• 한국환경과학회지
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• 제30권1호
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• pp.57-67
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• 2021

Photocatalytic green energy H2 production utilizing inexhaustible solar energy has been considered as a potential solution to problems of energy scarcity and environmental contamination. However, the design of a cost-effective photocatalyst using simple synthesis methodology is still a grand challenge. Herein, a low-cost transition metal, Cu-loaded one-dimensional TiO2 nanorods (Cu/TNR) were fabricated using an easy-to-use synthesis methodology for significant H2 production under simulated solar light. X-ray photoelectron spectral studies and electron microscopy measurements provide evidence to support the successful formation of the Cu/TNR catalyst under our experimental conditions. UV-vis DRS studies further demonstrate that introducing Cu on the surface of TNR substantially increases light absorption in the visible range. Notably, the Cu/TNR catalyst with optimum Cu content, achieved a remarkable H2 production with a yield of 39,239 µmol/g after 3 h of solar light illumination, representing 7.4- and 27.7-fold enhancements against TNR and commercial P25, respectively. The notably improved H2 evolution activity of the target Cu/TNR catalyst was primarily attributed to its excellent separation and efficiently hampered recombination of photoexcited electron-hole pairs. The Cu/TNR catalyst is, therefore, a potential candidate for photocatalytic green energy applications.

• 세라미스트
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• 제20권4호
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• pp.55-73
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• 2017

As one of the most versatile semiconductors, zinc oxide (ZnO) with one-dimensional (1-D) nanostructures has been significantly developed for the application of ultraviolet (UV) lasers, photochemical sensors, photocatalysts, and so on. Such 1-D nanowires could be easily achieved due to the anisotropic growth rate along the [0001] direction. However, such typical growth habit leads to decrease the surface area of the (0001) plane, which plays a central role in not only UV lasing action but also photocatalytic reaction. This fact lead us to develop ZnO crystal with enhanced polar surface area through crystal growth control. The purpose of this review is to provide readers a simple route to plate-type ZnO crystal with highly enhanced polar surfaces and their applications for UV-laser, photocatalyst, and antibacterial agents. In addition, we will highlight the recent study on pilot-scale synthesis of plate-type ZnO crystal for industrial applications.

• 한국세라믹학회지
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• 제54권3호
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• pp.167-183
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• 2017

Zinc oxide (ZnO) is one of the most versatile semiconductors, and one-dimensional (1D) ZnO nanostructures have attracted significant interest for use in ultraviolet (UV) lasers, photochemical sensors, and photocatalysts, among other applications. It is known that 1D ZnO nanowires can be fabricated readily owing to the anisotropic growth of ZnO along the [0001] direction. However, this type of growth results in a decrease in the surface area of the (0001) plane, which plays a vital role not only in UV lasing but also in the photocatalytic process. Thus, we attempted to synthesize ZnO crystals with an increased polar surface area by controlling the crystal growth process. The purpose of this review is to propose a simple route for the synthesis of plate-like ZnO crystals with highly enhanced polar surfaces and to explore their feasibility for use in UV lasers as well as as a photocatalyst and antibacterial agent. In addition, we highlight the recent progress made in the pilot-scale synthesis of plate-like ZnO crystals for industrial applications.

• 한국진공학회지
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• 제19권2호
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• pp.105-113
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• 2010

일차원 나노튜브는 구조는 높은 비표면적, 내부의 빈 공간 및 특유의 물리적 특징을 제공한다. 1차원 산화물 나노튜브 구조물의 합성 방법에 따라 나누어 정리하여 논의하였다. 나노 기판을 이용한 나노튜브 합성은 고른 물리적 구조를 가지는 나노튜브를 대량으로 합성하는데 있어서 이상적인 방법으로서 기판의 형태를 상대적으로 용의하게 조절함으로써 1차원 나노튜브 구조물의 특성을 극대화하였다. 극대화된 특성을 이용한 여러 응용 분야에 대한 연구를 정리하여 제시하였다.

• 공업화학
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• 제23권1호
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• pp.1-7
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• 2012

본 총론에서는 원자층 증착을 이용한 친환경 소재의 개발에 대한 최근 연구 결과들을 간단하게 소개하려 한다. 원자층 증착의 장점은 박막의 두께를 미세하게 조절할 수 있다는 것과, 3차원적으로 복잡한 구조를 가지는 담체의 형상을 유지하면서 균일한 박막을 제조할 수 있다는 것이다. 이러한 원자층 증착의 장점은 친환경소재를 제조하는 데 중요한 역할을 할 수 있다. Anodic aluminum oxide (AAO)와 같은 다공성 membrane을 담체로 이용하여, 다공성 구조는 그대로 유지하면서 10나노미터 정도의 $TiO_2$박막을 균일하게 증착할 경우 톨루엔 등의 휘발성 유기물 필터로 사용할 수 있는데, 이는 AAO의 특이한 기하학적 구조와 비정질 $TiO_2$의 강한 휘발성 유기물 흡착력의 조합에 의한 결과이다. 톨루엔 분해용 광촉매 및 이산화탄소 개질 반응에 의한 수소 생산 촉매 반응에 있어서도 나노다이아몬드나 니켈 담체 위에 $TiO_2$의 증착량을 미세하게 조절하여 $TiO_2$가 표면을 완전히 덮지 않고 부분적으로만 덮고 있는 구조를 만들 경우 촉매의 효율 및 수명을 극대화할 수 있게 된다. 이러한 예들은 원자층 증착이 기존의 반도체산업뿐만 아니라 환경소재의 개발에도 중요한 도구가 될 수 있음을 의미한다.