• 멤브레인
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• 제10권1호
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• pp.39-46
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• 2000

분리막 접촉기를 통한 이산화탄소의 흡수거동 예측을 위한 공정모사를 위해 시스템의 흡수제로 탄산칼륨 수용액을 선정하였고, 시스템에서의 이산화탄소와 관련된 가역반응을 고려하였으며, 사용된 반응속도상수, 평형상수, 용해도 그리고 확산계수는 탄산이온의 농도와 온도의 함수로 사용하였다. 또한 분리막 접촉기 공정모사를 위한 조작 조건으로 중공사막의 기공상태는 비젖음성 조건을 선택하였으며, 이러한 조작조건하에서 이산화탄소 분리거동을 다양한 공정변수 즉, 흡수제의 농도와 유속, 혼합기체의 압력변화에 대해 고찰하였다. 흡수제의 농도가 증가함에 따라 촉진수송에 의한 이산화탄소의 흡수거동을 확인할 수 있었고, 흡수제의 유속 증가에 따라 이산화탄소의 흡수속도가 점차 증가함을 확인할 수 있었으며, 분리막 접촉기에서 혼합기체의 압력변화가 흡수속도에 미치는 영향 및 흡수제의 재사용에 따른 흡수속도를 확인할 수 있었다. 이러한 공정모사를 통해 분리막 접촉기의 구성 및 조작에 필요한 각각의 인자들이 흡수속도에 미치는 영향과 예측, 이를 통한 적절한 조작조건의 도출 가능성을 확인할 수 있었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제42권4호
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• pp.251-259
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• 2005

혼합전도체 산화물, LSCF의 전극반응점 분포에 따른 분극현상을 관찰하기 위해 다공성 양극의 기공률을 변화시켜가며 분극특성을 관찰하였다. 전극의 기공률을 달리하기 위해 크기가 다른 두 종류의 LSCF 분말들을 혼합비를 달리하여 사용하였으며 GDC 전해질 기판에 스크린 인쇄법을 통해 전극을 구성한 후 반쪽전지 실험을 수행하였다. 제조된 후막전극의 기공률은 화상 분석법을 통해 측정하였으며 전극의 전체 비표면적을 유추하기 위해 2차원 이미지에서의 기공의 둘레 길이를 측정하였다. 교류 임피던스법을 이용해 분극 특성을 관찰한 결과 혼합전도체인 LSCF 양극에서의 전극반응은 i) 양극표면에서 이온화된 산소이온이 전해질과의 삼상계면까지 이동해 오는 단계, ii) 이동해온 산소이온이 양극으로부터 전해질로 전달되는 반응단계에 의해 제어됨을 알 수 있었다. 이러한 양극에서의 분극은 기공률의 증가에 따라 전극 반응에 필요한 활성 표면이 증가됨으로써 줄어드는 것을 알 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권2호
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• pp.206-214
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• 2005

$TiO_2$에 담지된 불균일 촉매상에서 ppm 수준으로 존재하는 수중 유기오염물질들을 제거하기 위한 모델반응으로 액상 trichloroethylene(TCE) 분해반응을 선정하였으며, 여러 반응변수의 동시제어가 가능하도록 디자인된 연속 흐름식 고정층 반응기 내에서 incipient wetness 기법으로 제조된 여러 전이금속 산화물 촉매들의 TCE 분해활성을 조사하였다. 선택된 반응조건에서 모델반응의 내부확산저항은 없었으며, $36^{\circ}C$의 반응온도에서 촉매표면에 흡착에 의한 액상 TCE 제거된 정도는 무시할 만하였고 촉매반응에 의해서만 제거될 수 있었다. TCE 제거반응에 대한 촉매들의 활성 및 반응시간에 따른 분해효율의 의존성은 사용된 금속 산화물 및 담지체의 종류에 따라 달라지는 것으로 나타났다. 5 wt.% $CoO_x$/$TiO_2$ 촉매는 본 대상반응에 대하여 가장 우수한 활성을 갖는 것으로 나타났으며, 반응시간의 경과 정도에 따라 TCE 분해효율이 점진적으로 증가하여 안정되는 전이구간의 존재를 확인할 수 있었다. 이와 같은 촉매활성의 반응시간 의존성은 반응 초기와 일정시간 경과 후의 $TiO_2$ 표면에 존재하는 $CoO_x$의 표면구조가 상이할 뿐만 아니라 반응시간 경과와 함께 활성이 더욱 높은 Co species의 표면노출을 암시하고 있다. $NiO_x$, $CrO_x$와 같은 금속 산화물 촉매들의 반응활성은 매우 낮은 수준이었다. $TiO_2$와 MFI를 담지체로 하여 각각 incipient wetness법과 이온교환법으로 제조된 $CuO_x/TiO_2$, Cu-MFI, $FeO_x/TiO_2$ 및 Fe-MFI의 TCE 제거효율을 반응시간의 함수로 살펴본 결과, Cu 촉매들에서 관찰되는 반응시간-분해효율 거동과는 다른 현상이 $FeO_x/TiO_2$와 Fe-MFI 촉매상에서 관찰되었다. $36^{\circ}C$의 반응온도에서 전반응시간 동안에 5 wt.% $FeO_x/TiO_2$ 촉매상에서 TCE 제거반응은 일어나지 않았으나, 1.2 wt.% Fe-MFI의 경우 반응 초기에 높은 제거율을 일정시간 동안 유지하다가 서서히 감소하는 비활성화 현상이 발생하였다. 이는 동일한 활성성분이 사용된다 할지라도 그 제조방법에 따라 촉매활성이 달라질 수 있음을 보여주고 있으며, 액상반응 중에 일어나는 활성성분의 redox cycle이 중요한 역할을 할 수 있음을 암시하고 있다. 가장 우수한 $CoO_x/TiO_2$ 촉매의 TCE 분해활성에 미치는 $CoO_x$ 담지량, 반응온도 등의 영향을 조사한 결과, 최적의 $CoO_x$ 담지량이 존재하였고 반응온도가 높을수록 TCE 제거효율은 높게 나타났다. 반응 중에 $CoO_x$ leaching에 의한 $CoO_x$의 손실이 확인되었으나 TCE 전환율에 영향을 미칠 정도는 아닌 것으로 판단되었다.

• 한국주조공학회지
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• 제31권2호
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• pp.66-70
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• 2011

Hot dip aluminizing (HDA) is widely used in industry for improving corrosion resistance of material. The formation of intermetallic compound layers during the contact between dissimilar materials at high temperature is common phenomenon. Generally, intermetallic compound layers of $Fe_2Al_5$ and $FeAl_3$ are formed at the Al alloy and Fe substrate interface. In case of cast iron, high contact angle of graphite existed in the matrix inhibits the formation of intermetallic compound layer, which carry with it the disadvantage of a reduced reaction area and mechanical properties. In present work, the process for the removal of graphite existed on the surface of specimen has been investigated. And also HDA was proceeded at $800^{\circ}C$ for 3 minutes in aluminum alloy melt. The efficiency of graphite removal was increased with the reduction of particle size in sanding process. Graphite appears to be present both in the region of melting followed by re-solidification and in the intermetallic compound layer, which could be attributed to the fact that the surface of cast iron is melted down by the formation of low melting point phase with the diffusion of Al and Si to the cast iron. Intermetallic compound layer consisted of $Fe(Al,Si)_3$ and $Fe_2Al_5Si$, the layer formed at cast iron side contained lower amount of Si.

• 한국재료학회지
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• 제17권7호
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• pp.366-370
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• 2007

Silicon nitride ($Si_3N_4$) ceramics have been considered for various components of nuclear power plants such as the mechanical seal of a reactor coolant pump (RCP), the guide roller for a control rod drive mechanism (CRDM), and a seal support, etc. Corrosion behavior of $Si_3N_4$ ceramics in a high-temperature and high-pressure water must be elucidated before they can be considered as components for nuclear power plants. In this study, the corrosion behaviors of $Si_3N_4$ ceramics containing MgO and $Al_2O_3$ as sintering aids were investigated at a hydrothermal condition ($300^{\circ}C$, 9.0 MPa) in pure water and 35 ppm LiOH solution. The corrosion reactions were controlled by a diffusion of the reactive species and/or products through the corroded layer. The grain-boundary phase was preferentially corroded in pure water whereas the $Si_3N_4$ grain seemed to be corroded at a similar rate to the grain-boundary phase in LiOH solution. Flexural strengths of the $Si_3N_4$ ceramics were significantly degraded due to the corrosion reaction. Results of this study imply that a variation of the sintering aids and/or a control (e.g., crystallization) of the grain-boundary phase are necessary to increase the corrosion resistance of $Si_3N_4$ ceramics in a high-temperature water.

• 한국세라믹학회지
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• 제38권9호
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• pp.787-793
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• 2001

고상 반응법으로 제조된 $La_{0.6}Sr_{0.4}Co_{0.2}Fe_{0.8}O_{3-{\delta}}$ 분리막의 소결거동을 살펴보고, 분리막 양면에 산소농도의 차이를 부여하여 산소투과량을 측정하였다. 최적 소결조건에서 제조된 상대밀도 98%의 치밀한 분리막 자체의 산소공공을 통한 혼합전도에 기인해 750$^{\circ}$C∼950$^{\circ}$C의 온도구간에서 산소가 투과되었으며, 850$^{\circ}$C에서 약 0.1ml/$cm^2{\cdot}$min의 투과량을 나타내었다. 안정한 산소 투과량에 도달하기 위해서는 산소투입 후 일정한 시간이 요구되었고, 이러한 산소투과량은 산소부분압의 조절로 제어가 가능하였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제35권2호
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• pp.357-364
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• 2014

Size controlled, $LiNi_{0.8}Co_{0.15}Al_{0.05}O_2$ cathode powders were prepared by co-precipitation method followed by heat treatment at temperatures between 750 and $850^{\circ}C$. The synthesized samples are characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and electrochemical performance. The synthesized $LiNi_{0.8}Co_{0.15}Al_{0.05}O_2$ after calcined at $750^{\circ}C$ has a good electrochemical performance with an initial discharge capacity of $190mAhg^{-1}$ and good capacity retention of 100% after 30 cycles at 0.1C ($17mAg^{-1}$). The capacity retention of $LiNi_{0.8}Co_{0.15}Al_{0.05}O_2$ after calcined at $750^{\circ}C$ is better than that at 800 and $850^{\circ}C$ without capacity loss at various high C rates. This is ascribed to the minimized cation disorder, a higher conductivity, and higher lithium ion diffusion coefficient ($D_{Li}$) observed in this material. In the differential scanning calorimetry DSC profile of the charged sample, the generation of heat by exothermic reaction was decreased by calcined at high temperature, and this decrease is especially at $850^{\circ}C$. This behavior implies that the high temperature calcinations of $LiNi_{0.8}Co_{0.15}Al_{0.05}O_2$ prevent phase transitions with the release of oxygen.

• Korean Journal of Chemical Engineering
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• 제35권12호
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• pp.2384-2393
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• 2018

Porous alginate-based hydrogel beads (porous ABH) have been prepared through a facile and sustainable template-assisted method using nano-calcium carbonate and nano-$CaCO_3$ as pore-directing agent for the efficient capture of methylene blue (MB). The materials were characterized by various techniques. The sorption capacities of ABH towards MB were compared with pure sodium alginate (ABH-1:0) in batch and fixed-bed column adsorption studies. The obtained adsorbent (ABH-1:3) has a higher BET surface area and a smaller average pore diameter. The maximum adsorption capacity of ABH-1:3 obtained from Langmuir model was as high as $1,426.0mg\;g^{-1}$. The kinetics strictly followed pseudo-second order rate equation and the adsorption reaction was effectively facilitated, approximately 50 minutes to achieve adsorption equilibrium, which was significantly shorter than that of ABH-1:0. The thermodynamic parameters revealed that the adsorption was spontaneous and exothermic. Thomas model fitted well with the breakthrough curves and could describe the dynamic behavior of the column. More significantly, the uptake capacity of ABH-1:3 was still higher than 75% of the maximum adsorption capacity even after ten cycles, indicating that this novel adsorbent can be a promising adsorptive material for removal of MB from aqueous solution under batch and continuous systems.

• 한국재료학회지
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• 제29권3호
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• pp.167-174
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• 2019

To improve the performance of carbon nanofibers as electrode material in electrical double-layer capacitors (EDLCs), we prepare three types of samples with different pore control by electrospinning. The speciments display different surface structures, melting behavior, and electrochemical performance according to the process. Carbon nanofibers with two complex treatment processes show improved performance over the other samples. The mesoporous carbon nanofibers (sample C), which have the optimal conditions, have a high sepecific surface area of $696m^2g^{-1}$, a high average pore diameter of 6.28 nm, and a high mesopore volume ratio of 87.1%. In addition, the electrochemical properties have a high specific capacitance of $110.1F\;g^{-1}$ at a current density of $0.1A\;g^{-1}$ and an excellent cycling stability of 84.8% after 3,000 cycles at a current density of $0.1A\;g^{-1}$. Thus, we explain the improved electrochemical performance by the higher reaction area due to an increased surface area and a faster diffusion path due to the increased volume fraction of the mesopores. Consequently, the mesoporous carbon nanofibers are demonstrated to be a very promising material for use as electrode materials of high-performance EDLCs.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제10권9호
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• pp.1663-1670
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• 2006

펄스 전기증착법에 의해 단결정 Fe 박막을 n-Si(111) 기판위에 직접 성장시켰다. CV 분석 을 통해 $Fe^{2+}n-Si(111)$ 계면은 쇼트키 장벽 형성에 따른 다이오드 특성을 가진다는 사실을 알 수 있었다. 또한 인가 전압에 따른 전기용량의 변화를 보여주는 Mott-Schottky chottky(MS) 관계식을 이용하여 전해질 내에서 n-Si(111) 기판의 flat-band potential(EFB)을 조사하였으며, 0.1M $FeCl_2$ 전해질 내에서 EFB와 산화-환원 전위는 각각 -0.526V 과 -0.316V 임을 알 수 있었다. Fe/n-Si(111) 계면반응 시, Fe 증착 초기 단계에서의 핵 형성과 성장 운동학은 과도전류 특성을 이용하여 조사하였으며, 과도전류 특성을 통해 Fe 박막의 성장모드는 "instantaneous nucleation and 3-dimensional diffusion limited growth"임을 알 수 있었다. 주파수가 300Hz, 최대 전압이 1.4V인 펄스 전압을 이용하여 n-Si(111) 기판위에 Fe를 직접 전기 증착 시켰으며, 형 성 된 Fe 박막은 단결정 ${\alpha}-Fe$로 Si 기판위에 ${\alpha}-Fe(110)/Si(111)$의 격자 정합성을 가지고 성장하였음을 XRD 분석을 통해 확인하였다.