Park, Bo-Gun;Ryu, Jea Hyeok;Choi, Won Youl;Park, Yong-Joon
Bulletin of the Korean Chemical Society
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제30권3호
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pp.653-656
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2009
3-Dimensionally ordered macroporous $LiMn_2O_4$ thin film was prepared by a sol-gel and dip coating method on Pt/Ti/$SiO_2$/Si substrate. An opal structure consisting of mono dispersed polystyrene beads (300 nm) was used as a template. After solution containing Mn and Li precursors was coated on the template-deposited substrate, the template and organic materials in the precursors was removed by calcination at 400 ${^{\circ}C}$. And then the 3-dimensional $LiMn_2O_4$ thin film with spinel structure was fabricated by heat treatment at 700 ${^{\circ}C}$. The structural and electrochemical property was investigated by XRD, SEM and charge-discharge cycler.
Tang, Liangguang;Choi, Jonghyun;Lee, Woo Jin;Patel, Jim;Chiang, Ken
Advances in Energy Research
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제5권1호
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pp.13-29
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2017
The roles of Na, Mn, W and silica, and the synergistic effects between each metal in the $MnNa_2WO_4/SiO_2$ catalyst have been investigated for oxidative coupling of methane (OCM). The crystallisation of amorphous silica during calcination at $900^{\circ}C$ was promoted primarily by Na, but Mn and W also facilitated this process. The interaction between Na and Mn tended to increase the extent of conversion of $Mn_3O_4$ to $Mn_2O_3$. The formation of $Na_2WO_4$ was dependent on the order in which Na and W were introduced to the catalyst. The impregnation of W before Na resulted in the formation of $Na_2WO_4$, but this did not occur when the impregnation order was reversed. $MnWO_4$ formed in all cases where Mn and W were introduced into the silica support, regardless of the impregnation order; however, the formation of $MnWO_4$ was inhibited in the presence of Na. Of the prepared samples in which a single metal oxide was introduced to silica, only $Mn/SiO_2$ showed OCM activity with significant oxygen conversion, thus demonstrating the important role that Mn plays in promoting oxygen transfer in the reaction. The impregnation order of W and Na is critical for catalyst performance. The active site, which involves a combination of Na-Si-W-O, can be formed in situ when distorted $WO_4^{2-}$ interacts with silica during the crystallisation process facilitated by Na. This can only occur if the impregnation of W occurs before Na addition, or if the two components are introduced simultaneously.
Sol-gel법을 이용하여 $Fe_3O_4$과 $M_{0.2}Fe_{2.8}O_4$(M =Mn, Ni, Cu) 박막 시료을 만들어 M 치환에 따른 $Fe_3O_4$의 결정구조적 특성 및 양이온 분포를 X-ray diffraction(XRD)과 conversion electron M$\ddot{o}$ssbauer(CEMS) 분광법을 이용하여 조사하였다. CEMS 분광법을 이용하여 Fe 이온의 전하상태와 거동과 초미세 자기적 특성을 분석하였다. $M_{0.2}Fe_{2.8}O_4$(M =Mn, Ni, Cu) 시료들은 $Fe_3O_4$에서와 같이 입방정 스피넬 구조를 나타내었으며, Ni 이온 치환된 시료에서는 격자상수 값이 $Fe_3O_4$에서의 값과 비교하여 감소하였고, Mn 및 Cu 이온 치환된 시료에서는 증가하였다. CEMS 분석 결과 $Mn^{2+}$ 및 $Ni^{2+}$ 이온들은 주로 팔면체 자리를 치환하는 것으로 나타났으며, $Cu^{2+}$ 이온들은 팔면체, 사면체 자리를 모두 치환하는 것으로 나타났다. 부스펙트럼들의 세기비 $A_B/A_A$는 계산값과 측정값에 다소 차이가 있었으며, 이것은 M 치환이 A와 B자리의 Debye 온도에 영향을 주는 것으로 해석된다. B-자리 부스펙트럼의 비교적 큰 선폭값은 M 이온 치환에 기인한 B-자리의 M 이온분포가 초미세자기장에 미치는 분포효과로 나타났다.
The effects of variation in composition and the addition of small amount of the rare-earth oxides La2O3, CeO2 and Sm2O3 on the magnetic properties of Mn-Zn system ferrites, 0.5MnO.0.5ZnO.(1+0.1X) Fe2O3(X=-1, 0, 1, 2), were investigated in the range of frequencies of 0.1~100 kHz. It was shown that the magnetic permeability of the specimens with the composition Mn 0.5 Zn 0.5 Fe2O4 was maximum in the Mn-Zn system ferrites, and that the addition of a small amount of the rare-earth oxides to the composition 0.5 MnO.0.5ZnO.0.9 Fe2O3 caused the sharp increase of magnetic permeability and the decrease of the loss factors.
현재 활발하게 진행되고 있는 이차전지 양극 물질 중 저렴한 가격과 친환경성으로 각광받고 있는 $LiMn_2O_4$ spinel 산화물은 여러 장점에도 불구하고 용량 값이 기존 알려져 있던 Co-계 산화물에 비해 떨어지고 cycle 특성 역시 현저하게 이어진다. 이는 Mn이 전해액과의 반응에 있어 구조적인 안정성을 지니지 못하여 용출되어 나타나는 특성이다. 이번 연구에서는 Mn의 용출을 저지하고 용량의 향상을 이룰 수 있는 전이금속 중 Fe산화물을 치환하여 구조적 안정성을 갖도록 하였다. Fe산화물 치환을 통해 기본적 물성의 변화와 전기적 특성 변화를 측정하였고 공정에서의 온도 및 입도에 따른 영향도 확인하였다. Fe산화물은 Mn 자리의 3+와 4+의 자리에 치환되어 용량을 증대시키고 사이클 특성을 10회 기준으로 20%가량 향상시키는 효과를 가져왔다.
In order to improve the brightness and chromaticity of green emitting low voltage phosphor for FED, we examine PL, PLE and CL emission characteristics of ZnGa$_{2}$O$_{4}$:Mn,O prepared in Ar and vacuum. ZnGa$_{2}$O$_{4}$:Mn,O sintered in vacuum shows about 16 times as bright as the one fabricated in Ar and excellent chromaticity. In PL emission spectra of ZnGa$_{2}$O$_{4}$:Mn,O at low temperature of 9 K, two peaks are observed at 504 nm and 513 nm. At room temperature, the two peaks are superimposed due to the lattice thermal vibrational energy, and only one peak is observed at 509 nm. From PLE measurements, it is believed that the energy levels of the host lattice and Mn ions are coexisted. The energy transfer from the host lattice to the emission center of Mn$^{2+}$ ions occurs.s.
In order to improve luminescence prperty of phosphors, we have synthesized Zn2SiO4:Mn phosphors by a new chemical synthetic route, i.e., the homogeneous precipitation method. This method has featured that the formation of phosphoris completed at relatively low temperature of 105$0^{\circ}C$ and the particle morphology exhibits spherical shape to be well-dispersed and uniform size. At all the Mn concentration explored, phosphors prepared by this method have exhibited the improved emission intensities. In particular, the emission intensities of phosphors with Mn doping contents between 1 at% and 3.5 at% were higher about 40% than that of commercial phosphor. On the other hand, the decay time has been decreased from 23 ms to 11 ms with increasing Mn concentration. In addition, the phosphor composition containing 3 at% Mn has displayed the most saturated color.
고온에서 Mn 이온 용출에 의한 성능저하를 보이는 스피넬 결정구조의 $LiMn_2O_4$ 양극 하이브리드 커패시터의 대안으로 열안정성이 높은 올리빈 결정구조의 $LiFePO_4$ 기반 복합양극 소재의 적용가능성을 연구하였다. $LiFePO_4$/활성탄셀을 이용한 1.0~2.3 V의 충 방전을 통한 수명평가에서 상온($25^{\circ}C$) 및 고온($60^{\circ}C$) 조건 모두에서 충 방전 사이클이 진행됨에 따라 음극(활성탄)의 저전압화에 따른 열화로 인한 용량저하 현상이 나타났다. 이의 해결을 위해 50:50 중량비율로 $LiFePO_4/LiMn_2O_4$, $LiFePO_4$/Activated carbon 및 $LiNi_{1/3}Co_{1/3}Mn_{1/3}O_2$ 복합양극을 제조하여 모노셀 충 방전 실험을 수행한 결과, 층상구조의 $LiNi_{1/3}Co_{1/3}Mn_{1/3}O_2$를 사용한 전극이 안정적인 전압거동을 보였다. 또한, 2.3 V 및 $80^{\circ}C$에서 1,000시간 부하를 통한 고온 안정성 실험에서도 $LiNi_{1/3}Co_{1/3}Mn_{1/3}O_2$ 복합양극이 상용 $LiMn_2O_4$ 양극에 비해 약 2배 가량 높은 방전용량 유지율을 보였다.
[ $CaAl_{12}O_{19}:Mn^{4+}$ ] 적색 형광체는 $Mn^{4+}$이온이 0.02 mol 첨가되었을 때 최대 발광 세기가 관찰되었고 $1600^{\circ}C$, 3시간 소성조건에서 우수한 결정성과 발광 효율을 나타내며 중심 파장이 658 nm에서 관찰되었다. 본 연구에서 개발된 $CaAl_{12}O_{19}:Mn^{4+}$ 형광체를 에폭시와 함께 1:3으로 혼합하여서 InGaN UV 발광체의 Bare 칩 위에 코팅하여 중심파장이 658 nm인 적색 LED를 제조하였다. 적색 형광체를 이용하여, 기존의 UV LED를 여기 광원으로 다양한 느낌의 백색 발광체를 설계 할 수 있을 것이다.
다공성 중공형태의 $LiMn_2O_4$는 실리카 템플레이트과 침전법에 의해 합성되었다. 합성한 $LiMn_2O_4$는 나노사이즈의 1차입자를 가지며 다공성 중공형태를 가지고 있었다. 실리카 템플레이트의 제거는 NaOH를 이용하여 화학적 에칭법이 사용되었다. NaOH의 농도를 높여줌에 따라 망간산화물 입자 크기가 증가 하며 다공성의 중공구가 형성되었다. X-선 회절 분석을 통하여 합성된 $LiMn_2O_4$는 Fd3m의 공간 그룹을 가지는 스피넬 구조가 형성된 것을 확인 할 수 있었다. 실리카와 망간염의 비율을 높여주었을 경우 합성된 $LiMn_2O_4$는 1차입자의 크기는 감소한다. 실리카와 망간염의 비율이 1 : 9 이상인 경우에서 마이크론 단위의 정방정계의 $LiMn_2O_4$가 합성되었다. 다공성 중공형태의 $LiMn_2O_4$의 전기화학적 특성을 평가하기 위하여 2032형태의 코인셀을 제작하여 충/방전 테스트를 하였다. 나노사이즈의 1차입자를 가진 시료의 경우에는 마이크론 사이즈의 1차입자를 가진 시료보다 용량은 낮았지만 용량유지율은 향상되는 것 확인 할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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