• 제목/요약/키워드: Oxidized multi-walled nanotubes

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탄소나노튜브의 손상에 따른 전기전도도 변화 (Electrical Conductivity of Polymeric Composites with respect to Damage of Carbon Nanotube)

  • 김윤진;정연춘;윤호규
    • 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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    • 한국마이크로전자및패키징학회 2003년도 기술심포지움 논문집
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    • pp.22-26
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    • 2003
  • Electrical conductivity of the oxidized MWNT(Multi walled nanotubes)/polymer composites were investigated with respect to various oxidative conditions of acid concentration, treatment temperature, and treatment time. To remove the impurities existing in MWNT-deposites, liquid-phase oxidation was performed using the $HNO_3/HSO_4$ mixtures. Secondary effects occurred by the oxidation of MWNTs such as the damages of MWNTs and the introduction of functionalities were analyzed through measuring FT-IR, TEM, and zeta potential, All the oxidized NWNTs were functionalized with carboxylic groups and the conditions of oxidation of the MWNTs could have a certain influence on the degree of functionalization, damages, and dispersion of the MWNT. The electrical properties of MWNT composites strongly depend on the oxidative conditions of MWNTs. The conductivity of the composites filled with the proper oxidized MWNT showed the highest percolation threshold.

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순수 물과 에탄올 산화 탄소나노유체의 열전도도 및 점도 특성 비교 연구 (A Comparative Study on the Thermal Conductivities and Viscosities of the Pure Water and Ethanol Carbon Nanofluids)

  • 안응진;박성식;천원기;박윤철;전용한;김남진
    • 한국태양에너지학회 논문집
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    • 제32권spc3호
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    • pp.213-219
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    • 2012
  • Nanofluids are advanced concept fluid that solid particles of nanometer size are stably dispersed in fluid likes water, ethylene glycol and others. They have higher thermal conductivities than base fluids. If using this characteristic, efficiencies of heat exchangers can be increased. Therefore in this study, we measured thermal conductivity and viscosity of carbon nanofluids. They were made to ultra sonic dispersed oxidized multi-walled carbon nanotubes(OMWCNTs) in distilled water and ethanol, respectively. The mixture ratios of OMWCNTs were from 0.0005 vol% ~ 0.1 vol%. Thermal conductivity and viscosity was measured by transient hot-wire method and rotational viscometer. The results of an experiment are as in the following: thermal conductivity of the 0.1 vol% pure-water nanofluid improved 7.98% ($10^{\circ}C$), 8.34% ($25^{\circ}C$), and 9.14% ($70^{\circ}C$), and its viscosity increased by 37.08% ($10^{\circ}C$), 33.96% ($25^{\circ}C$) and 21.64% ($70^{\circ}C$) than the base fluids. Thermal conductivity of the 0.1 vol% ethanol nanofluids improved 33.72% ($10^{\circ}C$), 33.14% ($25^{\circ}C$), and 32.25% ($70^{\circ}C$), and its viscosity increased by 35.12% ($10^{\circ}C$), 32.01% ($25^{\circ}C$) and 19.12% ($70^{\circ}C$) than the base fluids.

태양열 집열기 히트파이프 효율 향상을 위한 에탄올-산화탄소나노유체의 특성 비교 연구 (A Comparative Study on the Characteristics of Ethanol-OMWCNTs Nanofluids for Efficiency Enhancement of Heat Pipe for Solar Collector)

  • 안응진;박성식;김남진
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.129.1-129.1
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    • 2011
  • 최근 급격한 경제성장과 고도 산업사회로의 전환에 따라 에너지 수요가 크게 증가하고 있다. 이에 따라 석유, 가스 등 화석에너지의 소비량과 온실가스 배출량이 급격히 늘어나고 있는 실정이다. 따라서 화석에너지의 소비와 온실가스 배출을 저감시키기 위해 친환경적인 에너지를 이용하기 위한 많은 연구가 이루어지고 있다. 이와 같은 노력 중 하나가 바로 태양열에너지를 이용하는 방법이다. 태양열에너지는 자원 고갈의 우려가 없고, 에너지의 이용 과정에서 공해 물질을 배출하지 않아 대체 에너지원으로 각광을 받고 있다. 하지만 에너지 밀도가 낮고 에너지의 공급이 기상조건에 따라 큰 영향을 받으므로 태양열에너지를 이용하기 위해서는 효율적인 집열시스템이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 우수한 열적특성을 가진 탄소나노유체를 히트파이프 작동유체에 적용하여, 태양열 집열기의 효율을 향상시키기 위해 탄소나노유체의 열전도도 및 점도특성을 비교분석하였다. 나노유체는 에탄올에 산화 다중벽 탄소나노튜브(Oxidized Multi-walled Carbon Nanotubes, OMWCNTs)를 혼합하고, 초음파 분산하여 제조하였다. 에탄올-산화탄소나노유체의 열전도도와 점도는 저온($10^{\circ}C$), 상온($25^{\circ}C$), 고온($70^{\circ}C$)에서 측정하여 비교분석하였으며, 열전도도는 전기 전도성 유체의 비정상 열선법(Transient Hot-wire Method)을 이용하여 측정하였고, 점도는 회전형 디지털 점도계를 이용하였다. 실험 결과 0.1 vol%의 에탄올-산화탄소나노유체의 열전도도는 기본 유체 대비 33.72%($10^{\circ}C$), 33.14%($25^{\circ}C$), 32.26%($70^{\circ}C$)가 향상되었으며, 점도 또한 기본유체보다 크게 증가하지 않아 히트파이프 작동유체로서 우수한 효과를 나타낼 수 있음을 확인하였다. 본 연구의 결과는 태양열 집열기 히트파이프의 효율 향상을 위한 기초자료로써 유용한 정보를 제공할 것이라 판단된다.

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저온열교환기 효율 향상을 위한 탄소나노유체의 특성 비교 연구 (A Comparative Study on the Characteristics of Carbon Nanofluids for Efficiency Enhancement of Low Temperature Heat Exchanger)

  • 박성식;안응진;이경수;박윤철;김남진
    • 에너지공학
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    • 제20권3호
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    • pp.209-215
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    • 2011
  • 본 연구에서는 저온 열교환기 효율 향상을 위하여 상온($25^{\circ}C$)과 저온($10^{\circ}C$)에서 탄소나노유체와 산화탄소나 노유체의 열전도도와 점도를 측정하였다. 탄소나노유체는 다중벽 탄소나노튜브에 계면활성제 SDS 100 wt%, 고분자 화합물 PVP 300 wt%를 각각 혼합한 뒤 증류수에 초음파 분산하여 제조하였고, 산화탄소나노유체는 산화 처리된 다중벽 탄소나노튜브를 증류수에 초음파 분산하여 제조하였다. 탄소나노유체의 열전도도는 비정상 열선법을 사용하여 측정하였으며, 점도는 회전형 디지털 점도계를 사용하여 측정하였다. 그 결과 같은 혼합비율과 온도에서 다른 탄소나노유체들 보다 산화탄소나노유체의 열전도도가 가장 높게 측정되었고, 점도는 가장 낮게 측정되었다.

Electrochemical Oxidations of Alcohols on Platinum/Carbon Nanotube Composites

  • Kim, Jungsoo;Nam, Dae-Geun;Oh, Weontae
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • 제14권3호
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    • pp.125-129
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    • 2013
  • Composites of platinum and multiwalled carbon nanotubes (MWNTs) were prepared in various reduction conditions and characterized using cyclic voltammetry. The MWNTs were functionalized with carboxylic acid and/or hydroxyl groups in acidic solutions prior to the formation of MWNT-Pt composites. Platinum nanoparticles were deposited onto the chemically-oxidized MWNTs in 1-propanol and 1,3-propanediol. The reduction of Pt precursors in other solutions could induce differences in their morphologies in composite thin films. The morphologies of MWNTs with Pt deposited were dependent on the reduction solutions, and the electrocatalytic activities on alcohols changed accordingly. The electrochemical activities of the as-prepared MWNT-Pt thin films on common alcohols such as methanol and ethanol were investigated.

다중벽 탄소 나노 튜브, 전도성고분자 및 티로시나아제 효소로 구성된 나노복합체를 이용한 비스페놀A 맞춤형의 전기화학적 검출법 (Electrochemical Determination of Bisphenol A Concentrations using Nanocomposites Featuring Multi-walled Carbon Nanotube, Polyelectrolyte and Tyrosinase)

  • 구나영;변아영;이혜진
    • 공업화학
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    • 제32권6호
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    • pp.684-689
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    • 2021
  • 본 논문에서는 경제적이며 일회용 센서칩으로 제작 가능한 스크린프린팅한 탄소칩 전극[screen printed carbon electrode(SPCE)]에 다중벽 탄소 나노 튜브, 전도성고분자 및 티로시나아제를 융합하여 제작된 나노복합체를 도포한 센서를 개발하고 이를 내분비 저하 물질이면서, 비만, 당뇨병 및 심혈관질환 등의 만성질환 및 성조숙증, 여성 생식 질환, 불임 등과 관련성이 입증된 비스페놀A 농도 분석에 적용하고자 하였다. 다중벽 탄소 나노 튜브를 산화시켜 음전하를 띠게 한 후 양전하를 띠는 전도성고분자인 polydiallyldimethylammonium (PDDA)로 감싸준 후 용액의 pH를 조절하여 음전하를 띠게 한 티로시나아제를 첨가하여 최종적으로 산화된 다중벽 탄소 나노 튜브-PDDA-티로시나아제 나노복합체를 형성하였다. 상기 나노복합체를 물리적으로 흡착시킨 센서칩 표면을 비스페놀A 용액에 접촉시키고, 비스페놀A가 티로시나아제와 2단계의 효소-기질반응을 할 수 있는 충분한 시간(3분)을 주면, 생성물[4,4'-isopropylidenebis(1,2-benzoquinone)]이 생성된다. 이 때 순환전압전류법과 시차펄스전압전류법을 이용하여 생성물[4,4'-isopropylidenebis(1,2-benzoquinone)]을 환원(-0.08V vs. Ag/AgCl)하였을 때 얻어진 전류값 변화를 측정하여 비스페놀A의 농도를 정량적으로 분석하였다. 추가적으로 개발한 센서 전극표면에 비스페놀A와 유사한 비스페놀S 방해물질을 비스페놀A와 함께 접촉하였을 때 비스페놀A에 대한 우수한 선택성을 확인하였다. 최종적으로 제작한 센서를 실험실에서 제작한 환경 시료안에 비스페놀A의 농도를 분석하는 데 적용함으로써 실제 현장에서 활용될 수 있는 가능성을 시사하였다.

표면 개질된 탄소나노튜브/에폭시 나노복합재료의 유변학적 거동과 물성 (Effect of Surface Modificaion on the Rheology and Property of CNTs/Epoxy Nanocomposites)

  • 김진아;성동기;윤재륜
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 2004년도 추계학술발표대회 논문집
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    • pp.43-46
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    • 2004
  • Multi-walled carbon nanotubes (MWNTs) produced by chemical vapor deposition were treated with acidic solution for purification and oxidization of CNTs. The surface modification of the oxidized CNTs was achieved by amine treatment and oxygen plasma treatment. The functionalized CNTs were embedded in the epoxy resin by sonication method and the resulting composite was investigated by FESEM. Rheological and mechanical properties of nanocomposites were measured by AR2000 and Instron. The rheological properties and dispersion of modified CNTs/epoxy composites were improved as CNTs were modified, because the modification of CNTs led to a improvement interaction between the CNTs and the epoxy resin. In addition to this, mechanical properties are also improved because of the effective stress transfer between the CNTs and the polymer.

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실란화 반응으로 표면 개질된 다중벽 탄소나노튜브(MWCNTs)와 Methyl Methacrylate의 유화중합을 통한 MWCNTs/Poly(methyl methacrylate) 복합 입자 제조 및 그 형태학적 특성 (Preparation of MWCNTs/Poly(methyl methacrylate) Composite Particles via the Emulsion Polymerization of Methyl Methacrylate Using MWCNTs Modified by Silanization Reaction and Their Morphological Characteristics)

  • 권재범;박성환;김성훈;조지은;한창우;하기룡
    • 폴리머
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    • 제39권2호
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    • pp.329-337
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    • 2015
  • 본 연구에서는 다중벽 탄소나노튜브(MWCNTs)를 질산과 황산의 혼산으로 산화시켜 표면에 카르복시기를 도입 후, $SOCl_2$와 1,4-butanediol을 사용하여 MWCNT-OH를 제조하였다. 제조된 MWCNT-OH는 3-methacryloxypropyltrimethoxylsilane(MPTMS)와 실란화 반응으로 methacrylate기가 도입된 MWCNT-MPTMS를 제조하였다. MWCNT-MPTMS와 methyl methacrylate(MMA)를 사용하여 유화중합법으로 MWCNT-MPTMS/PMMA 복합 입자를 제조하였다. 음이온 계면 활성제인 sodium dodecylbenzene sulfonate(SDBS)를 사용하여 유화중합한 MWCNT-MPTMS/PMMA는 균일한 입도, 좁은 입도분포 및 계면에서의 화학결합으로 인하여 $T_g$가 순수 MWCNT를 사용하여 중합한 시료보다 $3.4^{\circ}C$ 높아짐을 확인하였다.

Preparation of MWCNT/TiO2 Composites by Using MWCNTs and Titanium(IV) Alkoxide Precursors in Benzene and their Photocatalytic Effect and Bactericidal Activity

  • Oh, Won-Chun;Zhang, Feng-Jun;Chen, Ming-Liang
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제30권11호
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    • pp.2637-2642
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    • 2009
  • In this present paper, we prepared $MWCNT/TiO_2$ composites by using pre-oxidized multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) with different titanium alkoxide precursors in benzene solvent. The composites were comprehensively characterized by BET surface area, scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD), energy dispersive X-ray analysis (EDX) and UV-Vis absorption spectroscopy. The photoactivity of the prepared materials, under UV irradiation, was tested using methylene blue (MB) in aqueous solution. Finally, according to the results of MB removal experiment, it can be considered that the MB degradation infect mainly caused by photocatalytic effect of $TiO_2$. Furthermore, the bactericidal test of the composites was also determined. It was indicated that $MWCNT/TiO_2$ composites with sunlight had greater effectiveness for B. cereus, S. aureus and E. coli than any other experimental conditions.

Promoting Effect of MgO in the Photodegradation of Methylene Blue Over MgO/MWCNT/TiO2 Photocatalyst

  • Chen, Ming-Liang;Zhang, Feng-Jun;Oh, Won-Chun
    • 한국재료학회지
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    • 제20권7호
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    • pp.345-350
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    • 2010
  • For the present paper, we prepared MgO/MWCNT/$TiO_2$ photocatalyst by using multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) pre-oxidized by m-chlorperbenzoic acid (MCPBA) with magnesium acetate tetrahydrate $(Mg(CH_2COO)_2\cdot4H_2O)$ and titanium n-butoxide $(Ti\{OC(CH_3)_3\}_4)$ as magnesium and titanium precursors. The prepared photocatalyst was analyzed by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray (EDX) analysis. The decomposition of methylene blue (MB) solution was determined under irradiation of ultraviolet (UV) light. The XRD results show that the MgO/MWCNT/$TiO_2$ photocatalyst have cubic MgO structure and anatase $TiO_2$ structure. The porous structure and the $TiO_2$ agglomerate coated on the MgO/MWCNT composite can be observed in SEM images. The Mg, O, Ti and C elements can be also observed in MgO/MWCNT/$TiO_2$ photocatalyst from EDX results. The results of photodegradation of MB solution under UV light show that the concentration of MB solution decreased with an increase of UV irradiation time for all of the samples. Also, the MgO/MWCNT/$TiO_2$ photocatalyst has the best photocatalytic activity among these samples. It can be considered that the MgO/MWCNT/$TiO_2$ photocatalyst had a combined effect, the effect of MWCNT, which could absorb UV light to create photoinduced electrons $(e^-)$, and the electron trapping effect of MgO, which resulted in an increase of the photocatalytic activity of $TiO_2$.