Spherical Li4Ti5O12 and Li4Ti5O12 carbon nanotube (CNT) composites were synthesized using a colloid system. The electrochemical properties of the composites were thoroughly examined to determine their applicability as hybrid capacitor anodes. The electrical conductivity of the spherical Li4Ti5O12-CNT composite was improved over that of the spherical Li4Ti5O12 composite. The synthesized composites were utilized as the anode of a hybrid capacitor, which was assembled with an activated carbon (AC) positive electrode. The CNTs attached on the spherical Li4Ti5O12 particles contributed to a 51% reduction of the equivalent series of resistance of the Li4Ti5O12-CNTs/AC hybrid capacitor compared to the Li4Ti5O12/AC hybrid capacitor. Moreover, the Li4Ti5O12-CNTs/AC hybrid capacitor showed a larger capacitance than the Li4Ti5O12/AC hybrid capacitor; specifically, the Li4Ti5O12-CNT/AC hybrid capacitor showed 1.6 times greater capacitance at 40 cycles with a 10 mA cm−2 loading current density.
The performance of TiO2 microcones/CNT composites as an anode material for lithium ion batteries was investigated. TiO2 microcones/CNT composites were prepared by the polarization followed by electrophoretic deposition approaches on anodic TiO2 microcones, which were composed of individual nanofragments resulting in a large surface area where lithium ion can be stored. Compared to pristine TiO2 microcones, TiO2 microcones/CNT composite electrodes showed higher areal capacity with a stable cyclability due to an enhanced electrical and lithium ion conductivity. Furthermore, TiO2 microcones/CNT composite electrodes exhibited good cycle life characteristics and excellent rate retention under a high current density of up to 20 C.
Chang Hyeon, Song;Youngeup, Jin;Won Ki, Lee;Seong Il, Yoo
Applied Chemistry for Engineering
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v.34
no.1
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pp.51-56
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2023
Composite membranes consisting of TiO2 nanoparticles (NPs) and porous polymers have been widely utilized in photocatalytic water treatment because the composite membranes can allow an easy recovery of NPs after the photocatalytic reaction as well as the reduction of fouling in the membrane. However, the photocatalytic efficiency of the immobilized TiO2 NPs in the composite membranes has been discussed to a limited degree. In this study, we prepared polyethersulfone (PES)/TiO2 composite membranes to study the photocatalytic decomposition of organic dyes under light illumination. The decomposition kinetics of dye molecules by the PES/TiO2 composite membranes and colloidal TiO2 NPs have been compared to discuss the photocatalytic efficiency of NPs before and after their immobilization on the polymer membrane.
Journal of the Korean institute of surface engineering
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v.53
no.4
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pp.153-159
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2020
Photocatalytic decomposition of polyethylene film with TiO2 nanotube powders (NTs) was investigated under UV irradiation at ambient conditions. TiO2 NTs composed of individual nanotubes are prepared by rapid breakdown anodization technique. A comparative study on the photocatalytic decomposition of polyethylene-TiO2 composite films prepared using TiO2 nanoparticles (NPs) or TiO2 NTs (NTs), respectively, was conducted under UV irradiation. Polyethylene film incorporated with TiO2 NTs showed 26 wt% weight loss after 200 h under UV irradiation about two times faster decomposition rate than TiO2 NPs which is attributed to large surface area of TiO2 NTs.
Kim, A Ram;Park, Hyun Jung;Won, Yong Sun;Lee, Tae Yoon;Lee, Jae Keun;Lim, Jun Heok
Clean Technology
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v.22
no.1
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pp.16-28
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2016
Textile industry is considered as one of the most polluting sectors in terms of effluent composition and volume of discharge. It is well known that the effluents from textile dying industry contain not only chromatic substances but also large amounts of organic compounds and insolubles. The azo dyes generate huge amount of pollutions among many types of pigments. In general, the electrochemical treatments, separating colors and organic materials by oxidation and reduction on electrode surfaces, are regarded as simpler and faster processes for removal of pollutants compared to other wastewater treatments. In this paper the electrochemical degradation characteristics of dye wastewater containing CI Direct Blue 15 were analyzed. The experiments were performed with various anode materials, such as RuO2/Ti, PtO2/Ti, IrO2/Ti and graphite, with stainless steel for cathode. The optimal anode material was located by changing operating conditions like electrolyte concentration, current density, reaction temperature and initial pH. The degradation efficiency of dye wastewater increased in proportion to the electrolyte concentration and the current density for all anode materials, while the temperature effect was dependent on the kind. The performance orders of anode materials were RuO2/Ti > PtO2/Ti > IrO2/Ti > graphite in acid condition and RuO2/Ti > IrO2/Ti > PtO2/Ti > graphite in neutral and basic conditions. As a result, RuO2/Ti demonstrated the best performance as an anode material for the electrochemical treatment of dye wastewater.
Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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v.31
no.4
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pp.166-173
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2021
The rutile phase of TiO2 forms a stable phase at high temperatures compared to anatase phase, but the stable temperature range of anatase changes depending on the synthesis conditions. In this study, nano-sized TiO2 was synthesized by the Sol-gel method using TiOSO4 and a mixed solvent of ethanol and distilled water, and the phase change of anatase and rutile according to pH and heat treatment temperature was investigated. Changes in the ratio of anatase and rutile were observed by changing the pH (3, 5, 7, 9) and heat treatment temperature (500, 600, 700, 800, 900℃) conditions of the prepared TiO2. As a result of observing these changes through XRD and FE-SEM analysis, anatase TiO2 at 500℃ and rutile TiO2 at 900℃ were observed. According to the pH, at these intermediate temperatures of 600, 700 and 800℃, the ratio of anatase and rutile changes. At 700℃, it was concluded that pH = 3~5 had a larger ratio of anatase TiO2, and pH = 7~9 had a larger ratio of rutile TiO2.
In this study, we synthesized a combination of graphene oxide (GO) and titanium dioxide (TiO2) and confirm that GO can be used for CO2 photoreduction. TiO2 exhibited highly efficient combination with other conventional electric charges generated by these paration phenomenon for suppression of hole-electron recombination. This improved the efficiency of CO2 photoreduction. The synthetic form of GO-TiO2 used in this study was agraphene sheet surrounded by TiO2 powder. Efficiency and stability were enhanced by combination of GO and TiO2. In a CO2 photoreduction experiment, the highest CO conversion rate was 0.652 μmol/g·h in GO10-TiO2 (2.3-fold that of pure TiO2) and the highest CH4 production rate was 0.037 μmol/g·h in GO0.1-TiO2 (2.4-fold that of pure TiO2). GO enhances photocatalytic efficiency by functioning as a support and absorbent, and enabling charge separation. With increasing GO concentration, the CH4 level decreases to~45% due to decreased transfer of electrons. In this study, TiO2 together with GO yielded a different result than the normal doping effect and selective CO2 photoreduction.
Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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v.28
no.2
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pp.80-84
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2015
We investigated the dielectric relaxation properties $0.5Ba(Zr_{0.2}Ti_{0.8})O_3-0.5(Ba_{0.7}Ca_{0.3})TiO_3$ ceramics with CuO addition. With increasing CuO addition, the lattice parameter was increased by substitution of small amount $Cu^{2+}$ ion in B-site of $0.5Ba(Zr_{0.2}Ti_{0.8})O_3-0.5(Ba_{0.7}Ca_{0.3})TiO_3$ ceramics. Also the grain size and the maximum dielectric constant of $0.5Ba(Zr_{0.2}Ti_{0.8})O_3-0.5(Ba_{0.7}Ca_{0.3})TiO_3$ ceramics was decreased with increasing amounts of CuO addition. Moreover, the diffused phase transition properties (${\gamma}$) of $0.5Ba(Zr_{0.2}Ti_{0.8})O_3-0.5(Ba_{0.7}Ca_{0.3})TiO_3$ ceramics was increased by compositional fluctuation with increasing of CuO amount, changed from 1.45 at 1 wt% CuO addition to 1.94 at 7 wt% CuO addition.
Journal of the Korean institute of surface engineering
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v.56
no.6
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pp.380-385
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2023
In this study, an MPB PMNT system containing 0.05 to 0.10 wt.% BaTiO3 was synthesized using a traditional chemical method and its pyroelectricity was investigated. Pyroelectricity, dielectricity, and ferroelectricity of the synthesized BaTiO3-PMNT system were analyzed by heat treatment at 1240~1280 ℃ for 4 hours to evaluate its applicability as a pyroelectric sensor. Unlike the simple ABO3 ferroelectric, the BaTiO3-doped PMNT system exhibited phase transition characteristics over a wide temperature range typical of complex perovskite structures. Although no dramatic change could be confirmed depending on the amount of BaTiO3 added, stable pyroelectricity was maintained near room temperature and over a wide temperature range. When the amount of BaTiO3 added increased from 0.05BaTiO3-PMNT to 0.10BaTiO3-PMNT, the electric field slightly increased from 5.00×103 kV/m to 6.75×103 kV/m, and the maximum value of remanent polarization slightly increased from 0.223 C/m2 to 0.234 C/m2. The pyroelectric coefficients of 0.05BaTiO3-PMNT and 0.10BaTiO3- PMNT at room temperature were measured to be ~0.0084 C/m2K and ~0.0043 C/m2K, respectively. The relaxor ferroelectric properties of the BaTiO3-PMNT system were confirmed by analyzing the plot of Kmax/K versus (T-Tmax)γ. The BaTiO3-doped MPB PMNT system showed a distinct pyroelectric performance index at room temperature, and the values were Fv ~ 0.0362 m2/C, Fd ~ 0.575×10-4 Pa-1/2.
Journal of the Korean institute of surface engineering
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v.55
no.1
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pp.1-8
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2022
Titanium dioxide (TiO2) is one of the most intensively investigated materials in materials science. Mostly, TiO2 has been used in the form of nanoparticles, but recently new highly ordered TiO2 nanotubes (U-tube) has been introduced and applied to various applications due to their one-dimensional charge path way. In the present paper, we described the formation process and physical properties of U-tube then, gave examples of applications in sequence. Firstly, in photocatalysis, U-tube was used with Au/Pt co-catalysts and showed enhanced photogenerated H2 efficiency compared to bare TiO2. Secondly, photoelectrochemical performance of U-tube was evaluated with different heat-treatment temperatures. As a further application, two different types of electrical cell (Ti-TiO2-Pt and Ti-TiO2-PtNP) was configurated to observe memristive behavior of U-tube. Both cells behaved as switching electrodes and follow a memristive movement in the high and low resistance state extremely well with high reproducibility.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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