Environmental issues such as global warming due to fossil fuel use are now major worldwide concerns, and interest in renewable and clean energy is growing. Of the various types of renewable energy, green hydrogen energy has recently attracted attention because of its eco-friendly and high-energy density. Electrochemical water splitting is considered a pollution-free means of producing clean hydrogen and oxygen and in large quantities. The development of non-noble electrocatalysts with low cost and high performance in water splitting has also attracted considerable attention. In this study, we successfully synthesized a NiCo2O4/NF electrode for an oxygen evolution reaction in alkaline water splitting using a hydrothermal method, which was followed by post-heat treatment. The effects of heat treatment on the electrochemical performance of the electrodes were evaluated under different heat-treatment conditions. The optimized NCO/NF-300 electrode showed an overpotential of 416 mV at a high current density of 50 mA/cm2 and a low Tafel slope (49.06 mV dec-1). It also showed excellent stability (due to the large surface area) and the lowest charge transfer resistance (12.59 Ω). The results suggested that our noble-metal free electrodes have great potential for use in developing alkaline electrolysis systems.
본 연구에서는 아민계 젤화 촉매 dimethylcyclohexyl amine(DMCHA)과 칼륨계 젤화 촉매 potassium octoate(PO)가 경질 폴리우레탄 발포체의 반응거동에 미치는 영향에 대해 연구하였다. Polymeric 4,4'-diphenyl methane diisocyanate, 폴리에스터 폴리올, 실리콘 유화제, 발포제 그리고 젤화 촉매를 사용하여 경질 폴리우레탄 발포체를 제조하였다. DMCHA 촉매의 함량이 0에서 2.0 g으로 증가함에 따라 반응 시간이 약 330초에서 약 35초로 감소하였고, 발열 반응으로 최대 반응온도는 약 217에서 약 $234^{\circ}C$로 증가하였다. PO 촉매의 함량이 0에서 2.5 g으로 증가할수록 반응 시간은 약 79초에서 약 38초로 감소함을 보였고, 특히 젤 타임, 택 프리 타임의 단축에 기여하였으며, 최대 반응온도가 약 182에서 약 $271^{\circ}C$로 증가하였다. 단열 온도 상승법을 이용하여 전환율을 구하였고, 반응식의 상수들을 계산하였다. 반응속도상수 $k_0$는 DMCHA 촉매의 양이 증가할수록 큰 값을 갖는 것을 확인하였고, PO 촉매의 경우 촉매량 증가와 큰 관계없이 유사한 값을 나타냈다.
Three kinds of N-fluoroacyl carboxy pyridinium chlorides were synthesized by the reaction of pyridine-carboxylic acid such as pyridine-2-carboxylic, pyridine-3-carboxylic and pyridine-4-carboxylic acid with long chain perfluoroacyl chloride. The surface chemical properties including surface tension, foaming power, foam stability, effectiveness of wettability and solubilizing effect were measured. These compounds showed good surface activities as emulsifying agent, solubilizing agent and fire-fighting agent.
Native and acetylated soybean protein with acetylation percentage of $25\%$ were incubated with glucose to induce Maillard reaction. Acetylation of ${\varepsilon}$-amino group of lysine residues changed the conformation of soybean protein. The direct uv spectrum of native and acetylated soybean protein showed conformational changes with accessibility of tyrosine and tryptophan residues increased. Acetylation suppressed Maillard reaction between soybean protein and glucose. Acetylated soybean protein showed improved water sorption, fat binding, foam formation, and emulsion activity of the protein, but depressed brown pigment development and trypsin digestion. Thus aceylation prevented deterioration of certain functional characteristics that occurred during storage, besides causing functional characteristics to be improved on its own.
A study of the effects of MWCNT as a nucleating agent on the formation reactions of the rigid polyurethane foams (RPUFs) was carried out. Sample PUFs, formulated with grease-type master batch of MWCNT/surfactant, were fabricated by free-rising method. Temperature changes with time during foaming process were measured using a digital thermometer. RPUF foaming process was observed to undergo 2-step processes with temperature inflection around 60 sec after the start of reaction, and then reached slowly the max. temperature. While the max. temperature of neat PUF was measured as ca. $120^{\circ}C$, that of the samples with MWCNT were as higher value as ca. $130^{\circ}C$, and, even the time to reach that temperature was reduced by about 15 sec. Average cell size of PUF samples decreased from 185.1 for the neat PUF to $162.9{\mu}m$ for the sample of 0.01 phr of MWCNT. As the result, it was considered that MWCNT in RPUF foaming process could play a roll both as a nucleating agent and as a catalyst.
폴리우레탄 미세포 포움의 가공에 대한 연구를 수행하였으며 기체 과포화 수지 내 의 핵생성율을 증진시키기 위하여 폴리올과 이소시아네이트의 혼합물에 초음파 가진을 적용 하였다. 미세포 구조는 고압에서 질소 가스로 폴리올을 과포화ㅣ키고 폴리우레탄의 두 성분 을 충돌혼합시킨 직후 초음파에 의해 기포를 생성시켜 이루어진다. 낮은 포화 압력에서 질 소에 의해 포화된수지의 핵생성율을 증가시키기위하여 초음파 가진을 적용하였다. 확산에 의해 기포의 성장이 조절된다고 가정하고 금형이 충전되는 동안에 금형 내부에서의 기포성 장기구를 이해하기 위하여 수치적인 방법으로 이론적 연구를 수행하였다. 경화 시간과 확산 경계를 고려하여 최종적인 기포의 크기를 계산하였으며 반응속도론을 고려하여 중합반응 동 안의 폴리우레탄의 점도의 변화를 예측하고 경화 시간을 결정하였다. 이론적 및 실험적으로 결정된 기포의 수를 기준으로 하여 확산 경계를 예측하였다.
본 연구에서는 새로운 비할로겐-인계 난연제를 포함하는 경질 폴리우레탄 폼[BHP-RPUF]과 할로겐-인계 난연제를 포함하는 경질 폴리우레탄 폼[TCPP-RPUF] 그리고 난연제를 포함하고 있지 않은 폴리우레탄 폼[Pure-RPUF]의 기계적 물성 및 난연 특성에 대해 비교 분석하였다. 새로운 비할로겐-인계 난연제인 bis(3-(3-hydroxypropoxy)propyl) phenyl phosphate [BHP]는 disodium phenyl phosphate와 3-chloro-1-propanol의 반응을 통해 합성하였다. BHP-RPUF, TCPP-RPUF, 그리고 Pure-RPUF의 압축강도는 BHP-RPUF와 TCPP-RPUF가 비슷한 압축강도를 나타내었고, 열전도도에서는 BHP-RPUF가 TCPP-RPUF보다 낮은 값인 $0.023W/m{\cdot}K$를 갖는 것을 확인하였다. 반응속도와 SEM을 통해 기공의 크기를 측정하여 열전도도에 미치는 영향에 대하여 분석하였고, TGA 분석을 통해 내열성을 확인하였다. 난연성은 한계산소지수(Limited Oxygen Index) 측정 실험을 통하여, Pure-RPUF보다 BHP-RPUF에서 난연성이 향상됨을 확인하였다.
본 연구는 EXFG를 활용하여 실제 현장 적용이 가능한 고품질의 경량기포콘크리트를 개발하고자 하였는데, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 먼저, 기포혼입율이 증가할수록 플로치도 증가하였으며, 반대로 기포슬러리 밀도는 감소하는 것으로 나타났다. 이때, EXFG의 치환율이 유동성에 미치는 영향은 미미한 것으로 나타났다. 기포율은 EXFG 1%에서 가장 높은 기포율을 나타냈으며, 침하깊이 역시 EXFG 1% 치환 시 팽창반응에 의해 침하가 방지되는 것으로 나타났다. 이때 기포혼입율은 65%가 적정한 것으로 나타났다. 압축강도의 경우 EXFG의 치환율이 1% 이상일 때 강도는 유사하거나 오히려 감소하는 경향을 나타냈으며, 겉보기 밀도는 기포혼입율 65%에서 KS 0.5품 기준을 만족하였다. 건초수축길이변화율의 경우 EXFG를 치환한 경우 이를 사용하지 않는 배합 대비 건조수축일이변화율이 약 10% 이상 감소하는 것으로 나타났으며, EXFG의 치환율이 증가 할수록 열전도율도 비례하게 높아지는 것으로 나타났다. 한편, Mock-up 실험에서 균열발생의 경우 EXFG-1의 경우 기존기술 및 OPC 배합대비 약 50% 이상 균열이 저감되는 효과를 나타냈다.
0.5mm 크기의 타원형 무기분말을 충전한 폴리우레탄 폼 복합재료에 대한 가교반응의 특성과 후가교처리에 따른 기계적 물성의 변화에 대하여 생성반응의 온도 측정, TGA, 및 인장시험을 이용하여 연구하였다. 중량비로 20% 정도를 충전하는 $CeO_2$ 무기분말(Ce500)을 충전한 샘플 폼복합재료는 10분 이내에 $100^{\circ}$ 정도의 최고 반응속도점 온도에 도달하였으며, 만들어진 샘플의 열분해반응은 약 $250^{\circ}$ 부근의 저온 열분해와 약 $350^{\circ}$ 부근의 고온 열분해의 이중모드로 일어나는 것이 관찰되었다. Kissinger의 해석방법에 의한 분해활성화에너지는 저온영역에서의 열분해에 대하여서는 117.4kJ/mol이며 고온영역에 대해서는 139.4kJ/mol의 값을 각각 나타내었다. $160^{\circ}C$에서의 샘플의 후가교 처리시간에 따른 기계적 성질은 후가교 시간에 따라서 파단응력이나 경도는 크게 변하지 않는 것으로 나타났으나 파단신율은 최대 1.72배까지 증가하였으며, 본 실험에서 사용된 샘플의 경우 $160^{\circ}C$, 7시간 정도의 후가교 시간이 가장 적절한 후가교 조건으로 생각되었다.
본 연구에서는 인-할로겐계 난연제가 첨가된 경질 폴리우레탄 폼(PUF)을 합성하여 인-할로겐계 난연제의 종류와 함유량, 노화 가속화 전 후의 열적, 물리적, 난연 특성 등의 변화와 이들의 상관관계를 조사하였다. 난연제로는 Tri(2-chloroethyl) phosphate [TCEP]와 Tris(2-chloropropyl) phosphate [TCPP]를 0, 3, 5, 10, 15, 20, 30%씩 변화시키며 첨가하였다. 난연제의 첨가량이 증가함에 따라 PUF의 reduced compressive strength와 유리전이 온도가 감소하였다. 노화 가속화 후에는 초기 미 반응된 물질의 추가 반응으로 인하여 reduced compressive strength와 유리전이 온도가 증가하였다. SEM과 열전도도 측정을 통하여 TCPP가 TCEP보다 cell의 크기와 분포를 균일하게 하여 TCPP가 첨가된 PUF가 TCEP가 첨가된 PUF 보다 열전도도가 감소 한다는 것을 알 수 있었다. Vacuum oven을 통한 노화가속화 전후의 PUF 난연성을 비교한 결과 노화 후 PUF의 발화 시간은 감소하고 연소 거리가 증가하여 난연성이 현저히 감소함을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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