• 공업화학
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• 제26권2호
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• pp.224-228
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• 2015

나프타 분해공정에서 부산물로 발생하는 분해연료오일을 이용하여 열처리 및 UV 조사 시 다양한 농도의 $AlCl_3$을 첨가하여 새로운 방법으로 탄소전구체 피치를 제조하였다. 개질된 피치는 원소 분석, 화학 구조, 분자량 분포 및 연화점을 분석하여 특성평가를 하였다. 개질된 피치의 산소 함량은 $AlCl_3$의 첨가량이 증가할수록 증가한 반면 그 탄소 및 수소 함량은 거의 변화하지 않았다. UV 조사 개질피치는 열 개질만 된 피치보다 더 많은 방향족 탄소화합물로 이루어져 있었다. $AlCl_3$ 촉매첨가는 개질된 피치의 방향족화도에 큰 영향을 미치지 않았다. 제조된 피치의 연화점은 $103.3{\sim}168.9^{\circ}C$ 범위를 나타내었다. 또한 5 wt%의 $AlCl_3$를 첨가하여 UV 조사 개질된 피치의 수율은 48%에서 80%로 증가하였다. 이것을 통하여 UV 조사 개질 방법은 다양한 특성을 갖는 고수율의 피치를 제조를 위한 실용적이고 유용한 방법으로 여겨진다.

• 공업화학
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• 제32권1호
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• pp.28-34
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• 2021

SiO2/Ag 코어-쉘 나노입자를 수정된 Stöber 공정법과 물/dodecylbenzenesulfonic acid (DDBA)/cyclohexane의 역 미셀에서 acetoxime을 환원제로 사용하는 역 미셀 방법을 상호 조합하여 합성하였다. SiO2/Ag 코어-쉘은 UV-visible spectroscopy, XRD, SEM 및 TEM을 사용하여 구조, 형태 및 크기를 조사하였다. SiO2/Ag 코어-쉘의 나노입자 크기는 [물]/[DDBA]의 몰비(WR)의 값을 조절하여 제어할 수 있었다. SiO2/Ag 코어-쉘의 크기와 다분산성은 WR 값이 증가함에 따라 증가하였다. 비정질 SiO2 나노입자 위에 생성된 Ag 나노입자는 430 nm에서 강한 표면 플라즈몬 공명 (SPR) 피크를 나타내었다. SPR 피크는 나노입자 크기의 증가에 따라 장파장으로의 적색 이동을 나타내었다. 합성된 SiO2/Ag 코어-쉘을 분산시켜 70 wt% 조성의 전도성 페이스트를 제조하고, 스크린 인쇄법으로 PET 필름에 코팅하여 전도성을 조사하였다. SiO2/Ag 코어-쉘 페이스트로 코팅된 필름은 상용 Ag 페이스트에 비하여 높은 460~750 µΩ/sq 영역의 표면저항을 나타내었다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.176-181
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• 2009

본 연구에서는 염료 태양전지(Dye-sensitized solar cells; DSCs)에 적용하기 위한 나노-다공질의 FTO(F:$SnO_2$) 재료를 Sol-gel 연소법을 이용하여 다양한 열처리 온도를 변수로 제작하였으며, 각각의 결과물들에 대한 물성적 특성을 고찰하였다. FTO nano-powder는 SnCl4-98.0[%]와 HF-$48{\sim}51$[%]가 교반된 것에 NH4OH를 Sol-gel법의 촉매로 사용하였고, 첨가재로써 Ketjen Black을 사용하였다. 얻어진 결과물에 대한 XRD 측정 결과, 열처리 온도가 상승함에 따라 $SnO_2$의 회절각인 25.6[$^{\circ}$]($2{\Theta}$) 부근에서 강한 peak값이 나타났다. XPS 측정 결과에 의하면, 각각의 F1s, Sn 3d, O 1s의 binding energy는 682, 484, 528[eV]에서 광전자 피크가 확인되었다. 열처리 온도가 증가함에 따라 표면적이 감소하며, pore size는 증가함을 BET측정 결과로 알 수 있었다. 본 실험을 통해 열처리 온도조절에 따른 나노-다공성 FTO powder의 특성제어가 용이함이 확인되었고, Sol-gel 연소법에 의한 간단하고 효과적인 방법으로 나노-다공성 소재의 제작이 가능하여, DSCs의 응용에도 유용할 것으로 기대된다.

• 한국재료학회지
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• 제20권3호
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• pp.117-124
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• 2010

Titanium dioxide ($TiO_2$) particles deposited on different quantitative Fe-treated carbon nanotube (CNT) composites with high photocatalytic activity of visible light were prepared by a modified sol-gel method using TNB as a titanium source. The composites were characterized by BET, XRD, SEM, TEM and EDX, which showed that the BET surface area was related to the adsorption capacity for each composite. From TEM images, surface and structural characterization of for the CNT surface had been carried out. The XRD results showed that the Fe-ACF/$TiO_2$ composite mostly contained an anatase structure with a Fe-mediated compound. EDX results showed the presence of C, O, and Ti with Fe peaks in the Fe-CNT/$TiO_2$ composites. The photocatalytic activity of the composites was examined by degradation of methylene blue (MB) in aqueous solution under visible light, which was found to depend on the amount of CNT. The highest photocatalytic activity among the different composites was related to the optimal content of CNT in the Fe-CNT/$TiO_2$ composites. In particular, the photocatalytic activity of the Fe-CNT/$TiO_2$ composites under visible light was better than that of the CNT/$TiO_2$ composites due to the introduction of Fe particles.

• 전기화학회지
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• 제10권4호
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• pp.239-244
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• 2007

산소자리에 치환된 불소가 $Li_{1-x}FeO_2Li_xMnO_2$ (Mn/(Mn + Fe) = 0.8) 양극 활물질에 미치는 영향을 고찰하기 위해 다양한 양의 불소를 치환시킨 $Li_{1-x}FeO_{2-y}F_y-Li_xMnO_2$ (Mn/(Mn + Fe) = 0.8, $0.05{\le}y{\le}0.15$) 양극 활물질을 고상법을 이용하여 합성하였다. 불소 미치환 시료 및 치환양이 0.05와 0.1의 시료의 경우, $1-1.5\;{\mu}m$ 크기의 막대 형상 분말 형태에 50-100 nm정도의 작은 구형 입자들이 주위에 분포되어 있는 형태이었다. 반면, 불소 치환양이 0.15인 시료의 경우, 그 모양이 구형으로 변화되어지며 입자가 급격하게 성장하였다. 합성된 시료를 이용하여 제작된 셀들의 충 방전 수행 결과, $Li/Li_{1-x}FeO_{1.9}F_{0.1}-Li_xMnO_2$ 셀이 163 mAh/g의 가장 높은 초기용량을 보였으며 50 싸이클 후에도 95%의 높은 가역 특성을 보였다. 특히, 활물질내의 불소 치환양이 증가할수록 초기 방전용량도 같이 증가하였으나, 불소이온의 치환양이 일정량을 (y>0.1) 넘는 경우에는 산소 자리에 불소이온이 완전하게 치환되지 못하고 불순물로 존재함으로써 전지의 가역특성을 현저하게 저하시키는 요인으로 작용함을 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제24권12호
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• pp.671-676
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• 2014

It is known that bones get damaged by accidents and aging. Since the discovery of Bioglass, various kinds of ceramics have been also found to bond to living bone; some of these ceramics are already being clinically used as bone-repairing materials. In the present study, antibacterial calcium silicate gel ($Ag-30CaO{\cdot}70SiO_2$ gel) was prepared by sol-gel method in order to control the microstructure, which is related to the dissolution rate and induction period of apatite formation in body environment. In addition, biological $Ag-30CaO{\cdot}70SiO_2$ is tested. This was done to impart antimicrobial activity to the $30CaO{\cdot}70SiO_2$. Ag ion was added during sol-gel synthesis to replace the $H_2O$ added during the making of the $30CaO{\cdot}70SiO_2$ gel, which has silver solutions of various concentration. After the sol-gel process, 1N-$HNO_3$ solution was used to wash the gel when synthesizing the gel, in order to maintain the porous structure and remove PEG, water soluble polymers. Then, the apatite forming ability of the sol-gel derived CaO-$SiO_2$ gels was investigated using simulated body fluid (SBF), which had almost the same ion concentration as that of human blood plasma. The gels were analyzed by FT-IR spectroscopy, SEM observation, XRD, and fluorescent microscopy. The apatite was successfully created even after washing the gel; apatite is present in an amorphous state, and was found to affect the concentration of the Ag ion in cells in MC3T3 live & dead assay results. From these results, it is suggested that a good material that can be used to repair defects of nature bone is $Ag-30CaO{\cdot}70SiO_2$ gel.

• 한국재료학회지
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• 제26권11호
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• pp.604-610
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• 2016

We report on the fabrication and characterization of a novel $Cu_2O/CuO$ heterojunction structure with CuO nanorods embedded in $Cu_2O$ thin film as an efficient photocathode for photoelectrochemical (PEC) solar water splitting. A CuO nanorod array was first prepared on an indium-tin-oxide-coated glass substrate via a seed-mediated hydrothermal synthesis method; then, a $Cu_2O$ thin film was electrodeposited onto the CuO nanorod array to form an oxide semiconductor heterostructure. The crystalline phases and morphologies of the heterojunction materials were examined using X-ray diffraction and scanning electron microscopy, as well as Raman scattering. The PEC properties of the fabricated $Cu_2O/CuO$ heterojunction photocathode were evaluated by photocurrent conversion efficiency measurements under white light illumination. From the observed PEC current density versus voltage (J-V) behavior, the $Cu_2O/CuO$ photocathode was found to exhibit negligible dark current and high photocurrent density, e.g. $-1.05mA/cm^2$ at -0.6 V vs. $Hg/HgCl_2$ in $1mM\;Na_2SO_4$ electrolyte, revealing the effective operation of the oxide heterostructure. The photocurrent conversion efficiency of the $Cu_2O/CuO$ photocathode was estimated to be 1.27% at -0.6 V vs. $Hg/HgCl_2$. Moreover, the PEC current density versus time (J-T) profile measured at -0.5 V vs. $Hg/HgCl_2$ on the $Cu_2O/CuO$ photocathode indicated a 3-fold increase in the photocurrent density compared to that of a simple $Cu_2O$ thin film photocathode. The improved PEC performance was attributed to a certain synergistic effect of the bilayer heterostructure on the light absorption and electron-hole recombination processes.

• 한국진공학회지
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• 제22권2호
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• pp.79-85
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• 2013

희토류 이온 $Eu^{3+}$와 $Dy^{3+}$가 각각 도핑된 $CaMoO_4$ 광체 분말을 고상반응법으로 합성하였다. 모든 형광체 분말의 결정 구조는 활성제 이온의 종류와 농도비에 관계없이 주 회절 피크(112)를 갖는 정방 정계이었다. $Eu^{3+}$ 이온이 도핑된 형광체의 경우에, $Eu^{3+}$ 이온의 농도가 0.01~0.10 mol 영역에서 결정 입자의 크기는 전반적으로 증가하였고, 비교적 균일한 크기 분포를 가지면서 조약돌 형태를 나타내었으며, 흡광 스펙트럼은 311 nm를 정점으로 넓게 퍼져있는 전하 전달 밴드와 파장 영역 360~470nm에서 약한 피크를 갖는 다수의 흡수선이 관측되었으며, 주 발광 스펙트럼은 $Eu^{3+}$ 이온의 $^5D_0{\rightarrow}^7F_2$ 전이에 의한 618 nm에 피크를 갖는 강한 적색 발광이었다. $Dy^{3+}$ 이온이 도핑된 분말의 경우에, 흡광 스펙트럼은 303 nm에 피크를 갖는 전하 전달 밴드와 상대적으로 세기가 약한 다수의 $Dy^{3+}$ 이온의 전이 신호가 발생하였으며, 주 발광 스펙트럼은 $^4F_{9/2}{\rightarrow}^7H_{13/2}$ 전이에 의한 578 nm에 피크를 갖는 황색 발광 스펙트럼이 관측되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권1호
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• pp.35-40
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• 2012

본 연구에서는 화석 연료 사용시 발생되는 이산화탄소를 분리할 수 있는 신 흡수제로써 활용 가능성을 파악하기 위하여, sulfonate계 이온성 액체인 1-(2-methoxyethyl)-3-methylimidazolium methanesulfonate 흡수제에 대하여 합성하고, 성상 분석 및 이산화탄소 흡수능을 측정하였다. 1단 방법을 이용하여 저렴하게 이온성 액체를 합성하였다. 합성된 시료의 열적, 화학적 안정성을 DSC 및 TGA를 사용하여 측정하였으며, 화학적 구조는 $^1H$-NMR spectrum으로 확인하였다. 또한, 가변부피투시창(Variable-volume view cell)이 장착된 고압용 상평형 장치를 사용하여 $CO_2$ 흡수능을 평가하였다. 실험 조건은 30, 50, $70^{\circ}C$ 온도에서 수행하였고, 압력 195 bar까지 측정하였다. 실험결과 압력이 증가하거나 온도가 감소할 때 $CO_2$ 흡수량이 증가하였으며, $30^{\circ}C$, 13 bar에서 27.6 $CO_2/IL$(g/kg)의 $CO_2$ 흡수능을 보였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제37권3호
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• pp.465-481
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• 2017

본 연구는 최근 20년간 국내외에서 수행된 야외 지질 답사 교육이 지질학 참 탐구의 특성을 어떻게 반영하고 있는지 분석한 문헌 분석 연구다. 이를 위해 먼저 야외 지질학자의 실제 연구 방법 및 과학 교육학적 중요성을 고려하여 야외 지질학 탐구 요소 다섯 가지(관찰, 표상, 귀추적 추론, 공간적 사고, 통시적 사고)를 도출하고, 이를 바탕으로 탐구 하위 요소를 추가하여 지질 답사 교육 분석 기준을 개발했다. 분석 대상 사례는 총 53건이었고, 분석은 야외 지질학 탐구 요소별 하위 요소 및 탐구 요소 전반이 나타나는 경향에 대해 수행되었다. 분석 결과, 관찰과 표상은 대부분의 사례에 포함되어 있었으며, 귀추적 추론, 공간적 사고, 통시적 사고 순으로 포함된 빈도수가 적었다. 관찰은 목적적 관찰 및 자유 관찰의 비율이 높았고, 표상에서는 시각화 언어화 유형과 자유 양식의 표상이 많이 나타났으며, 귀추적 추론에서는 가설 생성 단계가 포함되는 경우가 많고 가설 내용은 지질형성 과정과 관련된 경우가 많았다. 공간적 사고에서는 자기 위치화 및 공간 배치 형태 인식 유형이 높은 비율로 나타나고, 통시적 사고에서는 층서 유형의 사고가 가장 많이 나타났다. 3가지 이상의 야외 지질학 탐구 요소를 포함하는 경우는 전체 사례의 87%였다. 이 연구의 결과를 바탕으로 향후 참 과학 탐구로서 야외 지질 답사 교육의 활용과 관련한 시사점을 제시했다.