In this study, ash free coals(AFCs) were produced with lignite and anthracite coals in a microwave. The AFCs were analyzed with proximate analysis, fourier transform infrared spectrometry (FTIR), X-ray diffraction analysis, and thermogravimetric analysis (TGA). The extraction yields of the AFCs were 16.4 wt%, 7.6 wt% at lignite and anthracite coal, respectively. The chemical and physical properties of the AFCs were similar regardless of the original coal types. Oxidation behavior of the AFCs was investigated by supplying a mixture of 3g of AFC and 3g of electrolyte into the coin-type molten carbonate fuel cell (MCFC). For the evaluation of AFC fuel performance, electrochemical analysis of the steady-state polarization and step-chronopotentiometry were conducted based on the standard hydrogen fuel (69 mol% $H_2$, 17 mol% $CO_2$, 14 mol% $H_2O$). The AFCs showed similar electrochemical oxidation behaviors regardless of the original coal types. The overvoltage of the AFCs was larger than the hydrogen fuel, although OCV of the AFCs was higher.
A challenge in the redox field is the elucidation of the molecular mechanisms, by which $H_2O_2$ mediates signal transduction in cells. This is relevant since redox pathways are disturbed in some pathologies. The transcription factor OxyR is the $H_2O_2$ sensor in bacteria, whereas Cys-based peroxidases are involved in the perception of this oxidant in eukaryotic cells. Three possible mechanisms may be involved in $H_2O_2$ signaling that are not mutually exclusive. In the simplest pathway, $H_2O_2$ signals through direct oxidation of the signaling protein, such as a phosphatase or a transcription factor. Although signaling proteins are frequently observed in the oxidized state in biological systems, in most cases their direct oxidation by $H_2O_2$ is too slow ($10^1M^{-1}s^{-1}$ range) to outcompete Cys-based peroxidases and glutathione. In some particular cellular compartments (such as vicinity of NADPH oxidases), it is possible that a signaling protein faces extremely high $H_2O_2$ concentrations, making the direct oxidation feasible. Alternatively, high $H_2O_2$ levels can hyperoxidize peroxiredoxins leading to local building up of $H_2O_2$ that then could oxidize a signaling protein (floodgate hypothesis). In a second model, $H_2O_2$ oxidizes Cys-based peroxidases that then through thiol-disulfide reshuffling would transmit the oxidized equivalents to the signaling protein. The third model of signaling is centered on the reducing substrate of Cys-based peroxidases that in most cases is thioredoxin. Is this model, peroxiredoxins would signal by modulating the thioredoxin redox status. More kinetic data is required to allow the identification of the complex network of thiol switches.
Adsorption and subsequent catalytic reactions of ethanol and acetaldehyde on chemically modified rutile TiO2(001) surfaces are probed by x-ray photoemission spectroscopy (XPS) using synchrotron radiation. TiO2 is a well-known photocatalyst for various catalytic reactions including oxidation of organic molecules. In this respect, the surface atomic structure has been found to play a vital role in determining the catalytic reactivity and selectivity of TiO2. In this study, we employ an atomically well-ordered reduced TiO2(001) surface which is prepared in a UHV chamber by repeated Ar+-sputtering and annealing (900 K) cycles. We systematically modify the surface by treating the surface with H2O or O2 at room temperature (RT). The catalytic reactivity of the surface-modified TiO2(001) is evaluated by dosing ethanol/acetaldehyde onto the surface at RT and by subsequent annealing to higher temperatures (400~600 K). XPS spectra of C 1s core level are intensively used to probe any change in the oxidation state of carbon atoms. We find that the reactivity as well as the saturation coverage are significantly affected by the RT-treatment of the TiO2 surface with H2O or O2. For both reactant molecules (ethanol/acetaldehyde), oxidation reactions are found to be enhanced on the O2-treated surface compared with the reduced or H2O-treated surfaces. Possibly reaction pathways are discussed based on the observed XPS spectra.
A superconducting phase La2CuO4+δ (Tc=44 K) has been prepared by electrochemical oxidation which allows the oxygen to intercalat into the La2O2 layers. According to the Cu K-edge X-ray absorption near edge structure spectroscopic analysis, the oxidized phase shows an overall spectra shift of about 0.5 eV to a higher energy region compared to the as sintered one with the occurrence of an additional peak corresponding to the transition to the |1s13dn+1L-14pσ1 > final state, indicating the oxidation of CuO2 layer. From the X-ray photoelectron spectroscopic studies, it is found that the binding energy of La 3d5/2 is significantly shifted from 834.3 eV (as sintered La2CuO4) to 833.6 eV (as electrochemically oxidized La2CuO4+δ), implying that the covalency of the (La-O) bond is decreased due to the oxygen intercalation. The O 1s spectra do not provide an evidence of the superoxide or peroxide, but the oxide (O2-) with the contaminated carbonate (CO32-) based on the peaks at 529 eV and 532 eV, respectively, which is clearly confirmed by the Auger spectroscopic analysis. Oxygen contents determined by iodometric titration (δ=0.07) and thermogravimetry (δ=0.09) show good coincidence each other, also giving an evidence for the "O2-" nature of excess oxygen. From the above results, it is concluded that "O2-" appeared as O 1s peak at 528.6 eV is responsible for superconductivity of La2CuO4+δ.
The possibility of an improvement in heat dissipation performance of aluminum alloy heat sink for shipboard LED luminaries through plasma electrolytic oxidation (PEO) was investigated. Four different PEO coatings were produced on aluminum alloy 5052 in silicate based alkaline solution by varying current density ($50{\sim}200mA/cm^2$). On voltage-time response curves, three stages were clearly distinguished at all current densities, namely an initial linear increase, slowdown of increase rate, and steady state(constant voltage). It was found that the increase in current density caused the breakdown voltage to increase. Two different surface morphologies - coralline porous structure and pancake structure - were confirmed by SEM examination. The coralline porous structure was predominant in the coatings produced at lower current densities (50 and $100mA/cm^2$) while under high current densities(150 and $200mA/cm^2$) the pancake structure became dominant. The coating thickness was measured and found to be in a range between about $13{\mu}m$ and $44{\mu}m$, showing increasing thickness with increasing current density. As a result, $100mA/cm^2$ was proposed as an effective process parameter to improve the heat dissipation performance of aluminum alloy heat sink, which could lower the LED operating temperature by about 30%.
Chandio, Ali Dad;Haque, Nafisul;Shaikh, Asif Ahmed
한국재료학회지
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제31권8호
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pp.439-444
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2021
The oxidation resistance of the diffusion aluminide bond coat (BC) is compromised largely by interdiffusion (ID) effects on coated turbine blades of aeroengines. The present study is designed to understand the influence of ID on βNiAl coatings or BC. In this regard, nickel substrate and CMSX-4 superalloy are deposited. In total, four sets of BCs are developed, i.e. pure βNiAl (on Ni substrate), simple βNiAl (on CMSX-4 substrate), Zr-βNiAl (on CMSX-4 substrate) and Pt-βNiAl (on CMSX-4 substrate). The main aim of this study is to understand the interdiffusion of Al, Zr and Pt during preparation and oxidation. In addition, the beneficial effects of both Zr and platinum are assessed. Pure βNiAl and simple βNiAl show Ni-out-diffusion, whereas for platinum inward diffusion to the substrate is noticed under vacuum treatment. Interestingly, Zr-βNiAl shows the least ID in all BCs and exhibit stability under both vacuum and oxidation treatments. However, its spallation resistance is slightly lower than that of Pt-βNiAl BC. All BCs show similar oxide growth trends, except for Zr-βNiAl, which exhibits two-stage oxidations, i.e. transient and steady-state. Moreover, it is suggested that the localized spallation in all BCs is caused by βNiAl - γ'-Ni3Al transformation.
VOC는 대기오염의 주원인으로서 인식되어왔다. 촉매산화는 저온에서 높은 효율을 나타내기 때문에 VOCs 제거를 위한 가장 중요한 처리기술중 하나이다. 이 연구에서는 $TiO_2$ 담체에 Pt, Ir 그리고 Pt-Ir을 담시지켜 촉매를 제조하였다. 금속 분산에 따르면 $H_2O-H_2$ 처리방법이 사용되었고, 반응물로서 Xylene,Toluene 그리고 MEK을 사용하였다. 단일 또는 두 가지 이상의 촉매들은 함침법에 의해 준비하였고, XRD, XPS, TEM 분석을 통하여 특성화하였다. 그 결과 Pt 촉매는 Ir 촉매에 비해 더 높은 전환율을 나타내었고, Pt-Ir 촉매는 가장 높은 전환율을 나타내었다. $H_2O-H_2$ 처리한 촉매들은 처리하지 않은 것보다 VOCs 전환율이 높았다. VOCs 산화에서, Pt-Ir 촉매는 다양한 활성점을 나타내었고 그것은 Pt의 metal 영역을 강화시켰다. 따라서 두 가지 금속으로 이루어진 촉매가 단일 금속으로 이루어진 촉매에 비해 VOCs 전환율이 더 높았다. $H_2O-H_2$ 처리가 Pt 입자의 분산에서 형태에 영향을 미쳤다. 동역학적으로 VOCs 산화는 1차 반응이다. $H_2O-H_2$ 처리한 촉매들의 활성화에너지가 처리하지 않은 것들보다 낮았다. 이 연구에서 Pt에 Ir을 소량첨가함으로써 VOCs 산화반응에 효과적이었다.
State of problem : A number of investigation about increase of surface area via various surface treatments and modification of surface constituent have been carried out. Purpose : The surface characteristics and stability of implants treated with anodic oxidation, fluoride ion incorporation, and groups treated with both methods were evaluated. Material and method : Specimens were divided into six groups, group 1 was the control group with machined surface implants, groups 2 and 3 were anodic oxidized implants (group 2 was treated with 1M $H_2SO_4$ and 185V, group 3 was treated with 0.25M $H_2SO_4$ and $H_3PO_4$ and 300V). Groups 4, 5 and 6 were treated with fluoride. Group 4 was machined implants treated with 0.1% HF, and groups 5 and 6 were groups 2 and 3 treated with 10% NaF respectively. Using variable methods, implant surface characteristics were observed, and the implant stability was evaluated on rabbit tibia at 0, 4, 8 and 12 weeks. Result : 1. In comparison of the surface characteristics of anodic oxidized groups, group 2 displayed delicate and uniform oxidation layer with small pore size containing Ti, C, O and showed mainly rutile, but group 3 displayed large pore size and irregular oxidation layer with many crators. 2. In comparison of the surface characteristics of fluoride treated groups 4, 5, 6 and non-fluoride treated groups 1, 2, 3, the configurations were similar but the fluoride treated groups displayed rougher surfaces and composition analysis revealed fluoride in groups 4, 5, 6. 3. The fluoride incorporated anodic oxidized groups showed the highest resonance frequency values and removal torque values, and the values decreased in the order of anodic oxidized groups, fluoride treated group, control group. 4. According to implant stability tests, group 2 and 3 showed significantly higher values than the control group (P<.05). The fluoride treated groups showed relatively higher values than the non fluoride treated groups and there were significant difference between group 4 and group 1 (P<.05). Conclusion : From the results above, it can be considered that the anodic oxidation method is an effective method to increase initial bone stability and osseointegration and fluoride containing implant surfaces enhance new bone formation. Implants containing both of these methods should increase osseointegration, and reduce the healing period.
염산매질에서 산화/환원제를 사용하여 Pu 산화수를 조절한 후, UV-Visible-Near IR 분광기를 이용하여 Pu(III, IV, V, VI) 산화수에 대한 흡수스펙트럼을 측정하여 그 분광학적 특성을 고찰하였다. Pu(III)으로 조절하기 위하여 환원제인 $NH_2OH$ HCl를 사용하였으며, Pu(IV)와 Pu(VI)로 조절하기 위하여 산화제인 $NaNO_2$ 및 $HClO_4$를 각각 사용하였다. 또한 Pu(VI)로 조절된 용액에 환원제인 $NH_2OH$ HCl를 사용하여 Pu(V)로 조절하였다. Pu(III)와 Pu(IV)의 대표적인 흡수피크는 470 nm 및 600 nm에서 각각 관찰되었고, Pu(VI)와 Pu(V)의 특성피크는 830 nm 및 1135nm에서 각각 관찰되었다. Pu(III, IV, VI) 산화상태의 시간 경과에 따른 흡수스펙트럼 변화는 관찰되지 않았으나 Pu(V)의 경우 매우 불안정하여 생성되자 마자 Pu(III)로 변화되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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