Dyeing properties of soybean fabrics on gromwell colorants were studied for the effect of dyeing conditions, such as colorants concentration, temperature, time and pH on the dye uptake and effect of mordants on color change, dye uptake and various colorfastness. Antimicrobial activity of soybean fabrics dyed and sim-mordanted with gromwell colorants was examined by shake flask method. Gromwell colorants showed considerably affinity to soybean fabric and its isotherm adsorption curve was Freundlich type. Therefore, it is considered that hydrogen bonding and Van der Waals force were involved in the adsorption of gromwell colorants to soybean fabric. Soybean fabrics showed R color on Al, Cu and Sn mordant, RP color on Cr and Fe mordant, but soybean fabrics showed low dye uptake depending on mordanting treatment. Light colorfastness was increased for Cr and Fe mordants. Staphylococcus aureus reduction rates were above 90% for Cr and Cu mordanted soybean fabrics, and the others were poor. Klebsiella pneumoniae reduction rates soybean fabrics did not show reduction rate hardly.
Using models simulating the environment of two distinct adsorption sites of $H_2$ in metal-organic framework-5 (MOF-5), binding energies of $H_2$ to MOF-5 were evaluated at the MP2 and CCSD(T) level. For organic linker section modeled as dilithium 1,4-benzenedicarboxylate ($C_6H_4(COO)_2Li_2$), the MP2 and CCSD(T) basis set limit binding energies are estimated to be 5.1 and 4.4 kJ/mol, respectively. For metal oxide cluster section modeled as $Zn_4O(CO_2H)_6$, while the MP2 basis set limit binding energy estimate amounts to 5.4 kJ/mol, CCSD(T) correction to the MP2 results is shown to be insignificant with basis sets of small size. Substitution of benzene ring with pyrazine ring in the model for the organic linker section in MOF-5 is shown to decrease the $H_2$ binding energy noticeably at both the MP2 and CCSD(T) level, in contrast to the previous study based on DFT calculation results which manifested substantial increase of $H_2$ binding energies upon substitution of benzene ring with pyrazine ring in the similar model.
The Fe-ACF/$TiO_2$ composites were prepared by a sol-gel method and were characterized by nitrogen adsorption, Scanning Electron Microscopy (SEM), X-ray Diffraction (XRD), and Energy Dispersive X-ray (EDX). The Fe-ACF/$TiO_2$ composites were developed for the decomposition of organic dyes by using a UV lamp. The decomposition effect was investigated under various conditions, such as three selected non-biodegradable organic dyes like Methylene Blue (MB), Methyl Orange (MO), Rhodamine B (Rh.B), and in the presence of Fe and hydrogen peroxide ($H_2O_2$). The photocatalytic activity was derived from possible combination effects, such as (1) adsorption of ACF, (2) generation of electron/hole by $TiO_2$, (3) photo-Fenton reaction of Fe, and (4) oxidation of $Fe^{2+}\;to\;Fe^{3+}\;by\;H_2O_2$.
Chitosan(CS) and cellulose acetate(CA) composite films were prepared using formic acid as a cosolvent by casting, solvent evaporating and neutralization method. This study examines if the blending method, which uses formic acid as a cosolvent is efficient in improving the mechanical properties of CS film, especially wet strength and elongation. Formic acid is an effective cosolvent for the blend of CS and CA. Under wet condition, tensile strength and elongation of the composite films were obviously higher than those of the films made from pure CS. FTIR, DSC, and X-ray diffraction showed that the composite films exhibit a high level of compatibility and that strong interaction between the CS and CA was caused by intermolecular hydrogen bonding. The affinity series of composite film to transition metal ions are Cu(II) > Cd(II) > Cr(III). The adsorption of Cu((II) ion was shown to be highly pH sensitive.
The activated carbon "C" was obtained by carbonization followed by activation with steam at 40% of burn-off. Oxidized carbons C-N, C-P and C-H were obtained by oxidizing the activated carbon C with concentrated nitric acid, ammonium peroxysulfate and hydrogen peroxide, respectively. The textural properties of the carbons were determined from nitrogen adsorption at 77 K. The acidic surface functional groups were determined by pH titration, base neutralization capacity and electrophoretic mobility measurements. The cation exchange capacities of un-oxidized and oxidized carbons were determined by the removal of Cu(II) and Ni(II) from their aqueous solutions. The surface area and the total pore volume decreased but the pore radius increased by the treatment of activated carbon with oxidizing agents. These changes were more pronounced in case of oxidation with $HNO_3$. The surface pH of un-oxidized carbon was basic whereas those of the oxidized derivative were acidic. The removal of Cu(II) and Ni(II) was pH dependent and the maximum removal of the both ions was obtained at pH of 5-6. Cu(II) was more adsorbed, a phenomenon which was ascribed to its particular electronic configuration.
Kamble, Girish;Malavekar, Dhanaji;Jang, Suyoung;Kim, Jin Hyeok
한국재료학회지
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제32권10호
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pp.408-413
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2022
The oxygen evolution reaction (OER) is very sluggish compared to the hydrogen evolution reaction (HER). Considering this difference is essential when designing and developing a cost-effective and facile synthesis method for a catalyst that can effectively perform OER activity. The material should possess a high surface area and more active sites. Considering these points, in this work we successfully synthesized sheets of cobalt phosphate hydrate (CP) and sulphurated cobalt phosphate hydrate (CPS) material, using simple successive ionic layered adsorption and reaction (SILAR) methods followed by sulfurization. The CP and CPS electrodes exhibited overpotentials of 279 mV with a Tafel slope of 212 mV dec-1 and 381 mV with a Tafel slope of 212 mV dec-1, respectively. The superior performance after sulfurization is attributed to the intrinsic activity of the deposited well-aligned nanosheet structures, which provided a substantial number of electrochemically active surface sites, speeded electron transfer, and at the same time improved the diffusion of the electrolyte.
초임계 $CO_2$중에 미량 희석된 아세톤의 실리카겔(SG800, 세공경 80nm, 입자경 $10{\mu}m$)표면에서의 물리적인 흡착현상을 FTIR 측정기법에 의해 측정하여, 그 결과를 크로마토그래피 측정기법을 이용해 얻어진 흡착현상과 비교하였다. 크로마토 측정기법에 의해 얻어진 흡착등온선(온도 313K, 압력 1MPa~15MPa)은 $CO_2$의 임계압력(7.28MPa) 보다 낮은 압력에서 최대값을 가지며, 압력이 증가함에 따라 감소하는 경향을 보여준다. 이 결과는 아세톤과의 수소결합 형성에 의해 적색변위(red-shift, 흡착피크가 낮은 파수 영역으로 이동하는 현상)한 실리카겔 표면 OH기의 IA(Integral Absorbance, 적분강도)의 압력의존성과 정성적으로 일치한다. 그러나 초임계유체 영역에서의 크로마토 측정기법에 의한 흡착등온선의 압력증가에 따른 감소비가 FTIR 측정기법에 의한 IA 곡선의 압력증가에 따른 감소비에 비해 조금 크게 감소하는 경향을 보여준다. 이 결과는 비교적 약한 상호작용을 가지는 van der Waals 결합력과 상대적으로 강한 흡착력을 가지는 수소결합력이 실리카겔 표면에서의 아세톤의 흡착에 동시에 영향을 미치고 있다는 것을 나타낸다. 초임계 $CO_2$와 $N_2$가스중에 미량 희석된 트리에틸아민의 FTIR 실험결과로부터 실리카겔 표면에 흡착된 아민류 유기용매의 독특한 분광학적 흡착특성, 흡착띠(band)가 $1300cm^{-1}$ 부근까지 적색변위하는 특성을 발견할 수 있었다.
현재 슬러지의 처리는 주로 해양투기에 의해 진행되는데 런던협약에 의해 슬러지 내 중금속 함량에 따라 점진적으로 해양투기가 완전 금지되어진다. 이에 하수슬러지의 안정적 처리 방안이 시급히 검토되어야 한다. 그 대책으로 최근 슬러지의 능률적이고 친환경적인 처리를 위한 방법 중 하나로 활성화를 통한 흡착제 제조가 부각되고 있다. 본 연구는 하수슬러지를 수증기 활성화법을 이용하여 흡착제로 활용하기 위한 기초연구로서 양질의 흡착제를 제조하기 위한 변수별 연구를 통한 최적 활성화조건을 연구하였다. 그 결과 요오드 흡착능을 기준으로 하여 변수별 연구를 통해 수증기 주입량 30 mL/hr, 활성화 온도 $500^{\circ}C$, 활성화 시간 60분으로 선정되었다. 이 때 요오드 흡착능과 수율은 228.4 mg/g, 77.23%로 나타났다. 또한 질소 흡착, SEM, EDS를 이용하여 수증기 활성화에 따른 세공 발달, 비표면적, 평균 세공경 및 화학적 성상과 함량을 파악하였다. 수증기 활성화를 통해 발달되는 세공은 주로 미세 세공임을 확인하였다.
백금족/수용액 계면에서 Langmuir, Frumkin, Temkin 흡착등온식(${\theta}\;vs.\;E$)을 결정하기 위해 최적중간주파수 일 때 위상이동($0^{\circ}{\leq}-{\varphi}{\leq}90^{\circ}$) 거동($-{\varphi}\;vs.\;E$)과 표면피복율($1{\geq}{\theta}{\geq}0$) 거동(${\theta}\;vs.\;E$) 사이의 선형 관계식 연구에 관한 위상이동 방법 및 상관계수를 제안하고 증명하였다. Ir/0.1 M KOH수용액 계면에서 음극 $H_2$ 발생 반응에 관한 수소의 Langmuir 및 Temkin 흡착등온식(${\theta}\;vs.\;E$), 평형상수(Langmuir 흡착등온식: $K=3.3{\times}10^{-4}mol^{-1}$, Temkin 흡착등온식: $K=3.3{\times}10^{-3}{\exp}(-4.6{\theta})\;mol^{-1}$), 상호작용 파라미터(Temkin 흡착등온식: g=4.6), 표준자유에너지($K=3.3{\times}10^{-4}mol^{-1}$ 일 때 ${\Delta}G_{ads}^0=19.9kJ\;mol^{-1},\;K=3.3{\times}10^{-3}{\exp}(-4.6{\theta})\;mol^{-1}$ 및 $0.2<{\theta}<0.8$일 때 $16.5<{\Delta}G_{\theta}^0<23.3kJ\;mol^{-1}$)를 결정한다. 수소 흡착부위의 비균일 및 측 방향 상호작용 효과는 무시할 수 있다. ${\theta}$의 중간값 즉, $0.2<{\theta}<0.8$일 때 Langmuir 또는 Frumkin 흡착등온식과 상관관계에 있는 Temkin 흡착등온식은 상관계수를 이용하여 쉽게 결정할 수 있다. 위상이동 방법 및 상관계수는 흡착동온식(${\theta}\;vs.\;E$) 및 연관된 전극속도론과 열역학 파라미터(K, g, ${\Delta}G_{ads}^0, {\Delta}G_{\theta}^0$)를 결정하기 위한 정확하고 확실한 기술 및 방법이다.
탄소중립을 위한 이산화탄소 저감 기술 및 대체 에너지에 대한 수요가 계속 증가하고 있다. 팔리고스카이트(palygorskite)는 리본 구조를 가지는 점토광물로 넓은 표면적의 나노크기의 공극을 가지고 있어, 지구온난화의 주범인 이산화탄소(CO2)를 포집하고 친환경 대체 에너지인 수소(H2)를 저장할 수 있는 물질로 제안된 바 있다. 이번 논문에서는 대정준 몬테 카를로(grand canonical Monte carlo) 시뮬레이션을 사용하여 팔리고스카이트 나노공극으로의 CO2 및 H2 분자의 흡착 등온선과 기작에 대한 기초연구의 예비 결과를 보고한다. 실온에서 기체의 분압 관련 변수인 화학 포텐셜(chemical potential)의 증가에 따라 나노공극에 흡착되는 CO2 및 H2 함량은 증가하였다. CO2와 비교하여, H2의 흡착은 더 높은 화학 포텐셜, 즉 높은 에너지가 필요하였다. 이론 계산으로 얻은 나노공극에서의 평균 제곱 변위(mean squared displacement)는 CO2 보다 H2가 훨씬 높았으며 기존 실험 결과와 일치했다. CO2는 나노공극에서 일렬로 배열된 반면, H2는 매우 불규칙한 배열을 보였다. 이번 연구 방법은 CO2 및 H2를 저장 가능한 지구물질 광물을 찾는 개발연구뿐만 아니라, 지중환경에서 유체와 광물의 반응을 근본적으로 이해하는 데 기여할 것으로 기대한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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