• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제6권2호
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• pp.59-64
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• 2015

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.

• 공업화학
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• 제31권5호
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• pp.509-513
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• 2020

본 연구는 리튬이온 이차전지의 음극재로서 TiO₂ 마이크로콘/CNT 복합체를 제조하여 배터리의 성능을 측정하였다. 양극산화법을 통해 리튬이온이 저장될 수 있는 넓은 표면적의 나노조각으로 구성된 TiO₂ 마이크로콘 구조를 제조하였다. 이어서 polarization과 전기 영동법을 통해 CNT를 증착하였다. TiO₂ 마이크로콘/CNT 복합체 전극은 전기전도도와 리튬이온 전도도가 향상되어 순수한 TiO₂ 마이크로콘 전극 대비 더 높은 용량과 사이클 안정성을 보였다. 또한 TiO₂ 마이크로콘/CNT 복합체는 최대 20 C의 높은 전류밀도에서도 우수한 수명특성과 속도유지율을 보였다.

• 공업화학
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• 제34권1호
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• pp.51-56
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• 2023

광촉매 기반의 수처리 공정에서 TiO₂ 나노입자와 기공형 고분자로 구성된 복합체 멤브레인은 광촉매 반응후 나노입자를 회수하기 용이하다는 장점과 멤브레인 파울링(fouling) 억제가 가능하다는 측면에서 다양하게 연구되어 왔다. 하지만, TiO₂ 나노입자가 복합체 멤브레인에 고착된 이후 나노입자의 광촉매 특성이 어떻게 변할지에 대한 연구는 상대적으로 많이 진행되지 않았다. 이러한 측면에서, 본 연구에서는 polyethersulfone (PES)/TiO₂ 복합체 멤브레인을 제조하고 유기염료분해 반응에 대한 광촉매 특성을 연구하였다. 복합체 멤브레인에 고착된 TiO₂ 나노입자의 염료분해반응 속도를 콜로이드 상에서 분산된 TiO₂ 나노입자와 비교함으로써 멤브레인에 고착화되기 전후의 TiO₂ 나노입자의 촉매 효율을 비교하였다.

• 한국표면공학회지
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• 제53권4호
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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.

• 청정기술
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• 제22권1호
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• pp.16-28
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• 2016

섬유산업은 염색폐수의 농도가 높고 방출량이 많아 고도의 공해산업으로 알려져 있다. 염색폐수에는 색도물질 뿐만 아니라 다량의 유기화합물과 불용성 물질이 섞여 있다. 합성염료 중 아조(azo) 염료는 특히 오염물질의 배출이 많은 것으로 알려져 있다. 전기화학적 폐수처리방법은 전극의 산화·환원반응에 의해 색도와 유기물 등을 처리하는 방법으로 다른 폐수처리방법들에 비해 반응기가 작고 경제적이고 간단하며 오염물제거속도가 빠르다. 본 연구에서는 diazo 화합물인 CI Direct Blue 15 염색 폐수의 전기화학적 분해특성을 연구하였다. 실험은 전극재질과 조업조건을 달리하여 그에 따른 분해효율을 알아보고자 하였으며, 탈색 효율을 향상시킬 수 있는 최적전극 재질과 조업조건을 알아보고자 하였다. 조업조건으로는 전해질 농도, 전류밀도, 반응 온도, 초기 pH의 영향을 검토하였다. 음극은 stainless steel 전극을 사용하였고, 양극은 graphite와 RuO₂/Ti, PtO₂/Ti, IrO₂/Ti를 사용하여 조업조건에 따른 각 전극의 염색폐수 분해성능 실험을 수행하였다. 그 결과 전해질의 농도와 전류밀도 증가에 따라 전기분해 효율은 증가하였다. 양극 재질에 따른 전기분해 효율은 산성 전해질 조건에서 RuO₂/Ti > PtO₂/Ti > IrO₂/Ti > graphite 순이었고 중성과 염기성에서는 RuO₂/Ti > IrO₂/Ti > PtO₂/Ti > graphite의 순으로 나타났다. 따라서 염색 폐수의 전기분해 처리에는 RuO₂/Ti와 IrO₂/Ti가 가장 효율적인 양극재질이었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제31권4호
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• pp.166-173
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• 2021

TiO₂의 rutile 상은 anatase 상에 비해서 고온에서 안정한 상을 형성하지만 anatase의 안정한 온도 영역은 합성조건에 따라 변화된다. 본 연구에서는 TiOSO₄와 에탄올과 증류수의 혼합용매를 사용하여 Sol-gel법으로 나노 사이즈의 TiO₂를 합성하여 pH 및 열처리 온도를 따른 anatase와 rutile의 상변화에 대하여 조사하였다. 제조한 TiO₂의 pH(3, 5, 7, 9)와 열처리 온도(500, 600, 700, 800, 900℃) 조건을 변화시켜 anatase와 rutile의 비율 변화를 관찰하였다. XRD, FE-SEM 분석을 통해 이와 같은 변화를 관찰한 결과, 500℃에서는 anatase TiO₂, 900℃에서는 rutile TiO₂가 관찰되었다. 이 중간 온도인 600, 700, 800℃에서는 pH에 따라 anatase와 rutile의 비율이 변화한다. 700℃를 기준으로 pH = 3, 5는 anatase TiO₂의 비율이 더 크고, pH = 7, 9는 rutile TiO₂의 비율이 더 크다는 결론을 얻었다.

• 한국물환경학회지
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• 제32권1호
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• pp.46-51
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• 2016

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.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제28권2호
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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.

• 한국표면공학회지
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• 제56권6호
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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 K_max/K versus (T-T_max)^γ. The BaTiO₃-doped MPB PMNT system showed a distinct pyroelectric performance index at room temperature, and the values were F_v ~ 0.0362 m²/C, F_d ~ 0.575×10^-4 Pa^-1/2.

• 한국표면공학회지
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• 제55권1호
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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-Pt_NP) 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.