• 한국응용과학기술학회지
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• 제22권4호
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• pp.306-314
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• 2005

In this study, spherical $pre-BaTiO_3$ particles are prepared by gelation and aging process in autoclave without catalysts. The (Ba-Ti) gel used as a starting material was prepared by aging mixtures of titanyl acylate with barium acetate aqueous solution([glacial acetic acid (AcOH)]/[titanium isopropoxide (TIP)] 4, [barium acetate]/[TIP] 1) at $45^{\circ}C$ for 48hrs. XRD and SEM results for the (Ba-Ti) gel sample at aging process showed that the gel was formed via aggregation of the fine particles. It seems to be the primary particles of bulk (Ba-Ti) gel amorphous, but the spatial arrangement of barium and titanium in the (Ba-Ti) gel is similar to that in crystalline $BaTiO_3$ particles. From XRD and FT-IR. spectroscopy analysis it was found that the crystal structure of the prepared particles continuously transformed from amorphous to tetragonal as the calcination temperature increased, and crystallized spherical cubic and tetragonal $BaTiO_3$ powder obtained at the very low calcination temperature between $500^{\circ}C$ and $900^{\circ}C$ after 1hrs of heat treatment respectively. According to BET analysis result, final particle have pore structure of ink bottle shape which is produced by aggregation of fine spherical particles with surface area of $280m^2/g$ and average pore size of 130nm.

• 한국재료학회지
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• 제17권8호
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• pp.437-441
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• 2007

Preparation and morphology control of $TiO_2$ nano powders for gas sensor applications are investigated. $TiO_2$ nanopowders with rutile and anatase structures were prepared by controlling the pH value of a precursor solution without any heat treatment. The mean particle size of $TiO_2$ powders were below 10nm. The prepared $TiO_2$ nano powders were hydrothermal treated by NaOH solution. The sample was washed in HCl solution. As a result and $TiO_2$ nanotubes were formed. The lengths of $TiO_2$ nanotube were $1{\mu}m$ and the diameters were 10nm. Crystal structure and microstructure of $TiO_2$ nanotube were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscope (TEM). As-prepared $TiO_2$ nanotube powders have several advantages of nano particle size and high surface area and could be a prominent candidate for nano-sensors. The sensitivity of $TiO_2$ nanotube sensor was measured for toluene and NO in this study.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.344-344
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• 2008

최근 들어, 압전 세라믹스 제조기술의 급속한 발전으로 기계, 전자뿐만 아니라 휴대용 전자기기의 초소형 적층형 압전모터 및 압전변압기 같은 고품질 압전소자의 개발에 있어 특히 소자의 소형화에 따라 나노크기의 분말제조가 연구의 주류를 이루고 있다. 현재 이러한 나노크기의 세라믹스 제조에 사용되는 방법으로는 화학적 공침법, 졸겔법, 수열반응, 그리고 고에너지 볼밀법등이 보고되고 있다. 볼밀링 공정은 세라믹제조 시 필수 불가결한 공정이나 일반적으로 미세화에 그 한계가 있어 $1{\mu}m$이하의 입자크기를 가지는 분말은 제조가 곤란한 것으로 인식되어 왔다. 그러나 고에너지 볼밀을 이용한 볼밀링은 원료의 변형, 파괴 등과 같은 원료의 물리적 변화 뿐만 아니라 원료를 구성하는 원자/분자 구조에 영향을 미쳐 원료의 화학적 특성의 변화를 유발한다. 이러한 화학적 특성의 변화는 이종 원료간의 화학 반응성을 향상시켜 밀링 중에 새로운 화학종의 생성을 유발하게 되는데 이러한 현상을 mechanochemical 효과라 한다. 이러한 mechanochemical 효과는 나노 분말 입자의 제조뿐만 아니라, 분자설계, 재료합성, 자원처리 및 리사이클링 등에도 그 적용이 시도되고 있다. 이러한 mechanochemical 효과를 이용하여 분말을 미세화 함으로써 저온 소결과 재료특성 향상을 기대해 볼 수 있다. 따라서, 이번 연구에서는 우수한 압전 특성을 가진 PMN-PNN-PZT조성을 가지고 시편을 제작하였으며, 고에너지 볼밀시간에 따라 그 압전 및 유전특성을 조사하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.42-42
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• 2007

티타네이트 나노튜브는 10 nm 이내의 내경과 0.74nm 정도의 크기를 갖는 층상 구조를 이루고 있어 높은 비표면적을 이용한 수소의 물리적 흡착뿐만 아니라 Ti-H 결합에 의한 화학적 흡착이 동시에 가능하다. 따라서 본 연구에서는 전이금속 원소 중 Ni을 첨가한 티타네이트 나노튜브를 합성하고 수소저장특성을 평가하고자 하였다. 티타네이트 나노튜브는 저온균일침전법으로 제조된 침상형의 $TiO_2$ 분말을 출발원료로 염화니켈을 $TiO_2$의 질량 비로 1~5wt% 첨가하고 10 M의 NaOH 수용액에서 일정시간 혼합한 후 $150^{\circ}C$에서 24시간 수열합성하였다. 합성된 분말의 입자형상 및 결정상은 전자현미경과 X-선 회절 시험을 이용하여 분석하였고, 입자의 비표면적은 액체질소흡착법을 이용하여 측정하였다. 전자현미경 관찰결과 이온교환 전후의 입자형상은 큰 변화가 없었던 반면 이온교환 후 입자의 비표면적이 30% 이상 증가함을 확인하였다. 특히 Ni의 도핑량이 증가함에 토라 입자의 비표면적도 함께 증가하였으며, 전자현미경 관찰결과 더욱 미세한 나노튜브가 형성됨을 확인할 수 있었다. P-C-T를 이용하여 측정한 순수한 티타네이트 나노튜브의 수소저장량이 20기압에서 1.2 wt% 정도로 측정된 반면 Ni이 5 wt% 첨가된 티타네이트 나노튜브의 경우 같은 압력에서 1.6 wt%를 나타내었다.

• 한국표면공학회지
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• 제55권1호
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• pp.32-37
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• 2022

In a carbon-zero social atmospher, research is underway to reduce the use of fossil fuels. Interest in cleaner energy sources and their storage system is growing, and among them, research on effective energy storage is being actively conducted. Energy storage system(ESS) can be divided into secondary batteries, fuel cells, and capacitors, and the superiority of energy density of secondary batteries has a dominent influence on the ESS market. However, as problems with secondary batteries, charge/discharge speed, safety, and deterioration of electrodes are being highlighted. In this study, an electrode for supercapacitor with superior charge/discharge speed and specific capacitance is manufactured. The manufactured spinel nickel cobalt electrodes had specific capacitances of 1018.8 F/g, 690.8 F/g, and 475.1 F/g at 1 A/g in 1 M KOH electrolyte, and shows a performance retention rate of 77.48%, 63.30%, and 58.16% after 2000cycles at 7 A/g.

• 대한화학회지
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• 제51권2호
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• pp.178-185
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• 2007

펜타실 구조와 유사한 제올라이트형 결정성 보로실리케이드를 수증기 쪼임법으로 제조하였다. 실제 여러 종류의 서로 다른 붕소화합물 원료를 사용하여 만든 다양한 조성의 Na2O.SiO2.B2O3.TBA2O 겔을 건조시켜 얻은 무정형 분말을 수열합성 분위기에서 수증기를 쪼임으로써 펜타실 구조를 갖는 보로실리케이트 제올라이트를 합성하였다. 이때 MFI와 MEL 구조가 90:10의 비율을 혼합되어 있는 새로운 중간구조 물질이 얻어 졌다. 본 연구로부터, 젖어 있는 반응성 고체상 물질이 수증기와 높은 pH 분위기에서 결정화가 이루어짐을 확인하였다. X-선 회절법으로 분석한 결과 생성물은 우수한 결정성을 가질뿐만 아니라 독특한 촉매적 성질을 보일것으로 예상되는 구조를 갖는다. 또한 반전중심을 갖는 MFI 구조의 펜타실 층이 규칙적으로 쌓이는 모양을 보이지만 이는 MEL 구조의 거울상 층으로 이루어진 결함에 의해 방해된다. 생성물은 77 K 질소흡착법에 의하면 미세기공 부피가 0.160 cc/g 로서 순수한 MFI 구조 물질이 갖는 0.119 cc/g 보다 더 크며, 비교적 넓은 비표면적(~600 m2/g)을 보인다. 적외선 스펙트럼에서는 900.75 cm-1에서 흡수띠를 보이는데, 이는 붕소가 결정성 실리케이트의 사면체 구조내에 위치함을 뜻한다.

• 한국재료학회지
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• 제20권5호
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• pp.262-266
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• 2010

ZnO nanostructures were grown on an Au seed layer by a hydrothermal method. The Au seed layer was deposited by ion sputter on a Si (100) substrate, and then the ZnO nanostructures were grown with different precursor concentrations ranging from 0.01 M to 0.3M at $150^{\circ}C$ and different growth temperatures ranging from $100^{\circ}C$ to $250^{\circ}C$ with 0.3 M of precursor concentration. FE-SEM (field-emission scanning electron microscopy), XRD (X-ray diffraction), and PL (photoluminescence) were carried out to investigate the structural and optical properties of the ZnO nanostructures. The different morphologies are shown with different growth conditions by FE-SEM images. The density of the ZnO nanostructures changed significantly as the growth conditions changed. The density increased as the precursor concentration increased. The ZnO nanostructures are barely grown at $100^{\circ}C$ and the ZnO nanostructure grown at $150^{\circ}C$ has the highest density. The XRD pattern shows the ZnO (100), ZnO (002), ZnO (101) peaks, which indicated the ZnO structure has a wurtzite structure. The higher intensity and lower FWHM (full width at half maximum) of the ZnO peaks were observed at a growth temperature of $150^{\circ}C$, which indicated higher crystal quality. A near band edge emission (NBE) and a deep level emission (DLE) were observed at the PL spectra and the intensity of the DLE increased as the density of the ZnO nanostructures increased.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권1호
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• pp.88-94
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• 2011

순환골재를 제조하기 위해서는 반복적으로 파쇄해야 하기 때문에 미립분의 발생량이 증가하게 된다. 기존에는 이 분말을 순환골재에 포함하여 배출하였으나, 고품질 순환골재의 경우에는 골재의 품질을 저하시키게 되므로 별도로 분리하여야 한다. 또한, 폐콘크리트의 완전한 리사이클링 이라는 측면에서도 미립분의 용도를 개발하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 고압으로 압출하고 고온고압 양생에 의해 산화칼슘과 산화규소의 수화반응을 유도하여 강도를 발현하는 시멘트 압출패널을 대상으로 규사분말의 대체재로서 폐콘크리트 분말을 적용하는 연구를 수행하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 1) 폐콘크리트 분말은 $SiO_2$, CaO를 주성분으로 하고 환경에 유해한 성분을 포함하고 있지 않으며, 밀도는 콘크리트보다 약간 높은 $2.45g/cm^3$, 분말의 평균 입경은 $13{\sim}141{\mu}m$로 배출되는 장소에 따라서 다소 차이가 있는 것으로 나타났다. 2) 폐콘크리트 분말을 배출되는 장소에 따라 강도를 검토한 결과 분말의 평균사이즈가 작은 경우의 강도가 높게 나타나고 있어 분말의 크기가 강도에 미치는 주요 요인인 것을 확인하였다. 3) 평균크기 $13{\mu}m$로 크기가 가장 작은 백필터 집진분말을 이용하여 규사분말의 50~100%를 대체하여 실험한 결과 대체율의 증가에 따라 강도가 저하하고 있으나 KS 기준을 만족하는 경우도 있어 폐콘크리트 미립분을 수열반응에 의해 제조하는 시멘트 압출패널의 실리카질 재료로 활용하는 것이 가능함을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권6호
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• pp.816-822
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• 2011

투과증발법은 투과 측의 진공 유지에 필요한 전력만을 소비하기 때문에 에너지 저감 기술이며, 공비증류와 같이 제 3의 보조 화학 물질을 사용하지 않기 때문에 환경 친화 기술로 알려져 있다. 본 연구에서는 수열 합성을 통해 Silicalite-1을 합성하고 이를 PDMS 고분자에 적절한 양을 첨가하여 PDMS-zeolite 복합막을 제조하였다. 제조한 분리막을 이용하여 n-부탄올 수용액으로부터 n-부탄올을 분리하였다. 공급 수용액의 농도 변화 및 첨가한 제올라이트의 양 변화에 따른 투과증발 특성을 관찰하였다. 부탄올 농도가 매우 낮은 0.001 몰분율이 포함된 1,000 $cm^3$ 수용액을 용기로 공급하였다. 투과측의 압력을 약 0.2~0.3 torr로 유지하였다. n-부탄올의 투과플럭스는 공급된 n-부탄올의 농도가 0.015 몰분율인 실험조건에서 복합막 내의 Silicalite-1의 첨가량이 0 wt%에서 10 wt%로 증가함에 따라 14.5에서 186.3 g/$m^2$/hr로 크게 증가하였다. 이는 제올라이트 입자가 지닌 미세공 구조와 강력한 소수성으로 인하여 분리막의 분자 선택성이 4.8에서 11.8로 상당히 개선되었음을 의미한다. 이러한 결과로 투과된 투과물 내의 n-부탄올의 농도가 0.07 몰분율에서 0.15 몰분율로 상당히 증가함을 알 수 있었다. 이렇게 합성된 복합막을 n-부탄올 농도가 0.015 몰분율 이하의 상당히 낮은 발효액으로부터 분리 회수하는데 유용하게 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 공업화학
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• 제22권3호
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• pp.255-260
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• 2011

$K^{+}-{\beta}^{{\prime}{\prime}}$-alumina pellet를 이온교환 매체인 ammonium nitrate 수용액과 용융염으로 각각 이온교환하여, 고온형 PEMFC 전해질로 기대되는 무기소재인 $NH_4{^+}-{\beta}^{{\prime}{\prime}}$-alumina를 제조하였다. 고압반응기의 실험조건으로 온도는 130, 150, 170, $200^{\circ}C$ 에서, 시간은 2 h 간격으로 2 h에서 8 h까지 수열반응을 실시하였으며 이 때의 수용액의 농도는 5 M과 10 M을 사용하였다. 또한 $200^{\circ}C$의 가열기 위에서 ammonium nitrate를 완전히 녹여 용융염 상태의 ammonium nitrate를 이용하여 2 h 간격으로 2 h에서 8 h까지 이온교환을 실시하였다. 이온교환반응의 반복횟수에 따른 영향을 알아보기 위하여 재이온교환반응을 3차까지 반복해서 실험하였다. 이후 이온교환 된 $NH_4{^+}-{\beta}^{{\prime}{\prime}}$-alumina 구조체의 상 안정성, 이온교환율을 각각 X선 회절기(Rigaku Rint 2000, Japan)와 ICP-AES (Spectro, Modular EOP)를 사용하여 분석하였다.