• 제목/요약/키워드: Nano-surface Treatment

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분무열분해법(Spray Pyrolysis)에 의한 주석산화물이 도핑된 $In_2O_3$(ITO: Indium Tin Oxide)의 분말 제조에 대한 연구 (The Studies on synthesis of $SnO_2$ doped $In_2O_3$ (ITO: Indium Tin Oxide) powder by spray pyrolysis)

  • 김상헌
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.694-702
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    • 2014
  • 마이크론 크기를 가지는 ITO(indium tin oxide) 입자들은 인듐과 틴의 수용성 전구체들과 유기 첨가제를 분무 열분해하여 얻었다. 유기 첨가제로서는 에틸렌글리콜과 시트르산을 이용하였다. 분무 열분해 시 에틸렌글리콜과 시트르산과 같은 유기첨가제를 첨가하지 않고 얻어진 ITO 입자들은 구형이며 속이 꽉찬 형태를 가지는데 비해 유기 첨가제를 첨가하여 분무 열분해를 하면 얻어지는 ITO 입자들은 유기 첨가제의 양이 증가 할수록 껍질이 얇고 다공성이 증대된 중공 입자가 얻어진다. 유기첨가제를 첨가하지 않고 분무 열분해를 통해 얻어지는 마이크론 크기를 가지는 ITO는 $700^{\circ}C$에서 두 시간 동안의 후소성과 24 시간동안의 습식 볼밀링에 의해 나노 크기의 ITO로 전환되지 않으나, 유기첨가제를 첨가하고 분무 열분해를 통해 얻어지는 마이크론 크기를 가지는 ITO는 $700^{\circ}C$에서 두 시간 동안의 후소성과 24 시간 동안의 습식 볼밀링에 의해 나노 크기의 ITO로 쉽게 전환되었다. 응집된 나노 크기의 ITO의 일차 입자의 크기를 Debye-Scherrer 식에 의해 계산하였고 ITO 입자를 압축하여 만든 펠렛의 표면저항을 측정하였다.

리튬이온전지용 주석산화물이 도포된 흑연전극의 싸이클 성능 (The Cycling Performance of Graphite Electrode Coated with Tin Oxide for Lithium Ion Battery)

  • 강태혁;김형선;조원일;조병원;주재백
    • 전기화학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.52-56
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    • 2002
  • 졸-겔법을 이용하여 주석산화물을 흑연입자 표면에 도포하고 $400-600^{\circ}C$에서 열처리하여 미세결정구조를 갖는 리튬이온 전지용 주석산화물 전극을 제조하였다. 도포 된 주석산화물의 양은 $2.25 wt\%\~11.1 wt\%$로 조절하여 실험한 결과 주석산 화물의 함량에 따라 방전용량이 증가하고 또한 초기의 비가역 용랑도 증가함을 알 수 있었다. 싸이클에 따른 주석 산화물 전극의 방전용량은 propylene carbonate(PC) 계 전해액에서도 초기 싸이클에서 350mAh/g 이상, 30 싸이클 후 에서는 300mAh/g을 나타낸 반면, 표면개질이 되지 않은 흑연전극의 경우에는 140mAh/g의 방전용량을 나타내었다. 충방전 속도를 C/5에서 C/2로 빠르게 했을 때 주석산화물 전극과 흑연전극의 방전용량은 초기 용량의 $92\%,\;77\%$로 각각 나타났다. 이러한 전극 특성의 향상은 주석산화물이 리튬이온과 반응하여 형성된 리튬 옥사이드$(Li_2O)$부동태 피막이 흑연전극의 탈리 현상을 막고 또한 환원된 주석이 흑연입자간의 전기전도를 원활하게 하여 전극의 전류분포를 향상시키기 때문인 것으로 해석되었다.

마이크로나노버블 토양세척시스템 및 산세척 복합공정의 산 농도변화에 따른 중금속 제거효율에 관한 연구 (Heavy Metal Removal Efficiency in Accordance with Changes in Acid Concentrations in a Micro-nano Bubble Soil Washing System and Pickling Process)

  • 정진희;최호은;정병길;성낙창;이기철;최영익
    • 한국환경과학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.23-28
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    • 2017
  • This study was aimed at determining the changes in heavy metal removal efficiency at different acid concentrations in a micro-nanobubble soil washing system and pickling process that is used to dispose of heavy metals. For this purpose, the initial and final heavy metal concentrations were measured to calculate the heavy metal removal efficiency 5, 10, 20, 30, 60, and 120 min into the experiment. Soil contaminated by heavy metals and extracted from 0~15 cm below the surface of a vehicle junkyard in the city of U was used in the experiment. The extracted soil was air-dried for 24 h, after which a No. 10 (2 mm) was used as a filter to remove large particles and other substances from the soil as well as to even out the samples. As for the operating conditions, the air inflow rate in the micro-nano bubble soil washing system was fixed at 2 L/min,; with the concentration of hydrogen peroxide being adjusted to 5%, 10%, or 15%. The treatment lasted 120 min. The results showed that when the concentration of hydrogen peroxide was 5%, the efficiency of Zn removal was 27.4%, whereas those of Ni and Pb were 28.7% and 22.8%, respectively. When the concentration of hydrogen peroxide was 10%, the efficiency of Zn removal was 38.7%, whereas those of Ni and Pb were 42.6% and 28.6%, respectively. When the concentration of hydrogen peroxide was 15%, the efficiency of Zn removal was 49.7%, whereas those of Ni and Pb were 57.1% and 42.6%, respectively. Therefore, the efficiency of removal of all three heavy metals was the highest when the hydrogen peroxide concentration was 15%.

고종횡비 탄소 마이크로니들 어레이의 제조 및 생체응용을 위한 소수성 표면의 제어 (Fabrication of Carbon Microneedle Arrays with High Aspect Ratios and The Control of Hydrophobicity of These Arrays for Bio-Applications)

  • 이정아;이석우;이승섭;박세일;이광철
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권11호
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    • pp.1721-1725
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    • 2010
  • 본 논문에서는 뒷면 노광법과 감광제의 열분해법을 이용하여 다양한 형상을 가지는 탄소 마이크로니들의 제조방법과 제조된 마이크로니들을 사용하여 소수성 표면제어에 대한 연구를 수행하였다. SU-8 이 도포된 표면마스크 뒷면으로부터 자외선을 조사하여 다양한 지름, 간격, 그리고 높이를 가지는 폴리머 마이크로니들을 제조하였다. 이니들은 이후 열처리공정을 통해서 수축, 열변형 등의 형상변화를 거치면서 10 이상의 높은 종횡비와 나노사이즈의 뾰족한 팁을 가지는 탄소 재질의 마이크로니들로 변하게 된다. 탄소 마이크로니들을 가지는 석영기판은 친수성표면을 가지고 있기 때문에 표면에너지가 낮은 물질을 처리하여 소수성 정도를 제어하였다. HMDS 처리는 SU-8 니들보다는 탄소 니들의 경우에 표면의 소수성 조절에 효과가 있음을 접촉각의 측정과 XPS 측정결과로부터 확인할 수 있었다. 본 논문에서 제시하는 탄소 마이크로니들의 제조기술과 표면처리기술은 세포분석 및 바이오분야 그리고 자기세정분야 등에서 유용하게 사용될 수 있다.

산화 아연 나노 입자로 도포된 마이카의 합성 및 특성 규명 (Synthesis and Characterization of Mica Coated with Zinc Oxide Nanoparticles)

  • 길현석;김용호;박민영;이석우
    • 공업화학
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    • 제23권3호
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    • pp.271-278
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    • 2012
  • 본 연구에서는 마이카와 산화 아연을 이용하여 복합 재료를 제조하고, 이를 자외선 차단 크림에 응용하는 연구를 수행하였다. 먼저 마이카와 산화 아연을 각각 3-aminopropyltrimethoxysilane (APTMS)으로 처리하여 표면에 아민기를 생성시켰다. 아민기가 붙은 마이카를 1,4-phenylenediisothiocyanate (PDC)와 반응시켜 표면에 -N=C=S 작용기를 활성화시킨 후, 아민기가 붙어있는 산화 아연과 결합시켜 산화 아연으로 덮인 마이카 복합 재료를 합성하였다. 원소 분석, EDS 분석, 열 중량 분석, SEM 이미지 분석, 형광 이미지 분석, 제타 전위 측정, X-선 회절 분석, DRS UV/Vis 분석을 통하여 고체 생성물의 특성을 규명하였다. 최종적으로 표준 프로토콜로 제조된 자외선 차단 크림의 파장에 따른 투과도를 280~400 nm 범위에서 측정하여 자외선 차단 효과를 확인하였다.

메조기공 실리카에 부착된 영가철을 이용한 질산성 질소의 환원 (Reduction of Nitrate-nigrogen by Zero-valent Iron Adhered in Mesoporous Silicas)

  • 연경호;이승학;이관용;박용민;강상윤;이재원;최용수;이상협
    • 상하수도학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.139-147
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    • 2007
  • For environmental remediation of a contaminated groundwater plume, the use of zero-valent metal represents one of the latest innovative technologies. In this study, the effects of denitrification by zero-valent iron adsorbed in mesoporous silicas have been studied for groundwater contaminant degradation. The mesoporous silica was functionalized with 3-mercaptopropyltrimethoxysilane (MPTS) ligands and the zero-valent iron precipitated in the mesopore of granular silica was made by $FeCl_2$ and $NaBH_4$. Hydrogen was exchanged with $Fe^{2+}$ ions in the granular silicas. And then the ions were reduced by sodium borohydride in the mesoporous silicas. The surface area of the silica determined via the BET method ranged from 858 to $1275m^2/g$. The reductive reaction of nitrate-nitrogen indicated that the degradation of nitrate-nitrogen appeared to be pseudo first-order with the observed reaction rate constant kobs ($0.1619h^{-1}$) and to be directly proportional to the specific surface area. Therefore, the mesoporous silica with nano zero-valent iron proposed as a novel treatment strategy for contaminated groundwater was successfully implemented herein for the removal of nitrate-nitrogen.

Study of COD Removal Efficiency from Synthetic Wastewater by Photocatalytic Process

  • Rojviroon, Orawan;Rojviroon, Thammasak;Sirivithayapakorn, Sanya
    • Environmental Engineering Research
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    • 제19권3호
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    • pp.255-259
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    • 2014
  • In this research, we compared the COD removal efficiencies of titanium dioxide ($TiO_2$) thin films coated on the surfaces of borosilicate glass that prepared by three different numbers of coating layer; i) 3 layers ii) 4 layers and iii) 5 layers by sol-gel method. All of the prepared $TiO_2$ thin films consisted of pure anatase crystalline structure with grain sizes in the range 20-250 nm. The calculated optical band gaps of the $TiO_2$ thin films were 3.24. The total apparent surface area per total weight of $TiO_2$ thin films were 4.74, 3.86 and $2.79m^2g^{-1}$ for 3, 4 and 5 layers coating, respectively. The kinetics of the photodegradation reactions of COD under UVA light source were described by the Langmuir-Hinshelwood (L-H) kinetic model. The specific rates of the photodegradation of $TiO_2$ thin films at 3 layers coating was $1.40{\times}10^{-4}min^{-1}mW^{-1}$, while for the 4 layers coating and the 5 layers coating were $1.50{\times}10^{-4}$ and $4.60{\times}10^{-4}min^{-1}mW^{-1}$, respectively. The photocatalytic performance of COD degradation was higher with smaller grain size, higher surface area and narrow optical band gaps. Moreover, the numbers of coating layer on substrate also have great influence for kinetic of COD removal.

점토의 분산성이 PP/점토 나노복합재료의 열안정성에 미치는 영향 (Effects of Dispersivity of Clay on Thermal Stabilities of PP/Clay Nanocomposites)

  • 박수진;전병렬;송시용;최길영;이종문
    • 폴리머
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    • 제27권5호
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    • pp.458-463
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    • 2003
  • 표면처리된 몬모릴로나이트 (montmorillonite, MMT)가 PP 나노복합재료의 열안정성에 미 치는 영향을 조사하였다. $Na^{+}$-MMT는 dodecylammonium chloride를 이용하여 유기적으포 개질하였다. 비표면적 ( $S_{BET}$), 평형확산압력 ($\pi$$_{e}$ ), 그리고 비극성 요소 (${\gamma}$ $s^{L}$)를 포함하는 표면 특성은 $N_2$ 흡착을 이용하는 BET 방법을 이용하여 고찰하였다. 또한, 나노복합재료의 열안정성은 시차주사열량계 (DSC)와 열중량 분석기 (TGA)를 통해 알아보았다. 실험 결과, 오존처리된 dodecylammonium chloride (DA-MK ( $O_3$))의 $\pi$$_{e}$${\gamma}$ $s^{L}$는 1.7과 3.5 mJ/ $m^2$로 증가하였는데, 이는 미세기공이 증가하기 때문으로 판단된다. DSC 결과로부터, PP/DA-MK와 PP/DA-MK ( $O_3$)의 용융 온도와 결정화 온도는 순수한 PP보다 더 높았는데, 이러한 결과는 나노크기의 DA-MK가 PP 결정화를 위한 핵생성 효과를 유도하기 때문으로 판단된다. 또한, PP/DA-MK ( $O_3$) 나노복합재료의 열안정성은 64 kJ/mol 향상되었는데, 이는 PP 매트릭스 내 DA-MK ( $O_3$)의 분산성 향상에 기인하는 것으로 판단된다.단된다.다.

메탄 플라즈마 분해에 의해 제조된 카본블랙 도전재의 전기화학적 특성에 대한 연구 (An Electrochemical Study on the Carbon Black Conductor Prepared by Plasma Pyrolysis of Methane)

  • 윤세라;이중기;조원일;백영순;주재백;조병원
    • 전기화학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.6-12
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    • 2003
  • 메탄의 플라즈마 열분해 방법에 의해 제조된 카본블랙을 $2\times10^{-2}torr$진공상태에서 $800,\;1300,\;2100^{\circ}C$의 온도로 열처리하여 원시료를 포함하여 물리적$\cdot$화학적 특성이 다른 4개의 시료를 준비하였다. 이 시료들을 리튬이차전지 양극 활물질인 $LiCoO_2$의 도전재로 사용하여 $Li/LiCoO_2$ 반쪽전지를 구성하고 변화된 도전재의 특성에 따른 셀의 전기화학적 특성 차이를 조사하였다 시료를 열처리하였을 때 표면화학그룹이 제거되고 전도도가 높아지면서 도전재로 사용하였을 때 사이클 특성 및 초기 방전용량이 향상되었다. 그러나, $2100^{\circ}C$에서 열처리한 시료를 도전재로 사용한 경우에는 사이클 특성 및 rate capability가 저하되는 것으로 나타났다. 이것은 플라즈마 블랙의 열처리에 의한 구조 변화에 따른 전극 내 분산 특성의 변화가 전도도 특성과 복합적으로 작용하여 제작한 셀의 전기화학적 특성에 영향을 미치기 때문으로 사료된다 열처리 온도가 높아질수록 카본블랙 표면의 관능기가 제거되면서 플라즈마 블랙의 전도도가 증가하였으나, 흑연화의 진행으로 나타난 agglomeration의 증가가 전극 내 분산 특성을 저하시키는 것으로 사료된다 그 결과 $800^{\circ}C$에서 열처리한 시료의 사이클 특성이 가장 우수하였다.

녹차씨 오일이 염색 및 탈색된 모발의 재손상 및 탈색 방지에 미치는 영향 (Damage Prevention Effect of Green Tea Seed Oil on Colored and Decolored Hair)

  • 민명자;최문희;김귀철;신현재
    • KSBB Journal
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    • 제28권5호
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    • pp.287-294
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    • 2013
  • 염색 및 탈색된 헤어는 일상생활 중의 자외선, 열기구 사용수세 (샴푸)에 의해 재손상되며, 이의 해결을 위해 최근 피부와 두피에 안전한 각종 천연물질의 연구가 활발하다. 이 연구는 녹차씨 오일의 광퇴색 방지와 모발 트리트먼트 효과를 확인하고자 수행되었다. 그러나 녹차의 기능은 이미 많이 알려져 있으나 녹차씨 오일을 이용한 모발 트리트먼트 및 퇴색 방지의 연구는 미비하다. 염색 및 탈색된 헤어에 녹차씨 오일을 이용한 전처리 트리트먼트 효과를 알아보기 위해 인장 강도 및 신장율을 측정하고 모발표면을 SEM으로 분석하였으며 색차계를 이용한 모발 광퇴색을 비교하였다. 실험결과 모발의 인장강도와 신장율의 측정에서 녹차씨 오일 전처리 시료는 버진헤어, 염색헤어, 탈색헤어에서 모두 증가하였고 신장율은 염색헤어와 탈색헤어에서 낮아져 염색헤어와 탈색헤어에서 트리트먼트 효과가 있었다. 모발표면을 촬영한 결과 모든 군에서 전처리된 모발 큐티클의 문리가 더 선명하고 코팅효과가 확인되었다. 모발의 광퇴색 값은 열과 수세의 반복 실험에서 전처리된 각 시료 모두 $L^*$, $a^*$, $b^*$값이 감소하였고 자외선 조사 실험에서는 염색과 탈색헤어에서 $L^*$, $a^*$, $b^*$값이 각각 감소하였다. 위의 실험결과에 의해 녹차씨 오일은 염색 및 탈색모발의 재손상 방지와 열과 자외선에 의한 색상의 퇴색방지 효과를 확인하였으며 앞으로 미용 실무현장에서 고객의 피부와 두피에 적합한 천연화장품 오일로 사용이 가능하리라 사료된다.