• 제목/요약/키워드: Sonochemical

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음향화학법을 이용한 아연페라이트 나노입자의 합성 (Synthesis of Zinc Ferrite Nanocrystallites using Sonochemical Method)

  • 조준희;고상길;안양규;강건욱;안동현;최은정
    • 한국자기학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.71-75
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    • 2007
  • 계면활성제를 첨가한 음향화학적 침전법으로 두 가지 크기의 아연페라이트 나노입자를 합성하였다. 열분석장치(TGA/DSC)를 이용하여 열적 특성 및 결정화 온도를 조사하였고, 결정구조 확인을 위하여 X선 회절실험을 실시하였다. 제조된 입자는 $240^{\circ}C$ 부근에서 결정생성이 시작되었으며, 결정구조는 전형적인 스피넬 구조를 나타내었다. Scherrer식에 의해 측정된 입자의 크기는 11.2nm와 13.4nm이었다. SQUID를 통하여 자기적 성질을 분석한 결과, 작은 크기의 입자에 대한 방해온도 $T_B$(Blocking temperature)가 큰 입자의 경우보다 더 높게 나타났다.

Syntheses of Cu2SnSe3 and Their Transformation into Cu2ZnSnSe4 Nanoparticles with Tunable Band Gap under Multibubble Sonoluminescence Conditions

  • Park, Jongpil;Lee, Won Young;Hwang, Cha Hwan;Kim, Hanggeun;Kim, Youngkwon;Shim, Il-Wun
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제35권8호
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    • pp.2331-2334
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    • 2014
  • $Cu_2SnSe_3$ (CTSe) and $Cu_2ZnSnSe_4$ (CZTSe) nanoparticles were synthesized by sonochemical reactions under multibubble sonoluminescence (MBSL) conditions. First, $Cu_2SnSe_3$ nanoparticles were synthesized by the sonochemical method with an 85% yield, using CuCl, $SnCl_2$, and Se. Second, ZnSe was coated on the CTSe nanoparticles by the same method. Then, they were transformed into CZTSe nanoparticles of 5-7 nm diameters by heating them at $500^{\circ}C$ for 1 h. The ratios between Zn and Sn could be controlled from 1 to 3.75 by adjusting the relative concentrations of CTSe and ZnSe. With relatively lower Zn:Sn ratios (0.75-1.26), there are mostly CZTSe nanoparticles but they are believed to include very small amount of CTS and ZnSe particles. The prepared nanoparticles show different band gaps from 1.36 to 1.47 eV depending on the Zn/Sn ratios. In this sonochemical method without using any toxic or high temperature solvents, the specific stoichiometric element Zn/Sn ratios in CZTSe were controllable on demand and their experimental results were always reproducible in separate syntheses. The CZTSe nanoparticles were investigated by using X-ray diffractometer, a UV-Vis spectrophotometer, scanning electron microscope, Raman spectroscopy, and a high resolution-transmission electron microscope.

초음파 수처리 공정 개발을 위한 반응기 설계 기초 연구 (Basic Study on the Design and Optimization of Sonoreactors for Sonochemical Water/Wastewater Treatment Processes)

  • 김슬기;손영규
    • 한국습지학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.205-212
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    • 2014
  • 본 연구는 환경, 에너지, 재료 등 다양한 분야에 적용할 수 있는 초음파 기술을 수처리 공정에 적용하기 위한 기초 연구로 수행되었다. 초음파 기술과 같은 고도산화처리공법은 중금속, 내분비계장애물질, 의약물질 등의 미량오염물질 처리에 효과적이어서 하천, 호소, 습지의 수질 향상에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 초음파 기술은 파를 기반으로 하기 때문에 본 연구에서는 적용 주파수의 파장을 이용하여 $0{\sim}4{\lambda}$ 구간의 수위를 $1/4{\lambda}$ 간격으로 나누어 동일한 유입에너지 조건에서 발생하는 열에너지 및 초음파 캐비테이션의 화학적 효과를 정량화 하였다. 실험 결과 낮은 수위 (적은 부피)의 에너지 밀도가 높은 조건보다 높은 수위 (큰 부피)의 에너지 밀도가 낮은 조건에서 열에너지 및 화학적 효과가 극대화되는 것을 확인하였다. 이러한 현상을 반응기 내부의 캐비테이션 활성도 시각화를 통해 알아본 결과, 높은 수위 (큰 부피) 조건에서는 에너지 밀도가 낮음에도 불구하고 반응기 전체적으로 높은 활성도를 얻을 수 있기 때문인 것으로 확인되었다. 따라서 본 연구결과를 이용하여 초음파 기술을 수처리 분야에 적용할 경우 반응성 및 에너지 효율 측면에서 적용 가능성을 보다 높일 수 있을 것으로 예상된다.

초음파 합성법을 이용한 UiO-66의 합성 및 이산화탄소 흡착/자일렌 이성체 분리 연구 (Sonochemical Synthesis of UiO-66 for CO2 Adsorption and Xylene Isomer Separation)

  • 김희영;김세나;김준;안화승
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제51권4호
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    • pp.470-475
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    • 2013
  • 초음파-용매열 혼합방법으로 염화지르코늄과 1,4-benzenedicarboxylic acid를 사용하여 다공성 금속유기 구조체인 UiO-66을 1-L 규모로 제조하였다. 합성 개시 2시간 뒤 약 $0.2{\mu}m$의 작고 고른 형태와 $1,375m^2/g$의 높은 비표면적을 갖는 결정을 95%의 높은 수율로 얻을 수 있었다. 제조된 UiO-66 물질의 이산화탄소 흡착 거동을 조사한 결과, 1기압 273 K 및 298K에서 각각 198 및 84 mg/g의 흡착량과 32:1 이상의 높은 질소 대비 이산화탄소 흡착 선택성을 갖는 것을 확인하였다. 흡착이 진행됨에 따라 흡착열은 33에서 25 kJ/mol 로 감소하였다. 또한 UiO-66 물질을 사용하여 액상 회분식 조건에서 자일렌 이성체의 분리 연구를 수행하였으며, o-자일렌이 단일성분 최대 흡착능 및 경쟁흡착에서도 m-, p-자일렌 대비 약 2배 이상의 높은 흡착 선호도를 갖는 것을 확인할 수 있었다.

초음파를 이용한 구리-은 코어-쉘의 합성 및 전도성 페이스트 적용 (Sonochemical Synthesis of Copper-silver Core-shell Particles for Conductive Paste Application)

  • 심상보;한종대
    • 공업화학
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    • 제29권6호
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    • pp.782-788
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    • 2018
  • 서브 미크론 구리-은 코어-쉘 Cu@Ag 입자를 초음파화학과 결합된 금속교환 반응으로 합성하고 인쇄용 전자부품을 위한 저렴한 전도성 페이스트 적용을 평가하였다. 코어-쉘의 합성을 위한 반응에서 코어로 사용된 $Cu_2O/Cu$ 복합체의 $Cu_2O$는 초음파화학 반응으로 Cu로 환원되고 Cu 원자는 Ag의 금속교환 반응의 환원제로 작용하여 코어 표면에 Ag가 코팅된 코어-쉘 구조를 얻었다. TEM-EDS와 TG-DSC를 이용하여 서브 미크론 입자의 코어-쉘 구조를 확인하였다. 70 wt% Cu@Ag를 용매에 분산시킨 전도성 페이스트를 결합제와 습윤제를 사용하여 제조하고, 스크린 인쇄법을 사용하여 폴리아미드 필름상에 코팅하였다. Ag 함량이 8 at%와 16 at%인 Cu@Ag 입자를 함유하는 인쇄된 페이스트 필름은 공기 중의 $180^{\circ}C$에서 소결한 후 각각 96.2와 $38.4{\mu}{\Omega}cm$의 낮은 비저항 값을 나타내었다.

하향 초음파 조사 시스템에서의 초음파 화학적 및 물리적 효과 평가 (Sonochemical and Sonophysical Effects in a Downward-Irradiation Sonoreactor)

  • 김슬기;손영규
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제25권3호
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    • pp.23-31
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    • 2020
  • The performance of a downward-irradiation sonoreactor was investigated using calorimetry, KI dosimetry, luminol (Sonochemiluminescence, SCL) method, and aluminium foil erosion method as one of the basic steps for the optimal design of downward-irradiation sonoreactors. The applied frequency was 28 kHz and the input electrical power was 280 - 300 W. The liquid height, from the reactor bottom to the transducer module surface, ranged from 1λ (53.6 mm) to 2λ (107.1 mm). For various liquid heights, the magnitude of calorimetric power and the mass of cavitation-generated I3- ion varied significantly. It was found that the additional application of mechanical mixing resulted in higher sonochemical activity, especially in the cavitational active zone, which was induced by violent liquid flow in the reactor. In aluminium foil erosion tests, it was found that less ultrasound energy reached the bottom of the reactor due to the violent liquid flow and no significant sonophysical effect was observed for higher mixing rate conditions (100 and 200 rpm).

초음파 화학법에 의한 CdSe 나노 입자의 합성 (Sonochemical Synthesis of CdSe Nanoparticles from Mixed Aqueous Solution)

  • 성명석;이윤복;김용진;김영석;김양도
    • 한국재료학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.198-202
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    • 2006
  • Cadmium selenide (CdSe) nanoparticles with the diameter of about 3.4nm have been synthesized from the mixed aqueous solution of distilled water and diethanolamine at room temperature. The cadmium chloride ($CdCl_2$), sodium selenosulfate ($Na_2SeSO_3$) were used as the cadmium and selenium source, respectively. The properties of CdSe nanoparticles were characterized by using transmission electron microscopy (TEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), X-ray diffraction (XRD) and UV-Vis measurements. CdSe nanoparticles were analyzed to be cubic phase with the absorption excition peaks between 540 and 600 nm. CdSe nanoparticles also showed red-shifted excition peaks with increasing the sonication time. This paper mainly presents the sonication effects on the formation of CdSe nanoparticles prepared from the mixed aqueous solution of distilled water and diethanolamine.