Cho, Woosuk;Song, Jun Ho;Kim, Sang-Min;Kim, Dong-Jin;Kang, Min-Gu;Kim, Jeom-Soo;Kim, Young-Jun
Journal of Electrochemical Science and Technology
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제4권3호
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pp.113-118
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2013
Fluorophosphate, $Na_2MnPO_4F$ as new cathode material was synthesized by carbothermal treatment method. Prepared $Na_2MnPO_4F$ has particle size under 100 nm and residual carbon exists in surface of $Na_2MnPO_4F$. Additional carbon coating was performed in order to increase the electrochemical properties. Even capacity and overpotential were improved by carbon coating using mechanical ball milling, the reduced crystallinity limited the drastic improvement of the electrochemical properties. To solve this problem, re-heat treatment was involved to recover crystallinity and then notable improvement of electrochemical properties was obtained. Specific amount of $Li^+$ that participates in electrochemical $Li^+$ insertion / extraction reaction, was x = 1 in $Li_xNa_{2-x}MnPO_4F$ within the voltage range of 2.0 to 4.8 V. The doubled capacity by 2 electron reaction can be obtained when NMPF is charged to higher voltage over 4.8 V.
유기물질과 무기염류가 들깨의 성장과 채엽수확에 미치는 영향을 알아보기 위하여 수경재배 시료용액을 만들어 일정시간 유속으로 흘러 보내면서 들깨를 재배하였다. KNO$_3$와 NH$_4$ H$_2$ PO$_4$의 농도가 각각 270ppm 이하와 152ppm 이하의 용액에서는 발육이 현저하게 줄어들었다. 발육초기의 초장의 형성에는 $Ca^{2+}$, $K^+,NH^{4+},Mn^{2+},Zn^{2+},Cu^{2+},Na^+,Mo^{+6}$ 이온 등의 결핍은 중간단계의 발육을 크게 저하시키는 요인이 되었다. 엽장 및 엽폭의 성장과 발육에도 $Ca^{2+}, K^+, NH^{4+}, NO_3^-, H_2PO_4^-$ 이온이 크게 영향을 미쳤다. 수경재배한 들깻잎의 분광학적 금속이온 함량의 분석 결과에 의하면 6월 7일과 6월 12일 사이 6일간의 성장기간에 채취한 들깻잎 속에 $Mg^{2+}$ 이온이 많이 축적될수록 성장속도가 빠름을 알 수 있었다. 들깻잎의 조단백질과 조지질 및 탄수화물의 분석 결과에 의하면 성장과 발육에 필요한 무기염류가 아미노산과 결합하여 안정한 단백질과 지방으로 들깻잎에 축적됨을 알 수 있었다.
This study was designed to investigate the fundamental aspects of a possible recovery of phosphorus strategy from wastewater by using the zirconium mesoporous structured materials as a new type of ion exchangers. Zirconium mesoporous structure material was synthesized by hydro-thermal synthesis. The synthesized zirconium mesoporous structure was examined by X-ray diffraction (XRD) and Transmission electron micrograph (TEM). From the results of XRD and TEM, it was found out that hexagonal mesoporous structure, pore size was about $47{\AA}$, was synthesized. Experimental results showed that the complex of zirconium sulfate tetrahydrate and surfactant micelles had very high ability for capture of phosphorus. The amount of phosphate ions exchanged into the solid was as great as 3.4mmol/g-ZS. And the ion exchange reaction was occurred between $PO_4{^{3-}}$ and $SO_4{^{2-}}$ and also between $PO_4{^{3-}}$ and $OH^-$. Therefore, it is possible to get the higher removal efficiency than other ion exchange media and adsorbent.
The $LiFePO_4$ as cathode materials for lithium ion batteries was synthesized by the solid-state reaction using ballmiller and employed one step heat treatment at $650^{\circ}C$. The influence of the heating time on the structure, particle size and cycle performance was investigated. $LiFePO_4$ heated at $650^{\circ}C$ for 3 h exhibited higher discharge capacity of 140 mAh/g and excellent cycle performance.
해양오염퇴적물 정화를 위한 몬모릴로나이트의 피복소재 적용성 평가를 위하여 $PO{_4}{^{3-}}$ 흡착특성을 알아보고자 동적흡착, 평형흡착, pH, 흡착제 주입량, 이온경쟁, 타 흡착제 복합사용 그리고 해수에서의 흡착특성을 살펴보았다. 동적흡착실험 결과 50 mg/L의 농도에서는 1시간대에 흡착평형을 나타내었고, 300 mg/L의 농도에서는 3시간대 흡착평형을 나타내었다. Freundlich 모델과 Langmuir 모델을 적용한 결과 다층흡착을 가정한 Freundlich 모델이 $PO{_4}{^{3-}}$의 평형 흡착에 더 잘 부합하였고, $PO{_4}{^{3-}}$의 흡착은 pH가 낮을 때 높은 흡착경향을 나타내었다. 이는 높은 pH에서는 OH-가 경쟁관계를 형성함으로 판단된다. 이온 경쟁관계 실험 결과 질산, 황산, 중탄산 모두 몬모릴로나이트의 $PO{_4}{^{3-}}$ 흡착에 영향이 미비한 것으로 나타났다. 몬모릴로나이트는 적니와 제강슬래그를 혼합하여 사용하는 것보다 단일 사용하였을 때 $PO{_4}{^{3-}}$ 제거에 더 효과적이었다. 해수에서의 $PO{_4}{^{3-}}$ 흡착특성을 살펴본 결과 담수에서의 흡착량 보다 높은 결과를 나타내었고 이는 해수 내 존재하는 칼슘이온 등의 결과로 판단된다. $PO{_4}{^{3-}}$ 용출 수조실험결과 몬모릴로나이트 피복 수조는 실험 14일까지 $PO{_4}{^{3-}}$이 측정되지 않았다. 몬모릴로나이트는 수용액중 $PO{_4}{^{3-}}$ 흡착 제거에 효과적인 피복소재로 판단된다.
크롬이 도핑된 $LiFePO_4$ 분말이 도핑되지 않은 것보다 이차전지용 양극활물질로서 우수한 전기화학적 특성을 나타내었다. 이러한 향상은 도핑에 의해서 양극활물질의 전자전도도가 높아지기 때문인 것으로 생각되고 있다. 크롬과 또 하나의 전형원소가 도핑된 $LiFe_{0.965}Cr_{0.03}B_{0.005}PO_4$와 $LiFe_{0.965}Cr_{0.03}Al_{0.005}PO_4$의 전기전도도를 30에서 $80^{\circ}C$ 범위에서 측정하였다. 도핑된 분말은 유성밀에 의한 기계화학적 혼합을 한 후 675~$750^{\circ}C$에서 5~10시간 열처리하여 합성하였다. 이러한 도핑은 분말의 전기전도도를 높이고 입자 성장을 촉진시켰다. 크롬과 알루미늄이 도핑된 $LiFe_{0.965}Cr_{0.03}Al_{0.005}PO_4$ 분말의 $30^{\circ}C$에서의 전기전도도는 $1{\times}10^{-8}S/cm$이었으며, 이 값은 도핑하지 않은 것보다 두 자릿수 높은 값 이었다.
EC 기준 순환식 양액재배에서 식물의 양분 흡수와 배액율은 재사용 양액 내의 이온 비율과 농도에 영향을 미친다. 본 연구는 파프리카(Capsicum annum L. 'Boogie')의 EC 기준 순환식 양액재배에서 시간과 배액율에 따른 이온 농도의 변화를 분석하기 위해 수행하였다. 첫 번째 실험에서 수집된 배액을 EC $2.2dS{\cdot}m^{-1}$로 조정하고 새로 조성한 양액과 혼합하여 재사용 하고 주기적으로 샘플링 하여 이온의 농도를 분석하였다. 두번째 실험은 7%, 16%, 39%, 51%의 배액율을 적용하고 배액과 배액을 원수로 희석하고 새로 조성한 양액과 혼합하였을 때의 EC 변화와 이온 농도를 분석하고 비교하였다. 재사용 양액에서의 $K^+$ : $Ca^{2+}$와 $SO_4^{2-}$ : $NO_3^-$와 같은 이온 간의 비율 변화를 조사하였다. 첫번째 실험에서의 이온 농도의 변화 범위는 각각 $K^+$ 1.13, $Ca^{2+}$ 5.35, $Mg^{2+}$ 0.92, $NO_3^-$ 0.9 $SO_4^{2-}$ 1.10, $PO_4^{3-}$$0.19meq{\cdot}L^{-1}$이었다. 이온 간의 비율 변화는 양이온에서는 주로 $K^+$ : $Ca^{2+}$을 중심으로 음이온에서는 $NO_3^-$ : $SO_4^{2-}$을 중심으로 나타났다. 두 번째 실험에서 배액율에 따른 배액의 배액율이 증가함에 따라 점차 감소하는 경향을 나타냈다. 배액 내 각 이온의 농도도 배액율의 증가에 따른 감소 경향을 보였다. 배액율에 따른 배액 내 이온 간의 비율 변화에는 차이가 없었다. 그러나 배액을 희석하고 새로 조성한 양액과 혼합함에 따라 교정 효과에 차이가 나타났다. 7% 의 배액율이 새 양액의 이온 비율에 가장 근접하였으며, 16%, 51% 39% 순으로 교정되었다. 교정에 따른 이온 비율 변화는 $K^+$ : $Ca^{2+}$와 $NO_3^-$와 $PO_4^{3-}$를 중심으로 나타났다.
폴리 인산염 모체에 이온 반경이 유사한 Sr과 Eu 치환에 적합한 형광체를 찾아 단일 희토류 이온이 첨가된 형광체를 합성하고 후처리를 통해 형광 영역이 변화를 연구하였다. 고상법을 이용하여 Eu 이온이 첨가된 $NaSr(PO_3)_3$형광체를 합성하고 탄소열환원법을 통하여 $NaSr(PO_3)_3:Eu^{2+}$ 형광체를 완성하였다. 두 형광체 모두 X선 회절 측정을 통하여 결정상을 확인하였다. $NaSr(PO_3)_3:Eu^{3+}$의 여기 및 방출 스펙트럼 모두 $Eu^{3+}$ 농도가 증가할수록 형광 강도가 증가하였고 농도소광을 확인하였다. 방출스펙트럼에서 $Eu^{3+}$ 농도가 높아질수록 $Eu^{3+}$ 주변 환경의 국부적 대칭성이 높아지는 것 알 수 있었다. $NaSr(PO_3)_3:Eu^{2+}$ 농도별 방출스펙트럼에서 $Eu^{2+}$ 이온 농도 증가에 따른 $Eu^{2+}$ 이온 사이의 임계 거리가 가장 가까운 $Eu^{2+}$ 사이의 에너지 전달에 의해 형광이 감소하는 농도소광의 메커니즘을 확인하였다. 단일 희토류 이온이 첨가된 형광체의 후처리를 통해 형광 영역 변화가 가능하며 형광체 내 $Eu^{3+}$ 주변 환경의 국부적 대칭성과 $Eu^{2+}$ 이온간 거리에 따른 에너지 전달 및 농도소광 메커니즘 연구를 통하여 형광 특성 응용에 적합하고 효율성이 높은 형광체 개발에 좋은 모체 결정으로 사용 될 것으로 기대된다.
The effect of the precipitator (NaOH, $NH_4OH$) and the amount of the precipitator (150, 200, 250, 300 ml) on the formation of $Fe_3(PO_4)_2$, which is the precursor used for cathode material $LiFePO_4$ in Li-ion rechargeable batteries was investigated by the co-precipitation method. A pure precursor of olivine $LiFePO_4$ was successfully prepared with coprecipitation from an aqueous solution containing trivalent iron ions. The acid solution was prepared by mixing 150 ml $FeSO_4$(1M) and 100 ml $H_3PO_4$(1M). The concentration of the NaOH and $NH_4OH$ solution was 1 M. The reaction temperature (25$^{\circ}C$) and reaction time (30 min) were fixed. Nitrogen gas (500 ml/min) was flowed during the reaction to prevent oxidation of $Fe^{2+}$. Single phase $Fe_3(PO_4)_2$ was formed when 150, 200, 250 and 300 ml NaOH solutions were added and 150, 200 ml $NH_4OH$ solutions were added. However, $Fe_3(PO_4)_2$ and $NH_4FePO_4$ were formed when 250 and 300 ml $NH_4OH$ was added. The morphology of the $Fe_3(PO_4)_2$ changed according to the pH. Plate-like lenticular shaped $Fe_3(PO_4)_2$ formed in the acidic solution below pH 5 and plate-like rhombus shaped $Fe_3(PO_4)_2$ formed around pH 9. For the $NH_4OH$, the pH value after 30 min reaction was higher with the same amount of additions of NaOH and $NH_4OH$. It is believed that the formation mechanism of $Fe_3(PO_4)_2$ is quite different between NaOH and $NH_4OH$. Further investigation on this mechanism is needed. The prepared samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and the pH value was measured by pH-Meter.
The effect of Mn and Nb additions on the electrical properties of BaTiO$_3$ has been studied by means of equilibrium electrical conductivity as a function of temperature, oxygen partial pressure(Po$_2$) and composition. If the manganese ion is added to the normal Ti site, i.e. BaTi$_{1-x}Mn_xO_{\delta-6}$, the equilibrium conductivity shows strong evidence of acceptor-doped behavior. The conductivity minimum, corresponding to the transition from oxygen excess, p-type behavior to oxygen deficient, n-type behavior with decreasing Po$_2$, is displaced to lower Po$_2$ and is broadened and flattened. The partial replacement of Mn ion with Nb decreases the acceptor-doped effect and the total replacement exhibits a typical donor-doped behavior. It was confirmed that unlike undoped or other acceptor-doped behavior. It was confirmed that unlike undoped or other acceptor-doped samples, for the p-type region, the electrical conductivity follows the 1/6th power dependence of oxygen partial pressure.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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