• 유기물자원화
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• 제31권1호
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• pp.5-14
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• 2023

연구에서는 실리카/티타니아 코어/쉘(STCS) 물질을 기반으로 환원 및 에칭을 통해 근적외선 반사율을 향상시킬 수 있는 라이다 반사형 중공구조 검은색(B-HST) 물질을 제조하였다. 또한, 에칭 폐액을 수거 및 재활용하여 합성한 실리카(e-SiO₂) 물질을 반도체 에폭시 몰딩 컴파운드용(EMC) 필러 소재로서 응용하였다. 상세히는, 연속적인 졸-겔법, 환원법 및 초음파법을 통해 제조한 B-HST 물질은 높은 NIR 반사율(31.1%)과 실제 검은색 페인트와 유사한 명도(L^*=13.2)를 나타내었으며, 이를 통해 성공적으로 라이다에 인식될 수 있는 소재가 제조되었음을 확인하였다. 추가적으로, B-HST 물질의 합성 과정에서 코어 실리카를 에칭하여 추출한 실라놀 전구체를 포함하는 에칭 폐액을 수거한 뒤, 졸-겔법을 통해 균일한 필러용 실리카로 합성하였으며, 에폭시 고분자 및 카본블랙과의 혼합을 통해 반도체 패키지용 소재인 EMC로 제조하였다. 실험으로 제조된 EMC는 상용화된 EMC 제품과 유사한 물리적-화학적 특성을 나타냄을 확인할 수 있었다. 본 연구 결과를 통해 물질의 합성과 효과적인 재활용법의 설계를 통하여 4차 산업시대에 부합하는 고부가 가치 소재들인 자율주행차 차량용 검은색 물질과 반도체용 EMC 물질들을 성공적으로 제조하고 미래 산업에서의 응용 가능성에 대해 제시하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제21권1호
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• pp.41-46
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• 2011

폐기물인 석탄바닥재와 준설토가 70 : 30(wt%)으로 혼합된 배치분말에 적니를 0~30 wt% 첨가하고 $1050{\sim}1250^{\circ}C$에서 10분 직화 소성하여 인공골재를 제조하고 그 물성을 평가하였다. 특히 인공골재의 발포특성에 미치는 적니 첨가량 효과를 분석하기 위해 비중 및 흡수율을 측정하고, 그 결과를 미세구조 결과와 연계하여 고찰하였다. 제조된 인공골재는 소성온도 및 적니 첨가량이 증가할수록 발포성이 향상되어 경량화 되는 특징을 나타내었다. $1050{\sim}1150^{\circ}C$ 범위로 소결된 대부분의 인공골재는 잘 형성된 블랙코어 구조를 가졌으나, 적니가 첨가되고 $1200^{\circ}C$ 이상으로 소결된 시편들은 $Fe_2O_3$의 환원에 의한 과량의 가스 방출 및 액상 형성으로 인하여 블랙코어 부분이 시편 표피를 뚫고 나오는 현상이 나타났다. 특히 적니 30 wt%를 함유한 시편은 $1100^{\circ}C$ 이상으로 소결하면 폭발되어 여러 조각으로 흩어졌다. 본 연구에서 $1200^{\circ}C$에서 소결된 시편의 부피비중은 적니가 첨가되지 않은 것은 1.2, 적니가 20 wt% 첨가된 것은 1.0 이하의 경량골재 특성을 나타내었다.

• 한국자기학회지
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• 제27권3호
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• pp.87-91
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• 2017

물리적 기상합성법인 부양증발가스응축법을 이용하여 분말 제조 장치 내 아르곤(Ar)가스와 메탄($CH_4$)의 비를 조정하여 니켈(Ni) 금속분말과 탄소가 니켈(Ni) 금속 표면에 코팅 된 Ni@C 나노분말을 제조하였다. 제조된 금속분말은 약 20 nm의 평균입도를 가지는 반면, 탄소막이 코팅된 경우 10 nm 정도의 평균 입도를 가지며, 2~3 nm 두께의 그라파이트 다층막(multi-shell graphite)이 표면에 코팅된 분말이 제조되었다. Ni@C는 1 T 가해준 상태에서도 자화값이 포화되지 못하였다. Ni의 경우 표면에 부동태 산화피막(NiO)이 존재한다. 제조된 나노입자를 심혈관 질환 치료제인 디하이드로미리미딘(3,4-dihydropyrimidine)의 제조시 촉매제로 반응시켰으며, 자성분말 특성을 이용하여 촉매제를 회수하였다. Ni의 경우 S-이성질체(en-antiomer)가 ${\Delta}{\sim}7.4%$ 더 생성 되었으며, Ni@C의 경우 ${\Delta}{\sim}19.6%$였다. 탄소막이 코팅 된 Ni은 재활용 시에도 3,4-DHPM 수득율(yield)이 68 %로 양호하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권4호
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• pp.729-732
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• 2012

본 논문에서 이온성액체를 이용한 초음파화학을 통해서 칼코젠 나노입자를 in-situ로 합성하여서 다중벽 탄소나노튜브(MWCNT) 위에 도포하였다. 1-Butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate ($BMimBF_4$) 이온성액체를 이용해서 MWCNT의 표면을 기능화하였다. 합성된 MWCNT/$BMimBF_4$/CdTe, MWCNT/$BMimBF_4$/ZnTe, MWCNT/$BMimBF_4$/ZnSe 나노복합체를 TEM과 EDS를 이용해서 분석하였다. 특히, MWCNT/$BMimBF_4$/CdTe, MWCNT/$BMimBF_4$/ZnTe, and MWCNT/$BMimBF_4$/ZnSe 나노복합체는 각각 요철과 같거나, 거칠거나 부드러운 코어-쉘 형태와 같은 특이한 구조를 보여주었다. 본 연구는 반응속도가 다른 전구체로부터 얻어진 이성분 반도체 나노입자를 합성과 동시에 탄소나노튜브에 도포할 수 있는 새로운 합성법을 제시한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.246.1-246.1
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• 2014

Over the past several years, colloidal core/shell type quantum dots lighting-emitting diodes (QDLEDs) have been extensively studied and developed for the future of optoelectronic applications. In the work, we fabricate an inverted CdSe/ZnS quantum dot (QD) based light-emitting diodes (QDLED). In order to reduce work function of indium tin oxide (ITO) electrode for inverted structure, a very thin (<10 nm) polyethylenimine ethoxylated (PEIE) is used as surface modifier[1] instead of conventional metal oxide electron injection layer. The PEIE layer substantially reduces the work function of ITO electrodes which is estimated to be 3.08 eV by ultraviolet photoemission spectroscopy (UPS). From transmission electron microscopy (TEM) study, CdSe/ZnS QDs are uniformly distributed and formed by a monolayer on PEIE layer. In this inverted QDLEDs, blend of poly (9,9-di-n-octyl-fluorene-alt-benzothiadiazolo) and poly(N,N'-bis(4-butylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)benzidine] are used as hole transporting layer (HTL) to improve hole transporting property. At the operating voltage of 8 V, the QDLED device emitted spectrally orange color lights with high luminance up to 2450 cd/m2, and showed current efficacy of 0.6 cd/A, respectively.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.432.2-432.2
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• 2014

Recently, colloidal core/shell type quantum dots lighting-emitting diodes (QDLEDs) have been extensively studied and developed for the future of optoelectronic applications. In the work, we fabricate an inverted CdSe/ZnS quantum dot (QD) based light-emitting diodes (QDLED)[1]. In order to reduce work function of indium tin oxide (ITO) electrode for inverted structure, a very thin (<10 nm) polyethylenimine ethoxylated (PEIE) is used as surface modifier[2] instead of conventional metal oxide electron injection layer. The PEIE layer substantially reduces the work function of ITO electrodes which is estimated to be 3.08 eV by ultraviolet photoemission spectroscopy (UPS). From transmission electron microscopy (TEM) study, CdSe/ZnS QDs are uniformly distributed and formed by a monolayer on PEIE layer. In this inverted QD LED, two kinds of hybrid organic materials, [poly (9,9-di-n-octyl-fluorene-alt-benzothiadiazolo)(F8BT) + poly(N,N'-bis (4-butylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)benzidine (poly-TPD)] and [4,4'-N,N'-dicarbazole-biphenyl (CBP) + poly-TPD], were adopted as hole transport layer having high highest occupied molecular orbital (HOMO) level for improving hole transport ability. At a low-operating voltage of 8 V, the device emits orange and red spectral radiation with high brightness up to 2450 and 1420 cd/m2, and luminance efficacy of 1.4 cd/A and 0.89 cd/A, respectively, at 7 V applied bias. Also, the carrier transport mechanisms for the QD LEDs are described by using several models to fit the experimental I-V data.

• 한국분말재료학회지
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• 제24권1호
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• pp.1-5
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• 2017

We have investigated the washing method of as-synthesized CdSe/ZnS core/shell structure quantum dots (QDs) and the effective surface passivation method of the washed QDs using PMMA. The quantum yield (QY%) of as-synthesized QDs decreases with time, from 79.3% to 21.1%, owing to surface reaction with residual organics. The decreased QY% is restored to the QY% of as-synthesized QDs by washing. However, the QY% of washed QDs also decreases with time, owing to the absence of surface passivation layer. On the other hand, the PMMA-treated QDs maintained a relatively higher QY% after washing than that of the washed QDs that were kept in toluene solution for 30 days. Formation of the PMMA coating layer on CdSe/ZnS QD surface is confirmed by HR-TEM and FT-IR. It is found that the PMMA surface coating, when combined with washing, is useful to be applied in the storage of QDs, owing to its long-term stability.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.217-217
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• 2011

Recently, demand for thermally stable metal nanoparticles suitable for chemical reactions at high temperatures has increased to the point to require a solution to nanoparticle coalescence. Thermal stability of metal nanoparticles can be achieved by adopting core-shell models and encapsulating supported metal nanoparticles with mesoporous oxides [1,2]. However, to understand the role of metal-support interactions on catalytic activity and for surface analysis of complex structures, we developed a novel catalyst design by coating an ultra-thin layer of titania on Pt supported silica ($SiO_2/Pt@TiO_2$). This structure provides higher metal dispersion (~52% Pt/silica), high thermal stability (~600$^{\circ}C$) and maximization of the interaction between Pt and titania. The high thermal stability of $SiO_2/Pt@TiO_2$ enabled the investigation of CO oxidation studies at high temperatures, including ignition behavior, which is otherwise not possible on bare Pt nanoparticles due to sintering [3]. It was found that this hybrid catalyst exhibited a lower activation energy for CO oxidation because of the metal-support interaction. The concept of an ultra-thin active metal oxide coating on supported nanoparticles opens-up new avenues for synthesis of various hybrid nanocatalysts with combinations of different metals and oxides to investigate important model reactions at high-temperatures and in industrial reactions.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권4호
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• pp.669-675
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• 2008

카본블랙은 토너수지, 잉크 및 복합재료 등에 광범위하게 산업적으로 응용되고 있다. 본 연구에서는 분산 안정성을 증대시키기 위하여 카본블랙을 상 이동 촉매(phase transfer catalyst)를 이용한 상온에서의 산화반응을 통하여 카본블랙(CB)-수산화기(OH)를 제조하여 이에, silane coupling-agent인 p-methylacryloxypropyltrimethoxysilane를 grafting시켜 말단에 이중결합을 가진 구조를 도입하였다. 이렇게 표면개질된 카본블랙을 미니유화중합법을 이용하여 고분자로 캡슐화를 진행하였다. 이러한 과정을 통하여 평균직경 100~500 nm 크기의 하이브리드 미립자를 제조하였다. 중합과정에 있어서 카본블랙의 표면 개질의 영향, 모노머의 종류, 개시제 및 유화제의 캡슐화 반응에 미치는 영향을 연구하였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제31권12호
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• pp.3593-3599
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• 2010

In an original effort, this lab attempted to employ polystyrene nanoparticles as a template for the synthesis of ordered and highly porous macroporous $SiO_2$ thin films, utilizing their high combustion temperature and narrow size distribution. However, polystyrene nanoparticle thin films were not obtained due to the low interaction between individual particles and between the particle and silicon substrate. However, polystyrene-polyacrylic acid (PS-AA) colloidal particles of a core-shell structure were synthesized by a one-pot miniemulsion polymerization approach, with hydrophilic polyacrylic acid tails on the particle surface that improved interaction between individual particles and between the particle and silicon substrate. The PS-AA thin films were spin-coated in the thickness ranges from monolayer to approximately $1.0\;{\mu}m$. Using the PS-AA thin films as sacrificial templates, macroporous $SiO_2$ thin films were successfully synthesized by vapor deposition or conventional solution sol-gel infiltration methods. Inspection with field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) showed that the macroporous $SiO_2$ thin films consist of interconnected air balls (~100 nm). Typical macroporous $SiO_2$ thin films showed ultralow refractive indices ranging from 1.098 to 1.138 at 633 nm, according to the infiltration conditions, which were confirmed by spectroscopy ellipsometry (SE) measurements. This research shows how the synthetic control of the macromolecule such as hydrophilic polystyrene nanopaticles and silicate sol precursors innovates the optical properties and processabilities for actual applications.