Multi-walled carbon nanotubes (CNTs) were prepared by thermal chemical vapor deposition (CVD) and microwave plasma chemical vapor deposition (MPCVD) using various combination of binary catalysts with four transition metals such as Fe, Co, Cu, and Ni. In the preparation of CNTs from acetylene precursor by thermal CVD, the CNTs with very high yield of 43.6 % was produced over $Fe-Co/Al_2O_3$. The highest yield of CNTs was obtained with the catalyst reduced for 3 hr and the yield was decreased with increasing reduction time to 5 hr, due to the formation of $FeAl_2O_4$ metal-aluminate. On the other hand, the CNTs prepared by acethylene plasma CVD had more straight, smaller diameter, and larger aspect ratio(L/D) than those prepared by thermal CVD, although their yield had lower value of 27.7%. The degree of graphitization of CNTs measured by $I_d/I_g$ value and thermal degradation temperature were 1.04 and $602^{\circ}C$, respectively.
본 연구에서는 탄소지지체로 활성탄소를 주요재료로 사용하고 여기에 그라파이트 나노섬유(graphite nanofibers)를 함량별로 혼합시킨 후, 백금전구체를 포함하는 용액에 분산시키고, 화학적인 환원반응을 통해서 백금입자를 담지하여 제조하였다. 첨가하는 GNF의 함량을 조절하면서, 백금입자의 결정 크기와 담지함량을 제어할 수 있었다. GNF 함량이 15 wt%인 혼합지지체를 사용한 백금입자의 경우, 최대의 전기활성 특성을 나타내었다. 또한, GNF 함량을 0%에서 15%로 증가시킴에 따라 전기전도도가 $10^{-4}S/cm$에서 $10^{-1}S/cm$로 증가하였다. 첨가제 GNF를 10%까지 도입한 경우, 백금입자의 전기활성은 크게 증가하는 경향을 보이지만, 15%에서는 그 증가경향이 작아져서 포화되는 현상이 보였다. 이런 결과는 전기활성도의 변화가 혼합지지체의 전기전도도 변화와 백금이 담지된 함량, 그리고, 담지형태와 관련성이 있음을 알 수 있었다.
본 연구에서는 폴리피롤로 개질된 Nafion 막에 직접적으로 백금촉매를 담지하는 방법을 제시하고 PEMFC로의 응용을 검토하였다. 개시제로 $FeCl_3$ 및 $Na_2S_2O_8$을 사용하여 피롤을 Nafion 막에 중합하였다. 제저된 PPy/Nafion 복합체 막의 양이온 전도도와 함수율을 측정한 결과, $Na_2S_2O_8$을 사용하여 제조된 복합체 막은 피롤 중합시간이 증가할수록 양이온 전도도와 함수율은 감소하였고, $FeCl_3$의 경우 함수율은 감소하지만 양이온 전도도는 유지되었다. 폴리피롤로 개질된 Nafion 막에 백금 촉매를 화학적 환원법에 의해 함침한 결과, 폴리피롤의 전자 전도성 특성에 의해 백금 담지가 향상됨을 알 수 있었다. 또한 Pt/PPy/Nafion 전극촉매와 확산 전극으로 구성된 MEA를 단위 연료전지 성능평가를 행한 결과, 0.3 V의 전위에서 $569mA/cm^2$의 전류밀도 값을 갖는 연료전지 성능을 얻을 수 있었다.
In this work, nitrogen and oxygen functionalities was introduced to the graphite nanofibers (GNFs) and their effect on electrocatalytic performance of the GNF supports for direct methanol fuel cells (DMFCs) was invesigated. The nitrogen and oxygen groups were introduced through the urea treatments and acid treatment, respectively. And, PtRu catalysts deposited on modified GNFs were prepared by a chemical reduction method. The catalysts were characterized by means of elemental analysis, nitrogen adsorption, and X-ray photoelectron spetroscopy (XPS). The structure and morphological characteristics of the catalysts were characterized by X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM). As a result, the Pt-Ru nanoparticles were impregnated on GNFs with good formation in 3-5 nm. And, the cyclic voltammograms for methanol oxidation revealed that the methanol oxidation peak varied depending on changes of surface functional groups. It was thus considered that the PtRu deposition was related to the reduction of PtRu and surface characteristics of the carbon supports. The changes of surface functional groups were related to PtRu reduction, significantly affect the methanol oxidation activity of anode electrocatalysts in DMFCs.
ITO thin film is generally fabricated by various methods such as spray, CVD, evaporation, electron gun deposition, direct current electroplating, high frequency sputtering, and reactive DC sputtering. However, some problems such as peaks, bumps, large particles, and pin-holes on the surface of ITO thin film were reported, which caused the destruction of color quality, the reduction of device life time, and short-circuit. Chemical mechanical polishing (CMP) process is one of the suitable solutions which could solve the problems.
전기화학 반응을 이용한 실리콘 표면상으로의 단백질 고정을 연구하였다. 이를 위해 Nitrobenzendiazonium(NiBD) 양이온을 화학적 환원반응을 통해 수식하고 수식된 실리콘 표면을 전기화학적으로 다시 환원시켜 나이트로 기능기를 일차아민 기능기로 활성화하여 단백질 고정에 이용하였다. 활성화 된 표면에 금 나노입자를 고정하여 일차 아민 생성을 확인하였다. 또한 이 방법을 응용하여 실리콘 나노선 어레이 중 선택된 나노선 만을 활성화하고 단백질을 선택적으로 고정하는 연구를 수행하였다. 이 연구를 통하여 NiBD 양이온의 화학 및 전기화학 반응이 실리콘 나노선 표면으로 단백질의 선택적 고정화에 유용하게 사용될 수 있음을 보였다.
자동차 시장의 확대에 따라 자동차 모터의 필수 소재로 희토류금속인 Nd에 대한 수요가 급증하고 있다. Nd를 제조하기 위하여 Nd2O3와 Ca계 합금의 열 환원반응에 관한 연구가 활발히 진행되어 왔다. 본 연구에서는 Nd2O3의 환원제로 사용되는 Ca계 합금인 Ca-Cu를 CaCl2 용융염에서 전기분해반응을 통해 제조하였다. 전기분해반응의 작업 전극과 상대전극으로는 Cu 와이어와 흑연을 각각 사용하였다. 기준전극은 AgCl:CaCl2=1:99 mol%로 혼합한 혼합물에 Ag 와이어를 넣어 제작하였다. 순환전압 전류법 결과에 의하면 -1.8 V의 전위부터 작업전극의 표면에 Ca2+의 증착이 관찰되었으며, CaCl2 염의 온도가 증가할수록 Ca2+의 환원전위가 감소하였다. 시간대전류법 실험을 통해 계산된 Ca2+의 확산계수는 5.4(±6.8)×10-6 cm2/s으로 나타났다. 또한, Cu 전극에 일정한 전위를 가해 Ca-Cu 액상합금을 제조하였으며 제조된 합금은 EDS line scan을 통해 인가 전위의 증가에 따라 Ca의 전기화학적 삽입이 증가함을 확인하였다. -2.0 V보다 음의 전위를 인가하여 제조한 Ca-Cu 합금의 조성비는 Ca:Cu=1:4임을 확인하였다.
In this study, an electro-catalyst of Pt nanoparticles supported by polypyrrole-functionalized graphene (Pt/PPy-reduced graphene oxide [RGO]) is reported. The Pt nanoparticles are deposited on the PPy-RGO composite by chemical reduction of H2PtCl6 using NaBH4. The presence of graphene (RGO) caused higher activity. This might have been due to increased electro-chemically accessible surface areas, increased electronic conductivity, and easier charge-transfer at polymer-electrolyte interfaces, allowing higher dispersion and utilization of the deposited Pt nano-particles. Microstructure, morphology and crystallinity of the synthesized materials were investigated using X-ray diffraction and transmission electron microscopy. The results showed successful deposition of Pt nano-particles, with crystallite size of about 2.7 nm, on the PPy-RGO support film. Catalytic activity for methanol electro-oxidation in fuel cells was investigated using cyclic voltammetry. The fundamental electrochemical test results indicated that the electro-catalytic activity, for methanol oxidation, of the Pt/PPy-RGO combination was much better than for commercial catalyst.
uranium(VI)-cupferron 착물에 대한 네모파 전압전류법적 연구를 pH5.0의 0.1M아세트산 완충용액에서 수행하였다. 네모파 전압전류법을 이용한 미량의 우라늄 정량과 분석시의 최적조건에 대해 검토하였다. Uranium(VI)-cupferron 착물의 환원반응은 반응물만이 전극 표면에 흡착되는 비가역적인 과정으로 진행되는 반응임을 알 수 있었다. Uranium(VI)의 검출한계는 -0.1 V vs. Ag/AgCl에서 흡착시간을 30sec로 하였을 때 7.9nM(2 ppb)이었으며, 전극 표면에 흡착된 uranium(VI)-cupferron착물의 양은 ${\Gamma}_{max} = (4.9{\pm}0.3){\times}10^{-10} mol{\cdot}cm^{-2}$이었다
Sung, Shi-Joon;Park, Mi Sun;Kim, Dae-Hwan;Kang, Jin-Kyu
Bulletin of the Korean Chemical Society
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제34권5호
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pp.1473-1476
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2013
Solution-based deposition of $CuIn_xGa_{1-x}Se_2$ (CIGSe) thin films is well known non-vacuum process for the fabrication of CIGSe solar cells. However, due to the usage of organic chemicals in the preparation of CIG precursor solutions, the crystallization of the polycrystalline CIGSe and the performance of CIGSe thin film solar cells were significantly affected by the carbon residues from the organic chemicals. In this work, we have tried to eliminate the carbon residues in the CIG precursor thin films efficiently by using soft-annealing process. By adjusting soft-annealing temperature, it is possible to control the amount of carbon residues in CIG precursor thin films. The reduction of the carbon residues in CIG precursors by high temperature soft-annealing improves the grain size and morphology of polycrystalline CIGSe thin films, which are also closely related with the electrical properties of CIGSe thin film solar cells.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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