• 제목/요약/키워드: 표면치환

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철 광물에 의한 헥사클로에탄의 환원적 분해: 반응 속도 연구 (Reductive Degradation of hexachloroethane by using Iron Minerals: Kinetics studies)

  • 김성국;박상원
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제9권2호
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    • pp.20-27
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    • 2004
  • 수용액상에서 철광물질과 유기 용매간의 반응 속도는 여러 반응인자에 따라 반응 속도 실험을 하였다 F $e^{0}$ , FeS와 Fe $S_2$를 반응 매개물로 $C_2$C $l_{6}$에 대한 반응에서 F $e^{0}$ > FeS > Fe $S_2$ 순으로 분해반응 속도가 빠르게 나타났다. 철 광물질에 대해서 $C_2$C $l_{6}$, CHC $l_{5}$ , $C_2$C $l_4$, CHC $l_3$에 대한 분해 반응 속도는 염소 치환기가 적을수록 환원반응 속도는 느리게 일어난다. 환원 반응 속도는 pH, 교반 속도, 반응 온도와 비표면적에 의존적임을 확인하였다. 1,10-phenanthroline과 EDTA화합물은 고립전자 쌍을 가진 2개의 질소 원자에 의해 형성된 두 자리 킬레이트 작용기가 철 표면에 흡착하며 전자 이동 속도를 증가시켜 분해 반응 속도를 증가시킨다. 즉 분자 $\pi$* 오비탈을 가진 질소원자는 비어있는 금속에 비편재(delocalized)되어 전자이동 속도를 증가시킨다. 그리고 hydroquinone은 반응 속도에 영향을 주지 않았다. 자연계에 존재하는 카올리나이트는 철 광물질의 부식을 유발시켜 분해 반응속도를 증가시켰다. 반면 F $e^{2+}$와 S $O_4$$^{2-}$ 와 같은 이온은 반응속도에 영향을 주지 않았다.

직접 메탄올 연료전지용 술폰화 폴리아릴에테르술폰 전해질 막의 혼합 캐스팅 용매에 따른 형태 및 특성 (Effects of Mixed Casting Solvents on Morphology and Characteristics of Sulfonated Poly(aryl ether sulfone) Membranes for DMFC Applications)

  • 홍영택;박지영;최준규;최국종;황택성;김형중
    • 멤브레인
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    • 제18권4호
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    • pp.282-293
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    • 2008
  • 친전자성 치환반응으로 제조된 술폰화 단량체, 비(非)술폰화 단량체 및 탄산칼륨을 이용하는 직접 중합법을 통하여 높은 점도의 술폰화 폴리아릴에테르술폰 공중합체를 합성하고, 이들을 원료로 N-메틸-2-피롤리돈(NMP)과 디메틸아세트아미드(DMAc)의 혼합 용매 상에서 직접 메탄을 연료전지용 고분자 전해질 막을 제조하였다. 막 제조 시의 용매 효과에 주목하여 혼합 용매의 부피 비는 $0{\sim}100%$로 변화시키고 공중합체의 술폰화도는 50%로 고정하였다. 이온 전도도 및 메탄올 투과도 측정을 통하여 최종 전해질 막의 기본 특성을 파악하고, 주사전자현미경 및 원자간력현미경분석을 통한 표면 분석 결과와 비교함으로써 이들의 상관관계를 고찰하였다. 막 제조 시의 용매 혼합 비율을 적절히 조절함에 따라 최종 전해질 막의 이온 전도도를 크게 향상시킬 수 있음이 확인되었는데, $25^{\circ}C$의 100% 가습 환경에서 측정된 수소 이온 전도도는 NMP : DMAc 50:50 부피/부피-%에서 최대 $1.38{\times}10^{-1}\;S/cm$이었다.

K2NiF4 type 층상 페롭스카이트 구조 La(Ca)2Ni(Cu)O4-δ의 SOFC 양극 특성 및 결정구조 평가 (Structural and electrochemical characterization of K2NiF4 type layered perovskite as cathode for SOFCs)

  • 명재하;홍연우;이미재;전대우;이영진;황종희;신태호;백종후
    • 한국결정성장학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.116-120
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    • 2015
  • 혼합이온 전도체인 $K_2NiF_4$-type 산화물인 $La(Ca)_2Ni(Cu)O_{4+{\delta}}$ 분말을 합성하여 결정구조 분석과 분말의 나노구조화에 따른 고체산화물 연료전지의 양극 성능을 비교 평가하였다. 이온 반경이 큰 Cu가 Ni 자리에 치환되어 Ni-O 팔면체 구조에서 c 축 방향으로 결정구조가 팽창하였으며, Ni-Cu의 Jahn-Teller 뒤틀림으로 산소이온 산화 환원 반응과 이온 전도도 특성에 영향을 주었다. 특히 나노구조의 $La(Ca)_2Ni(Cu)O_{4+{\delta}}$ 분말의 경우 표면 촉매성능이 향상되어 단위 전지 성능 향상 결과를 얻을 수 있었다. Ni-YSZ 음극 지지체에 8YSZ 전해질을 dip-coating한 후 $La(Ca)_2Ni(Cu)O_{4+{\delta}}$ 분말을 양극으로 도포하여 얻은 SOFC 단위성능 측정 결과 $800^{\circ}C$에서 $1w/cm^2$의 최대 출력 값을 얻을 수 있었다.

고주파 마그네트론 스퍼터 기법으로 제조된 Ce:YIG 박막의 화학 조성, 미세구조 및 자기적 특성 (Chemical Composition, Microstructure and Magnetic Characteristics of Cerium Substituted Yttrium Iron Garnet Thin Films Prepared by RF Magnetron Sputter Techniques)

  • 박명범;조남희
    • 한국자기학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.123-132
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    • 2000
  • 고주파 마그네트론 스퍼터를 이용하여 cerium 치환 YIG(Ce:YIG, cerium substitued yttrium iron garnet) 박막을 제조시 기판유형, 기판온도, 스퍼터전력, 스퍼터가스 등의 증착변수와 증착후 열처리 조건이 박막의 결정성, 화학조성, 미세구조 그리고 자기적 특성에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. 750 $^{\circ}C$ 이상의 온도에서 수행한 증착후 열처리에 의하여 비정질 박막이 결정화 되었으며, 특히 GGG(gadolinium gallium garnet) 기판 위에 제조된 박막은 강한 우선배향성을 나타냈다. 박막의 조성은 스퍼터가스 내의 산소분율에 민감하게 변하였으며, 산소 분율이 10%인 스퍼터 가스(Ar+ $O_2$)를 사용하여 제조된 박막은 C $e_{0.23}$ $Y_{1.30}$F $e_{3.50}$ $O_{12}$의 조성을 나타내었다. 증착후 열처리 온도가 900 $^{\circ}C$로부터 1100 $^{\circ}C$로 증가함에 따라, GGG 기판 위 박막의 표면 거칠기는 약 3 nm로부터 40 nm까지 증가하였으며, 보자력과 강자성 공명 선폭은 각각 0.48 kA/m로부터 0.37 kA/m로 각각 감소하였다.다.하였다.다.

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Pulsed Laser Deposition을 이용한 Zn0.4Fe2.6O4 박막의 합성과 그 결정성 및 자기적 특성의 연구 (Growth of Zn0.4Fe2.6O4 Thin Films using Pulsed Laser Deposition and their Crystal Structural and Magnetic Properties)

  • 장안나;송종현;박창엽
    • 한국자기학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.88-92
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    • 2011
  • Pulsed Laser Deposition 방법을 사용하여 $Zn_{0.4}Fe_{2.6}O_4$ 박막을 증착하였으며 이의 결정성 및 자기적 특성을 증착온도의 함수로 조사하였다. 증착온도가 $300^{\circ}C$었을 경우 박막은 코런돔(corundom) ${\alpha}-$Fe_2O_3$ 또는 워자이트(wurzite) ZnO 구조를 지니고 있었으나 증착온도가 $500^{\circ}C$로 증가되었을 경우에는 $Zn_{0.4}Fe_{2.6}O_4(111)/Al_2O_3(0001)$의 결정 방향을 지닌 매우 안정된 역스피넬(inverse spinel) 성장이 이루어졌으며 또한 표면의 거칠기도 증착온도가 $300^{\circ}C$ 일 때 보다 더 평평하여졌다. 이러한 역스피넬 $Zn_{0.4}Fe_{2.6_O_4$ 박막에서는 X-선 산란 분석 결과 ${\alpha}-$Fe_2O_3$, ZnO에 해당하는 픽들은 전혀 관측되지 않았으며 이러한 사실들은 Zn가 증착온도를 높여줌에 따라 역스피넬의 사면체 자리에 치환되었음을 의미한다. M-H 곡선의 측정 결과 증착온도 $300^{\circ}C$ 박막은 자성 특성이 거의 관측되지 않은 반면 $500^{\circ}C$ 박막의 경우에는 매우 뚜렷한 강자성 특성을 확인할 수 있었으며 벌크보다 작은 포화자화 값은 팔면체 자리의 Fe 스핀들의 삐뚤림(canting)에 의한 것으로 이해된다.

영광 및 울진 원전 주변 논 토양으로부터 벼로의 년차별 $^{90}Sr$ 전이 (Annual Transfer of $^{90}Sr$ to Rice from Paddy Soils Collected around Yonggwang and Ulchin Nuclear Power Plants)

  • 임광묵;최용호;박효국;강희석;최희주;이한수
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제28권4호
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    • pp.271-279
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    • 2003
  • 영광 및 울진 원전 반경 5 km 내 12 곳의 논토양 블록을 재배상자에 채취하여 벼의 이식 전과 출수 시작 $1{\sim}2$ 일 전에 $^{90}Sr$을 담수의 표면에 처리하였다. 이식 전 처리에 있어서는 전이계수를 $2{\sim}4$ 년 간 조사하였다. 이식전 처리시 당년도 $^{90}Sr$의 전이계수$(m^2\;kg^{-1}-dry\;plant)$는 지역 간에 이렇다할 차이없이 토양에 따라 2 배 정도의 변이를 보였고 평균은 쌀알의 경우 $2.6{\times}10^{-4}$, 볏짚의 경우 $1.3{\times}10^{-2}$였다. 출수 전 처리시 전이계수는 이식전 처리에 비해 대체로 2 배정도 높았다. 토양의 pH와 치환성 Ca 함량이 높을수록 $^{90}Sr$ 전이계수가 감소하는 경향이었다. 우리나라 논에 대하여 침적 당년도 $^{90}Sr$ 전이계수의 대표치가 제안되었다. 처리 1차 년도에 대한 2차 년도 전이계수의 감소 정도는 대체로 모래함량이 높은 울진 토양에서 영광 토양보다 높았다. 영광 토양 전체로 볼 때 년차에 따른 전이계수의 감소는 반감기가 2.2년 정도의 지수함수로 묘사될 수 있었다.

전기로 셀렌화 공정에 의한 CuInSe2 박막 연구

  • 고항주;이경훈;김진혁;김효진;한명수
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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    • pp.318-318
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    • 2010
  • 전기로를 이용하여 셀렌화한 $CuInSe_2$ (CIS)박막에 대해 연구한 결과를 발표하고자 한다. 화석연료의 과도한 사용으로 지구온난화의 환경문제가 대두되면서 영구적이고 무상의 태양에너지 이용에 대한 필요성이 점차 높아지고 있다. 빛에너지를 전기에너지로 변화시키기 위한 태양전지는 재료에 따라 다양하게 개발되고 있으며 그 중 가장 주목을 받고 있는 것 중의 하나가 $CuInSe_2$을 흡수층으로 하는 CIS 박막 태양전지이다. CIS 박막은 태양전지의 흡수층으로 사용되는데 직접천이형 밴드구조를 가지고 있고, 약 $10^5\;cm^{-1}$의 높은 광흡수계수를 가지고 있어 태양전지의 흡수층으로 적합한 물질로 각광받고 있다. 에너지 밴드갭이 1eV로 실리콘과 유사한 밴드갬을 가지고 있으나 이는 Ga, Al을 In 대신 치환함으로 조절할 할 수 있다. 무엇보다도 유리와 같은 저가의 기판위에 스퍼터와 같은 장치로 대면적 CIS 태양전지를 만들수 있다는 것이 산업적인면에서의 장점으로 알려져 있다. 본 연구에서는 $50mm{\times}50mm$ 넓이의 sodalime 유리판을 기판으로 하여 CIS 박막을 제조하고 연구하였다. 스퍼터를 이용하여 유리기판 위에 Mo (Molybdenum) 을 증착하고 그 위에 Cu-In막을 증착하였다. Cu-In/Mo/유리기판 시료는 전기로에 도입되어 셀렌화 처리 하였다. 전기로는 $10^{-1}$ Torr 정도의 진공을 수분간 유지하여 반응할 수 있는 공기(산소)를 제거하였다. 진공 혹은 5N의 고순도 질소를 흘려주며 열을 가하여 셀렌화를 하였다. 전기로에는 1g의 셀레늄(Se)이 Cu-In/Mo/유리기판 시료와 함께 도입되었다. Se이 Cu-In 막과 높은 반응성을 갖도록 Se과 Cu-In 시료는 그라파이드 상자에 함께 넣었고, 그라파이트 상자는 전기로에 넣어 셀렌화하였다. 셀렌화 온도는 $400^{\circ}C{\sim}500^{\circ}C$까지 변화시켜 가며 CIS 박막을 제조하였으며 그 물성도 조사하였다. 물성 조사는 사진, 현미경, SEM, EDX, XRD, Hall effects를 이용하였다. 셀렌화 온도가 $450^{\circ}C$ 이상에서는 CIS 박막의 흡착성이 낮아 CIS 박막이 Mo 표면에서 떨어짐을 알 수 있었다. 셀렌화 후 박막에 함유된 Se은 48%~49% 정도있었다. 제조된 CIS 박막시료를 SEM으로 확인한 결과 생성된 CIS/Mo 사이에 계면층이 생겼있음 알 수 있었다. 이러한 계면층은 $MoSe^2$층으로 사료되고, 셀렌화 온도가 높으면 계면층의 두께도 증가되는 경향을 보였다. 셀렌화 온도가 높아질수록 많은 양의 산소가 CIS 박막에 들어가는 것도 알 수 있었다. 학술회의에서 보다 깊은 조사결과를 발표하고자 한다.

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용출시험을 통한 불산 누출사고지역의 토양 내 불소(F)의 거동특성 (Potential Environmental Influences in Soil by Accidental Fluorine (F) Leakage, Using Leaching Test)

  • 김도영;이준석;권은혜;이현아;윤혜온;이상훈
    • 대한환경공학회지
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    • 제37권4호
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    • pp.234-239
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    • 2015
  • 본 연구는 불산 누출사고로 인한 토양 내 불소의 잔류여부 및 용출특성을 파악하여 장 단기적 환경위해성을 조사하고자 하였다. pH 유지 용출시험, 연속 회분식 용출시험, 주상용출시험 등을 적용하였다. 이는 다양한 환경과 시간범위에서 불소의 용출정도를 조사하여 이동도 및 용출특성을 포괄적으로 이해하고자 함이다. 대부분의 토양시료에 대하여 pH가 알칼리성으로 증가할수록 수산화이온과의 경쟁 및 치환으로 인하여 불소의 용출농도 역시 증가하였다. 연속 회분식 용출시험에서는 인공오염 토양시료에서 초기 불소의 용출농도가 매우 높게 나타났으나 2차 용출 이후 현장토양시료와 유사한 낮은 용출농도를 보였다. 또한, 주상용출시험의 경우도 인공오염 토양시료에서의 초기 용출단계에서 다량의 불소가 용출되는 경향을 나타냈다. 다양한 용출시험 결과 초기 토양입자표면에 잔류한 불소는 비교적 초기에 쉽게 제거되는 것을 확인하였으며, 사고로 인한 잔류불소의 영향은 2년이 지난 현재 시점에서 매우 적다고 판단된다. 따라서 실제 화학물질 사고와 같은 외부적인 영향을 받은 환경피해지역 토양에 대하여 즉각적인 오염확산관리가 선행되어야 할 것이다.

동결속도 및 저장온도가 취반된 쌀의 노화도, 조직감 및 미세구조에 미치는 영향 (Effects of Freezing Rate and Storage Temperature on the Degree of Retrogradation, Texture and Microstructure of Cooked Rice)

  • 최성길;이철
    • 한국식품과학회지
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    • 제27권5호
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    • pp.783-788
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    • 1995
  • 본 연구는 동결속도 및 동결저장온도가 취반된 쌀의 이화학적 특성에 미치는 영향을 살펴보고자, 단열재를 이용하여 최대 빙결정 형성신간이 3시간, 5시간, 7시간 그리고 12시간인 동결속도로 24시간 동안 동결하였고, 동결된 시료는 각각 $-20^{\circ}C$$-70^{\circ}C$의 냉동고에서 3개월간 저장하여 동결저장동안에 각 시료의 노화도 그리고 조직감의 변화를 조사하였다. 동결된 쌀밥의 미세구조 및 표면구조는 빙결정을 동결치환에 의해 제거한후 scanning electron microscopy(SEM)으로 관찰하였다. 취반된 쌀의 노화도는 동결속도, 동결저장온도, 저장기간에 따라 큰 영향을 받아 최대 빙결정 형성시간이 3시간에서 12시간으로 길어짐에 따라 노화도는 14.85%에서 40.00%로 증가하였고, 동결된 쌀밥의 동결저장 중 노화도는 $-20^{\circ}C$에서 저장한 것이 $-70^{\circ}C$의 경우보다 노화된 정도로 크고, 빠른 진행을 보였다. 동결된 시료를 해동한 후의 경도는 동결시키지 않은 대조구와 비교할 때 크게 증가하였으며, 또한 동결속도가 늦어질수록 더 큰 증가를 보였다. 하지만, 3개월간 저장한 후에는 경도가 다시 감소하였다. 한편, 부착성은 대조구와 비교하여 24시간 동안 동결된 쌀밥에서는 감소하였으며 3개월간 저장한 후에는 다시 증가하는 경향을 보였다. 동결된 취반된 쌀의 빙결정의 크기는 동결속도가 늦어짐에 따라 커졌고 그 수는 상대적으로 적었다. 또한 3개월간 저장한 후에는 얼음의 재결정화에 의해 시료의 빙결정은 더욱 커져 취반된 쌀의 구조가 많이 파손되었음을 확인할 수 있었다. 결론적으로 최대빙결정형성시간을 단축하여 취반된 쌀을 동결시키는 것과 낮은 온도에서 저장하는 것이 빙결정의 형성과 성장에 따른 전분의 노화와 조직감의 변화를 억제할 수 있다고 판단되었다.

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경산 임당유적 목제품 보존 - 갑옷틀 및 칠기 - (Conservation for Wooden Objects Excavated From Imdang, KyungSan - Wooden frame of Armor and Lacquer Wares -)

  • 김수철;이용희;이효선
    • 박물관보존과학
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    • 제7권
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    • pp.53-62
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    • 2006
  • 경산 임당저습지유적에서 출토된 목제 갑옷틀과 다양한 칠기유물들은 재질이 매우 취약하고 옻칠이 되어 있어 공기 중에 노출되면 건조가 진행되어 곧바로 수축·변형이 일어나기 쉽다. 목제 갑옷틀의 경우 대형으로 동결건조과정 중 융해의 발생우려가 있고 칠기의 경우 목재표면에 옻칠이 되어있어 약제가 잘 침투되지 않고 처리 중 칠막이 부풀거나 탈락될 우려가 높다. 따라서 목제 갑옷틀은 진공 동결건조과정 중 융해방지를 위하여 t-butanol로 치환한 후 최종 PEG#3,350 43%의 t-butanol용액에 함침하고, 칠기는 최종 PEG#3,350 40%의 수용액(水溶液)에 실온에서 함침처리 후 동결 건조하여 보존처리 하였다. 칠기의 칠 도막 분석결과 뚜껑 및 고배는 초칠을 한 후 밑층에 흑색안료(그을음)와 옻칠을 혼합하여 바른 후 2-3회 생칠을 하였고 주칠 컵형목기는 밑층에 흑색안료와 옻칠을 혼합하여 바른 후 그 위에 1회 중칠을 하였으며, 산화철(Fe2O3: 석간주)이 붉은 칠의 발색안료로 쓰였을 가능성을 보여준다.