• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제11권1호
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• pp.50-59
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• 2020

Birnessite-type manganese dioxide (δ-MnO₂) with hierarchical micro-/mesoporosity was synthesized via sacrificial graphene template approach under mild hydrothermal conditions for the first time. Graphene template was obtained by a surfactant (cetyltrimethylammonium bromide, CTAB) assisted liquid phase exfoliation (LPE) in water. A thin PEDOT:PSS (poly (3,4-ethylene dioxythiophene): poly (styrene sulfonate)) layer was applied to improve electrical conductivity and rate capability of MnO₂. The MnO₂ (535 F g^-1 at 1 A g^-1 and 45 F g^-1 at 10 A g^-1) and MnO₂/PEDOT:PSS nanocomposite (550 F g^-1 at 1 A g^-1 and 141 F g^-1 at 10 A g^-1) delivered electrochemical performances superior to their previously reported counterparts. An asymmetric supercapacitor, composed of MnO₂/PEDOT:PSS (positive) and Fe₃O₄/Carbon (negative) electrodes, provided a maximum specific energy of 18 Wh kg^-1 and a maximum specific power of 4.5 kW kg^-1 (ΔV= 2 V, 1M Na₂SO₄) with 85% capacitance retention after 1000 cycles. The graphene-templated MnO₂/PEDOT:PSS nanocomposite obtained by a simple and green approach promises for future energy storage applications with its remarkable capacitance, rate performance and cycling stability

• 대한화학회지
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• 제20권5호
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• pp.431-437
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• 1976

연탄 연소가스중의 일산화탄소와 산소 사이의 반응을 몇가지 촉매에 대해 조사했다. 이산화망간, 산화 동 및 그 혼합촉매를 사용하였으며, 그 실효반응 온도(effective reaction temperature)는 각각 다음과 같다. 즉, $MnO_2$ 단독촉매 및 30% $MnO_2$-70% CuO 혼합촉매는 $250^{\circ}C,\;CuO$는 $450^{\circ}C$, 50% $MnO_2$-50% CuO는$200^{\circ}C$, 70% $MnO_2$-30% CuO는$180^{\circ}C$였다. 실효반응온도 이하에서 일산화탄소의 산화율은 일산화 탄소의 농도가 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였으며, 실효반응 온도 이상에서는 변화가 없었다. 반응기 내 체재시간은 0.9 ∼ 1.8초의 범위 내에서는 일산화탄소 산화반응에 조금도 영향을 주지 않았다.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제12권3호
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• pp.346-357
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• 2021

In recent years, supercapacitors have been developed rapidly as a rechargeable energy storage device. And the performance of supercapacitors is depending on electrode materials, the preparation method and performance of electrode materials have become the primary goal of scientific development. This study synthesizes Co₃O₄@MnO₂@PPy cathode material with porous pattern core-shell structure by hydrothermal method and electrodeposition. The result samples are characterized by X-ray diffraction transmission/scanning electron microscope, and X-ray photoelectron spectroscopy. Electrochemical evaluation reveals that electrochemical performance is significantly enhanced by PPy depositing. The specific capacitance of Co₃O₄@MnO₂@PPy is 977 F g^-1 at 1 A g^-1, the capacitance retention rate of 105%. Furthermore, the electrochemical performance of Co₃O₄@MnO₂@PPy//AC asymmetric supercapacitor assembles with AC as the negative electrode material is significantly better than that of MnO₂//AC and Co₃O₄@MnO₂//AC. The capacity of Co₃O₄@MnO₂@PPy//AC is 102.78 F g^-1. The capacity retention rate is still 120% for 5000 charge-discharge cycles.

• 대한치과보철학회지
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• 제58권1호
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• pp.14-22
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• 2020

목적: 본 연구의 목적은 보철 재료 표면에서 MnO₂-diatom microbubbler (DM)의 세균막 제거 효과를 기존에 치과 임상에 구강세정제로 사용되고 있는 성분들과 비교하여 이 재료가 구강세정제로 사용될 수 있는 가능성을 평가하는 것이다. 재료 및 방법: 이산화망간 나노 시트가 도핑된 DM을 만들었고, 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 형태에 대한 관찰 및 도핑된 MnO₂의 성분 분석을 시행하였다. 3% 과산화수소수에서 DM의 반응을 시간에 따라 관찰하기 위해 실체 현미경을 이용하였다. 보철 재료 표면의 세균막 제거 효과를 평가하기 위해 비귀금속 합금, 지르코니아, 레진 시편을 제작하였고 치아우식의 원인균이며 호기성 세균인 Streptococcus mutans와 치주질환의 원인균이며 혐기성 세균인 Porphyromonas gingivalis 세균막을 각각 형성하였다. 형성된 세균막에 3% 과산화수소수와 DM을 처리하였을 때 세균막 제거 효과를 클로르헥시딘 글루코네이트와 3% 과산화수소수의 경우와 crystal violet 염색 실험을 통해 비교 평가하였다. 결과: 속이 빈 원통 형태의 규조류에 이산화망간 성분이 발견되었고, 3% 과산화수소수에서 기체를 만들어내는 것을 확인할 수 있었다. 실험에 이용된 모든 재료에서 DM을 처리한 군이 클로르헥시딘 글루코네이트나 3% 과산화수소수 단독으로 사용한 군에 비해 통계적으로 유의하게 세균막을 효과적으로 제거하였다. 결론: MnO₂-diatom microbubbler는 보철 재료 표면의 세균막을 기존의 구강세정제 성분에 비해 더 효과적으로 제거할 수 있다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제23권4호
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• pp.113-117
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• 2016

수소를 생산하는 방법 중 하나로, 광전기화학적(photoelectrochemical; PEC) 물 분해 시스템은 높은 이론적 효율을 가진 친환경적이고 경제적인 방법이다. 광전극으로서 질화갈륨(gallium nitride; GaN)은 내화학성이 좋고 밴드갭이 물의 산화환원준위($V_{redox}=1.23$ V vs. SHE)를 포함하여 외부 전압 없이 수소를 생산할 수 있는 시스템을 구축할 수 있다. 그러나 이때 발생하는 높은 산소 발생 과전압은 시스템의 반응 효율을 저하시킨다. 산소 발생 과전압을 줄이기 위한 방법으로 광전극에 조촉매를 이용하는 방법이 많이 알려져 있다. 본 연구에서는 GaN 광전극에 입자 형태의 이산화망간(manganese dioxide; $MnO_2$)을 조촉매로 도입하여 PEC 시스템의 특성을 분석하고자 한다. $MnO_2$가 광전극에 잘 형성되었는지를 확인하기 위하여 표면분석을 수행하였고, potentiostat(PARSTAT4000)을 이용해 PEC 특성을 분석해 평가하였다. $MnO_2$가 코팅됨에 따라 flat-band potential($V_{fb}$)과 onset voltage($V_{onset}$)가 각각 음의 방향으로 0.195 V, 0.116 V 이동하는 것이 확인되었다. 광전류밀도 값에 대해서도 $MnO_2$ 코팅 샘플이 더 높게 나타나며, 시간에 따른 광전류의 저하도 개선되었다. 이로부터 $MnO_2$이 조촉매로서 효과가 있음을 확인하였고, PEC 시스템 전반에 걸쳐 효율 향상에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제16권4호
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• pp.311-317
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• 1983

논토양성분(土壤成分)의 용탈(溶脫)에 미치는 볏짚의 영향(影響)을 구명(究明)하기 위하여 논토양(土壤)에 볏짚을 시용(施用)하고 투수조건하(透水條件下)에서 수도(水稻)를 재배(栽培)하면서 침투수중(浸透水中) 용탈성분(溶脫成分)을 분석(分析) 검토(檢討)한 결과(結果)는 다음과 같다. 석회(石灰)와 고토(苦土)의 용탈(溶脫)은 초기(初期)에는 볏짚시용(施用)의 영향(影響)을 받았고 후기(後期)에는 수도근(水稻根)의 영향(影響)을 받았으며 철(鐵)과 망간의 초기용탈(初期溶脫)은 볏짚시용(施用)에 의(依)한 토양환원(土壤還元) 발달(發達)의 영향(影響)을 받았으나 후기(後期)에는 수도근(水稻根)의 영향(影響)을 크게 받아 증대(增大)되었다. 칼리, $NH_4-N$, 염소(鹽素) 등(等)의 용탈(溶脫)은 볏짚시용(施用)의 영향(影響)이 크지 않았으며 $CO_2$의 용탈(溶脫)은 볏짚의 영향(影響)을 받아 증대(增大)되고 동시(同時)에 수도근(水稻根)의 영향(影響)이 컸다. 침투수중(浸透水中) 용탈(溶脫)되는 양(陽)이온과 음(陰)이온의 양(量)은 대체로 같은 당량비(當量比)였으며 양(陽)이온은 석회(石灰)와 고토(苦土), 철(鐵), 음(陰)이온은 $HCO_3{^-}$과 $SO_4{^{-2}}$이 중요(重要)한 용탈성분(溶脫成分)이었다.

• 한국건축시공학회지
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• 제18권5호
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• pp.419-427
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• 2018

본 연구는 철 생산 공정 중에 발생되는 철강슬래그를 재활용하는 것으로 매립에 의존하는 철강 슬래그를 건설용 재료로 사용하는 것이다. 철강 슬래그는 물과 반응할 경우 팽창 붕괴되어지는 문제로 인하여 에이징 처리를 실시하고 있다. 이런 문제점을 해결하기 위하여 개발된 SAT 공법은 철강슬래그의 팽창 붕괴에 대한 안전성을 갖는다. 이에 본 연구에서는 SAT 공법에 의해 제조된 환원슬래그와 전기로 산화슬래그, 실리콘 망간 슬래그를 사용하여 도로용 긴급 보수모르타르에 관한 실험적 연구를 실시하였으며 다음과 같은 결론을 도출하였다. 환원슬래그는 초속경 시멘트에 대해 대체할 경우 속경성을 갖는 것으로 나타났으며, 대체율 15%까지는 동등하게 나타났다. 전기로 산화슬래그는 천연 골재에 대해 100% 대체하여도 동등한 특성을 갖는 것으로 나타났으며, 이런 전기로 산화슬래그에 대해서 실리콘 망간 슬래그를 대체할 경우 15-30%까지 대체가 가능한 것으로 나타났다. 이상의 배합으로 도로용 긴급 보수 모르타르의 배합 설계가 가능하였다. 이런 슬래그를 재활용은 시멘트와 천연 골재의 사용량을 저감시켜 이산화탄소 발생의 감소와 폐기물인 슬래그를 재활용으로 녹색 산업에 이바지가 가능하다.

• 한국세라믹학회지
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• 제38권10호
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• pp.894-900
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• 2001

이산화탄소 분해를 위한 촉매 $Li{Mn_2}{O_4}$는 졸-겔법에 의해서 망간아세테이트와 수산화리튬을 출발물질로 사용하여 $150^{\circ}C$의 공기분위기에서 12시간 동안의 건조과정과 $480^{\circ}C$에서 12시간 동안의 열처리과정을 통해서 합성하였다. 합성한 촉매를 수소환원시키기 위해서 다른 온도에서 수소($H_2$)로 3시간동안 환원하였고, 이 수소에 의해 환원된 촉매를 이용해 $300^{\circ}C$, $325^{\circ}C$, $350^{\circ}C$, $375^{\circ}C$, $400^{\circ}C$에서 이산화탄소($CO_2$) 분해율을 조사하였다. 실험결과 수소환원과 이산화탄소 분해의 온도최적조건은 $350^{\circ}C$임을 알 수 있었다. 합성촉매를 포함해 수소에 의한 환원과 이산화탄소분해 후 촉매에 대하여 XRD분석, SEM관찰, TGA 분석을 하였다.

• 대한화학회지
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• 제55권3호
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• pp.529-540
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• 2011

이 연구는 9학년 과학교과서 물질변화에서의 규칙성 단원에 제시되어 있는 실험의 분석과 small-scale chemistry (SSC)를 적용한 실험을 개발하고자 하는 것이다. 연구를 위하여 9학년 9종 과학교과서의 물질변화에서의 규칙성 단원에 제시되어 있는 앙금생성, 물의 전기분해, 과산화수소수의 분해 실험들을 분석하고, 13명의 과학교사들에게 과학교과서의 실험들을 수행하게 하여 문제점과 개선해야할 사항들을 추출하였다. 개선해야할 사항들을 바탕으로 SSC를 적용하여 개발한 실험들을 19명의 예비교사들에게 과학교과서의 실험과 함께 수행하게 한 후 SSC를 적용한 실험의 장점과 단점을 조사하였다. 연구 결과, 요오드화납 앙금생성 실험과 Hoffman식 물의 전기분해 실험, 그리고 이산화망간을 촉매로 사용하는 과산화수소수의 분해 실험이 9학년 과학교과서에 가장 많이 제시되어 있었다. 과학교과서의 실험들에서 개선해야할 사항들로는 시약의 소모량, 실험시간, 실험장치 규모 등이었다. SSC를 적용하여 개발한 실험들의 장점은 적은 양의 시약 사용으로 폐액 처리의 용이성과 실험의 안전성을 높여주며, 실험시간의 단축과 재현성이 있는 실험결과들을 얻을 수 있는 것 등이었다. 반면에 단점은 적은 양의 시약 사용으로 실험관찰에서 다소간의 어려움과 성취감의 감소, 작은 규모의 실험 기구 사용의 미숙함 등이었다. 그러나 SSC를 적용하여 개발한 실험들을 9학년 과학실험으로 활용한다면, 적은 양의 시약을 사용하여 간편하게 재현성이 있는 실험을 이론수업과 병행하여 실시할 수 있어, 학생들이 물질변화에서의 규칙성에 대한 과학적인 개념을 형성하는데 도움을 줄 것으로 기대된다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제20권1호
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• pp.33-43
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• 2003

$LiMn_2O_4$ catalyst for $CO_2$ decomposition was synthesized by oxidation method for 30 min at 600$^{\circ}C$ in an electric furnace under air condition using manganese(II) nitrate $(Mn(NO_3)_2{\cdot}6H_2O)$, Lithium nitrate ($LiNO_3$) and Urea $(CO(NH_2)_2)$. The synthesized catalyst was reduced by $H_2$ at various temperatures for 3 hr. The reduction degree of the reduced catalysts were measured using the TGA. And then $CO_2$ decomposition rate was measured using the reduced catalysts. Phase-transitions of the catalysts were observed after $CO_2$ decomposition reaction at an optimal decomposition temperature. As the result of X-ray powder diffraction analysis, the synthesized catalyst was confirmed that the catalyst has the spinel structure, and also confirmed that when it was reduced by $H_2$, the phase of $LiMn_2O_4$ catalyst was transformed into $Li_2MnO_3$ and $Li_{1-2{\delta}}Mn_{2-{\delta}}O_{4-3{\delta}-{\delta}'}$ of tetragonal spinel phase. After $CO_2$ decomposition reaction, it was confirmed that the peak of $LiMn_2O_4$ of spinel phase. The optimal reduction temperature of the catalyst with $H_2$ was confirmed to be 450$^{\circ}C$(maximum weight-increasing ratio 9.47%) in the case of $LiMn_2O_4$ through the TGA analysis. Decomposition rate(%) using the $LiMn_2O_4$ catalyst showed the 67%. The crystal structure of the synthesized $LiMn_2O_4$ observed with a scanning electron microscope(SEM) shows cubic form. After reduction, $LiMn_2O_4$ catalyst became condensed each other to form interface. It was confirmed that after $CO_2$ decomposition, crystal structure of $LiMn_2O_4$ catalyst showed that its particle grew up more than that of reduction. Phase-transition by reduction and $CO_2$ decomposition ; $Li_2MnO_3$ and $Li_{1-2{\delta}}Mn_{2-{\delta}}O_{4-3{\delta}-{\delta}'}$ of tetragonal spinel phase at the first time of $CO_2$ decomposition appear like the same as the above contents. Phase-transition at $2{\sim}5$ time ; $Li_2MnO_3$ and $Li_{1-2{\delta}}Mn_{2-{\delta}}O_{4-3{\delta}-{\delta}'}$ of tetragonal spinel phase by reduction and $LiMn_2O_4$ of spinel phase after $CO_2$ decomposition appear like the same as the first time case. The result of the TGA analysis by catalyst reduction ; The first time, weight of reduced catalyst increased by 9.47%, for 2${\sim}$5 times, weight of reduced catalyst increased by average 2.3% But, in any time, there is little difference in the decomposition ratio of $CO_2$. That is to say, at the first time, it showed 67% in $CO_2$ decomposition rate and after 5 times reaction of $CO_2$ decomposition, it showed 67% nearly the same as the first time.