• 제목/요약/키워드: 나노금속촉매

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광음향효과를 이용한 게르마늄 나노구조 기반의 초음파 발생 소자 연구 (Optoacoustic Ultrasound Generator Based on Nanostructured Germanium)

  • 윤상혁;허준석
    • 한국광학회지
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    • 제26권5호
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    • pp.255-260
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    • 2015
  • 본 논문에서는 MAC(metal-assisted chemical) 에칭을 이용하여 Ge(Germanium) 표면에 나노구조를 형성하고, 그 위에 열팽창계수가 높은 PDMS를 적용하여 광음향효과를 이용한 초음파 발생 소자를 제작하였다. Ge 나노구조 위에 PDMS를 스핀 코팅하여 만든 초음파 발생 소자는 100 nm Cr(Chromium) 대비 약 3배의 초음파를 발생시켰다. 또한, Ge 나노구조를 PDMS 중앙에 위치시 킬 경우 쿼츠 기판을 통한 열손실이 줄어들어 100 nm Cr 대비 8.5배의 강한 초음파를 얻을 수 있었다.

아세트알데하이드 흡착을 위한 활성탄의 첨착 및 개질 효과 (Effect of Impregnation and Modification on Activated Carbon for Acetaldehyde Adsorption)

  • 박진찬;김동민;이종대
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제61권3호
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    • pp.472-478
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    • 2023
  • 본 연구에서는 공기청정기 필터용 활성탄의 아세트알데하이드 제거 특성이 금속 촉매 첨착 및 관능기 도입 방법을 사용하여 조사되었다. 야자각 차의 KOH 활성화를 통해 고 비표면적(1700 m2/g)과 미세기공이 발달한 활성탄을 제조하였으며, 금속촉매 첨착과 관능기 개질을 위해 침지 후 기공 내 건조조건에 따른 첨착 효율을 조사하였다. 제조된 활성탄의 물성은 비표면적 및 기공 분석(BET), 유도결합 플라즈마 분광 분석(ICP), 유기 원소 분석(EA) 및 푸리에변환 적외선 분광 분석(FT-IR) 등을 통해 분석하였으며, 활성탄 성능 확인을 위해 침지 농도에 따른 아세트알데하이드 흡착성능을 가스크로마토그래피(GC)로 분석하였다. 첨착용액의 농도가 증가함에 따라 금속촉매 첨착량은 증가하였으며, 비표면적은 감소하는 경향을 보였다. 각 금속촉매 첨착 및 표면개질 활성탄의 파과시험 결과 MgO10@AC, CaO10@AC, EU10@AC, H-U3N1@AC 조성에서 우수한 아세트알데하이드 흡착성능을 보여주었다. 흡착성능이 가장 뛰어난 MgO10@AC에 대해 파과 시간은 533.8 분, 흡착량은 57.4 mg/g으로 측정되었으며, 이는 활성탄에 나노 크기의 MgO 촉매를 첨착할 경우 아세트알데하이드의 카보닐기와 상호작용하여 흡착성능이 개선됨을 알 수 있었다.

습식 산화 분위기에서의 산화 인듐 나노선의 합성 및 구조적 특성 (Synthesis and Characterization of $In_2O_3$ Nanowires in a Wet Oxidizing Environment)

  • 정종석;김영헌;이정용
    • Applied Microscopy
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    • 제33권1호
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    • pp.17-23
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    • 2003
  • 습식 산화 분위기에서 vapor-solid process를 통해 금속 촉매를 사용하지 않고도 낮은 온도에서 산화 인듐나노선을 성공적으로 합성하였다. 나노선은 x-선 회절(XRD), 분산 x-선 분광 분석기(EDS)를 갖춘 주사전자현미경(SEM), 투과전자현미경(TEM)을 통해 분석되었다. XRD 결과는 합성된 산화 인듐 나노선이 입방정 구조를 갖는다는 것을 보여준다. 이러한 나노선들은 두 가지 형태를 갖는다. 하나는 줄기에 약 500 nm 크기의 각진 나노입자가 형성된 형태이고 다른 하나는 나노입자가 형성되지 않은 형태이다. 나노선의 길이는 수 마이크로미터 범위이고, 두께는 약 10 nm에서 250 nm 범위이다. 나노선은 결함을 포함하지 않았으며 표면에 5 nm 이하의 비정질 층을 가지고 있었다. TEM 분석 결과 대부분의 나노선의 성장 방향은 <100> 방향이었으나 나노입자를 포함한 나노선은 <110> 방향으로 자랐다는 것이 발견되었다. 이러한 성장 방향은 이전의 문헌에서 보고되지 않은 새로운 결과이다. 일반적인 성장 방향과는 다른 새로운 방향으로 나노선이 자랄 수 있었던 것은 본 연구에서 산화물 합성 시 산소의 공급원으로 사용된 습식 분위기와 비교적 낮은 온도가 원인인 것으로 생각된다. 따라서 습식 산화 분위기에서의 나노선 합성법을 다른 여러 산화물의 나노선 합성에 응용한다면 낮은 온도에서 새로운 형태 및 성장 방향을 갖는 나노선을 얻을 수 있을 것으로 예상된다.

광전자촉매시스템(PECS) 적용을 위한 고효율 광촉매의 제조와 특성 (Preparation and Characterization of High-performance Photocatalyst for Photoelectrocatalytic System(PECS))

  • 박성애;유동식;이지호;도영웅;하진욱
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2006년도 추계학술발표논문집
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    • pp.317-320
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    • 2006
  • 본 연구는 고효율의 광촉매 제조와 그것의 환경적 응용에 관한 것이다. 가시광 영역에서도 $TiO_2$와 유사한 빛 흡수와 광분해속도를 갖는 나노 광촉매를 제조하였고, 낮은 온도에서도 활성 높은 rutile상이 형성하는 $SiO_2$위에 분산된 $TiO_2$광촉매를 제조하였다. 또한, 광촉매에 적용 가능한 바인더와 안정한 $TiO_2$ 광촉매 졸을 제조하였다. 이와 같은 물질들은 자외선/가시광선 분광광도계, X선 회절분석기, SEM, 광촉매활성 측정과 $TiO_2$ 코팅 표면의 물성으로 평가하였다. 이 결과들은 공기정화를 위하여 POF나 금속판을 이용하는 효율적인 광전자촉매시스템에 적용 할 수 있다.

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열화학기상증착법에 의한 고순도 탄소나노튜브의 성장 (Growth of Highly Purified Carbon Nanotubes by Thermal Chemical Vapor Deposition)

  • 유재근;박정훈;김대운;이철진;손권희;신동혁;문인기
    • 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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    • 제49권12호
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    • pp.649-653
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    • 2000
  • We have grown carbon nanotubes by thermal chemical vapor deposition of $C_{2}H_{2}$ on catalytic metal deposited on silicon oxide substrates. Highly purified carbon nanotubes are uniformly grown on a large area of the silicon oxide substrates. It is observed that surface modification of catalytic metals deposited on substrates by either etching with dipping in a HF solution and/or $NH_{3}$ pretreatment is a crucial step for the nanotube growth prior to the reaction of $C_{2}H_{2}$ gas. The diameters of carbon naotubes could be controlled by applying the different catalytic metals.

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역확산화염과 촉매금속 기판을 이용한 탄소 나노튜브와 나노섬유의 연소합성 (Synthesis of Carbon Nanotubes and Nanofibers on a Catalytic Metal Substrate by an Inverse Diffusion Flame)

  • 이교우;정종수;황정호
    • 한국연소학회지
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    • 제7권4호
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    • pp.21-28
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    • 2002
  • Synthesis of carbon nanotubes and nanofibers on a metal substrate by an ethylene fueled inverse diffusion flame was illustrated. Stainless steel plates were used for the catalytic metal substrate. Multi-walled carbon nanotubes and nanofibers with a diameter range of 30-80nm were found on the substrate. The temperature of the substrate played an important role in the formation of carbon nanotubes and nanofibers. The pathway to the nanotubes and nanofibers could be determined by the temperature history of the substrate.

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화염을 이용한 탄소나노튜브와 나노섬유의 합성에 미치는 촉매금속 및 기판온도의 영향 (Effects of Catalyst Metal and Substrate Temperature on a Flame Synthesis of Carbon Nanomaterials)

  • 이교우;정종수;황정호
    • 한국연소학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.27-33
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    • 2003
  • Synthesis of carbon nanomaterials on a metal substrate by an ethylene fueled inverse diffusion flame was illustrated. Stainless steel plates were used for the catalytic metal substrate. The effects of catalyst metal particles were investigated through $Fe(NO_3){_3}$ (ferric nitrate, nonahydrate) and $Ni(NO_3){_2}$ (nickel nitrate, hexahydrate). Carbon nanotubes and nanofibers with diameters of $30{\sim}70nm$ were found on the substrate for the case of using SUS304 substrates only and using them with metal nitrates. In case of using metal nitrates, due to the easy activation of the metal particles, the formation and growth of carbon nanomaterials were occurred in the lower temperature region than that of using SUS304 substrates only.

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마이크로웨이브 조사를 이용한 반도체성 단일벽 탄소나노튜브의 선택적 분리 (Selective Separation of Semiconducting Single-Walled Carbon Nanotubes via Microwave Irradiation)

  • 김성환;송우석;김유석;김수연;박종윤
    • 한국진공학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.294-299
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    • 2011
  • 본 연구에서는 열화학기상증착법과 나노구조의 Fe/$Al_2O_3$/Si 촉매층을 이용하여 단일벽 탄소나노튜브를 합성하고 마이크로웨이브 조사를 통해 금속성 단일벽 탄소나노튜브를 선택적으로 제거하고 반도체성 단일벽 탄소나노튜브를 분리하였다. 조사시간의 변화에 따른 단일벽 탄소나노튜브의 전기적, 구조적 특성을 분석한 결과, 조사시간이 120초인 경우, 금속성의 단일벽 탄소나노튜브가 선택적으로 제거되어 약 95%의 반도체성 단일벽 탄소나노튜브를 분리할 수 있었으며, 뿐만 아니라 남아있는 반도체성 단일벽 탄소나노튜브가 손상 없이 우수한 결정성을 지니는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 방법은 반도체성 단일벽 탄소 나노튜브를 기반으로 한 전계효과 트랜지스터 및 다양한 나노전자소자의 응용에 유용한 정보를 제공하리라 기대한다.

메탈나이트레이트가 도포된 기판과 C2H4 역확산화염을 이용한 탄소나노튜브 및 탄소나노섬유의 합성 (Synthesis of Carbon Nanotubes and Nanofibers on a Substrate Coated with Metal Nitrates using an C2H4 Inverse Diffusion Flame)

  • 이교우;정종수;황정호
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제27권10호
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    • pp.1480-1488
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    • 2003
  • Synthesis of carbon nanomaterials on a substrate coated with metal nitrates using an ethylene fueled inverse diffusion flame was illustrated. The effects of radial distance, residence time of the substrate, and hydrocarbon composition on the synthesis of carbon nanomaterials were investigated. The effects of catalyst metal particles were also studied using SUS304 substrates coated with Fe(NO$_3$)$_3$ (ferric nitrate, nonahydrate) and Ni(NO$_3$)$_2$(nickel nitrate, hexahydrate), and Cu substrate. Carbon nanomaterials, with diameters ranging from 30 - 70 nm, were observed on the substrate for both cases of using substrates only and using them with metal nitrates. In case of using the substrate with metal nitrates, the formation and growth of carbon nanomaterials were occurred in the lower temperature region than that of using the substrates only due to the easy activation of the metal particles coated on the surface of the substrates.

부양증발응축법으로 제조된 Ni과 Ni@C의 자성특성 및 Biginelli 합성 촉매 적용연구 (Magnetic Properties and Application of Caltalysts in Biginelli Reaction for the Ni and Ni@C Synthesized by Levitational Gas Condensation (LGC))

  • 엄영랑
    • 한국자기학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.87-91
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    • 2017
  • 물리적 기상합성법인 부양증발가스응축법을 이용하여 분말 제조 장치 내 아르곤(Ar)가스와 메탄($CH_4$)의 비를 조정하여 니켈(Ni) 금속분말과 탄소가 니켈(Ni) 금속 표면에 코팅 된 Ni@C 나노분말을 제조하였다. 제조된 금속분말은 약 20 nm의 평균입도를 가지는 반면, 탄소막이 코팅된 경우 10 nm 정도의 평균 입도를 가지며, 2~3 nm 두께의 그라파이트 다층막(multi-shell graphite)이 표면에 코팅된 분말이 제조되었다. Ni@C는 1 T 가해준 상태에서도 자화값이 포화되지 못하였다. Ni의 경우 표면에 부동태 산화피막(NiO)이 존재한다. 제조된 나노입자를 심혈관 질환 치료제인 디하이드로미리미딘(3,4-dihydropyrimidine)의 제조시 촉매제로 반응시켰으며, 자성분말 특성을 이용하여 촉매제를 회수하였다. Ni의 경우 S-이성질체(en-antiomer)가 ${\Delta}{\sim}7.4%$ 더 생성 되었으며, Ni@C의 경우 ${\Delta}{\sim}19.6%$였다. 탄소막이 코팅 된 Ni은 재활용 시에도 3,4-DHPM 수득율(yield)이 68 %로 양호하였다.