• 제목/요약/키워드: Solvothermal synthesis

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용매열합성을 이용한 구형 $TiO_2-SiO_2$ 복합체 제조 및 열적특성 (A Synthesis of Spherical Shape $TiO_2-SiO_2$ Complex via Solvothermal Process and Thermal Properties at Non-Isothermal)

  • 조태환;박성진
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.141-147
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    • 2005
  • 나노재료 $TiO_2-SiO_2$는 2-prOH(2-propanol)를 용매로 사용하여 가수분해와 축합반응으로 제조하였고, FT-IR, DSC, XRD, FE-SEM을 사용하여 $TiO_2-SiO_2$의 특성을 조사하였다. FT-IR분석으로부터 Ti-0-Si의 흡수피크에 대해 설명하였으며, DSC분석 결과를 Ozawa 방정식에 적용하여, 결정화에 필요한 활성화 에너지를 계산하였다. 결정학적 특징은 XRD를 이용하여 하소 온도의 변화에 따른 시료의 회절패턴과 반가폭의 변화 등에 관련하여 설명하였다. FE-SEM을 통하여 Ti mol$\%$가 증가할수록 입자크기가 커지는 것을 확인 할 수 있었다.

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금속 페라이트가 코팅된 제올라이트의 제조와 Cu(II)의 흡착 특성 (Preparation of Zeolite Coated with Metal-Ferrite and Adsorption Characteristics of Cu(II))

  • 백새얀;누엔반히엡;김영호
    • 공업화학
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    • 제30권1호
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    • pp.54-61
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    • 2019
  • 본 연구에서는 Cu(II)의 흡착처리 후, 용액 내 함유된 폐흡착제의 효율적인 분리를 위하여 제올라이트(zeolite 4A)의 표면에 금속(Me = Co, Mn, Ni)이 치환된 페라이트 나노 입자를 성장시킨 자성흡착제를 합성하였다. 제올라이트 표면의 금속 페라이트는 용매열 합성법으로 제조되었으며, 자성흡착제의 특성은 XRD (X-ray diffractometer), SEM (scanning electron microscopy) 및 PPMS (physical property measurement system)로 분석하였다. Co-ferrite가 코팅된 제올라이트 복합체(CFZC)의 포화자화율이 5 emu/g으로 가장 높았으며, Cu(II)의 흡착 성능도 우수하였다. CFZC에 의한 Cu(II)의 흡착결과 값들은 298 K에서 Langmuir식에 잘 적용되었다. 그리고 Cu(II)의 흡착공정은 유사 2차 속도식에 부합하였다. 자유에너지 변화값(${\Delta}G^0=-4.63{\sim}-5.21kJ/mol$)은 Cu(II)의 흡착이 298~313 K 범위에서 자발적임을 나타내었다.

Low-temperature Synthesis of Graphene-CdLa2S4 Nanocomposite as Efficient Visible-light-active Photocatalysts

  • Zhu, Lei;Oh, Won-Chun
    • 한국세라믹학회지
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    • 제52권3호
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    • pp.173-179
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    • 2015
  • We report the facile synthesis of graphene-$CdLa_2S_4$ composite through a facile solvothermal method at low temperature. The as-prepared products were characterized by X-ray diffraction (XRD) and by Scanning electron microscopy (SEM) with energy dispersive X-ray (EDX) analysis and BET analysis, revealing the uniform covering of the graphene nanosheet with $CdLa_2S_4$ nanocrystals. The as-prepared samples show a higher efficiency for the photocatalytic degradation of typical MB dye compared with P25 and $CdLa_2S_4$ bulk nanoparticles. The enhancement of visible-light-responsive photocatalytic properties by decolorization of Rh.B dye may be attributed to the following causes. Firstly, graphene nanosheet is capable of accepting, transporting and storing electrons, and thus retarding or hindering the recombination of the electrons with the holes remaining on the excited $CdLa_2S_4$ nanoparticles. Secondly, graphene nanosheet can increase the adsorption of pollutants. The final cause is that their extended light absorption range. This work not only offers a simple way to synthesize graphene-based composites via a one-step process at low temperature but also a path to obtain efficient functional materials for environmental purification and other applications.

이산화탄소 흡착용 Cu-BTC MOF 합성 최적화 (Optimization of synthesis conditions and $CO_2$ capture capability of Cu-BTC Metal-Organic Framework)

  • 팽메이메이;푸시파라지 헤마라다;마니 가네쉬;장현태
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2011년도 추계학술논문집 1부
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    • pp.200-203
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    • 2011
  • A copper-based metal organic framework (MOF) named Cu-BTC, also known as HKUST-1, was synthesized by using a solvothermal method at various synthesis temperature, time and pressure. The obtained samples were characterized with Powder X-ray diffraction (XRD) for phase structure, scanning electron microscopy (SEM) for crystal structure, and nitrogen adsorption-desorption for pore textural structure. The Cu-BTC sample was also studied for $CO_2$ adsorption. The analysis results displayed that the sample synthesized at the condition of temperature: $120^{\circ}C$, synthesis time: 12 hours, pressure: 1 bar exhibited a good crystal structure with uniform size of octahedral particles. The BET data revealed a high surface area of 1741.7 $m^2g^{-1}$ and a pore volume of 0.7137 $cm^3g^{-1}$and exhibiteda maximum $CO_2$ adsorption capacity of 170 mg/g of the sorbent at $25^{\circ}C$.

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전기화학적 방법을 통한 금속 유기 골격체 합성 (Electrochemical Synthesis of Metal-organic Framework)

  • 문상현;김지영;최현국;김문갑;이영세;이기영
    • 공업화학
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    • 제32권3호
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    • pp.229-236
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    • 2021
  • 금속 유기 골격체는 최근 20년간 센서, 촉매, 에너지 저장과 같은 많은 응용분야에서 관심을 받아온 물질이다. 이 물질을 합성하기 위해 수열 합성, 유기용매열과 같은 합성법이 제시되어 왔으나, 그 공정이 복잡하면서 고비용·장시간이 소요된다는 문제점이 제기되어 왔다. 이를 해결하기 위한 전기화학적 합성법이 새롭게 제시되었는데, 간단한 준비절차와 특정한 온도·압력 조건 없이 합성할 수 있어 기존 합성법의 단점을 보완한다는 특징이 있다. 이에 본 총설논문에서는 전기화학적으로 합성 가능한 금속 유기 골격체의 종류와 전기화학적 합성 메커니즘을 다루고 있다. 전기화학적 합성법을 통해 형성된 금속 유기 골격체를 적용한 응용분야 연구동향을 정리하였다.

향상된 에너지 저장 능력을 가진 이중 전이금속 황화물 계층적 중공 구조의 나노구 (Binary transition metal sulfides hierarchical multi-shelled hollow nanospheres with enhanced energy storage performance)

  • 이영훈;최형욱;김민섭;정동인;;강봉균;윤대호
    • 한국결정성장학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.112-117
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    • 2018
  • 금속 알콕사이드인 CuCo-glycerate 나노구의 용매열합성 과정을 통해 단분산된 Cu-Co 이중 금속 황화물 계층적 중공 구조의 나노구($CuCo_2S_4$ HMHNSs)를 합성하는데 성공하였다. 이 반응 메커니즘에서 용매열합성 온도와 보조 계면활성제인 glycerol의 양은 CuCo-glycerate 나노구의 형태를 최적화하는데 중요한 역할을 한다. 또한 $CuCo_2S_4$ HMHNSs는 glycerate와 황 이온 간의 음이온 교환 반응을 통해 10시간의 최적화된 황화 반응 조건하에서 성공적으로 합성되었다. 최종적으로 합성된 물질의 구조적, 화학적 특성은 SEM, TEM, XRD와 전기화학적 특성 평가에 의해 확인되었다.

반응 인자 제어에 의한 산화철(Fe3O4) 나노클러스터의 크기와 자기 특성 조절 (Size Control of Iron Oxide (Fe3O4) Nanoclusters according to Reaction Factors and Consequent Change in Their Magnetic Attraction)

  • 이상훈;변아림;최진실
    • 한국분말재료학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.297-304
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    • 2023
  • Iron oxide (Fe2O3) nanoclusters exhibit significant potential in the biomedical and pharmaceutical fields due to their strong magnetic properties, stability in solutions, and compatibility with living systems. They excel in magnetic separation processes, displaying high responsiveness to external magnetic fields. In contrast to conventional Fe2O3 nanoparticles that can aggregate in aqueous solutions due to their ferrimagnetic properties, these nanoclusters, composed of multiple nanoparticles, maintain their magnetic traits even when scaled to hundreds of nanometers. In this study, we develop a simple method using solvothermal synthesis to precisely control the size of nanoclusters. By adjusting precursor materials and reducing agents, we successfully control the particle sizes within the range of 90 to 420 nm. Our study not only enhances the understanding of nanocluster creation but also offers ways to improve their properties for applications such as magnetic separation. This is supported by our experimental results highlighting their size-dependent magnetic response in water. This study has the potential to advance both the knowledge and practical utilization of Fe2O3 nanoclusters in various applications.

마그네토플라즈모닉 나노 자성 입자의 합성과 응용 (Synthesis and Application of Magnetoplasmonic Nanoparticles)

  • 박세정;황시영;정성환;곽주용;이재범
    • 한국분말재료학회지
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    • 제28권5호
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    • pp.429-434
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    • 2021
  • Magnetic nanoparticles have a significant impact on the development of basic sciences and nanomedical, electronic, optical, and biotech industries. The development of magnetic structures with size homogeneity, magnetization, and particle dispersibility due to high-quality process development can broaden their utilization for separation analysis, structural color optics using surface modification, and energy/catalysts. In addition, magnetic nanoparticles simultaneously exhibit two properties: magnetic and plasmon resonance, which can be self-assembled and can improve signal sensitivity through plasmon resonance. This paper reports typical examples of the synthesis and properties of various magnetic nanoparticles, especially magnetoplasmonic nanoparticles developed in our laboratory over the past decade, and their optical, electrochemical, energy/catalytic, and bio-applications. In addition, the future value of magnetoplasmonic nanoparticles can be reevaluated by comparing them with that reported in the literature.

Synthesis of CdSe-TiO2 Photocatalyst and Their Enhanced Photocatalytic Activities under UV and Visible Light

  • Lim, Chang-Sung;Chen, Ming-Liang;Oh, Won-Chun
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제32권5호
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    • pp.1657-1661
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    • 2011
  • In this study, CdSe-$TiO_2$ photocatalyst were synthesized by a facile solvothermal method and characterized by X-ray diffraction (XRD), Scanning electron microscopy (SEM) with energy dispersive X-ray (EDX) analysis and UV-vis diffuse reflectance spectrophotometer. The photocatalytic activity was investigated by degrading methylene blue (MB) in aqueous solution under irradiation of UV light as well as visible light. The absorbance of degraded MB solution was determined by UV-vis spectrophotometer. The results revealed that the CdSe-$TiO_2$ photocatalyst exhibited much higher photocatalytic activity than $TiO_2$ both under irradiation of UV light as well as visible light.

태양전지 광흡수층용 $CuInGaSe_2$ 나노입자 합성 (Synthesis of $CuInGaSe_2$ Nanoparticles for Absorber Layer of Solar Cell)

  • 김기현;전영갑;윤경훈;박병옥
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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    • pp.231-231
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    • 2003
  • I-III-Ⅵ족 CuInGaSe$_2$(CIGS)계 화합물 태양전지는 1 eV 이상의 직접 천이형 에너지 밴드갭을 가지며, 전기 광학적으로 매우 안정하여 태양전지의 광흡수층으로 매우 이상적이다. CIGS 광흡수층제조를 위하여 용매열법 (solvothermal method)으로 CIGS나노입자를 합성하였다. 용매열법은 진공장비를 사용하던 기존의 방법에 비해 저온, 저압에서 저가로 합성할 수 있다는 장점을 가지고 있다. Copper, indium selenium 및 gallium 분말과 유기용매 ethylenediarnine을 autoclave안에서 반응시켜 CIGS 나노입자를 제조하였다. 280 에서 14시간동안 반응시켜 직경이 30-80 nm인 구형에 가까운 CIGS 나노입자를 얻었다. 이것은 용매열법에 의한 4성분계의 CIGS 나노입자의 최초 합성이다. diehyleneamine을 용매로 사용한 경우에 한하여 구형의 CIS 입자를 합성할 수 있다고 보고되었으나, Cu와 이중 N-chelation이 형성되는 ethylenediamine 용매임에도 불구하고 구형의 CIGS 나노분말이 형성된 것은 solution-liquid-solid (SLS) 기구로 설명할 수 있었다. HRSEM, TEM, XRD. EDS으로 나노분말의 형상 크기 및 조성을 조사하여 chalcopyrite 구조의 CuInGaSe$_2$ 임을 확인하였다.

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