Nano Pt particles were dispersed on carbon-based supports by a polyol process for a catalyst application in a polymer electrolyte fuel cell. We tried to optimize the effect of pH on the electrostatic forces between the support and the Pt colloids. We investigated the relationship among the surface charges on the carbon support, the solution pH, and the concentration of a glycolate, and the Pt particle size. The produced catalyst with nano Pt particles on the support was evaluated by the long-term cyclic voltammetry (CV) performance test and compared with the results from a commercial catalyst. Our experimental results reveal that the pH-control can modify the particle size distribution and the dispersion of the nano Pt particles. This resulted in a cost-effective method for the synthesis of highly Pt loaded Pt/C catalysts for fuel cells better than a commercial catalyst system.
톨루엔은 섬유산업 공정에서 발생하는 주요한 유해성 대기 오염원으로 간주된다. 본 연구에서는 ${\gamma}-Al_2O_3$를 지지체로 한 전이 금속 산화물 촉매(Cu, Mn, V, Cr, Co, Ni, Ce, Sn, Fe, Sr, Cs, Mo, La, W, Zn)를 제조하여 톨루엔 완전 산화 반응을 조사하였다. XRD, FE-SEM, BET와 TPR 기법을 사용하여 금속 촉매의 특성을 조사하였다. 촉매 가운데 Cu/${\gamma}-Al_2O_3$ 촉매가 가장 우수한 활성을 보여주었다. BET결과 촉매 활성의 증가는 비표면적과는 관련이 적은 것으로 나타났으며, X선 회절 분석에서 대부분의 촉매들이 무정형으로 존재함이 관찰되었다. FE-SEM을 관찰한 결과, 전이금속 산화물 촉매 중 구리산화물 촉매가 지지체 표면에 고르게 분산되어 있음을 확인할 수 있었다. 톨루엔 산화반응에 따른 촉매활성 효과는 ${\gamma}-Al_2O_3$ 지지체 위에 전이금속 산화물 촉매가 고르게 분산된 점과 촉매 표면의 우수한 환원 특성에 기인하는 것으로 설명할 수 있었다.
알루미늄 (Al) 금속을 전구체 및 구조체로 이용, 수열 반응을 통하여 Al@Al2O3와 Al@Ni-Al LDH (LDH = layered double hydroxide) 코어-쉘 복합 구조체를 합성하였다. 제조된 구조체의 형상, 조성, 결정 구조는 수용액에 존재하는 이온들에 의하여 크게 영향을 받았으며, 이를 활용하여 다양한 특성의 촉매 구조체 유도가 가능하였다. Al@Ni-Al LDH 코어-쉘 구조체의 환원을 통하여 Ni 나노 입자가 고정화된 Ni/Al@Al2O3 촉매를 제조하였고, CO2 메탄화 반응에 적용하여 촉매의 특성을 평가하였다. Ni/Al@Al2O3 촉매는 전통적 incipient wetness impregnation 방법에 의하여 제조된 Ni/Al2O3 촉매에 비교하여 Ni 입자의 분산도와 균일성이 매우 높았으며 약 2 배 이상의 CO2 전환율로 높은 촉매적 활성과 더불어 구조의 안정성을 보여 주었다. 이러한 Ni/Al@Al2O3 구조체 촉매의 우수한 특성은 Al 금속을 기반으로 한 새로운 개념의 촉매 구조체 설계와 합성 방법의 타당성을 보여준다.
In order to prepare the uniform copper particles from copper chloride solution, the reduction behavior of copper particles from copper chloride and the effects of reduction agent and dispersing agent was investigated. In the case that 2.56 M of $C_6H_8O_6$ was used as a reduction agent, the highly dispersed Cu particles with sharp size distribution were generated from 0.96M of copper chloride solution, and the size of Cu particles was $6\~10\;{\mu}m$. To form $Cu(NH_3)_4Cl_2$ complex solution, $NH_4OH$ was added in the copper chloride solution before the reductive reaction of Cu ion. The generated Cu particles have a two kind of shape, spherical and rod-like. In the case that $N_2H_4{\cdot}H_2O$ was used as a reduction agent, the very fine spherical Cu particles with the size of $0.2\~0.5\;{\mu}m$ was obtained. Arabic gum as a dispersing agent was more effective than $Na_4P_2O_7{\cdot}10H_2O$.
This study intended to identify regional and gender differences between high school students groups in clothing-wearing motives, casual brand preference and actual purchasing condition. Using a $2{\times}2$ sampling frame, 100 responses were collected for each regional and gender group: male students in Seoul, females in Seoul, males in Gumi, and females in Gumi. In terms of clothing-wearing motives, Gumi students and female students showed more highly extroverted motives than males and Seoul students, respectively. And three groups were determined on the basis of clothing-wearing motives: the extroversion group, the introversion group, and the least clothing-cognizing group. Concerning the brand preference factor, female students showed more dispersed brand preference than males. Adidas and Puma were preferred by all 4 groups. Polo and Guess were preferred by Seoul students, and Clide, Banila B, and TBJ were preferred by female students. The determinants of brand preference were identified as quality, reliability, affirmative image, and some brand personas such as 'neat', 'natural' and 'polished'. The students from Seoul tend to pay more money for clothing than those from Gumi, and Seoul students' main purchasing place was identified as department store while Gumi students shop more at brand chain stores.
본 연구에서는 탄소나노튜브를 담지체로 사용하여 연료전지용 백금(Pt) 촉매의 고분산, 고담지를 목적으로 하였다. 탄소나노튜브의 표면처리는 열적산화방식으로 전처리하였다. 25, 50, 90 및 $110^{\circ}C$에서 열처리를 하였을 경우, 온도변화에 따른 작용기의 영향을 FT-IR, XPS를 통해 분석하였다. XPS를 통해 전처리의 온도가 증가할수록 작용기의 농도가 증가하는 것을 확인 하였으며, TGA와 TEM을 통해 Pt의 담지량과 분산도 또한 증가한 것을 확인하였다. 산화과정에서 열적거동은 고담지 Pt 촉매의 제조와 밀접한 관련이 있으며, 본 연구에서 제조된 촉매의 고분산, 고담지에 적절한 합성 온도는 $90^{\circ}C$로 관찰되었으며 단위전지에서 가장 좋은 성능을 나타내었다.
선택적 CO 산화반응(PrOx)을 위한 Ru이 고분산 담지된 $Ru/{\alpha}-Al_2O_3$ 촉매를 증착-침전법(deposition-precipitation)으로 제조하였다. 용액의 pH와 aging 시간에 따른 Ru 입자의 크기 변화와 분산도의 영향을 살펴보았으며 함침법(impregnation)으로 비교 촉매를 제조하였다. 촉매의 특성분석은 BET, TPR, CO-Chemisorption분석을 수행하여 촉매의 비표면적, 환원특성, 분산도를 알 수 있었다. 특성분석결과, 증착-침전법으로 제조한 $Ru/{\alpha}-Al_2O_3$ 촉매가 함침법으로 제조한 촉매에 비해 분산도가 높았으며, pH별 촉매 제조에서는 pH6.5로 제조한 촉매가 22.06%로 가장 높은 분산도를 보였다. 또한, 담체의 비표면적 영향에 따른 Ru 입자의 분산도를 살펴보기 위해 ${\gamma}-Al_2O_3$와 ${\alpha}-Al_2O_3$ 담체를 적용한 결과, 비표면적이 작은 ${\alpha}-Al_2O_3$ 담체 표면에서 Ru 분산도가 ${\gamma}-Al_2O_3$ 담체에 비해 높았다. 이는 기공이 발달하여 비표면적이 넓은 ${\gamma}-Al_2O_3$ 담체는 소량의 Ru을 고분산 담지 시 담체 표면보다는 기공 내에 담지 되는 양이 많아 실제 반응 시 반응에 참여하는 표면 활성 금속양이 적음을 알 수 있다. 특히, 선택적 산화반응과 같이 표면에서 빠른 반응이 일어나는 경우, 기공 내부의 활성금속이 반응에 참여하기 어려워 반응 활성이 낮음을 PrOx 반응실험을 통해 확인할 수 있었다. PrOx test 조건은 GHSV 250000~60000, 온도는 80~200도, 람다값은 2~4로 성능 비교하여 실험 하였다. PrOx의 성능평가 결과 담체를 ${\alpha}-Al_2O_3$를 사용하여 deposition-precipitation방법으로 제조한 pH6.5 촉매에서 $100{\sim}160^{\circ}C$에서 90%의 가장 높은 CO conversion을 가지고 18%의 선택도를 가졌다.
Kim, A-Young;Kim, Ji-Eun;Kim, Min-Young;Ha, Seung-Won;Tien, Ngyen Thi Thuy;Kang, Mi-Sook
Bulletin of the Korean Chemical Society
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제33권10호
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pp.3355-3360
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2012
To promote the photoelectric conversion efficiency of dye-sensitized solar cells (DSSCs), graphene is introduced as a working electrode with $TiO_2$ in this study, because it has great transparency and very good conductivity. XRD patterns indicate the presence of graphene and $TiO_2$ particles in graphene-linked $TiO_2$ samples. Moreover, TEM pictures also show that the nano-sized $TiO_2$ particles are highly dispersed and well-linked onto the thin layered graphene. On the basis of the UV-visible spectra, the band gaps of $TiO_2$, 1.0 wt % graphene-$TiO_2$, 5.0 wt % graphene-$TiO_2$, and 10.0 wt % graphene-$TiO_2$ are 3.16, 2.94, 2.25, and 2.11 eV, respectively. Compared to pure $TiO_2$, the energy conversion efficiency was enhanced considerably by the application of graphene-linked $TiO_2$ anode films in the DSSCs to approximately 6.05% for 0.1 wt % graphene-$TiO_2$ with N719 dye (10.0 mm film thickness and $5.0mm{\times}5.0mm$ cell area) under $100mW/cm^2$ of simulated sunlight. The quantum efficiency was the highest when 1.0 wt % of graphene was used. In impedance curves, the resistance was smallest for 1.0 wt % graphene-$TiO_2$-DSSC.
$CeO_2$에 담지된 구리산화물에서 벤젠의 촉매연소 반응에 대해 연구하였다. 담지된 구리산화물 촉매들은 볼밀법과 함침법으로 제조하였고, XRD, FT-IR, TEM 및 TPR에 의해 특성분석을 하였다. 볼밀법으로 제조된 CuO/$CeO_2$ 촉매는 높은 담지량에서도 잘 분산된 CuO를 얻었다. 볼밀법으로 제조된 CuO/$CeO_2$ 촉매는 함침법으로 제조된 촉매에 비해 높은 활성을 보여주었다. CuO의 담지량이 증가할수록 촉매 활성이 증가하였으며, 10 wt%로 담지된 촉매에서 가장 높은 활성을 나타내었다. 또한, 10 wt% CuO/$CeO_2$ 촉매에 소량의 $Fe_2O_3$와 CoO의 조촉매 첨가는 CuO의 분산도를 높여 반응활성을 증가시켰다.
To improve the electrochemical and mechanical characteristics, engineering plastic of the sulfonated polyether ether ketone (SPEEK) as polymer matrix was prepared in the sulfonation reaction of polyether ether ketone (PEEK). The SPEEK organic-inorganic blended composite membranes were prepared by sol-gel casting method. It was loaded with the highly dispersed ceria and cesium-substituted molybdosilicic acid (Cs-MoSiA) and 1,4-diiodobutane which was cross-linking agent contents of $10{\mu}L$. Cs-MoSiA was added to increase proton conductivity. Ceria ($CeO_2$) was used as a free radical scavenger which degrade the membrane in polymer electrolyte membrane water elctrolysis (PEMWE). In conclusion, CL-SPEEK/Cs-MoSiA/Ceria 1% composite membrane showed high proton conductivity 0.2104 S/cm at $25^{\circ}C$ which was better than Nafion 117 membrane.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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