도핑된 망간 산화물을 저온 산화환원반응을 통하여 합성하였다. 분말X선 회절분석 결과는 황이 도핑된 화합물이 층상 birnessite 구조로, 그리고 셀레늄 도핑 시료는 터널 -MnO2 구조로 결정화 되어 있음을 나타낸다. 이와 대조적으로 텔루륨이 도핑된 시료는 비정질상으로 잘 발달된 회절 피크를 보이지 않는다. EDS분석으로부터 칼코겐 원소가 망간 산화물 격자 내에 망간원소에 대해 4-7%의 농도로 도핑되었음을 확인하였다. 이들 물질을 이루는 구성원소의 화학결합상태를 X선 흡수 분광분석법 (XAS)을 이용하여 조사하였다. Mn K-흡수단 XAS 결과로부터 +3/+4가 혼합 원자가 상태를 가지는 망간 이온이 산소 팔면체 자리에 안정화 되어 있다는 사실을 확인하였다. Se K-와Te L1-흡수단 XAS 분석 결과는 중성인 Se과 Te 원소가 산화제인 KMnO4와의 반응을 통해 +6가 양이온으로 산화되었음을 보여준다. 결정구조와 망간의 산화상태를 감안하면 이들이 리튬 이차전지용 전극물질로서 응용 가능할 것으로 기대된다.
망간단괴는 높은 비표면적과 주 구성성분이 ${\delta}$-MnO$_2$ 이기 때문에 폐수 중의 중금속 흡착제로서 적합하다. 본 연구에서는 구리 함유 폐수를 이용하여 고정형 컬럼과 bed형 흡착장치를 사용하여 현장에서 망간단괴의 중금속 흡착제로서 사용 가능성에 대하여 검토하였다. l kg의 망간단괴 (입자크기 1-3 cm)를 사용하여 구리이온을 0.97 g/L 함유한 폐수를 3시간 처리한 결과 고정형 칼럼과 고정형 bed에서 각각 4.0g과 2.3g의 구리가 흡착, 제거되었다.
Nanostructuring the electrode surface is an emerging technology to improve the performance of supercapacitors since it can facilitate charge transfer, ion diffusion and electron propagation during electrochemical process. Fabrication of the electrode consisting of two or more materials together has also been focused on since it can provide synergetic effect such as broader working potential range and enhanced capacitance. In this work, we have used polyaniline (PANi) and manganese oxide (MnO2) as electrode materials. PANi is one of the promising electrode materials due to its high electrochemical activity, high doping level and stability. MnO2 is also widely studied material for supercapacitors since it is relatively cheap and environmentally friendly. Firstly, we synthesized polystyrene nanospheres on MnO2 nanoparticles. MnO2-incorporated PANi hollow nanospheres were then fabricated by polymerizing aniline monomers on these PS nanospheres and dissolving the inner PS spheres. The surface morphology, electronic absorption and electrical conductivity of the electrode were analyzed using field-emission scanning electron microscope (FE-SEM), UV-visible spectrometer, and sheet resistivity meter, respectively. The electrochemical properties such as capacitance of the supercapacitors were also estimated using cyclic voltammetry.
Recently, new extraction technology for manganese nodule has been developed as alternative noble metallic resources. It is important to understand thermodynamic behaviors of phosphorus in low basic slag system from the viewpoint of the refining processing optimization. Thermodynamic behaviors of phosphorus in the $FeO-MnO-CaO-SiO_2-MgO_{satd.}$ slag system were investigated at 1723 K with various oxygen potential and slag composition of low basicity. The experimental results for dependence of phosphorus on oxygen potential and slag basicity indicated that the dissolution mechanism of phosphorus into slag of low basicity could be derived as follows; $[P]+5/4O_2+(O^{2-})=({PO_{3.5}}^{2-})$ Present experimental results implied that stability of phosphorus in slag would be depended on both of $O^{2-}$ (basicity) and content of $Ca^{2+}$ in molten slag. The thermodynamic effect of FeO, MnO and $Na_2O$ on low basicity on phosphate capacity was discussed.
A study was carried out to determine the content of Mn and Cr in the ground water in Seoul area, where municipal water supply system was not installed, from Nov. 1 to Nov. 30, 1973. In this study, authors examined the hardness, pH, water temperature and Cl ion to investigate the general conditions of the ground water. For this study, samples were collected from 46 wells which were located in outpart of Seoul city, and Mn and Cr were determined with the Spectronic-20. The following results were obtained: 1) Average value of the ground water conditions of the wells were 13.3$\circ$C in temperature, pH 6.3, hardness 159 ppm and Cl ion 41 ppm. 2) In the manganese concentration, the highest area was Yeongdeungpo-Ku(0.318 ppm), while the lowest area was Sungbuk-Ku(0.065 ppm) and the mean concentration of the whole district was 0.196 ppm. 3) In the chrome concentration, the highest area was Yeongdeungpo-Ku(0.031 ppm), while the lowest area was Dobong-Ku (trace) and the mean concentration of the whole district was 0.012 ppm.
$Li_{0.44}MnO_2$양극재료는 리튬의 삽입과정에서 높은 가역성을 가지며 과충전이나 과방전 과정에서 쉽게 손상되지 않는다. $Mn_2O_3$가 불순물로 자주 나타나며 전기화학적으로 비활성이기 때문에 전극의 전기화학적 용량을 감소시킨다. 잉여의 NaOH 첨가는 $Mn_2O_3$를 X선 회절에 검출되지 않는 정도로 낮추었다. 용량 증가는 큰 단위세포를 가지는 양극재료에서 얻어질 수 있으므로, 망간의 일부를 이온반경이 큰 티타니움으로 치환하였으며, $Li_{0.44}T_{iy}Mn_{1-y}O_2$(여기서 y = 0.11, 0.22, 0.33, 0.44, 0.55) 조성의 분말들을 합성하여 특성을 평가하였다. ECPS 실험결과 $Li/P(EO)_8$LiTFSI/$LixTi_{0.22}Mn_{0.78}O_2$전지에서 150 mAh/g 최대가역용량 값이 얻어졌다. 티타니움이 치환된 망간산화물을 사용한 전지는 충방전당 0.12 %나 그 이하의 용량감소율을 나타내었다.
용액 내 구리이온의 흡착제로 망간단괴를 사용하여 흡착 및 탈착 양상변화를 검토하였다. 망간단괴의 흡착능은 100 ppm의 구리 용액에 대해 90% 이상의 흡착율을 나타냈으며 흡착평형 시간이 약 42 시간이고 흡착평형에 이르는 반응은 1차반응속도식을 따름을 알 수 있었다. 구리이온이 흡착된 망간단괴를 pH를 3.5~9.5 범위에서 조정하여 탈착실험한 결과, 산성영역에서 100%에 이르는 탈착율을 보였으나 pH가 증가함에 따라 탈착율은 점차 감소하여 염기성영역에서는 탈착율이 약 20 % 정도였다. 또한 산성영역에서는 염기성영역에 비해 탈착속도가 증대됨을 알 수 있었다. 온도에 따른 탈착반응에서는 온도가 증가함에 따라 탈착율이 감소하여 구리이온의 탈착반응이 발열반응임을 파악하였으며, 이를 기초로 탈착반응의 열역학적 계산을 수행하였다. 탈착반응에 있어 착화합물제의 효과를 검토하기 위해 EDTA를 사용한 경우 탈착율이 증가하였으며 EDTA의 농도가 증가함에 따라 탈착율이 점차 증가하였다.
Park, Jong Sik;Jun Jong Ho;Kim Yong Rok;Lee Sung Han
Bulletin of the Korean Chemical Society
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제15권12호
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pp.1058-1064
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1994
Mn/In$_2O_3$ systems with a variety of Mn mol${\%}$ were prepared to investigate the effect of Mn-addition on the catalytic activity of Mn/In$_2O_3$ in the oxidative coupling of methane. The oxidative coupling of methane was examined on pure In$_2O_3$ and Mn/In$_2O_3$ catalysts by cofeeding gaseous methane and oxygen under atmospheric pressure between 650 and 830 $^{\circ}C$. Although pure In$_2O_3$ showed no C$_2$ selectivity, both the C$_2$ yield and the C$_2$ selectivity were increased by Mn-doping. The 5.1 mol${\%}$ Mn-doped In$_2O_3$ catalyst showed the best C$_2$ yield of 2.6${\%}$ with a selectivity of 19.1${\%}$. The electrical conductivities of pure and Mn-doped In$_2O_3$ systems were measured in the temperature range of 25 to 100 $^{\circ}C$ at PO$_2$'S of 1 ${\times}$ 10$^{-7}$ to 1 ${\times}$ 10 $^{-1}$ atm. The electrical conductivities were decreased with increasing Mn mol${\%}$ and PO$_2$, indicating the specimens to be n-type semiconductors. Electrons serve as the carriers and manganese can act as an electron acceptor in the specimens. Manganese ions doped in In$_2O_3$ inhibit the ionization of neutral interstitial indium or the transfer of lattice indium to interstitial sites and increase the formation of oxygen vacancy, giving rise to the increase of the concentration of active oxygen ion on the surface. It is suggested that the active oxygen species adsorbed on oxygen vacancies are responsible for the activation of methane.
Despite the important role of manganese (Mn) in cobalt-free, Ni-rich cathode materials, existing reports on the effects of Mn as a substitute for cobalt are not consistent. In this work, we analyzed the performance of cathodes comprised of Li(Ni1-xMnx)O2 (LNMO). Both beneficial and detrimental results occurred as a result of the Mn substitution. We found that a complex interplay of effects (Li/Ni mixing driven by magnetic frustration, grain growth suppression, and retarded lithium insertion/extraction kinetics) influenced the performance and was intimately related to calcination temperature. This indicates the importance of establishing an optimal reaction temperature for the development of high-performance LNMO.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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