• Title/Summary/Keyword: 나노합성

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Characterization of Hydrogen Uptake Properties for Titanate Nanotubes (티타네이트 나노튜브의 수소저장 특성 평가)

  • Lee, Nam-Hee;Oh, Hyo-Jin;Yoon, Cho-Rong;Guo, Yupeng;Park, Kyeong-Soon;Kim, Sun-Jae
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2007.11a
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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.

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Synthesis and electrochemical properties of cobalt sulfide-graphene oxide nanocomposites by hydrothermal method (수열합성법을 이용한 코발트 황화물-산화그래핀 나노복합체 제조 및 전기화학적 특성 연구)

  • Su Hwan Jeong;Joo-Hyung Kim
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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    • v.33 no.6
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    • pp.203-209
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    • 2023
  • Cobalt sulfide nanocomposites were synthesized through a simple hydrothermal method as anode materials for sodium ion batteries (SIBs). In this work, a cobalt sulfide nanoparticle (CoS-NF) and a cobalt sulfide nanocomposite integrated with reduced graphene oxide (CoS@G-NC) were fabricated for electrochemical energy storage performance of battery. The as-prepared CoS@G-NC electrode exhibited reversible and stable cycle performance (62 % after 30 cycles at current density of 200 mA g-1). The improved electrochemical property was attributed to the small grain growth and uniform distribution of cobalt sulfide during synthesis, which maximized the diffusion pathway for sodium ions and effectively suppressed the delamination and volume expansion of cobalt sulfide during the conversion reaction. The results provide promising anode materials for next-generation SIBs.

Zn/Co ZIF derived synthesis of Co-doped ZnO nanoparticles and application as high-performance trimethylamine sensors (Co가 도핑된 ZnO 나노입자의 Zn/Co ZIF 유도 합성 및 고성능 트리메틸아민 센서로의 응용)

  • Yoon, Ji-Wook
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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    • v.28 no.5
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    • pp.222-227
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    • 2018
  • $Zn_{1-x}Co_x$ Zeolitic Imidazolate Framework (ZIF) (x = 0~0.05) were prepared by the co-precipitation of $Zn^{2+}$ and $Co^{2+}$ using 2-methylimidazole, which were converted into pure and Co-doped ZnO nanoparticles by heat treatment at $600^{\circ}C$ for 2 h. Homogeneous Zn/Co ZIFs were achieved at x < 0.05 owing to the strong coordination of the imidazole linker to $Zn^{2+}$ and $Co^{2+}$, facilitating atomic-scale doping of Co into ZnO via annealing. By contrast, heterogeneous Zn/Co ZIFs were formed at $x{\geq}0.05$, resulting in the formation of $Co_3O_4$ second phase. To investigate the potential as high-performance gas sensors, the gas sensing characteristics of pure and Co-doped ZnO nanoparticles were evaluated. The sensor using 3 at% Co-doped ZnO exhibited an unprecedentedly high response and selectivity to trimethylamine, whereas pure ZnO nanoparticles did not. The facile, bimetallic ZIF derived synthesis of doped-metal oxide nanoparticles can be used to design high-performance gas sensors.

Synthesis of Vinyl-nano Silica Ball Composite : Its Application to Clearcoat (비닐-나노실리카볼 화합물의 클리어코트 특성 연구)

  • Kim, Bong-Gyeom;Park, Gun-Hee;Lee, Yong-Hwa;Noh, Seung-Man;Lee, Jae-Woo;Park, Seung-Kyu
    • Applied Chemistry for Engineering
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    • v.21 no.6
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    • pp.670-675
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    • 2010
  • Inorganic-organic hybrid material such as vinyl-nano sized silica ball was synthesized by acrylo-alkoxysilane and nano silica ball with different particle size. And then they were formulated into acrylic-melamine clearcoat. This material is fully characterized with various analytical methods and applied for strength measurement. The glossy effect, matting effect and anti-scratching properties of materials were investigated for further growth and maintenance. When the particle size of nano silica ball is 20~30 nm, the glossy retain effect was increased by 7% compared to bare acrylic-melamine clearcoat. When a commercially available silica Aerosil 200 (Hydrophilic fumed silica, average particle size 12 nm, Degussa) react with vinyl alkoxysilane vinyl-fumed silica complex form. The vinyl-fumed silica along with clearcoat increases only 2% increase at glossy retain. Nano-scratch test results also support the glossy retain effect of vinyl nano-sized silica ball in clearcoat.

Evaluation on the Performance of Nano Mixed Inorganic Repair Material for Crack Repair of Concrete Structures (콘크리트 구조물의 균열 보수를 위한 나노 합성 무기계 보수 재료의 성능 평가)

  • Kim, Jong-Pil;Jeon, Chan-Ki;Chung, Hoon;Kim, Hong-Seug
    • Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
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    • v.7 no.3
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    • pp.33-39
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    • 2007
  • This paper presents a detailed experimental study on the engineering and durability properties of nano mixed inorganic repair material with rehabilitation and enhancement of performance of concrete structure occur to crack. The performance of specimens was evaluated using bond strength, chloride ion ingress, carbonation and brine resistance. It was shown in the results of the experiments that it had a superior function in the bond strength under the standard and wet-dry condition of all the repair material. Moreover, it had a good function in the experiments for chloride ion ingress, carbonation and brine resistance. Judging from the above-mentioned results, it is expected to be used for the rehabilitation and enhancement of the performance of concrete structure.

A study on the synthesis and characterization of nano-sized metal oxide for conservation treatment of paper records (종이기록물 보존처리를 위한 나노크기의 금속산화물 합성 및 특성 고찰 연구)

  • Do, Young-Woong;Ha, Jin-Wook
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.15 no.2
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    • pp.1222-1227
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    • 2014
  • Recording materials are the valuable historical and cultural parts themselves as well as the methods for exchanging informations. Therefore, the appropriate conservation treatments should be conducted to the recording materials respectively. In case of the paper records, some particular conservation treatments such as a deacidification and a sterilization are necessary to prevent both bio and chemical deteriorations. In this research, the nano-scaled ZnO and MgO with 10~30nm size were prepared for the effective and stable conservation treatment of the paper records. Deacidification and sterilization effect of nano compounds were excellent and since nano compounds had almost 100% purity(free from Pb, Cd, As), the additional damages caused by the heavy and toxic metals should not be occur to the books and papers.

SnO2 나노 입자를 포함한 poly(methylmethacrylate) 나노복합체를 사용하여 제작한 유기 쌍안정성 소자의 전하 이동 메커니즘

  • Gwak, Jin-Gu;Yun, Dong-Yeol;Jeong, Jae-Hun;Lee, Dae-Uk;Kim, Tae-Hwan
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2010.08a
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    • pp.217-217
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    • 2010
  • 유기물/무기물 나노 복합재료는 고온과 저전력에서 동작해야하는 차세대 전자 소자와 광소자 제작에 대단히 유용한 소재이다. 간단하고 저렴한 제조 방법과 휘어짐이 가능한 특성을 이용하여 유기물/무기물 나노 복합재료를 사용한 비휘발성 메모리 소자의 제작과 메모리 특성에 대한 연구가 수행되었으나, SnO2 나노 입자가 삽입된 고분자 박막을 기반으로 제작한 저항 구조의 비휘발성 메모리 소자인 유기 쌍안정성 소자에 대한 연구는 상대적으로 미흡하다. 본 연구에서는 poly(methyl methacrylate) (PMMA) 박막 안에 분산된 SnO2 나노 입자를 사용하여 제작한 유기 쌍안정성 소자의 메모리 특성을 관찰하였다. 소자를 제작하기 위해 나노 입자의 전구체인 Tin 2-ethylhexanoate을 dibutyl ether에 용해시킨 후, 화학적 방법을 사용하여 용매 안에서 SnO2 나노 입자를 합성하였다. 합성한 SnO2 나노 입자와 PMMA를 클로로벤젠에 용해하여 고분자 용액을 제작하였다. 전극인 indium-tin-oxide가 증착된 유리 기판 위에 제작한 고분자 용액을 스핀 코팅하고, 열을 가해 용매를 제거하여 SnO2 나노 입자가 분산되어 있는 PMMA 나노복합체를 형성하였다. 그 위에 Al 전극을 증착하여 유기 쌍안정성 소자를 완성하였다. 제작된 소자에 전압을 인가하여 전류를 측정한 결과 유기 쌍안정성 소자에서는 동일 전압에서 높은 전류 (ON 상태)와 낮은 전류 (OFF 상태)가 흐르는 쌍안정성 특성을 나타냈다. 그러나 SnO2 나노 입자가 없는 PMMA 박막으로 형성된 소자에서는 전류-전압 측정에서 쌍안정성 특성이 나타나지 않았다. 따라서 PMMA 박막 안에 삽입된 SnO2 나노 입자가 유기 쌍안정성 소자의 메모리 효과를 나타내는 원인임을 알 수 있었다. 전류-시간 측정 결과는 소자의 ON 상태 및 OFF 상태 전류가 시간에 따른 큰 변화 없이 1000 사이클 이상 지속적으로 유지 하고 있음을 보여 줌으로써 유기 쌍안정성 소자를 장시간 사용할 수 있음을 확인시켜 주었다.

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Use of Core-Crosslinked Amphiphilic Polymer Nanoparticles as Templates for Synthesis of Nanostructured Inorganic Materials (코아 가교 양친성 고분자 나노입자 템플레이트를 이용한 무기물 나노 구조체 합성)

  • Kim, Hyun-Ji;Kim, Na-Hae;Kim, Juyoung
    • Journal of Adhesion and Interface
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    • v.16 no.1
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    • pp.6-14
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    • 2015
  • In this study, physically and chemically stable core-crosslinked amphiphilic polymer (CCAP) nanoparticles were prepared using amphiphilic reactive precursors via soap-free emulsion process. Obtained CCAP nanoparticles were used as templates for synthesis of nanostructured $TiO_2$ nanoparticles. First, CCAP nanoparticles dispersed aqueous solutions were mixed with titanium isopropoxide to prepare stable organic-inorganic hybrid sols, and then obtained sols were spin coated onto glass substrate to prepare hybrid thin films onto glass, and then hybrid thin films were calcinated at various temperature to remove CCAP. Nanostructure of calcinated thin fims were examined by SEM. To study effect of CCAP nanoparticles on nanostructure of $TiO_2$ nanoparticles, the morphology of $TiO_2$ nanoparticles prepared using various CCAP templates was compared with that of $TiO_2$ nanoparticles prepared using conventional organic template, nonionic surfactant, Triton X-100.

Novel method for synthesis of 2D WS2 nano sheets via WO3 colloidal solution. (WO3 콜로이드 용액을 이용한 2D WS2 나노시트 합성에 관한 연구)

  • Kim, Min-Gyeong;Park, Yeong-Bae;Lee, Gyu-Hwan
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2016.11a
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    • pp.173.1-173.1
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    • 2016
  • 전이금속 디칼코게나이드는 서로 다른 전이 금속원소와 칼코겐 원소의 결합으로 이루어진 층상 구조의 물질로서, 그래핀과 비슷한 2D 결정성 구조를 지니면서도, 그래핀과는 달리 밴드갭을 가지는 반도체적 성질 때문에 최근 많은 연구가 진행되고 있다. 특히 $WS_2$는 촉매, 전자, 광전자, 센서와 같은 반도체등 다양한 소자에 적용된다. $WS_2$ 합성 방법에는 기계적 박리법, 화학기상증착법, 용액법 등이 있다. 기계적 박리법은 방법이 간단하나 수율이 낮고 균일하게 얻어지지 않으며, 화학기상증착법은 고가의 고온공정이라는 한계점을 가지고 있다. 반면에 용액법은 제조공정이 쉬우며, 저가 대량생산이 가능하다는 이점이 있다. 더욱이 본래 용액법에서는 $WS_2$를 합성하기 위해 $WO_3$를 추가적으로 합성 후 진행하였지만, 쉽게 제조 가능한 $WO_3$ colloidal 용액을 이용하면 sulfurization을 진행하여 $WS_2$를 합성할 수 있다. colloidal 용액을 이용한 합성법은 입자크기 조절이 가능하기 때문에 균일한 나노입자를 uniform 하게 형성할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 $WO_3$ colloidal 용액을 spin coating 과 sulfurzation 공정을 거쳐 2D triangle $WS_2$의 합성 및 특성을 분석하였다. 2D $WS_2$의 나노결정구조, 입자 형상 및 광학 특성을 주사전자현미경, 라만 분광기, x-ray 회절분석기 등을 통해 확인하였다. 또한, 합성된 $WS_2$를 이용하여 트랜지스터를 제작하여 전기적 특성을 확인하였다.

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Structural Properties of Epoxy-Montmorillonite Nanocomposites (몬모릴로나이트와 에폭시수지로부터 합성된 나노복합재료의 구조적 특성에 관한 연구)

  • Sur, Gil-Soo;Ryu, Joung-Gul;Lyu, Sung-Gyu;Choi, Hyun-Kuk;Kim, Bong-Sik
    • Applied Chemistry for Engineering
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    • v.10 no.4
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    • pp.615-619
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    • 1999
  • Polyether-clay nanocomposite was not polymerized with stearyltrimethylammonium ion exchanged montmorillonite, but it was self-polymerizable when heated with both stearyltrimethylammpmoim and m-phenylenediammonium ions intercalated montmorillonite to form polyether-clay nanocomposites. Molcular disperion of montmorillonite within the crosslinked epoxy matrix verified using X-ray diffraction and transmission electron microscopy found that the final product contains a uniform dispersion of exfoliated $10{\AA}$ thin clay layers seperated by $250{\sim}500{\AA}$of polyether polymer, thus verifying the nanocomposite structure.

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