• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권6호
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• pp.1029-1038
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• 2008

전이금속 산화물의 전구체가 들어있는 합성모액을 수열 반응시켜 전이금속 산화물이 고정된 하이드로탈사이트를 제조하여 이들에 대한 이산화질소의 흡착 성질을 조사하였다. 전이금속 산화물의 분산도, 이산화질소의 흡착량 및 흡착상태를 XRD, SEM, XPS, 질소 흡착등온선, 중량식 흡착법, FT-IR, 승온탈착법으로 조사하였다. 전이금속 산화물은 주로 하이드로탈사이트의 표면에 분산 담지되었으며, 철과 니켈 산화물이 고정된 하이드로탈사이트에 이산화질소가 많이 흡장되었다. 철 산화물이 표면에 분산되어 담지되면 이산화질소의 흡장량이 많지만, 철 산화물이 지나치게 많이 담지되면 덩어리져서 표면의 염기점을 차폐하므로 이산화질소의 흡장량이 오히려 줄어들었다. 철 산화물의 고정량이 적절하면 하이드로탈사이트에서 이산화질소의 흡장세기는 약해지지만, 흡장량은 많아지고 수열 안정성이 증진되었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제42권2호
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• pp.177-183
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• 2014

본 연구에서는 거대해조류 중 갈조류에 속하는 모자반으로부터 환원당 및 platform chemicals로 알려진 levulinic acid의 생산을 위하여 묽은 산 촉매를 이용한 수열가수분해법을 수행하였다. 반응조건의 최적화를 위하여 반응표면분석법을 적용하였다. 모자반으로부터 환원당과 levulinic acid의 생성에 미치는 반응인자들의 영향 및 상호작용을 알아본 결과, 실험조건 내에서 반응온도, 촉매농도, 반응시간이 낮거나 짧을수록 많은 양의 환원당이 생성되었다. 반면에 높은 반응온도와 촉매농도에서 levulinic acid 농도가 증가하였고, 일정 반응시간 이후에는 크게 영향을 미치지 못하였다. 환원당 생성에 있어서 최적의 반응조건은 반응온도 $160.1^{\circ}C$, 촉매농도 1.0%, 그리고 반응시간 20.2분의 조건에서 15.28 g/l가 생성되었다. 또한 $189.5^{\circ}C$, 2.93%, 48.8분의 조건에서 2.65 g/l의 levulinic acid를 얻었다. 이러한 결과는 해양자원 중 거대 해조류로부터 당과 platform chemicals을 확보할 수 있는 가능성을 제시함으로써 화석자원의 대체에 활용할 기본정보를 제공하고자 하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제35권4호
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• pp.377-385
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• 2022

Thermal batteries are specialized as primary reserve batteries that operate when the internal heat source is ignited and the produced heat (450~550℃) melts the initially insulating salt into highly conductive eutectic electrolyte. The heat source is composed of Fe powder and KClO₄ with different mass ratios and is inserted in-between the cells (stacks) to allow homogeneous heat transfer and ensure complete melting of the electrolyte. An ideal heat source has following criteria to satisfy: sufficient mechanical durability for stacking, appropriate heat calories, ease of combustion by an igniter, stable combustion rate, and modest peak temperature. To satisfy the aforementioned requirements, Fe powder must have high surface area and porosity to increase the reaction rate. Herein, the hydrothermal and spray drying synthesis techniques for Fe powder samples are employed to investigate the physicochemical properties of Fe powder samples and their applicability as a heat source constituent. The direct comparison with the state-of-the-art Fe powder is made to confirm the validity of synthesized products. Finally, the actual batteries were made with the synthesized iron powder samples to examine their performances during the battery operation.

• 센서학회지
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• 제31권6호
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• pp.418-422
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• 2022

α-pinene is a natural volatile organic compound secreted by coniferous trees to protect themselves from attacks by insects, microorganisms, and viruses. Recently, studies have reported that α-pinene possesses pharmacological effects on various biological reactions such as anxiolytic, sleep-enhancing, anti-nociceptive, and inflammatory activity. Thus, forest bathing has recently received great attention as a novel therapy for treating severe diseases as well as psychological issues. However, appropriate places and timings for effective therapies are still veiled, because on-site monitoring of α-pinene gas in forests is barely possible. Although portable chemosensors could allow real-time analysis of α-pinene gas in forests, the α-pinene sensing properties of chemosensors have never been reported thus far. Herein, we report for the first time, the α-pinene sensing properties of an oxide semiconductor gas sensor based on rhombohedral In₂O₃ (h-In₂O₃) nanoparticles prepared by a microwave-assisted hydrothermal reaction. The h-In₂O₃ nanoparticle sensor showed a high response to α-pinene gas at ppm levels, even under humid conditions (for example, relative humidity of 50 %). The purpose of this research is to identify the potential of oxide semiconductor gas sensors for implementing portable devices that can detect α-pinene gas in forests in real-time.

• 한국분말재료학회지
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• 제30권4호
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• pp.356-362
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• 2023

Inorganic-organic composites find extensive application in various fields, including electronic devices and light-emitting diodes. Notably, encapsulation technologies are employed to shield electronic devices (such as printed circuit boards and batteries) from stress and moisture exposure while maintaining electrical insulation. Polymer composites can be used as encapsulation materials because of their controllable mechanical and electrical properties. In this study, we propose a polymer composite that provides good electrical insulation and enhanced mechanical properties. This is achieved by using aluminum borate nanowhiskers (ABOw), which are fabricated using a facile synthesis method. The ABOw fillers are created via a hydrothermal method using aluminum chloride and boric acid. We confirm that the synthesis occurs in various morphologies based on the molar ratio. Specifically, nanowhiskers are synthesized at a molar ratio of 1:3 and used as fillers in the composite. The fabricated ABOw/epoxy composites exhibit a 48.5% enhancement in mechanical properties, similar to those of pure epoxy, while maintaining good electrical insulation.

• 한국재료학회지
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• 제32권12호
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• pp.545-552
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• 2022

Tin-antimony sulfide nanocomposites were prepared via hydrothermal synthesis and a N₂ reduction process for use as a negative electrode in a sodium ion battery. The electrochemical energy storage performance of the battery was analyzed according to the tin-antimony composition. The optimized sulfides exhibited superior charge/discharge capacity (770 mAh g^-1 at a current density of 100 mA g^-1) and stable lifespan characteristics (71.2 % after 200 cycles at a current density of 500 mA g^-1). It exhibited a reversible characteristic, continuously participating in the charge-discharge process. The improved electrochemical energy storage performance and cycle stability was attributed to the small particle size, by controlling the composition of the tin-antimony sulfide. By optimizing the tin-antimony ratio during the synthesis process, it did not deviate from the solubility limit. Graphene oxide also acts to suppress volume expansion during reversible electrochemical reaction. Based on these results, tin-antimony sulfide is considered a promising anode material for a sodium ion battery used as a medium-to-large energy storage source.

• 한국지열·수열에너지학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.12-21
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• 2022

Steam assisted gravity drainage(SAGD) is a process that drills well in the underground oil sands layer, injects hightemperature steam, lowers the viscosity of buried bitumen, and recovers it to the ground. Recently, direct contact steam generator(DCSG) is being developed to maximize steam efficiency for SAGD process. The DCSG requires high technology to achieve pressurized combustion and steam generation in accordance with underground pressurized conditions. Therefore, it is necessary to develop a combustion technology that can control the heat load and exhaust gas composition. In this study, process analysis of high-pressurized DCSG was conducted to apply oxygen enrichment technology in which nitrogen of the air was partially removed for increasing steam production and reducing fuel consumption. As the process analysis conditions, methane as the fuel and normal air or oxygen enriched air as the oxidizing agent were applied to high-pressurized DCSG process model. A simple combustion reaction program was used to calculate the property variations for combustion temperature, steam ratio and residual heat in exhaust gas. As a major results, the steam production efficiency of DCSG using the pure oxygen was about 6% higher than that of the normal air due to the reducing nitrogen in the air. The results of this study will be used as operating data to test the demonstration device.

• 한국결정성장학회지
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• 제33권6호
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• pp.203-209
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• 2023

차세대 나트륨이온전지용 음극 소재로 유망한 코발트 황화물 나노복합체를 간단한 수열법을 통해 합성하였다. 본 연구에서는 배터리의 전기화학적 에너지 저장 성능 향상을 위해 코발트 황화물 나노입자와 환원된 산화그래핀과 복합화 된 코발트 황화물 나노복합체를 제조하여 비교해주었다. 제조된 나노복합체 전극은 가역적이고 안정적인 사이클 성능(전류밀도 200 mA g^-1에서 30 사이클 후 62 %)을 보였다. 개선된 전기화학적 특성은 수열합성 과정에서 코발트 황화물의 입자 크기가 작고 균일하게 분포되어 나트륨 이온의 확산 경로를 극대화함에서 기인하였다. 뿐만 아니라 전환 반응 중 음극재의 박리 및 부피 팽창을 효과적으로 억제함으로써 차세대 나트륨이온전지용 유망한 음극 소재로써의 가능성을 보여주었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권4호
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• pp.600-606
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• 2018

다양한 Si/Al 몰비를 지닌 MTT 제올라이트를 합성하여 methanol-to-olefin(MTO) 반응에서 촉매의 산성도가 미치는 영향을 조사하였다. Si/Al 몰비를 조절하기 위해 N,N,N',N'-테트라메틸-1,3-디아미노프로판을 구조유도물질(SDA)로 사용하였으며, 알루민산나트륨의 함량을 달리하여 $20SiO_2$ : 30SDA : x (=0.25~1.25)$NaAlO_2$ : 2NaOH : $624H_2O$ 조성으로 모액을 제조한 후 433 K에서 4일 동안 수열 합성하였다. 알루민산나트륨의 함량이 감소함에 따라 MTT 제올라이트의 입자 크기가 증가하였으며 또한 산점의 양도 감소하였다. 제조한 MTT 제올라이트의 촉매 활성을 평가하기 위해 673 K에서 공간속도(WHSV)가 $1.2h^{-1}$인 조건으로 MTO 반응을 수행한 결과, Si/Al 몰비가 24인 H-MTT (1.00Al) 촉매가 900분까지 90% 이상의 전환율을 유지함을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권3호
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• pp.404-409
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• 2018

나노사이즈의 유기물과 무기물을 조합하여 계층적인 크기의 기공을 가지는 촉매의 개발은 서로 다른 특징을 갖는 물질의 구조제어를 통한 반응물의 이동 통로를 만들어 주어 다양한 촉매에 적용 될 수 있다. 본 연구에서는 계층적 크기의 기공을 가지기 때문에 PET 글리콜리시스에서 우수한 촉매 활성을 보일 수 있는 코발트 옥사이드/그래핀 3D 젤을 수열합성법에 의하여 제조하였다. 코발트 옥사이드와 그래핀 시트의 상호작용에 의하여 3D 젤을 얻었고, 다양한 크기의 기공 구조는 넓은 활성 면적을 주어 코발트 옥사이드의 효과적인 촉매반응을 가능하게 하였다. 촉매로 사용하였을 때 코발트와 그래핀의 시너지 효과는 제조한 물질의 구조적 장점을 가지도록 하였고, 제조한 물질을 PET 분해반응의 BHET의 높은 전환률(97.5%), 빠른 PET 분해속도(94.5%, 60 min), 반응 안정성(93.1%, 18회 재사용) 등 우수한 촉매 활성능을 보였다.