• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.351-352
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• 2011

그래핀(Graphene)은 2차원 평면구조의 $sp^2$ 탄소 결합으로 이루어진 물질이다. 일반적으로 그래핀은 탄소 원자 한층 정도의 얇은 두께를 가지면서 강철의 100배 이상 높은 강도, 다이아몬드보다 2배 이상 뛰어난 열 전도성, 그리고 규소보다 100배 이상 빠른 전자이동도 등의 매우 우수한 특성을 지닌다. 그래핀을 합성하거나 얻는 방법에는, 기계적 박리법(Micro mechanical exfoliation), 산화흑연(graphite oxide)을 이용한 reduced graphene oxide(RGO)방법과 탄화 규소(SiC)를 이용한 epitaxial growth 방법 등이 있지만, 대 면적화가 어렵거나 구조적 결함이 큰 문제점이 있다. 반면, 탄화수소(hydrocarbon)를 탄소 공급원으로 하는 열화학 기상 증착법(Thermal chemical vapor deposition, TCVD)은 구조적 결함이 상대적으로 적으면서 대 면적화가 가능하다는 이점 때문에 최근 가장 많이 이용되고 있는 방법이다. TCVD를 이용, 니켈, 몰리브덴, 금, 코발트 등의 금속에서 그래핀 합성연구가 보고되었지만, 대부분 수 층(fewlayer)의 그래핀이 합성되었다. 하지만, 구리 촉매를 이용하는 것이 단층 그래핀 합성에 매우 효율적이라는 연구결과가 보고되었다. 구리의 경우, 낮은 탄소융해도(solubility of carbon) 때문에 표면에서 self limiting 과정을 통하여 단층 그래핀이 합성된다. 그러나 단층 그래핀 일지라도 면저항(sheet resistance)이 매우 높고, 이론적 계산값에 비해 전자이동도(electron mobility)가 낮게 측정된다. 이러한 원인은 구조적 결함에서 기인된 것으로써 산업으로의 응용을 어렵게 만들기 때문에 양질의 단층 그래핀 합성연구는 필수적이다[1,2]. 본 연구에서는 TCVD를 이용하여 구리 포일(25 ${\mu}m$, Alfa Aeser) 위에 메탄가스를 탄소공급원으로 하여 수소를 함께 주입하고, 메탄가스의 양과 합성시간, 열처리 시간을 조절하면서 균일한 단층 그래핀을 합성하였다. 합성된 그래핀을 $SiO_2$ (300 nm)기판위에 전사(transfer)후 라만 분광법(raman spectroscopy)과 광학 현미경(optical microscope)을 통하여 분석하였다. 그 결과, 열처리 시간이 증가할수록 촉매로 사용된 구리 포일의 grain size가 커짐을 확인하였으며, 구리 포일 위에 합성된 그래핀의 grain size는, 구리 포일의 grain size에 의존하여 커짐을 확인하였다. 또한 동일한 grain 내의 그래핀은 균일한 층으로 합성되었다. 이는 기계적 박리법, RGO 방법, epitaxial growth 방법으로 얻은 그래핀과 비교하여 매우 뛰어난 결정성을 지님이 확인되었다. 본 연구를 통하여 면적이 넓으면서도 결정성이 매우 뛰어난 양질의 단층 그래핀 합성 방법을 확립하였다.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.29 no.4
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• pp.444-451
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• 2007

Catalytic oxidation characteristics of benzene as a VOC was investigated using a fixed bed reactor system over transition $metals/\gamma-Al_2O_3$ catalysts. As transition metals, eight metals including copper, nickel, manganese, iron etc. were adopted. The parametric tests were conducted at the reaction temperature range of $200\sim500^{\circ}C$, benzene concentration of $1,000\sim3,000$ ppm, and space velocity range of $5,000\sim60,000\;hr^{-l}$. The property analyses such as BET, SEM, XRD and the conversions of catalytic oxidation of VOC were examined. The experimental results showed that the conversion was increased with decreasing VOC concentration and space velocity. It was also found that $Cu/\gamma-Al_2O_3$ catalyst calcinated at $500^{\circ}C$ showed the highest activity for the oxidation of benzene and 15% metal loading was the optimum impregnation level.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.26 no.1
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• pp.86-91
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• 2015

The MPPO (3-methyl-1-phenyl-2-phospholene-1-oxide) was prepared by using various polymerization inhibitors such as BHT (2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol), TBC (4-tert-butylcatechol), and copper stearate. The MPPO was confirmed by the analysis using FTIR, $^1H$-NMR, and GC/MS regardless of the type of inhibitors. The yield of MPPO increased with the increase of reaction time, whereas the purity of MPPO decreased slightly. The yield and purity of MPPO increased with temperature, but the MPPO prepared by using copper stearate as a polymerization inhibitor exhibited no changes in the purity. The amount of inhibitors had no effect on the yield of MPPO. The purity of MPPOs increased with the amount of inhibitors, but the MPPO prepared by using BHT showed no changes of the purity. We found that the MPPO prepared by using copper stearate exhibited the highest catalytic activity for diphenylcarbodiimide synthesis.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.10 no.2
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• pp.259-262
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• 1999

The copper-catalyzed reaction of silicon with methanol was carried out in a mixed bed reactor to obtain tetramethyl orthosilicate (TMOS). In order to determine the kinetics of the reaction per active site on the silicon surface, a flow rate transition technique was employed. A kinetic study showed the reaction was in Linear relationship with the amount of contact mass and independent on the concentration of methanol. This result indicated that the rate-determining step was not the chemical process involving methanol, but the formation of silicon intermediate on the contact mass. On the basis of optimum experimental conditions, the maximum TMOS formation rate per g-silicon is 0.030 (g/min) at $210^{\circ}C$, in which activation energy was 8.5 kcal/mol and reaction rate equation was $k=4.09{\times}10^4\;exp$ ($-4.73{\times}10^3/T$).

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.19 no.10
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• pp.598-602
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• 2018

This study examined the characteristics of the waste catalyst used in the petroleum refinery operations. The total pore volume, specific surface area, and average pore size of the spent catalyst used in the petroleum refinery operations were 3.96cc/g, 13.81m2/g, and 1.15A, respectively. The weight loss observed in the range from $25^{\circ}C-700^{\circ}C$ for the spent catalysts using TG and DTA was approximately 23 wt. %. EDS analysis of the waste catalyst sample showed that the five major components were vanadium, nickel, manganese, iron, and copper. The extraction system is attractive for liquid-liquid extraction. In this study, Cynex 272 was used to extract vanadium from waste catalyst. The electrochemical characteristics of the extracted vanadium solution were measured by cyclic voltammetry (CV). As a result, an oxidation / reduction peak appeared, indicating the potential of an electrolytic solution.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.27 no.3
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• pp.283-289
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• 2016

In this study, electrochemical characterizations of PdCu/C catalysts that are synthesized by modified polyol method are investigated. Most of all, amount of ethylene glycol (EG) that is used as main component for catalyst synthesis is mainly modulated to optimize synthetic condition of the PdCu/C catalyst, For evaluations about catalytic activity and performance of direct formic acid fuel cell (DFAFC), half cell and full cell tests are implemented. As a result, when amount of EG is 4M, catalytic activities of the PdCu/C catalyst such as peak current of formic acid oxidation and active surface area are best, while maximum power density of DFAFC using the optimized PdCu/C catalyst is better than that using commercial Pd/C (30 wt%) by 6%. Based on that, PdCu/C catalyst synthesized by modified polyol method plays a critical role in improving (i) catalytic activity for formic acid oxidation and (ii) DFAFC performance by employing as anodic catalyst.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.56 no.2
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• pp.291-296
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• 2018

Direct synthesis of methylchlorosilanes was developed by Rochow with addition of copper on the silicon surface as a catalyst and many research were followed. Most of research were focused on the increase of reaction activity through addition of promoters and concentrated on the increase of selectivity of DMDC. However, there are very few studies about the reaction mechanism. Although formation of DMDC was explained in literature, formation of other silanes were not mentioned at all. This reseach focused on the explanation about formation of all silanes obtained during direct reaction and TPD. Reaction paths were proposed by means of dissociative adsorption of methyl chloride and spillover of surface Cl and H. Surface silicon sites were considered as $=SlCl_2$ and $=Sl(CH_3)Cl$. The synthesis of all methylchlorosilanes were explained by the adsorption of methyl group on the silicon sites and by the surface diffusion of nearby Cl and H. The proposed reaction mechanism explains the formation of all silanes during the reaction and also during the TPD process.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.55 no.2
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• pp.156-162
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• 2017

CuO(x)/0.3Al-0.7Ce catalysts with different CuO loadings (x = 2~20 wt%) were prepared by impregnation method and investigated the effects of CuO loadings on the low temperature CO oxidation. Of the used catalysts, the CuO(10)/0.3Al-0.7Ce catalyst showed the highest catalytic performance in the absence or presence of water vapor. In the presence of water vapor, the catalytic performance was drastically decreased, with a temperature of 50% CO conversion ($T_{50%}$) shifted to higher temperature by $50^{\circ}C$ compared to the those in dry conditions because of the competitive adsorption of water vapor on the active sites. The copper metal surface area calculated from $N_2O$-titration analysis and the oxygen capacity from CO-pulse experiments were increased with the CuO loadings and showed a maximum at 10 wt%CuO/0.3Al-0.7Ce catalyst. These trends are in good agreement with the tendency of $T_{50%}$ of the catalysts. From these characteristic aspects, it could be deduced that the catalytic performance was closely related to the oxygen capacity and the copper metallic surface area.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.379.2-379.2
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• 2014

열 화학기상증착법은 여러 가지 그래핀의 제작방법 중 대면적으로 양질의 그래핀을 효과적으로 합성할 수 있는 방법으로 널리 이용되고 있다. 이 방법으로 그래핀을 합성할 경우, 주요 변수로 성장 온도와 촉매 금속이 있으며 이를 적절히 조절함으로써 합성되는 그래핀의 결정성과 층수를 조절할 수 있다[1-3]. 본 연구에서는 탄소 용해도가 작은 두꺼운 촉매 금속 기판 위에 선택적인 위치에 탄소 용해도가 큰 얇은 촉매 금속을 증착하여 그래핀의 층수를 적절하게 제어하고자 한다. 그래핀을 합성하기 위해 온도를 증가시키는 과정에서 두 층의 촉매 금속은 표면 에너지를 낮추기 위해 합금을 형성하게 되며, 이 때 탄소 용해도가 변화할 것으로 예상된다. 이 변화하는 탄소 용해도에 맞추어 탄소 공급원인 메탄 가스를 주입하는 시기를 적절히 조절하게 되면, 합성되는 그래핀의 층수 조절이 가능할 것이라 예상한다. 탄소 용해도가 큰 금속으로 니켈을, 탄소 용해도가 작은 금속으로 구리를 선택하였다. 우선 니켈의 확산 거리를 계산하여 메탄 가스를 주입하는 적절한 온도를 결정하였으며, 이 온도를 기준으로 표면에서의 니켈의 함량을 분석하였다. 니켈의 함량과 표면에서의 탄소의 구성비의 관계를 조사한 결과, 본 실험에서 이용한 방법으로 그래핀의 층수를 조절하는 것이 가능하다는 것을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.380.1-380.1
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• 2014

열 화학기상증착법은 여러 가지 그래핀의 제작방법 중 대면적으로 양질의 그래핀을 효과적으로 합성할 수 있는 방법으로 널리 이용되고 있다. 이 방법으로 그래핀을 합성할 경우, 주요 변수로 성장 온도와 촉매 금속이 있으며 이를 적절히 조절함으로써 합성되는 그래핀의 결정성과 층수를 조절할 수 있다[1-3]. 본 연구에서는 탄소 용해도가 작은 두꺼운 촉매 금속 기판 위에 선택적인 위치에 탄소 용해도가 큰 얇은 촉매 금속을 증착하여 그래핀의 층수를 적절하게 제어하고자 한다. 그래핀을 합성하기 위해 온도를 증가시키는 과정에서 두 층의 촉매 금속은 표면 에너지를 낮추기 위해 합금을 형성하게 되며, 이 때 탄소 용해도가 변화할 것으로 예상된다. 이 변화하는 탄소 용해도에 맞추어 탄소 공급원인 메탄 가스를 주입하는 시기를 적절히 조절하게 되면, 합성되는 그래핀의 층수 조절이 가능할 것이라 예상한다. 탄소 용해도가 큰 금속으로 니켈을, 탄소 용해도가 작은 금속으로 구리를 선택하였다. 우선 니켈의 확산 거리를 계산하여 메탄 가스를 주입하는 적절한 온도를 결정하였으며, 이 온도를 기준으로 표면에서의 니켈의 함량을 분석하였다. 니켈의 함량과 표면에서의 탄소의 구성비의 관계를 조사한 결과, 본 실험에서 이용한 방법으로 그래핀의 층수를 조절하는 것이 가능하다는 것을 확인하였다.