• 제목/요약/키워드: Fe ion irradiation

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Enhancement of NOx photo-oxidation by Fe-doped TiO2 nanoparticles

  • Martinez-Oviedo, Adriana;Ray, Schindra Kumar;Gyawali, Gobinda;Rodriguez-Gonzalez, Vicente;Lee, Soo Wohn
    • Journal of Ceramic Processing Research
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    • 제20권3호
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    • pp.222-230
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    • 2019
  • Microwave hydrothermal-assisted sol-gel method was employed to synthesize the Fe doped TiO2 photocatalyst. The morphological analysis suggests anatase phase nanoparticles of ~20 nm with an SBET area of 283.99 ㎡/g. The doping of Fe ions in TiO2 created oxygen vacancies and Ti3+ species as revealed through the XPS analysis. The reduction of the band gap (3.1 to 2.8 eV) is occurred by doping effect. The as-prepared photocatalyst was applied for removal of NOx under solar light irradiation. The doping of Fe in TiO2 facilitates 75 % of NOx oxidation efficiency which is more than two-fold enhancement than the TiO2 photocatalyst. The possible reason of enhancement is associated with high surface area, oxygen vacancy, and reduction of the band gap. Also, the low production of toxic intermediates, NO2 gas, is further confirmed by Combustion Ion Chromatography. The mechanism related NOx oxidation by the doped photocatalyst is explained in this study.

호장근 추출액에 의한 염색성(Ⅱ) - 호장근 추출액의 자외 · 가시부 분광 특성 - (The Dyeing Properties of Korean Knotweed Extract(Ⅱ) - The UV-visible Spectrophotometric Characteristics of Korean Knotweed Extracts -)

  • 김미숙;최석철
    • 한국염색가공학회지
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    • 제13권5호
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    • pp.10-10
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    • 2001
  • The Purpose of this study was to investigate spectrophotometric characteristics of Korean knotweed extracts. The properties were evaluated by it′s extracting solvent, effect of metallic ion, variations of pH values and effect of light exposure. The results were as following; The highest absorbance was found in methanol extract of Korean knotweed, while the lowest absorbance was carbon tetrachloride extract. The UV-vis. spectra of Korean knotweed colors in several solvents showed hypsochromic shift of n-π/sup */ transition with the polarity of solvent. Absorbance and peak of UV-vis. spectra of Korean knotweed colors became lower and broader by addition of metallic ion. The light stability in irradiation with xenon ]amp of the color solution with Cu were higher than those of Al and Fe. The UV-vis. spectra of Korean knotweed extracts in various pH values showed bathochromic shift under alkaline condition, and their peaks disappeared after 5 hours exposure.

호장근 추출액에 의한 염색성(II) -호장근 추출액의 자외 . 가시부 분광 특성 - (The Dyeing Properties of Korean Knotweed Extract( II ) - The UV-visible Spectrophotometric Characteristics of Korean Knotweed Extracts -)

  • 김미숙;최석철
    • 한국염색가공학회지
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    • 제13권5호
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    • pp.298-305
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    • 2001
  • The Purpose of this study was to investigate spectrophotometric characteristics of Korean knotweed extracts. The properties were evaluated by it's extracting solvent, effect of metallic ion, variations of pH values and effect of light exposure. The results were as following; The highest absorbance was found in methanol extract of Korean knotweed, while the lowest absorbance was carbon tetrachloride extract. The UV-vis. spectra of Korean knotweed colors in several solvents showed hypsochromic shift of $n->\pi^*$ transition with the polarity of solvent. Absorbance and peak of UV-vis. spectra of Korean knotweed colors became lower and broader by addition of metallic ion. The light stability in irradiation with xenon ]amp of the color solution with Cu were higher than those of Al and Fe. The UV-vis. spectra of Korean knotweed extracts in various pH values showed bathochromic shift under alkaline condition, and their Peaks disappeared after 5 hours exposure.

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산화촉진제 첨가가 플라스틱 필름의 물성과 분해에 미치는 영향 (Effects of the Addition Pro-oxidant on the Physical Properties and Degradation of the Petroleum- derived Plastic Film)

  • 안기현;최재석;이로운;한정구;노태훈;박형우
    • 한국포장학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.165-170
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    • 2022
  • 최근 지구온난화 심화와 환경재난 등으로 석유유래 플라스틱의 분해에 대한 관심이 높아지고 있다. 플라스틱의 분해를 촉진하는 산화촉진제로 ferric ion(Fe2+)을 농도별로 첨가하여 필름을 제조하였다. 대조군으로 LLDPE필름과 산화촉진제를 농도별로 첨가한 필름에 UV를 시간별로 조사하여 인장강도, 신장율과 분자량변화를 조사하였다. 수지에 ferric ion 첨가량이 많아질수록 물성저하가 컸으며, 분자량 변화도 큰 것으로 나타났다. 인장강도는 대조군에 비해 산화촉진제 첨가필름이 조사시간 100시간 후 부터는 현저하게 저하되었으며, 이러한 현상은 신장율에서도 비슷한 것으로 나타났다. 분자량은 산화촉진제 첨가에 따른 결과로 UV 조사 50시간 후 63.6%, 100시간 후에는 73.8% 분자량이 감소한 것으로 나타났다. 이상의 결과에서 플라스틱 필름에 산화촉진제인 ferric ion(Fe2+)을 첨가함에 따라서 필름의 강도와 분자량이 저하되는 결과와 김 등 등의 보고를 바탕으로 필름의 분자량이 저하되면 그만큼 필름이 분해되고 있다고 판단할 수 있을 것으로 사료되었다.

Microstructure evolution and effect on deuterium retention in oxide dispersion strengthened tungsten during He+ irradiation

  • Ding, Xiao-Yu;Xu, Qiu;Zhu, Xiao-yong;Luo, Lai-Ma;Huang, Jian-Jun;Yu, Bin;Gao, Xiang;Li, Jian-Gang;Wu, Yu-Cheng
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제52권12호
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    • pp.2860-2866
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    • 2020
  • Oxide dispersion-strengthened materials W-1wt%Pr2O3 and W-1wt%La2O3 were synthesized by wet chemical method and spark plasma sintering. The field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) analysis, XRD and Vickers microhardness measurements were conducted to characterize the samples. The irradiations were carried out with a 5 keV helium ion beam to fluences up to 5.0 × 1021 ions/m2 under 600 ℃ using the low-energy ion irradiation system. Transmission electron microscopy (TEM) study was performed to investigate the microstructural evolution in W-1wt%Pr2O3 and W-1wt%La2O3. At 1.0 × 1020 He+/m2, the average loops size of the W-1wt%Pr2O3 was 4.3 nm, much lower than W-1wt% La2O3 of 8.5 nm. However, helium bubbles were not observed throughout in both doped W materials. The effects of pre-irradiation with 1.0 × 1021 He+/m2 on trapping of injected deuterium in doped W was studied by thermal desorption spectrometry (TDS) technique using quadrupole mass spectrometer. Compared with the samples without He+ pre-irradiation, deuterium (D) retention of doped W materials increased after He+ irradiation, whose retention was unsaturated at the damage level of 1.0 × 1022D2+/m2. The present results implied that irradiation effect of He+ ions must be taken into account to evaluate the deuterium retention in fusion material applications.

펄프 표백시 산소와 이산화염소의 영향 - 수산기 라디칼의 생성과 금속이온의 영향- (The Effect of Oxygen and Chlorine Dioxide during Pulp Bleaching - The Effect of Hydroxyl Radical and Metal Ion -)

  • 윤병호;조병묵;이명구
    • Journal of Forest and Environmental Science
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    • 제13권1호
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    • pp.153-165
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    • 1997
  • 본 논문에서는 케미루민센스와 HPLC를 사용하여 산소 표백시 수산기 라디칼의 생성과 리그닌 및 탄수화물의 분해와의 상호관련성을 밝히기 위하여 간단한 리그닌 모델화합물인 아포사이놀과 탄수화물 모델화합물인 $\alpha$-D-glucopyranose와 methyl-$\beta$-D-glucopyronoside를 사용하여 연구하였다. 또한 수산기 라디칼의 생성과 금속이온과의 연관성을 검토하고 탈리그닌을 촉진함과 동시에 탄수화물의 분해를 억제하는 최적의 금속이온 농도를 조사하였다. 그 결과 금속이온의 존재가 수산기 라디칼의 형성과 탈리그닌화에 효과적인 영향을 주며, $Cu^{2+}$ > $Mn^{2+}$ > $Mg^{2+}$ > $Fe^{2+}$의 순서로 수산기 라디칼이 생성됨을 알 수 있었다. 이러한 금속이온들은 탄수화물도 분해시키는 문제가 있음을 증명하였다. 그러나 $100{\mu}m\;Mg^{2+}$를 첨가하면 수산기 라디칼의 생성이 억제됨을 알 수 있었다. 또한 $Cu^{2+}$은 탄수화물의 안정성에 나쁜 영향을 미쳤으나, $3{\mu}m\;Mn^{2+}$을 첨가하면 놀랍게도 methyl-$\beta$-D-glucopyranoside에 대해 약간의 보호효과를 나타냄을 알 수 있었다. 이산화염소 라디칼 표백 용액 중에서는 이와 반대로 금속과 관계없이 상당한 양의 수산기 라디칼을 생성하지 않으나 이산화염소 자체의 라디칼이 리그닌만을 선택적으로 분해하였다.

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영가철(Fe$^0$)과 UV를 이용한 1,4-dioxane 분해 반응시 철농도의 변화와 반응 메커니즘의 연구 (The Study on the Change of Iron Concentration and the Reaction Mechanism of the 1,4-Dioxane Degradation using Zero Valent Iron and UV)

  • 손현석;임종권;조경덕
    • 대한환경공학회지
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    • 제30권3호
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    • pp.323-330
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    • 2008
  • 본 논문은 1,4-dioxane의 분해를 위한 Fe$^0$와 Fe$^{2+}$의 반응에서 UV의 영향을 평가하기 위해 반응 중 [Fe$^{2+}$]와 용액 중 총철이온 농도에 대한 [Fe$^{2+}$]의 비([Fe$^{2+}$]/[Fe(t)])의 변화를 조사하였다. UV, Fe$^0$, 그리고 Fe$^{2+}$의 단독반응에 의한 1,4-dioxane의 분해효율은 10% 이하였으며 그 반응 동안 [Fe$^{2+}$]와 [Fe$^{2+}$]/[Fe(t)]의 변화 또한 거의 일어나지 않았다. 그러나 UV 조사에 의해 Fe$^0$의 산화는 약 25% 정도 증가하였을 뿐만 아니라 1,4-dioxane의 분해 효율 또한 개선되었다. Fenton 반응($Fe^{2+}+H_2O_2$)의 경우 반응초기 90분까지는 매우 빠른 분해율을 보인 반면 90분 이후에는 1,4-dioxane의 분해가 거의 정지되었다. Fe$^{2+}$와 UV 반응에서는 [Fe$^{2+}$]/[Fe(t)]가 반응 시작부터 감소하다가 90분 이후부터 완만한 증가를 보였다. Fe$^0$와 UV 반응의 경우 반응속도 상수는 반응시작 90분 동안 1.84$\times$10$^{-3}$ min$^{-1}$에서 Fe$^{2+}$의 변화가 일어나는 시간인 90분 이후 9.33$\times$10$^{-3}$ min$^{-1}$로 큰 상승을 보였고 이 변화는 [Fe$^{2+}$]/[Fe(t)]이 감소이후에 일어났다. [Fe$^{2+}$]/[Fe(t)]는 Fe$^{2+}$와 UV 반응에서 계속적으로 감소하였다. 그러나 그 반응에 ClO$_4^-$를 첨가한 경우 [Fe$^{2+}$]/[Fe(t)]는 완만한 상승을 보였다. 이 결과들은 1,4-dioxane의 분해는 주로 Fe$^0$이 Fe$^{2+}$로 산화되는 기간이 아닌 Fe$^{2+}$가 Fe$^{3+}$로 산화, 환원되는 반응 동안 일어났음을 보여준다. 즉, 1,4-dioxane의 주요 분해는 철순환에서 생성되는 라디칼에 의한 산화작용이라 할 수 있다. 또한 UV와 ClO$_4^-$는 Fe$^{3+}$의 환원에 큰 작용을 하는 것으로 관찰되었고 이는 radical의 지속적인 생산이라는 측면에서 1,4-dioxane의 분해효율을 증가시키기 위해 매우 중요한 부분이라 할 수 있다.

금속이온 치환법으로 제조된 티타니아를 이용한 유기물 분해에 대한 연구 (Study of Degradation of Organic matter using prepared Titania by Metal ions substitution process)

  • 이규환;이동석
    • 산업기술연구
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    • 제28권A호
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    • pp.19-22
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    • 2008
  • In recent years, much attention has been paid to "Photocatalytic oxidation" as an alternative technique, where the pollutants are degraded by UV-irradiation in the presence of a semiconductor suspension such as titanium dioxide. $TiO_2$ is the most often used photocatalyst due to its considerable photocatalytic activity, high stability, non-environmental impact and low cost. 1n this research, the photocatalytic degradation of humic acid, acetaldehyde and methylene blue in $UV/TiO_2$ systems has been stydied. The effect of calcination temperature for manufacturing of $TiO_2$ photocatalysts and type of photocatalysts on photodegradation has been investigated. Photocatalysts with various metal ions(Mn, Fe, Cu and Pt) loading are tested to evaluate the effects of metal ions impurities on photodegradation. The photodegradation efficiency with $Pt-TiO_2$ or $Fe-TiO_2$ or $Cu-TiO_2$ is higher than Degussa P-25 powder. However, the photodegradation efficiency with $Mn-TiO_2$ is lower than Degussa P-25 powder. The photocatalytic properties of the nanocrystals were strongly dependent upon the crystallinity, particle size, standard reduction potential of various transition metal and electronegativity of various transition metal. As a result photocatalysts with various metal ion loading evaluated the effect of photodegradation.

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MC-50 싸이클로트론을 이용한 위성용 열조절 유기복합재료의 우주환경 영향 연구 (RESEARCH ON SPACE ENVIRONMENTAL EFFECT OF ORGANIC COMPOSITE MATERIALS FOR THERMAL MANAGEMENT OF SATELLITES USING MC-50 CYCLOTRON)

  • 김대원;김동일;허용학;양태건;이호영;김용협
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제22권4호
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    • pp.441-450
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    • 2005
  • 유기재료(organic material)는 위성이나 우주비행체의 열을 조절하고 우주환경에 직접 노출되는 것을 차단하기 위하여 가장 흔하게 사용되는 재료 중 하나이다. 본 논문에서는 지상설비를 이용하여 모사한 우주환경에서 유기재료의 물성변화를 관찰하였다. 대표적인 위성용 유기 열조절 재료 중 하나인 2mil ITO(Indium Tin Oxide) coated aluminized KAPTON을 실험 대상으로 선택하였다. 양성자에 의한 단일 우주환경효과를 실험하기 위하여, 한국 원자력의학원의 MC-50 싸이클로트론(cyclotron)을 이용하여 양성자를 조사(irradiation)하였으며, 조사조건은 지구궤도 주변 최고의 양성자 발생기록인 1972년 8월의 최고치 상황을 적용하였다. 조사에너지는 평균 관측에너지인 30MeV으로 고정하였으며, 등가 조사량은 우주노출 시간 1년, 3년, 5년 및 10년을 기준으로 설정하였다. 분석과정은 인장강도를 측정하여 정량적 물성저하를 확인하였고, 전계방출 전자주사현미경 등으로 결정성변화와 노출표면의 손상을 분석하였다.