• 한국재료학회지
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• 제31권12호
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• pp.710-718
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• 2021

Recently, due to high theoretical capacitance and excellent ion diffusion rate caused by the 2D layered crystal structure, transition metal hydroxides (TMHs) have generated considerable attention as active materials in supercapacitors (or electrochemical capacitors). However, TMHs should be designed using morphological or structural modification if they are to be used as active materials in supercapacitors, because they have insulation properties that induce low charge transfer rate. This study aims to modify the morphological structure for high cycling stability and fast charge storage kinetics of TMHs through the use of nickel cobalt hydroxide [NiCo(OH)₂] decorated on nickel foam. Among the samples used, needle-like NiCo(OH)₂ decorated on nickel foam offers a high specific capacitance (1110.9 F/g at current density of 0.5 A/g) with good rate capability (1110.9 - 746.7 F/g at current densities of 0.5 - 10.0 A/g). Moreover, at a high current density (10.0 A/g), a remarkable capacitance (713.8 F/g) and capacitance retention of 95.6% after 5000 cycles are noted. These results are attributed to high charge storage sites of needle-like NiCo(OH)₂ and uniformly grown NiCo(OH)₂ on nickel foam surface.

• 한국표면공학회지
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• 제56권1호
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• pp.104-114
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• 2023

Three dimensional (3D) porous structures consisting of Cu@CoO core-shell-type nano-dendrites were synthesized and tested as the anode materials in lithium secondary batteries. For this purpose, first, the 3D porous films comprising Cu@Co core-shell-type nano-dendrites with various thicknesses were fabricated through the electrochemical co-deposition of Cu and Co. Then the Co shells were selectively anodized to form Co hydroxides, which was finally dehydrated to get Cu@CoO nanodendrites. The resulting electrodes exhibited very high reversible specific capacity almost 1.4~2.4 times the theoretical capacity of commercial graphite, and excellent capacity retention (~90%@50^th cycle) as compared with those of the existing transition metal oxides. From the analysis of the cumulative irreversible capacity and morphology change during charge/discharge cycling, it proved that the excellent capacity retention was attributed to the unique structural feature of our core-shell structure where only the thin CoO shell participates in the lithium storage. In addition, our electrodes showed a superb rate performance (70.5%@10.8 C-rate), most likely due to the open porous structure of 3D films, large surface area thanks to the dendritic structure, and fast electron transport through Cu core network.

• 청정기술
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• 제8권3호
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• pp.151-165
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• 2002

중금속($Cu^{2+}$, $Zn^{2+}$, $Ni^{2+}$, $Cr^{3+}$)을 함유한 폐수가 최적운전압력과 운전시간에서 침전-응집-정밀여과의 공정으로 처리되었을 때, pH 및 응집제의 영향 그리고 막 종류 및 세공크기에 따른 투과유속과 제거효율이 조사되었다. 구리폐수의 경우는 pH10.0~10.5에서 $0.45{\mu}m$-polysulfone막과 PAC을, 아연폐수의 경우는 pH10.0~10.5에서 $0.1{\mu}m$-PVDF막과 PAC을, 니켈의 경우는 pH11.0~11.5에서 $0.1{\mu}m$-PVDF막과 응집제를, 크롬의 경우는 pH8.0~8.5에서 $0.2{\mu}m$막과 응집제를, 그리고 혼합폐수의 경우는 pH11.0~11.5에서 $0.2{\sim}0.45{\mu}m$막과 응집제를 사용하여 처리하였을 때, 처리효율이 가장 높았다. 투과유속은 구리폐수를 제외하고는 대부분 응집제 사용으로 더 높게 향상시킬 수 있었다.

• Corrosion Science and Technology
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• 제7권1호
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• pp.50-60
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• 2008

The majority of the described experimental results deal with relatively pure aluminium. Variations were made in the pretreatment of the aluminum substrates and an investigation was performed on the resulting changes in oxide layer composition and chemistry. Subsequently, the bonding behavior of the surfaces was investigated by using model adhesion molecules. These molecules were chosen to represent the bonding functionality of an organic polymer. They were applied onto the pretreated surfaces as a monolayer and the bonding behavior was studied using infrared reflection absorption spectroscopy. A direct and clear relation was found between the hydroxyl fraction on the oxide surfaces and the amount of molecules that subsequently bonded to the surface. Moreover, it was found that most bonds between the oxide surface and organic functional groups are not stable in the presence of water. The best performance was obtained using molecules, which are capable of chemisorption with the oxide surface. Finally, it was found that freshly prepared relatively pure aluminum substrates, which are left in air, rapidly lose their bonding capacity towards organic functional groups. This can be attributed to the adsorption of contamination and water to the oxide surface. In addition the adhesion of a typical epoxy-coated aluminum system was investigated during exposure to water at different temperatures. The coating was found to quite rapidly lose its adhesion upon exposure to water. This rapid loss of adhesion corresponds well with the data where it was demonstrated that the studied epoxy coating only bonds through physisorptive hydrogen bonding, these bonds not being stable in the presence of water. After the initial loss the adhesion of the coating was however found to recover again and even exceeded the adhesion prior to exposure. The improvement could be ascribed to the growth of a thin oxyhydroxide layer on the aluminum substrate, which forms a new, water-stable and stronger bond with the epoxy coating. Two routes for improvement of adhesion are finally decribed including an interphasial polymeric thin layer and a treatment in boiling water of the substrate before coating takes place. The adhesion properties were finely also studied as a function of the Mg content of the alloys. It was shown that an enrichment of Mg in the oxide could take place when Mg containing alloys are heat-treated. It is expected that for these alloys the (hydr)oxide fraction also depends on the pre-treatment and on the distribution of magnesium as compared to the aluminium hydroxides, with a direct impact on adhesive properties.

• 대한화학회지
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• 제35권4호
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• pp.414-421
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• 1991

천연규산 알루미늄광인 힐로이사이트 광물로부터 고순도 ${\alpha}-Al_2O_3$를 합성하기 위해 황산용액을 사용한 습식합성법을 이용하였다. 추출된 황산 알루미늄 용액내에 존재하는 각종 불순물을 제거하기 위해 각 금속이온의 수산화물과 탄산화물의 형성을 고려, pH에 따른 용해도곡선을 도시하였다. 이를 기초로 ${\alpha}-Al_2O_3$의 전구물질인 순수한 암모니움 명반은 pH = 1.5∼2.5에서, 수산화 알루미늄은 pH = 6∼8에서 각각 합성하였으며, 이로부터 얻어진 ${\alpha}-Al_2O_3$의 순도는99.7${\%}$와 99.0${\%}$였다. 여기서 불순물에 대한 정제효과는 암모니움 명반으로부터 합성된 경우(Na = 0.047${\%}$, Si = 0.092${\%}$)가 수산화 알루미늄으로부터 합성된 경우Na = 0.29${\%}$, Si = 0.12${\%}$)보다 매우 높은 결과를 보였다.

• 대한화학회지
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• 제66권2호
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• pp.124-135
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• 2022

이 연구의 목적은 남한의 2015 개정 과학과 교육과정의 화학 내용 요소와 북한 김정은 시대의 초, 중등 과학 교과서의 화학 내용 요소를 비교·분석하여 북한 화학교육을 이해하기 위한 기초 자료로 제공하기 위한 것이다. 북한이 남한의 화학교육보다 시기적으로 선행하여 학습하는 내용 요소와 북한이 남한보다 양적으로 더 많이 학습하는 내용 요소 등을 분석하였다. 분석 대상은 남한의 2015 개정 과학과 교육과정과 북한의 소학교3 '자연', 초급중 1, 2 '자연과학', 고급중 1, 2 '화학'교과서이었다. 남한의 2015 개정 과학과 교육과정에 제시된 화학의 일반화된 지식에 따라 분석틀을 구성하고, 그 분석틀에 따라 북한과 남한의 화학교육 내용요소를 분석하였다. 분석 결과는 다음과 같다. 첫째, 북한 교과서에서 선행하여 학습하는 내용 요소는 밀도, 산화와 환원, 전지, 원자량이었다. 둘째, 북한 교과서에서 추가적으로 학습하는 내용 요소는 혼합물의 분리, 연료, 산화와 환원, 금속, 유기물질과 무기물질, 금속과 비금속의 산화물과 수산화물, 비료로 쓰이는 무기 물질, 영양 물질, 염의 반응과 활용, 원자궤도 함수, 오비탈의 혼성화, 배위결합 및 착물이었다. 이 연구 결과는 북한 화학교육을 이해하는데 기초 자료로 활용할 수 있을 것이다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제10권1호
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• pp.43-57
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• 2005

주암댐에 유입된 호저퇴적물의 입도(2mm-200{\mu}m,\;200-100{\mu}m,\;100-50{\mu}m,\;50-20{\mu}m,\;<20{\mu}m)별 중금속(As, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn)의 이동과 퇴적 후 중금속의 수직적 분산 특성을 규명하기 위하여 12개 지점의 호저퇴적물과 3개 지점의 코아시료를 채취하였으며, 코아시료는 2-5 cm 간격으로 절단하여 깊이별 간극수와 퇴적물의 중금속 함량을 측정하였다. 호저퇴적물의 퇴적속도를 측정하기 위하여 코아시료에 대한 $^{210}Pb$ 동위원소 연구를 수행하였다. 주암댐 호저 퇴적물의 중금속 및 미량원소의 함량은 퇴적위치와 상관없이 거의 일정한 함량을 보이며.,평균 함량은 $As\;14.9\;{\mu}g/g,\;Cd\;0.81\;{\mu}g/g,\;Cu\;30.7\;\;{\mu}g/g,\;Ni\;34.7\;{\mu}g/g,\;Pb\;63.3\;{\mu}g/g,\;Zn\;87.9\;{\mu}g/g$이다. Cu, Pb, Zn, Ni 및 Cd의 함량은 $20\;{\mu}m$ 이하 입도의 퇴적물에서 가장 높은 반면, As는 $2mm-200{\mu}m$ 혹은 $200-100\;{\mu}m$ 입도의 퇴적물에서 가장 높다. 간극수에 용해된 원소 중에서 가장 함량이 높은 것은 Fe와 Mn 이었으며, 코아시료의 상부로부터 심부로 갈수록 함량이 증가하는 수직적 분산특성을 나타낸다. 반면에 용존 Zn과 Cu함량은 코아시료의 최상부에서 가장 높게 나타나며, 이는 산화:환원 전위차에 따른 유기물질 및 산화광물의 용해작용과 관련이 있다. 코아시료의 퇴적물 내 Cu, Ni, Pb 및 Zn 함량은 0-4 cm구간에서 가장 높은 표면집적 현상이 관찰되며, Pb와 Cu 함량이 현저하게 높은 데, 이는 인위적인 오염에 기인하는 것으로 해석된다. $'unsupponed\;^{210}Pb'$을 이용하여 계산된 호저퇴적물의 퇴적 속도는 $\omega=0.91\;cm\;year^{-1}$ 이며, 이를 적용하면 주암댐이 완공된 이후 약 10 cm의 퇴적물이 평균적으로 퇴적된 것으로 추정된다. 이러한 자료는 주암댐 호수 바닥에 퇴적된 퇴적물의 관리방안을 마련하는 데 중요한 정보로 사용될 수 있을 것이다.

• 자원환경지질
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• 제41권1호
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• pp.63-79
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• 2008

울진광산 지역에 매립된 광미와 방치된 폐광석이 주변 하천에 미치는 영향을 평가하기 위해, 하천수, 침출수, 갱내수 및 지하수의 물리화학적인 특성을 파악하였다. 또한 폐광석 내 황화광물의 풍화 특징을 파악하기 위한 광물학적 연구와, 토양 내 미량원소의 분산 특성을 파악하기 위한 총함량 분석을 수행하였다. 매립된 광미에서 발생하는 침출수의 pH의 범위는 $2.9{\sim}6.0$이며, EC는 $99{\sim}3990{\mu}S/cm$로 주원소(최대 492 mg/l Ca; 83.8 mg/l Mg; 45.2 mg/l Na; 44.7 mg/l K; 50.8 mg/l Si) 및 미량원소(최대 $826,060{\mu}g/l$ Fe; $131,230{\mu}g/l$ Mn; $333,600{\mu}g/l$ Al; $61,340{\mu}g/l$ Zn; $2,530{\mu}g/l$ Cu; $573{\mu}g/l$ Cd; $476{\mu}g/l$ Pb)함량이 높게 나타났다. 하천수의 물리화학적 특성은 침출수와 지류의 유입에 따른 공간적 변화와 강수량에 따른 시기별 변화가 관찰되었다. 침출수의 유입으로 하천수의 용존 이온의 농도는 증가하지만 오염되지 않은 지류와의 혼합에 의한 희석작용으로 하류로 갈수록 감소한다. 건기인 2월에는 침출수 유입량이 줄어 하천수의 용존 이온 함량이 우기보다 낮다. 하지만 건기에는 지류 및 하천수의 유량 감소로 인하여 희석작용이 상대적으로 미약하여 우기에 비해 오염 확산 범위가 더 넓은 것으로 확인되었다. 배경치와 비교한 울진광산 주변의 토양시료의 중금속 농집 순서는 망간>철>납>구리>아연으로 나타났다. 울진광산에서 산출되는 황화광물은 자류철석과 섬아연석이 주를 이루며, 방연석과 황동석이 수반된다. 이 중 자류철석이 가장 풍화가 빠르게 진행되었으며, 광물 내부에 발달된 균열부와 입자 가장 자리를 따라 내부로 산화가 진행되어 철수산화광물이 생성되며, 소량의 Zn을 흡착하는 것으로 밝혀졌다.

• 자원환경지질
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• 제45권1호
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• pp.9-21
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• 2012

본 논문에서는 황사 발원지 (타클라마칸, 알라샨, 오도스 사막 및 황토고원) 토양 시료의 지구화학적 특성을 규명하고, 이들이 지표환경과 인체에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 중국 건조지역에서 채취한 토양 시료 내 주원소 함량의 공간적 변화는 각 지역별로 크지 않았으며, 이는 각 지역 내 토양이 오랜 기간 동안 바람에 의해 균질하게 혼합된 것으로 해석된다. 한편 미량원소의 경우에는, 시료 채취 지점에 따라 미약한 함량의 차이를 나타낸다. 이들 중 Cr, Cu, As, Co, Ni, V, Y, Sc, Sn, Pb, Zn, Cd, Cs, Li, Th, U 등은 원소 간에 서로 양의 상관관계를 보이며, 이들의 특성은 황토고원과 다른 사막 (타클라마칸, 알라샨 및 오도스 사막) 토양에서 뚜렷하게 구분된다. 모든 사막 및 황토고원 토양의 Fe의 지구화학적 존재형태는 대부분 "잔류형 (85% 이상)"으로 나타났으나, Mn 및 Ca의 존재형태는 사막에 따라 존재형태의 차이가 현저하게 나타났다. Mn은 황토고원 토양에서는 "산화철망간광물 수반형 (55.4%)"이, 그리고 타클라마칸 사막에서는 "탄산염광물 수반형 (33.8%)"이 다른 사막 토양에 비해 2-5배 높게 나타났다. 또한 Ca의 경우에는 타클라마칸 및 알라샨 사막 토양에서 "탄산염광물 수반형"이 각각 75.9% 및 50.5%로 높게 나타났으나, 황토고원 (6.6%)과 오도스 사막 (2.1%)에서는 낮게 나타났다. 사막 및 황토고원 내 미량원소의 이동도를 기준으로 이들 미량원소를 5개의 그룹으로 분류하였으며, Cd, Pb 및 Cu의 이동도가 각각 87%, 33% 및 30% 이상으로 나타났다. 따라서 사막 및 황토고원 내 Cd, Pb 및 Cu는 지표수 등과 반응하였을 때 쉽게 용해되어 지표환경 및 인체 건강에 악영향을 줄 가능성이 있음을 지시하고 있다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권11호
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• pp.613-625
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• 2017

낚시터로 장기 임대중인 농업용 저수지 2곳을 대상으로 낚시터 영향권(effective zone) 2지점의 퇴적물과 비영향권(ineffective zone) 1지점의 퇴적물을 호기(oxic)와 무산소(anoxic) 조건을 조성한 실험실 코어배양법(laboratory core incubation)을 이용해 영양염류 용출시험을 2회씩 실시하였다. 용출 실험동안 상등수 내 DO, EC, pH, ORP의 변화는 낚시터 영향구간과 비영향 구간 사이에 유의할만한 차이는 관측되지 않았으며(p>0.05), 농업용 저수지의 퇴적물-심층수 확산경계면과 유사한 환경으로 조성되었다. 질산성 질소($NO_3{^-}-N$)를 제외하고 암모니아성 질소($NH_4{^+}-N$), 총인(T-P), 인산염 인($PO{_4}^{3-}-P$)이 호기 보다는 무산조 조건에서 통계학적으로 유의한 수준(p<0.05)으로 퇴적물에서 상등수로 더 많은 용출량이 측정되었다. 이는 상등수 내 DO 농도 감소에 따라 미생물 매개의 암모늄화가 촉진되고 질산화 작용이 억제되어 암모니아성 질소가 퇴적물에서 상등수로 확산 용출되고, 퇴적물 표층의 산화층이 환원되어 유기물에 결합된 인과 금속 산화물과 결합된 인의 해리 등을 통해 인산염인이 퇴적물에서 상등수로 확산용출이 가속화되었기 때문이다. 낚시터 영향권과 비영향권 사이 영양염류 용출량(benthic nutrient diffusive flux)값의 차이는 통계학적으로 유의하지 않았다(p>0.05). 따라서 농업용 저수지 내 낚시활동이 퇴적물의 영양염류 용출량을 통계학적으로 유의한 수준으로 증대시키지 않는 것으로 조사되었다. 이러한 결과는 농업용 저수지 설립년도 대비 10여년의 단기간 낚시활동으로 인해 퇴적물 오염 기여도가 비교적 낮고, 코어배양법의 속도제한된 확산(rate-limited diffusion)으로 발생한 것으로 판단된다. 호기와 무산소 조건 모두에서 퇴적물 내 영양염류 총량과 영양염류 용출량 사이에 유의적 상관관계가 도출되지 않았다. 따라서 농업용 저수지 수질오염의 가속화가 낚시활동으로 인한 직접적 원인보다는 유역에서 유입되는 다양한 비점오염원 내 영양염류가 주요 요인으로 판단되며, 영양염류의 용출을 저감하기 위해 포기 및 물순환 등을 통해 심층수의 빈산소화를 억제할 필요가 있다.