• 제목/요약/키워드: 전기화학적 수정진동자저울

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금속 침출연구를 위한 전기화학적 미소수정진동자저울 기술 소개 (Introduction to Electrochemical Quartz Crystal Microbalance Technique for Leaching Study of Metals)

  • 김민석;정경우;이재천
    • 자원리싸이클링
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    • 제29권1호
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    • pp.25-34
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    • 2020
  • 전기화학적 미소수정진동자저울은 전극표면에서 발생하는 나노그램 수준의 질량변화를 실시간 측정할 수 있는 장비이다. 역압전효과를 가진 수정진동자 양면에 형성된 금속전극에 교대로 전계를 가하면 진동자의 두께에 따라 특정 공진주파수를 나타낸다. 공진주파수는 전극표면에서 발생하는 질량변화에 반응하며, 전극표면의 금속이 용해될 때는 증가하고 석출될 때는 반대로 감소한다. 공진주파수와 질량변화의 상관관계는 Sauerbrey 식으로 나타내고 이를 이용하여 금속의 침출반응때 발생하는 질량변화를 실시간으로 측정할 수 있다. 특히 용해 후 침출액에서 침전, 휘발, 기타 화합물 형성 등 부반응으로 실험 후 발광분광분석이나 원자흡광분석 등이 용이하지 않은 금속의 침출 반응기구 및 속도 연구에 매우 효과적이다. 그러나 수정진동자의 공진주파수는 질량변화 외에도 용액의 점도, 수압, 온도, 스트레스, 그리고 표면거칠기 등에도 영향을 받으므로 실험 시 이들 영향에 대한 고려가 필요하다. 전기화학적 미소수정진동자저울의 응용 예로서 염소를 이용한 백금의 침출 시 용해속도를 실시간 측정하고 이로부터 활성화에너지를 구하는 일련의 과정을 소개하였다. 침출에 사용된 백금시료는 수정진동자 양면에 형성된 1000 Å두께의 백금전극 중 침출액에 노출된 한쪽 면을 활용하였으며, 전해생성된 염소를 염산 침출액에 주입하여 침출 시 용존 염소농도를 조절하였다. 실험결과로부터 염소에 의한 백금의 용해반응은 활성화에너지가 83.5 kJ/mol로 화학반응율속임을 확인하였다.

수정진동자 미세저울을 이용한 방식도막의 물 흡수 측정 (Measurement of Water Absorption in Anticorrosive Organic Coatings Using Quartz Crystal Microbalance (QCM))

  • 이근대;도윤정;김진호;박성수;홍성수;서차수;박진환
    • 한국해양공학회지
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    • 제17권6호
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    • pp.77-82
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    • 2003
  • The absorption of water into an anti-corrosive organic coating, such as alkyd and urethane resin coating, was investigated, using a quartz crystal microbalance (QCM). Anticorrosive properties of the coatings were also measured, by means of electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The overall absorption of water in the coating is determined by the chemical nature of resin, and decreases with increasing thickness. The enhancement of anti-corrosive performance, through increase of coating thickness, was more remarkable in the case of the coating that hadlower equilibrium water absorption. The absorption kinetics curves were Fickian in nature. The EIS analysis confirmed that the resin, having lower equilibrium water absorption, shows higher anti-corrosive performan.