Kim, Min-Kun;Kim, Jin;Yu, Seung-Ho;Mun, Junyoung;Sung, Yung-Eun
Journal of Electrochemical Science and Technology
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v.10
no.2
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pp.223-230
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2019
A facile method for surface coating with $Li_2TiF_6$ which has a high lithium-ion conductivity, on $LiMn_2O_4$ spinel cathode material for high performance lithium ion batteries. The surface coating is performed by using a co-precipitation method with $Li_2CO_3$ powder and $H_2TiF_6$ solution under room temperature and atmospheric pressure without special equipment. Total coating amount of $Li_2TiF_6$ is carefully controlled from 0 to 10 wt.% based on the active material of $LiMn_2O_4$. They are evaluated by a systematic combination of analyses comprising with XRD, SEM, TEM and ICP. It is found that the surface modification of $Li_2TiF_6$ is very beneficial to high cycle life and excellent rate capability by reducing surface failure and supporting lithium ions transportation on the surface. The best coating condition is found to have a high cycle life of $103mAh\;g^{-1}$ at the 100th cycle and a rate capability of $102.9mAh\;g^{-1}$ under 20 C. The detail electrochemical behaviors are investigated by AC impedance and galvanostatic charge and discharge test.
For application in adsorption process, we synthesized silica nanospheres by Stober method, and silica particles with wrinkled surface as well as macroporous silica particles were also fabricated by utilizing emulsion droplet as micro-reactors, followed by modification of the particle surface using suitable coupling agents containing amine groups. These particles exhibited improved adsorption capacity for heavy metal ions and anionic dyes, which were difficult to be removed by conventional silica particles without surface modification. Anionic dye, methyl orange could be removed almost completely by adsorption using porous silica particles modified using APTES. The adsorption efficiency of heavy metal like copper ions was close to 100%, when porous silica was used as adsorbent particles modified with AAPTS.
In this work, we developed a Nafion polymer-coated impedance sensor with two gold electrode configurations to measure the ion concentration in solution samples. The gold electrodes were fabricated through the sputtering process, followed by surface modification using Nafion polymer. The resulting sensors enable the prevention of the polarization phenomenon on the electrode surface, resulting in stable measurement of electrochemical signals. Spectroscopy and scanning electron microscopy measurements revealed that the thin film of Nafion was coated uniformly onto the surface of the gold electrode. The Nafion-coated sensor exhibited more stable impedance signals than the conventional gold electrode. It showed a highly reliable calibration curve (R2 = 0.983) of the impedance sensor using a standard sodium chloride solution. In addition, a comparison experiment between the impedance sensor and a commercial conductivity sensor was performed to measure the ion concentration of artificial tears, showing similar results for the two sensors.
In this study, we performed surface modification of biodegradable microcrystalline cellulose (MCC) to use as a filler in polyethylene (PE) composite in food packaging application. We modified MCC surface with (3-trimethoxysilylpropyl)diethylenetriamine (TPDT) silane coupling agent, which has one primary amino group and two secondary amino groups per molecule, to introduce amino groups with a carbon dioxide adsorption capability in MCC. Effects of each of the reaction conditions such as amount of TPDT introduced, swelling time, reaction temperature, and reaction time on surface modification degree of MCC were investigated by changing a variety of above reaction conditions. The amount of TPDT grafted on MCC surface and formation of chemical bonds were confirmed by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), elemental analysis (EA), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), thermogravimetric analysis (TGA) and solid state $^{29}Si$ nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy. We confirmed increase of grafted amount of TPDT on MCC with increasing reaction time, reaction temperature, and amount of introduced TPDT.
In this study, Fe-Ni slag, converter slag and dephosphorization slag generated from the steel industry, and fly ash or bottom ash from a power plant, were mixed at an appropriate mixing ratio and melted in a melting furnace in a mass-production process for glass ceramics. Then, glass-ceramic products, having a basalt composition with $SiO_2$, $Al_2O_3$, CaO, MgO, and $Fe_2O_3$ components, were fabricated through casting and heat treatment process. Comparison was made of the samples before and after the modification of the process conditions. Glass-ceramic samples before and after the process modification were similar in chemical composition, but $Al_2O_3$ and $Na_2O$ contents were slightly higher in the samples before the modification. Before and after the process modification, it was confirmed that the sample had a melting temperature below $1250^{\circ}C$, and that pyroxene and diopside are the primary phases of the product. The crystallization temperature in the sample after modification was found to be higher than that in the sample before modification. The activation energy for crystallization was evaluated and found to be 467 kJ/mol for the sample before the process modification, and 337 kJ/mol for the sample after the process modification. The degree of crystallinity was evaluated and found to be 82 % before the process change and 87 % after the process change. Mechanical properties such as compressive strength and bending strength were evaluated and found to be excellent for the sample after process modification. In conclusion, the samples after the process modification were evaluated and found to have superior characteristics compared to those before the modification.
Hong Chae-Hwan;Bae Jin-Woo;Lee Yong-Bum;Lee Choon-Soo;Jho Jae-Young;Nam Byeong-Uk
Polymer(Korea)
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v.30
no.4
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pp.318-325
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2006
Polypropylene-clay nanocomposites were studied by the modification of clay with amino silanes to introduce covalent bonds in nanocomposites, and prepared by melt-compounding with polypropylene, clay modified with amino silanes and maleic anhydride grafted polypropylene. The . .structure and surface properties of modified clay were determined by x-ray diffraction, infrared spectrum, and solid-state $^{29}Si$ nuclear magnetic resonance spectrum. The modification of clay with aminosilanes led to the increase of the silicate interlayers to about $19.8{\AA}$, the weakening effects of hydroxy group at $3650cm^{-1}$ and the signal of amine groups at -69 ppm proved that the modification had taken place.
Ha, Seongmin;Kim, Daesup;Kwak, Cheol Hwan;Lee, Young-Seak
Applied Chemistry for Engineering
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v.33
no.4
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pp.343-351
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2022
Lithium-ion batteries (LIBs) are considered promising energy storage devices with good performance such as high energy density, slow self-discharge rate, high rate charge capacity, and long battery life. However, the application of these LIBs in the high-energy density electric vehicle and large device industries poses a major safety problem. In order to solve this problem, developing a material having high thermal stability and intrinsic safety is the ultimate solution for improving the stability and electrochemical performance of LIBs. This review introduced a surface modification technology of a separator to overcome the stability problem of a commercial separator, and summarized and summarized the research trends using the modified separator for a lithium-ion battery. Based on this, the future prospects for the separator development by surface modification were discussed.
Kang Hyuk-Jin;Ahn Sung-Hoon;Lee Jae-Sang;Lee Jae-Hyung
International Journal of Precision Engineering and Manufacturing
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v.7
no.1
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pp.57-61
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2006
The research on surface modification technology has been advanced to improve the properties of engineering materials. Ion implantation is a novel surface modification technology that enhances the mechanical, chemical and electrical properties of substrate's surface using accelerated ions. In this research, nitrogen ions were implanted into AC7A aluminum substrates which would be used as molds for rubber molding. The composition of nitrogenion implanted aluminum and distribution of nitrogen ions were analyzed by Auger Electron Spectroscopy (AES). To analyze the modified surface, properties such as hardness, friction coefficient, wear resistance, contact angle, and surface roughness were measured. Hardness of ion implanted specimen was higher than that of untreated specimen. Friction coefficient was reduced, and wear resistance was improved. From the experimental results, it can be expected that implantation of nitrogen ions enhances the mechanical properties of aluminum mold.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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