• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.142.2-142.2
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• 2013

The effect of substrate on catalytic activity of CO oxidation with transition metal Platinum nanoparticles on doped and undoped TiO2 was investigated. Titanium dioxide was doped chemically with non-metal anions including nitrogen and fluorine. Undoped TiO2 was synthesized via simple conventional sol-gel route. Thin films of titania were developed by spin coating technique and the characterization techniques SEM, XRD, UV-Vis Absorption Spectroscopy and XPS were carried out to examine the morphology of films, crystal phase, crystallites, optical properties and elemental composition respectively. XPS analysis from doped TiO2 confirmed that the nitrogen site were interstitial whereas fluorine was doped into TiO2 lattice substitutionally. Catalytic activity systems of Pt/doped-TiO2 and Pt/undoped-TiO2 were fabricated to reveal the strong metal-support interaction effect during catalytic activity of CO oxidation reactions. By arc plasma deposition technique, platinum nanoparticles with mean size of 2.7 nm were deposited on the thin films of doped and undoped titanium dioxide. The CO oxidation was performed with 40 Torr CO and 100 Torr O2 with 620 Torr He carrier gas. Turn over frequency was observed two to three folds enhancement in case of Pt/doped TiO2 as compared to Pt/TiO2. The electronic excitation and the oxygen vacancies that were formed with the doping process were the plausible reasons for the enhancement of catalytic activity.

• 한국결정성장학회지
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• 제29권4호
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• pp.160-166
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• 2019

산화세륨($CeO_2$)는 고체산화물연료전지, 자동차 삼원 촉매, 산소 캐패시터 소재 등의 고온환경에서 구동되는 촉매 응용분야에 널리 활용되고 있으며 중요한 희토류 산화물 중에 하나이다. 고온 환경에서 $CeO_2$의 우수한 촉매 활성을 유지하기 위하여 초기 합성단계에서 높은 비표면적을 갖는 미세구조제어 연구와 나노 미세구조가 고온 열 사이클과 산화-환원 사이클 변화에서 안정하도록 하는 연구가 필요하여 많은 연구가 진행되고 있다. 따라서 본 연구에서는 탄산염 침전법의 전구체 결정화 단계에서의 이방성을 정밀 제어하여 고 비표면적의 flower-like $CeO_2$를 성공적으로 합성할 수 있었다. 또한, 서로 다른 탄산염이온 침전제의 침전 반응 경로 제어를 통한 침전 수화물 전구체의 이방적 결정 특성으로부터 최종 고 비표면적 $CeO_2$ 산화물의 미세구조 제어와 고온 안정 제어를 확인하고 특성을 평가하였다.

• Current Applied Physics
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• 제18권11호
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• pp.1422-1425
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• 2018

$NaTa_{1-x}Fe_xO_3$ ($0{\leq}x{\leq}0.40$) nanocubes were synthesized by a relatively low temperature hydrothermal method, using $Ta_2O_5$, $FeCl_3$ and NaOH as the precursors. The UV-vis diffuse reflectance spectra showed that $NaTa_{1-x}Fe_xO_3$ had significant visible-light-absorbing capability, and the absorption edge of $NaTaO_3$ shifted to longer wavelength with the increase of Fe dopants. Moreover, $NaTa_{1-x}Fe_xO_3$ exhibited room-temperature ferromagnetism when $Fe^{3+}$ occupied $Ta^{5+}$ sites in $NaTaO_3$ crystal lattice. The ferromagnetism is mainly attributed to the superexchange interactions between doped $Fe^{3+}$, rather than the contribution of oxygen vacancies caused by Fe doping. Therefore, Fe doping can simultaneously regulate the optical and magnetic properties of $NaTaO_3$ semiconductor, which will enable its potential applications in multifunctional optical-electronics and opticalspintronics devices.

• 공업화학
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• 제33권6호
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• pp.594-599
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• 2022

본 연구에서는 Pt/V/TiO₂ 촉매 제조 시, V 담지 함량에 따른 NH₃-SCO (selective catalytic oxidation) 반응 활성을 비교하였다. NH₃ 전환율 및 N₂ 선택성을 모두 고려하였을 때, V이 2 wt% 담지된 촉매에서 가장 우수한 성능을 나타내었다. 이에 따라 물리/화학적 특성과 반응활성과의 상관관계를 확인하였을 때, 격자산소종의 증가 및 (V³⁺ + VM⁴⁺) 비율의 증가가 활성인자임을 확인하였다. 또한 가장 우수한 촉매를 이용하여 SO₂ 내구성 실험을 진행하였을 때, 고농도의 SO₂가 주입되더라도 영향이 미미함을 확인하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제34권2호
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• pp.145-156
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• 1997

2성분계(CaO-, Y2O3-, MgO-ZrO2) 및 3성분계(MgO-ZrO2-Al2O3)ZrO2분말의 안정화제 종류, 첨가량 및 열처리온도 변화에 따른 ZrO2의 상전이를 X-선 회절과 Raman분광법으로 연구하였다. CaO-, 및 Y2O3-ZrO2계에서 CaO와 Y2O3의 첨가량이 각각 6~15mol% 및 3~15mol%로 증가에 따른 정방정상에서의 입방정상으로의 상전이를 X-선회절 pattern으로는 판별하기 어려웠으나, Raman spectra에서는 모든 Raman band가 저파수쪽으로 이동하고 band의 수 및 그 세기가 현저히 감소함을 관찰할 수 있었다. 이것은 정방정$\longrightarrow$입방정의 상전이가 발생한 것으로 ZrO2 격자내에서 Zr4+ 이온과 Ca2+ 혹은 Y3+이온의 치환에 의해 산소이온의 빈자리 생성으로 인한 구조적 불규칙성과 선택규칙(k=0)의 파괴에 기인한 것으로 해석된다. MgO의 경우에는 10mol%에서 단사정에서 입방정으로 상전이가 발생하였다. MgO-ZrO2-Al2O3계에서는 Al2O3의 첨가에 의해 입방정$\longrightarrow$단사정의 상전이가 발생하는데 이것은 MgO와 Al2O3의 반응에 의해 spinel(MgAl2O4)의 형성으로 인하여 MgO가 충분히 안정화제로서의 역할을 하지 못하기 때문으로 판단된다. 또한, 안정화제의 종류와 첨가량 변화에 따른 ZrO2의 상전이를 ZrO2의 격자상수값의 변화와 관련하여 설명할 수 있는데, 즉, 안정화제의 첨가량이 증가할수록 격자상수 a값은 증가하고 c값은 감소하여 10~13mol%사이에서는 c/a의 축비가 1에 근접하고, 따라서 정방정$\longrightarrow$입방정의 상전이가 진행됨을 알 수 있었다.

• 공업화학
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• 제21권1호
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• pp.24-28
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• 2010

이산화탄소의 광물고정화는 자연계의 풍화 작용을 모사한 것으로 매우 안정한 반응이지만 반응 속도가 매우 느리다. 이러한 반응 속도 증가를 위하여 광물의 전처리가 필요하다. 본 연구에서는 이산화탄소 광물고정화 속도 증가를 위한 두 가지의 전처리 방법을 소개하고 고정화 효율 증가를 확인하였다. 열적전처리는 $630^{\circ}C$에서 행해지는데, 이는 이산화탄소가 고정화되는 것을 방해하는 사문석 분자 내의 -OH기의 제거한다. FT-IR 피크를 통해 -OH기가 제거되는 것을 확인할 수 있다. 화학적전처리는 사문석 내의 주요 광물고정화 성분인 마그네슘 성분을 $75^{\circ}C$의 추출 온도에서 황산을 이용하여 추출해내는 것이다. 황산의 수소이온이 사문석 내의 결합을 약화시켜 마그네슘이 추출되도록 한다. 이는 ICP-AES와 XRF를 통하여 추출량을 확인하였다. 전처리가 끝난 사문석을 이용하여 이산화탄소 광물고정화 반응을 진행시 열적전처리의 경우 43%의 이산화탄소 고정화 효율을 나타내는데, 전처리를 하지 않았을 때 27%의 효율에 비하여 증가하였음을 확인하였다. 하지만 이 경우 많은 에너지가 소비된다는 단점이 있다. 화학적 전처리의 경우 열적전처리에 비해 45 atm, $25^{\circ}C$라는 비교적 온화한 조건에서 진행되는데, 이산화탄소 고정화 효율도 전처리 전인 24%에서 42%까지 상승하는 것을 확인할 수 있다.

• 대한화학회지
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• 제38권12호
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• pp.873-879
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• 1994

$Sr_xEu_{1-x}FeO_{3-y}$ (0.00{\leq}x{\leq}1.00)계의 고용체 시료를 $1200^{\circ}C$와 대기압하에서 합성하였다. X-선 회절분석, 열분석, Mohr염 분석 및 Mossbauer 분광분석을 수행하여 합성된 고용체의 구조들을 규명하고 전기 전도도를 측정하여 물성에 관한 논의를 하였다. X-선 회절 분석 결과 x = 0.00, 0.25 및 1.00인 조성계들은 사방정계이고, x = 0.50과 0.75인 조성계들은 입방정계이다. 입방세포로 환산된 격자부피는 x값이 증가함에 따라 증가한다. Mohr염 적정으로 고용체내의 $Fe^{4+}$이온의 몰비 또는 $\tau$값을 결정하고 전기 중성화 조건에 의해 산소 비화학량 또는 y값을 계산하여 비화학량론적 화학식을 설정한다. Fe 이온의 혼합원자가 상태, 산소 배위상태 및 공유결합성을 Mossbauer 분광분석 결과와 관련하여 논의한다. 전기전도도의 활성화 에너지는 -100 ~ $600^{\circ}C$ 의 온도범위와 대기압하에서 $\tau$값에 의존하였다. 시료의 Mossbauer 스펙트럼과 전기전도도를 비화학량론적 화학조성과 관련시켜 논의 하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제18권6호
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• pp.237-241
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• 2008

AlN 소결체를 제조함에 있어서 $Y_2O_3$를 소결 첨가제로 하여 일축 가압 소결법을 적용하여 소결 조제 첨가량의 변화와 소결 시간의 변화에 따른 소결 특성, 미세구조 및 열전도도 측성에 대하여 조사하였다. $Y_2O_3$의 첨가로 인하여 AlN의 치밀화가 첨가하지 않은 경우보다 증진됨을 확인할 수 있었으며, 결정립계 및 결정립계 삼중점에서 YAG 이차상을 형성함으로써 AlN 결정 격자 내의 산소 결함 농도를 낮춰 열전도도를 향상시킴을 알 수 있었다. 특히, 소결 시간을 증대함에 따라 결정립 성장 및 열전도도의 방해 요소인 YAG 이차상이 고온에서 휘발됨에 따라 열전도도가 크게 향상됨을 확인할 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권4호
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• pp.585-591
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• 2018

미세액적 유동반응기 공정에서 제조된 나노구조 $SiO_2:Zn$ 원환형 입자의 특성을 밴드갭 에너지와 표면 반응성의 관점에서 고찰하였다. $SiO_2:Zn$ 원환형 입자를 단일 공정에서 연속적이며 합리적인 생산 효율로 첨가제인 THAM (tris(hydroxymethyl)-aminomethane)과 도핑되는 $Zn^{2+}$ 이온의 농도 변화에 따라 성공적으로 제조할 수 있었다. 그리고 $Zn^{2+}$ 이온의 도핑은 $Si^{4+}$ 이온의 conduction band 보다 에너지 레벨이 낮은 $Zn^{2+}$ 이온의 acceptor level을 형성함으로써 $SiO_2:Zn$ 원환형 입자의 밴드갭 에너지를 줄일 수 있었다. 또한, 입자의 원환형 구조는 $SiO_2:Zn$ 입자의 밴드갭 에너지를 감소시키는데 기여하였다. 따라서 $Zn^{2+}$ 이온이 도핑된 $SiO_2:Zn$ 원환형 입자는 표면에 SiO-H의 형성과 산소 결함의 생성으로 표면 반응성을 증대시킬 것으로 사료되었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제39권11호
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• pp.1055-1062
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• 2002

정방정 지르코니아의 상안정성 및 저온열화기구를 고찰하기 위해 Y2O3 안정화 지르코니아에 3가 양이온 산화물을 첨가한 후 그 소결체의 기계적 물성, 라만 스펙트럼 및 격자상수 변화 등을 관찰하였다. 2Y-TZP에 $Zr^{4+}$ 보다 이온크기가 큰 3가 양이온($Sc^{3+},\;Yb^{3+},\;Y^{3+},\;Sm^{3+},\;Nd^{3+},\;La^{3+}$)들을 2 mol%까지 첨가하여 $1500{\circ}C$에서 1시간 소결후, X-ray 상분석 결과 $La^{3+}$의 경우에는 0.5 mol% 이상 첨가시 pyrochlore 상$(La_2Zr_2O_7)$의 형성으로 정방정상의 상안정성이 저하되었다. 첨가량이 증가할수록 $Zr6{4+}$과 이온크기가 거의 비슷한 $Sc^{3+}$를 첨가한 경우에는 정방정상만 관찰되었으나 $Yb^{3+},\;Y^{3+},\;Sm^{3+},\;Nd^{3+}$를 첨가한 경우에는 입방정상이 형성되었다. 양이온 크기가 커질수록 c/a비는 증가하였으나 $220{\circ}C$에서 500시간까지 열처리후 상분석 결과 단사정량은 감소하였다.