality film was obtained when film was deposited at $760^{\circ}C$ with an oxygen partial pressure of 30 Torr. The critical current density($J_c$) of the YBCO film was 1.75 $MA/cm^2$ at 77 K and self-field.
YBCO films were deposited on a moving substrate by a spray pyrolysis method using nitrate aqueous solution as precursors. Deposition was made on $LaAlO_3$(100) single crystal substrate by spraying precursor droplets generated by a concentric nozzle. The cation ratio of precursor solution was Y:Ba:Cu=1:2.65:4.5. The distance between nozzle and substrate was 15 cm. Substrate was transported with a speed ranging from 0.23 cm/min to 0.5 cm/min. Films were deposited at the pressure ranging from 10 Torr to 20 Torr and the deposition temperature was ranged from $740^{\circ}C\;to\;790^{\circ}C$. Oxygen partial pressure was controlled between 1 Tow and S Torr. Superconducting YBCO films were obtained from $740^{\circ}C\;to\;790^{\circ}C$ with an oxygen partial pressure of 3 Torr. Scanning electron microscope(SEM) and X-ray diffraction(XRD) observation revealed that films are smooth and highly texture with(001) plans parallel to substrate plane. Highest Jc was 0.72 $MA/cm^2$ at 77K and self-field for the film with a thickness of 0.15 m prepared at a substrate temperature of $740^{\circ}C$ and $PO_2$=3 Torr.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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