In the present work, $WO_3$ and $WO_3-TiO_2$ were prepared by the chemical deposition method. Structural variations, surface state and elemental compositions were investigated for preparation of $WO_3-TiO_2$ sonocatalyst. X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray (EDX) and transmission electron microscopy (TEM) were employed for characterization of these new photocatalysts. A rhodamine B (Rh.B) solution under ultrasonic irradiation was used to determine the catalytic activity. Excellent catalytic degradation of an Rh.B solution was observed using the $WO_3-TiO_2$ composites under ultrasonic irradiation. Sonocatalytic degradation is a novel technology of treating wastewater. During the ultrasonic treatment of aqueous solutions sonoluminescence, cavitaties and "hot spot" occurred, leading to the dissociation of water molecules. In case of a $WO_3$ coupled system, a semiconductor coupled with two components has a beneficial role in improving charge separation and enhancing $TiO_2$ response to ultrasonic radiations. In case of the addition of $WO_3$ as new matter, the excited electrons from the $WO_3$ particles are quickly transferred to $TiO_2$ particle, as the conduction band of $WO_3$ is 0.74 eV which is -0.5 eV more than that of $TiO_2$. This transfer of charge should enhance the oxidation of the adsorbed organic substrate. The result shows that the photocatalytic performance of $TiO_2$ nanoparticles was improved by loading $WO_3$.
고가의 귀금속 촉매는 고분자 전해질 연료전지의 상업화에 걸림돌로 인식되어 저가의 비귀금속 촉매 연구가 활발하다. 본 연구에서는 Fe-N-C 촉매를 킬레이팅이 가능한 4가지 다른 질소 전구체 N,N,N',N'-detramethylethylenediamine(TMEDA), 1,2-ethylenediamine (EDA), m-dicyanobenzene (DCB), dicyandiamide (DCDA)를 이용하여 700, 800, 900, 1000 ℃에서 합성하였다. 촉매의 물리적 특성은 주사전자현미경, X선 회절분석기, 자동원소분석기를 이용하여 분석하였다. 이를 통해 촉매 표면 형태 및 원소의 분산도와 에너지 분산형 X-선 분광을 적용하여 Fe의 함량을 확인하였다. 또한 비금속 원소의 함량과 Fe의 담지 여부 등을 확인하였다. 전기화학적 특성은 순환 전압전류법과 선형주사전위법을 통해 촉매의 전기화학적 산소 환원에 대한 활성과 전자전달수 등을 분석하였다. 결과에 따르면 질소 전구체로 EDA를 사용하여 800 ℃의 소성온도에서 합성한 촉매가 가장 높은 산소 환원 활성을 보였다. 이 연구 결과는 고가의 귀금속을 대체하기 위한 노력에 도움이 될 것으로 예상된다.
Herein, a series of g-C3N4 modified Bi2MoO6 nanocomposites using Bi2MoO6 and melamine as original materials are fabricated via sintering process. For presynthesis of Bi2MoO6 an ultrasonic-assisted hydrothermal technique is researched. The structure and composition of the nanocomposites are characterized by Raman spectroscopy, X-ray diffraction (XRD), and high-resolution field emission scanning electron microscopy (SEM). The improved photoelectrochemical properties are studied by photocurrent density, EIS, and amperometric i-t curve analysis. It is found that the structure of Bi2MoO6 nanoparticles remains intact, with good dispersion status. The as-prepared g-C3N4/Bi2MoO6 nanocomposites (BMC 5-9) are selected and investigated by SEM analysis, which inhibits special morphology consisting of Bi2MoO6 nanoparticles and some g-C3N4 nanosheets. The introduction of small sized g-C3N4 nanosheets in sample BMC 9 is effective to improve the charge separation and transfer efficiency, resulting in enhancing of the photoelectric behavior of Bi2MoO6. The improved photoelectronic behavior of g-C3N4/Bi2MoO6 may be attributed to enhanced charge separation efficiency, photocurrent stability, and fast electron transport pathways for some energy applications.
ASED-MO(Atom Superposition and Electoron Delocalization-Molecular Orbtal)이론을 이용하여 Pt(lll)과 ${\upsilon}-Al_2O_3$(III) 표면 모델에 대한 계면간 결합 세기에 관해 연구하였다. $Al^{3+}$의 환원 정도가는 알루미나 뭉치(cluster)에 대한 산소와 알루미늄의 비에 따라 달라진다. $Al^{3+}$의 환원 정도가 크면 클수록 Pt 원소들에 대해 강한 결합 에너지를 가진다. 산소로 덮인 ${\gamma}-Al_{20}_3$(III) 표면과 Pt 계면간 결합이 매우 약하지만 백금의 산화 조건에서의 결합은 매우 강하다. 백금 표면에서 부분적으로 빈 O-2p 띠(band)와 $Al^{3+}$ dangling surface orbital로 전하가 이동하는 전하이동(charge transfer) 메카니즘에 의해 백금과 알루미나 계면간 결합은 가능하다.
A systematic study on isoelectronic impurities in thin-film eletroluminescent devices (TFELD) has been made on the basis of the experimental analysis aimed at a survey for the blue-emitting materials. Codoping effects of isoelectronic impurities, such as oxygen(O), tellurium(Te), and lithium(Li), on the emissive characteristics of ZnS:Ce$^{3+}$ and ZnS:Tm$^{3+}$TFELD have been investigated by means of the X-ray diffraction studies, the Auger electron spectroscopy, the cathodoluminescent spectra, and the electroluminescent spectra. Experiment results reveal that oxygen codoping gives rise to an increase of the luminance, due to a suppression of the nonradiative energy transfer via sulfur vacancies Te codoping in ZnS:Ce$^{3+}$ TFELD result in a large change in the crystal field around Ce$^{3+}$ ions. Li codoping in ZnS:Tm$^{3+}$ TFELD causes the luminance to increase slightly, due to a lowering in the symmetry of Tm$^{3+}$ions. Likewise, the experimental results suggest strongly that an Auger-type enegy loss via lattece defects such an sulfur vacancies acts as a non-emissive in TFELD.ve in TFELD.
A simple chemical precipitation technique is reported for the synthesis of a hybrid nanostructure of single-wall carbon nanotubes (SWCNT) and titania ($TiO_2$) nanocrystals of average size 5 nm, which may be useful as a prominent photocatalytic material with improved functionality. The synthesized hybrid structure has been characterized by transmission electron microscopy (HRTEM), energy-dispersive X-ray analysis (EDAX), powder X-ray diffractometry (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and Raman spectroscopy. It is clearly revealed that nearly monodispersed titania nanocrystals (anatase phase) of average size 5 nm decorate the surfaces of SWCNT bundles. The UV-vis absorption study shows a blue shift of 16 nm in the absorbance peak position of the composite material compared to the unmodified SWCNTs. The photoluminescence study shows a violet-blue emission in the range of 325-500 nm with a peak emission at 400 nm. The low temperature electrical transport property of the synthesized nanomaterial has been studied between 77-300 K. The DC conductivity shows semiconductor-like characteristics with conductivity increasing sharply with temperature in the range of 175-300 K. Such nanocomposites may find wide applications as improved photocatalyst due to transfer of photo-ejected electrons from $TiO_2$ to SWCNT, thus reducing recombination, with the SWCNT scaffold providing a firm and better positioning of the catalytic material.
In this work, nano-flake shaped nickel oxide (NiO) films were synthesized by chemical bath deposition technique for electrochemical capacitors. The deposition was carried out for 1 and 2 h at room temperature using nickel foam as the substrate and the current collector. The structure and morphology of prepared NiO film were characterized by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). And, electrochemical properties were characterized by cyclic voltammetry, galvanostatic charge-discharge, and AC impedence measurement. It was found that the NiO film was constructed by many interconnected NiO nano-flakes which arranged vertically to the substrate, forming a net-like structure with large pores. The open macropores may facilitate the electrolyte penetration and ion migration, resulted in the utilization of nickel oxide due to the increased surface area for electrochemical reactions. Furthermore, it was found that the deposition onto nickel foam as substrate and curent collector led to decrease of the ion transfer resistance so that its specific capacitance of a NiO film had high value than NiO nano flake powder.
The traditional silicon heterojunction solar cells consist of intrinsic amorphous silicon to prevent recombination of the silicon surface and doped amorphous silicon to transport the photo-generated electrons and holes to the electrode. Back contact solar cells with silicon heterojunction exhibit very high open-circuit voltages, but the complexity of the process due to form the emitter and base at the backside must be addressed. In order to solve this problem, the structure, manufacturing method, and new materials enabling the carrier selective contact (CSC) solar cell capable of achieving high efficiency without using a complicated structure have recently been actively developed. CSC solar cells minimize carrier recombination on metal contacts and effectively transfer charge. The CSC structure allows very low levels of recombination current (eg, Jo < 9fA/cm2), thereby achieves high open-circuit voltage and high efficiency. This paper summarizes the core technology of CSC solar cell, which has been spotlighted as the next generation technology, and is aiming to speed up the research and development in this field.
Mesoporous titanium dioxide ($TiO_2$) thin films were prepared using poly(vinyl chloride)-graft-poly(N-vinyl pyrrolidone) (PVC-g-PVP) as a templating agent via sol-gel process. Grafting of PVC chains from PVC backbone was done by atom transfer radical polymerization (ATRP) technique. The successful grafting of PVP to synthesize PVC-g-PVP was checked by fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR) and gel permeation chromatography (GPC). The carbonyl group interaction of PVC-g-PVP graft copolymer with $TiO_2$ was confirmed by FT-IR. The porous morphologies of the $TiO_2$ films genereated after calcination at $450^{\circ}C$ was characterized by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The mesoporous $TiO_2$ films with 580 nm in thickness were used as a photoelectrode for solid state dye sensitized solar cell (DSSC) and showed an energy conversion efficiency of 1.05% at 100 $mW/cm^2$.
Sonoluminescence (SL) characteristics such as pulse shape, radiance and spectrum radiance from submicron bubbles were investigated. In this study, a set of analytical solutions of the Navier-Stokes equations for the gas inside bubble and equations obtained from mass, momentum and energy equations for the liquid layer adjacent the bubble wall were used to estimate the gas temperature and pressure at the collapse point, which are crucial parameters to determine the SL characteristics. Heat transfer inside the gas bubble as well as at the liquid boundary layer, which was not considered in the most of previous studies on the sonoluminescence was taken it into account in the calculation of the temperature distribution inside the bubble. It was found that bremsstrahlung is a very possible mechanism of the light emission from either micron or submicron bubbles. It was also found that the peak temperature exceeding $10^{6}$ K in the submicron bubble driven at 1 MHz and 4 atm may be due to the rapid change of the bubble wall acceleration near the collapse point rather than shock formation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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