플라즈마의 이온온도를 측정하기 위하여 전하교환체로 탄소박막을 이용한 $90^{\circ}$ 원통형 중성입자 에너지 분석기를 설계 제작하였다. Duoplasmatron을 이용하여 에너지 $0.5{\sim}3.0\;keV$ 수소이온에 대해 장치의 에너지 교정 및 에너지 분해능을 조사하였다. 에너지에 따른 정전편향판 전압과의 관계는 $E_{o}(keV)$=3.83V(kV) 였다. 에너지 분해능은 입사입자의 에너지가 3.0 keV 인 경우 약 2 %였으며, 에너지가 0.5 keV 일 때는 약 9 % 로 수소이온의 에너지가 증가함에 따라 향상되었다. 또한 전하교환체로 두께 $0.5{\sim}2.0{\mu}g/cm^{2}$ 사이의 탄소박막을 사용하여 입사 중성입자의 에너지와 탄소박막의 두께에 따른 에너지 교정, 에너지 손실 및 전하교환된 입자의 에너지 분해능을 측정하였다. 중성수소입자의 에너지($E_{o}$)는 탄소박막의 두께(${\mu}g/cm^{2}$)와 정전편향판 전압(kV)의 함수로 $E_{o}(keV)=(0.53d+4.4){\cdot}V(kV)$ 였다. 중성입자의 손실 에너지는 $0.5{\sim}3.0\;keV$ 사이의 입사입자 에너지와 $0.5{\sim}2.0{\mu}g/cm^{2}$ 사이의 탄소박막 두께에 따라 $0.23{\sim}0.89\;keV $ 였다. 손실에너지는 중성수소입자의 에너지와 탄소박막 두께의 함수로 ${\Delta}E=(0.12d+0.27){\cdot}{E_{o}}^{1/2}(keV)$ 였다. 전하가 교환된 입자의 에너지 분해능은 실험의 범위에서 $7{\sim}35\;%$였으며, 입사 중성입자의 에너지가 높을수록, 탄소박막의 두께가 얇을수록 향상되었다.
Transactions on Electrical and Electronic Materials
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제9권6호
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pp.231-236
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2008
B, P, and Cs ions were implanted with various parameters into silicon nitride layers prepared by LPCVD. In order to get the maximum impurity concentration at the silicon nitride surface, a high temperature oxide (HTO) buffer layers was deposited prior to the implantation. Alkali ion and pH sensing properties of the layers were investigated with an electrolyte-insulator-silicon (EIS) structure using high frequency capacitance-voltage (HF-CV) measurements. The ion sensing properties of implanted silicon nitrides were compared to those of as-deposited silicon nitride. Band Cs co-implanted silicon nitrides showed a pronounced difference in pH and alkali ion sensing properties compared to those of as-deposited silicon nitride. B or P implanted silicon nitrides in contrast showed similar ion sensitivities like those of as-deposited silicon nitride.
The discharge characteristics of a prototype ion source was investigated, which was developed and upgraded for the NBI (Neutral Beam Injection) heating system of KSTAR (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research). The ion source was designed for the arc discharge of magnetic bucket chamber with multi-pole cusp fields. The ion source was discharged by the emission-limited mode with the control of filament heating voltage. The maximum ion density was 4 times larger than the previous discharge controlled by a space-charge-limited mode with fully heated filament. The plasma (ion) density and arc current were proportional to the filament voltage, but the discharge efficiency was inversely proportional to the operating pressure of hydrogen gas. The maximum ion density and arc current were obtained with constant arc voltage ($80{\sim}100V$), as $8{\times}10^{11}cm^{-3}$ and 1200 A, respectively. The estimated maximum beam current was about 35 A, extracted by the accelerating voltage of 80kV.
C-SiC films with different content of SiC on stainless steel substrate were prepared with ion beam mixing. It was found that hydrogen concentrations in C-SiC coatings was higher than that in stainless steel after H$\^$+/ ion implantation followed by thermal annealing. Infrared (IR) transmission measurement was used to study the mechanism of hydrogen retention by C-SiC films. The vibrational features in the range between 400 and 3200 cm$\^$-1/ in IR transmission spectra show the Si-CH$_3$, Si-CH$_2$, Si-H, CH$_2$and CH$_3$bonds, which are responsible for retaining hydrogen.
The membrane properties (membrane resistance and ion exchange capacity) of the five types of commercial anion exchange membrane, i.e. IOMAC, AHT, APS, AHA, AFN, were evaluated for the application in the alkaline electrolysis. The membrane resistance decreased in the order; in 1M KOH: AHT>IOMAC>AHA>AFN>APS; in 1M NaOH: AHT>IOMAC>AHA>APS>AFN. The ion exchange capacity decreased in the order: AFN>APS>AHT>AHA>IOMAC. The membrane life was determined from the change of membrane resistance in 1M KOH and NaOH with an increase of soaking time in 20 wt% KOH and 30 wt% NaOH solution. AHA membrane had a good membrane life in 20 wt% NaOH with its unchanged membrane resistance. And, AFN and AHA membrane had a good membrane life in 30 wt% NaOH with its unchanged membrane resistance.
$Pt/MoO_3/SiO_2$ 촉매계에서의 $50^{\circ}C$ 등온 환원 실험에서 hydrogen spillover는 소성 온도가 증가함에 따라 더욱 빠른 속도로 진행된다. 이는 Pt 표면위에 형성되는 overlayer에 기인하는 것임을 TEM과 CO chemisorption 측정으로 알 수 있었다. 1-butene의 iso-butene으로의 골격이성질화 반응 mechanism은 carbonium ion의 형성과 methyl기의 골격 치환의 2 step으로 알려져 있다. $Pt/MoO_3/SiO_2$ 촉매계에서 약 $250^{\circ}C$에서 calcination하면 iso-butene 수율이 증가한다. 이는 $PtCl_x$ precursor 내에 존재하는 chlorine의 감소에 의한 것과 overlayer 생성에 따라 Pt 표면으로부터 $MoO_3/SiO_2$로의 hydrogen spillover의 증가에 의한 것으로 추측된다.
R. sphaeroides K- 7에 의한 수소생성과 질소고정효소(nitrogenase)와의 연관성을 조사한 결과 수소생성은 질소고정효소에 의해 이루어지는 것으로 나타났다. 또한 수소생성은 수소효소(hydrogenase)와 무관하며 박테리오클로로필의 농도와도 무관한 것으로 나타났다. 글루타민산이 in vivo에서 질소고정효소의 활성도를 조절하는데 중요한 역할을 할 수 있는 것으로 나타났으며 질소개스를 이용해 키운 세균을 글루타민산 존재하로 옮겼을때 보다 큰 정도의 수소생성능 및 질소고정효소 활성도가 나타났다.
A total of 23 springs distributed in the southern and northern sides of Mt. Hala in Jeju Island were seasonally sampled and analyzed for their major ion chemistry and oxygen and hydrogen isotope compositions to investigate their hydrogeochemical and isotopic characteristics. Dissolved ion concentrations of the south-side springs slightly increase with decreasing altitude. This indicates that dissolved ion concentrations of groundwater recharged at higher altitudes increase by water-rock interaction during the downgradient migration of groundwater through highly permeable volcanic aquifer. Dissolved ion concentrations of the north-side springs also slightly increase with decreasing altitude, but dramatically increase at ~300 m.a.s.l. This may indicate a sudden input of contaminants to the north-side groundwater system around ~300 m.a.s.l. Springs located in areas above ~300 m.a.s.l. have very low concentrations of dissolved ions, showing little seasonal variations. Whereas springs located in areas below ~300 m.a.s.l. show a big seasonal variation in the concentration of dissolved ions. Seasonal variation of oxygen isotope compositions of springs is ~3$\textperthousand$ for high-altitude springs (~1700 m.a.s.l.) and is ~2$\textperthousand$ near shore, indicating an attenuation of the variation through mixing with other groundwater bodies during migration.
한국환경과학회 2003년도 International Symposium on Clean Environment
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pp.103-108
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2003
A method to determine chromium(III) ion in aqueous solution by chemiluminescence method using a lucigenin entrapped silica sol-gel film has been studied. An optical probe for chromium(III) ion has been prepared by entrapping lucigenin into silica sol-gel film coated on a glass support by dip coating. The chromium(III) optical sensor is based on the catalytic effect of chromium(IIII) ion on the reaction between lucigenin and hydrogen peroxide in basic solutions. The effects of Nafion, DMF and Triton X-100 were investigated to find the optimum condition to minimize cracking and leaching from the probe. The effects of pH and concentrations of lucigenin and hydrogen peroxide on the chemiluminescence intensity were investigated. The chemiluminescence intensity was increased linearly with increasing chromium(III) concentration from $2.5{\times}10^{-4}$M to $8.0{\times}10^{-7}$M and the detection limit was $4.0{\times}10^{-7}$M.
오염토양에 펜톤 반응을 적용함에 있어서 과산화수소의 빠른 소모로 과량의 과산화수소가 요구되어지는 것이 단점으로 지적되고 있다. 이에 본 연구에서는 대표적인 PAHs물질인 phenanthrene으로 오염된 토양 처리를 위해 철의 리간드로 acetate를 사용하여 과산화수소의 안정성 확보를 통하여 공정의 효율을 높이고자 하였다. Acetate는 철의 몰농도에 대비하여 0.5배에서 3배(2${\sim}$12 mM)까지 주입하였고, 과산화수소는 분해 효율에 미치는 영향을 배제하기 위해 낮은 농도인 0.7%를 주입하였다. Acetate가 주입되어 과산화수소의 잔류시간은 최대 50배 이상 증가하였으며, 과산화수소의 안정성이 확보됨에 따라 phenanthrene의 제거율도 70%까지 향상되었다. 반응 중에 철은 2가와 3가로 산화환원을 반복하였고 과산화수소가 모두 분해되는 시점부터 $HO_2^-$에 의해 2가철로 환원이 이루어졌다. 과산화수소의 영향으로 반응중의 pH는 산성영역을 나타냈으며, acetate가 8 mM 이상 주입되었을때 4${\sim}$5범위 내에 머무르는 것을 확인하였다. Fenton reaction에 의해 철의 리간드로 사용된 acetate 역시 분해가 이루어지는 것을 확인할 수 있었으며, phenanthrene의 비해 분해되는 시점이 느린 것으로 나타나 분해되어지는 경쟁관계에서 phenanthrene이 우세한 것으로 판단된다. 이상의 연구결과를 통해 오염 토양처리에 기존 Fenton reaction의 효율성과 경제성을 향상시킬 수 있는 가능성을 확인할 수 있었으며, 중성영역의 pH로 확장된 연구 등을 통해 좀 더 현실적인 공법으로 발전할 수 있으리라 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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