• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제26권1호
• /
• pp.23-28
• /
• 2019

타이타니아 ($TiO_2$)는 독성이 없고 매우 높은 굴절률, 촉매 활성 및 생체 적합성을 지니고 있으며 화학적 안정성이 있고 높은 이방성을 갖는 저렴한 재료로써 다양한 분야에서 각광받고 있는 세라믹 소재이다. 이러한 $TiO_2$를 sol-gel법을 이용하여 나노입자화 하였다. 나노입자 형성중에 pH를 조절하여 $TiO_2$의 결정성을 제어하였다. 합성된 나노입자는 엑스선 회절분석법, 퓨리에 분광기(Fourier transform infrared), 전계방사형 주사전자현미경(field emission scanning electron microscopy)과 포토루미네선스(photoluminescence spectroscopy)를 이용하여 분석하였다. 합성된 $TiO_2$ 나노입자는 5 nm 이하의 크기를 갖는 것을 확인하였다. 나노입자의 결정성이 증가됨에 따라 550 nm 영역의 발광세기가 증가함을 확인하였다. 이러한 결과로 $TiO_2$ 나노입자의 결정성 조절을 통한 발광 특성 조절을 기대할 수 있다.

• 한국표면공학회지
• /
• 제56권6호
• /
• pp.437-442
• /
• 2023

This research aims to enhance the efficiency of Pt/C catalysts due to the limited availability and high cost of platinum in contemporary fuel cell catalysts. Nano-sized platinum particles were distributed onto a carbon-based support via the polyol process, utilizing the metal precursor H₂PtCl₆·6H₂O. Key parameters such as pH, temperature, and RPM were carefully regulated. The findings revealed variations in the particle size, distribution, and dispersion of nano-sized Pt particles, influenced by temperature and pH. Following sodium hydroxide treatment, heat treatment procedures were systematically executed at diverse temperatures, specifically 120, 140, and 160 ℃. Notably, the thermal treatment at 140 ℃ facilitated the production of Pt/C catalysts characterized by the smallest platinum particle size, measuring at 1.49 nm. Comparative evaluations between the commercially available Pt/C catalysts and those synthesized in this study were meticulously conducted through cyclic voltammetry, X-ray diffraction (XRD), and field-emission scanning electron microscopy-energy dispersive X-ray spectroscopy (FE-SEM EDS) methodologies. The catalyst synthesized at 160 ℃ demonstrated superior electrochemical performance; however, it is imperative to underscore the necessity for further optimization studies to refine its efficacy.

• 대한환경공학회지
• /
• 제35권2호
• /
• pp.144-150
• /
• 2013

본 연구에서는 고급산화공정에서 촉매제로 사용되는 산화철 나노입자를 세라믹 멤브레인 표면에 부착하여 오존 산화 공정과 연계 처리가 가능한 반응성 세라믹 멤브레인을 합성하고, 이를 이용한 하이브리드 세라믹 멤브레인 시스템(일원화된 오존-멤브레인 시스템)을 통해 자연유기화합물에 의한 막 오염 제어 특성을 평가하였다. 디스크 형태의 알루미나 정밀여과 및 한외여과 세라믹 멤브레인에 소결법을 사용하여 산화철 나노입자를 부착하였으며, 산화철 나노입자 양에 따른 반응성 세라믹 멤브레인의 특성을 분석하였다. 주사전자현미경(SEM) 분석을 통해 세라믹 멤브레인 표면 위에 산화철 나노입자 층이 형성되었음을 확인할 수 있었고, 부착된 산화철 나노입자의 크기는 대략 50 nm임을 확인할 수 있었다. 반응성 세라믹 멤브레인과 기존 세라믹 멤브레인의 막 투과 성능(Pure water permeability) 비교 실험 결과 큰 차이를 보이지 않았는데, 이는 반응성 세라믹 멤브레인 표면에 형성된 산화철 나노입자 층이 멤브레인의 투과 유량에 큰 영향을 끼치지 않음을 확인할 수 있었다. 하이브리드 세라믹 멤브레인 시스템을 통한 자연유기화합물의 막 오염(Fouling) 및 막 오염 회복(Fouling recovery) 실험을 통해, 반응성 세라믹 멤브레인을 사용한 시스템이 산화철 나노입자와 오존과의 반응을 통해 생성된 수산화라디칼이 보다 효율적으로 자연유기화합물을 분해하여 막 오염을 저감하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 원수와 처리수 내의 자연유기화합물 분석을 통해, 반응성 세라믹 멤브레인 시스템이 보다 효과적으로 자연유기화합물의 방향성 성분 감소, 고분자량 비율 감소, 소수성 성분 감소 등을 통해 막 오염을 제어함을 확인할 수 있었다.

• 청정기술
• /
• 제27권2호
• /
• pp.115-123
• /
• 2021

본 연구는 무기 실리카 껍질(shell)과 유기 고분자 코어(core)로 구성된 매우 균일한 유-무기 복합체 입자 제조의 방법에 관한 것이다. 먼저, 미세유체 기술을 이용하여 균일한 크기를 지니는 유기 고분자 코어 입자를 제조하였다. 코어 입자의 제조 과정에서 코어 입자의 제조 과정에서 광 경화성 유기 물질이 포함된 분산상과 연속상의 유속을 독립적으로 제어함으로써 균일한 액적을 형성하였다. 액적이 형성됨과 동시에, 미세유체 채널의 말단에서 자외선 조사에 의해 액적이 광중합 되어 코어 입자로 형성된다. 더불어, 폴리알릴아민 하이드로클로라이드(polyallylamine hydrochloride, PAH)와 인산 이온(phosphate ion)으로 구성된 나노 복합체는 최적화된 pH 조건에서 수소결합과 정전기적 인력 같은 강력한 상호작용을 통해 코어 입자에 코팅된다. 폴리아민 나노 복합체에 존재하는 PAH 주쇄의 아민 그룹들은 규산(silicic acid)의 축합(condensation) 반응을 촉매하여, 코어 입자 표면의 실리카 나노입자 성장을 시킬 수 있었다. 따라서, 본 방법을 통해 유기 코어에 무기 실리카 나노입자로 코팅된 유-무기 복합체 입자를 제조할 수 있었다. 최종적으로, 본 연구에서 제시한 방법은 보다 온화하며 환경친화적인 조건 하에서 단시간 내에 유-무기 복합체 입자를 합성할 수 있으며, 다양한 모양과 크기를 갖는 코어 입자에 적용되어 넓게 활용될 수 있다.

• 분석과학
• /
• 제20권4호
• /
• pp.296-301
• /
• 2007

카본 나노섬유(CNFs)는 높은 비표면적($100{\sim}200m^2/g$)과 순도를 갖는 물질로서 2 nm 이하의 기공을 형성하지 않는 물질이다. 그러므로 이 물질은 촉매 지지체로서의 활용 가치가 우수한 물질이다. 활성 카본섬유(ACFs)는 첨단기술 산업 분야의 유독가스 제어에 많이 이용되어지고 있다. 레이온을 이용한 카본 나노섬유(CNFs)와 활성 카본섬유(ACFs)는 소재 표면에 다양한 온도와 공기량을 조절함으로서 열적 산화 방법인 열화학을 이용하여 제조하였다. 카본 나노섬유(CNFs)는 공기 주입 상태에서 $600^{\circ}C$ 이상으로 반응시켰으며, 온도와 공기량을 점차적으로 증가시키면서 카본 나노섬유(CNFs)을 성장시켰다. 활성 카본섬유(ACFs)는 $800^{\circ}C$ 상에서 72시간 반응시켜, $2,662m^2/g$ (BET)의 비표면적과 $1.41cm^3/g$의 부피를 갖는 소재를 제조하였다. 이와 같은 방법으로 제조된 활성 카본섬유(ACFs)는 기공크기가 10 nm이하 되는 비표면적이 전체 표면적의 99%을 차지 하며, 2 nm 이하 되는 비표면적이 전체 표면적의 60%을 차지 하였다.

• Composites Research
• /
• 제37권3호
• /
• pp.162-169
• /
• 2024

본 논문에서는 습식 방사 공정을 통한 PAN(polyacrylonitrile)계 전구체 섬유의 형태학적 제어 및 2종의 흑연화 촉진제(Ca, Ni)가 도입된 PAN계 탄소섬유의 흑연화 거동을 조사하였다. 흑연화 촉진제는 습식방사된 PAN 계 전구체 섬유의 열수 연신시 형성된 기공으로 도입되었으며, 결정구조 및 라만 분석을 통해 흑연화 촉진효과를 검토하였다. 1500℃의 상대적으로 낮은 온도에서는 흑연화에 큰 영향을 주지 않은 반면에, 2400℃의 고온에 서는 흑연화 촉진제 미처리 섬유와 비교하여 I_D/I_G 비율이 최대 2배까지 감소하는(GF-AS 0.54: GF-Ni100 0.28) 경향을 나타냈다. 흑연화도(degree of graphitization)는 Ca 흑연화 촉진제와 비교하여 Ni 흑연화 촉진제가 더 큰 영향을 끼침을 I_D/I_G 비율을 비교하여(GF-Ca100 0.42: GF-Ni100 0.28) 확인할 수 있었다. 또한, 2D band의 존재로부터 흑연평면구조가 다층으로 구성되어 있음을 알 수 있었다. 흑연결정의 결정면간거리(d₀₀₂)에 대한 흑연화 촉진제 효과는 미비하였으나, 특히 Ca 흑연화 촉진제 처리된 흑연섬유(GF-Ca100)의 경우 최대 ~5 nm 결정 크기가 증가함이 확인되었다.