Arsenic (As) oxidation followed by precipitation from a high-As(III)-containing leaching solution derived from a sulfidic ore was investigated in this study to remove aqueous As from the solution using activated carbon (AC) with air injection as an oxidant. To obtain the initial leaching solution, a domestic sulfidic ore was leached in a sulfuric acid solution at pH 1 and 50℃ for 95 h, and approximately 7 g/L of Fe and 3 g/L of As were leached out. To determine the effect of the oxidative reaction utilizing AC with air injection, the leaching solution was tested under the following five oxidative conditions at an initial pH of 1 and 90℃ for 72 h: air-only injection; air injection with 1, 5, and 10 w/v% of AC addition; and H2O2 addition. The tests in the presence of both air and AC revealed that the oxidation kinetics and As removal were improved by the reaction between the metallic species and the surface group formed on the AC surface. In addition, the greater the amount of AC added, the better was the reaction efficiency, removing 93-94% of As with more than 5 w/v% of AC addition. Finally, X-ray diffraction analysis confirmed that the precipitate formed from the oxidative reaction was scorodite (FeAsO4·2H2O).
Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
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v.10
no.3
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pp.252-260
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2022
In Korea, low-quality kaolin has significantly greater reserves and superior economic efficiency than high-purity kaolin. However, the utilization is low because it does not match the demand conditions of the market, and it is difficult to find a suitable source of demand. The purpose of this study is to derive the possibility and optimal calcination temperature of domestic low-quality kaolin that can be used as a raw material for limestone plastic clay cement (LC3). Isothermal calorimetry, X-ray diffraction analysis, Thermogravimetric Analysis, and compressive strength tests were conducted to evaluate hydrate generation and mechanical properties of LC3 paste according to calcination temperatures (600 ℃, 700 ℃, 800 ℃, 900 ℃). As a result, although 50 % of the clinker was replaced, the domestic low-quality kaolin clay produced calboaluminate hydrate and C(A)SH from the 3rd day of hydration, showing almost equal or higher strength to OPC, and there was a big difference in strength depending on the firing temperature.
Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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v.32
no.6
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pp.219-224
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2022
CaF2 single crystal has a large band gap (12 eV), and it is used for optical windows, prisms, and lenses due to its excellent transmittance in a wide wavelength range and low refractive index. Moreover, it is expected to be one of the materials for ultraviolet transmissive laser optical components. CaF2 belongs to the fluoride compounds and has a face-centered cubic (FCC) structure with three sub-lattices. The representative method for CaF2 single crystal growth is Czochralski, which method has the advantages of high production efficiency and the ability to make large crystals. In this study, X-ray diffraction (XRD), X-ray rocking curves (XRC) measurement, and chemical etching were performed to analyze the crystallinity and defect density of the CaF2 single crystals, grown by the Czochralski method. Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR) and UV-VIS-NIR spectroscopy systems were used to investigate the optical properties of the CaF2 crystal. The provability of various applications, including UV application, was systematically investigated with various analysis results.
Graphitic carbon nitride (g-C3N4) has been used as effective photocatalyst for degradation of antibiotics under visible light irradiation. However, the fast recombination of hole-electron pair may limit their photocatalytic efficiency. In our study, Ag was grafted on g-C3N4/g-C3N4 isotype heterojunction by a microwave-assisted decomposition method. The structure and physical properties of heterojunction photocatalyst were characterized through X-ray diffraction, UV-DRS, FT-IR, and Photoluminescence analyses. Ag decorated g-C3N4/g-C3N4 isotype heterojunction exhibited excellent photocatalytic activity for degradation of sulfamethoxazole under irradiation under visible light irradiation within 210 min, which is higher than g-C3N4/g-C3N4 isotype heterojunction and bulk g-C3N4. The addition of Ag may broaden the visible light absorption and restrict the recombination of hole-electron pair because of the surface plasmons resonance, resulting in the improving the photocatalytic activity.
The Cu-Mn mixed oxide catalysts with different molar ratios of Cu/(Cu+Mn) prepared by co-precipitation method have been investigated in CO oxidation at $30^{\circ}C$. The catalysts used in this study were characterized by X-ray Diffraction (XRD), $N_2$ sorption, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and $H_2$-temperature programmed reduction $(H_2-TPR)$ to correlate with catalytic activities in CO oxidation. The $N_2$ adsorption-desorption isotherms of Cu-Mn mixed oxide catalysts showed a type 4 having pore range of 7-20 nm and BET surface area was increased from 17 to $205\;m^2{\cdot}g^{-1}$ with increasing of Mn content. The XPS analysis showed the surface oxidation state of Cu and Mn represented $Cu^{2+}$and the mixture of $Mn^{3+}$ and $Mn^{4+}$, respectively. Among the catalysts studied here, Cu/(Cu+Mn) = 0.5 catalyst showed the highest activity at $30^{\circ}C$ in CO oxidation and the catalytic activity showed a typical volcano-shape curve with respect to Cu/(Cu+Mn) molar ratios. The water vapor showed a prohibiting effect on the efficiency of the catalyst which is due to the competitive adsorption of carbon monoxide on the active sites of catalyst surface and finally the formation of hydroxyl group with active metals.
Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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v.30
no.3
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pp.111-118
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2023
MXene, a two-dimensional transition metal carbide or nitride, has recently attracted much attention as a lightweight and flexible electromagnetic shielding material due to its high electrical conductivity, good mechanical strength and thermal stability. In particular, the Ti-based MXene, Ti3C2Tx and Ti2CTx are reported to have the best electrical conductivity and electromagnetic shielding properties in the vast MXene family. Therefore, in this study, Ti3C2Tx and Ti2CTx films were prepared by vacuum filtration using Ti3C2Tx and Ti2CTx dispersions synthesized by interlayer metal etching and centrifugation of Ti3AlC2 and Ti2AlC. The electrical conductivity and electromagnetic shielding efficiency of the films were measured after heat treatment at high temperature. Then, X-ray diffraction and photoelectron spectroscopy were performed to analyze the structural changes of Ti3C2Tx and Ti2CTx films after heat treatment and their effects on electromagnetic shielding. Based on the results of this study, we propose an optimal structure for an ultra-thin, lightweight, and high performance MXene-based electromagnetic shielding film for future applications in small and wearable electronics.
The Journal of the Convergence on Culture Technology
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v.9
no.5
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pp.523-528
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2023
The applicability as a material to improve solar cell performance was reviewed by synthesizing a phosphor that emits red wavelengths by a liquid synthesis method using a metal salt aqueous solution and a polymer medium as a starting material. An aqueous solution was prepared using nitrate of metals such as Ca, Zn, Al, and Eu, and a precursor impregnated with starch, a natural polymer, was sintered to synthesize CaZnAlO:Eu phosphor powder. The surface structure and composition analysis of the synthesized CaZnAlO:Eu phosphor powder were analyzed by scanning electron microscope(SEM) and energy-dispersed X-ray spectroscopy(EDS). The crystal structure of CaZnAlO:Eu phosphor particles was analyzed by an X-ray diffraction analyzer (XRD). As a result of measuring the photoluminescence(PL) characteristics of the phosphor, it was confirmed that a red phosphor with a light emitting wavelength of 650-780nm was successfully synthesized. According to SEM and EDS analysis, the synthesized Ca14Zn6Al9.93O35:Eu3+0.07 phosphor powder has a uniform particle size, and Eu ions used as an activator are present. The synthesized CZA:Eu3+ phosphor can be used as a material that can increase the light absorption efficiency of the solar cell by converting ultraviolet or visible light down conversion into a wavelength in the near-infrared region.
Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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v.33
no.5
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pp.181-186
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2023
In this study, novel Eu2O3-BaF2-La2O3-B2O3 oxyfluoride glasses and glass ceramics were developed by a containerless processing. Differential thermal analysis (DTA) analysis was performed to analyze the thermophysical properties of oxyfluoride glasses doped with Eu2O3, and photoluminescence (PL) characteristics were analyzed to evaluate the luminous efficiency depending on the degree of crystallinity. The glass transition temperature decreased with increasing BaF2 concentration since BaF2 acts as a network modifier in this glass system. In addition, thermal stability which can be estimated by the difference between the glass transition temperature and the onset temperature of the crystallization decreased with increasing BaF2 contents. The peak related to the BaF2 crystal was confirmed after the crystallization by X-ray Diffraction (XRD) analysis. Photoluminescence intensity increased after the crystallization which indicates that the Eu3+ ions are sited in BaF2 crystal. La 3d5/2 x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and F1s XPS spectra were analyzed to precisely understand the behavior of the fluorine ion in the glass structure. Fluorine tends to bond with the network modifying cations such as La3+ and Ba2+ ions and after the crystallization the La-F bonds decreased because F- ions used to form BaF2 crystals.
We prepared and characterized $Cu(In_{1-x}Ga_x)Se_2$(CIGS) films using a elemental co-evaporation method for absorbing layer of high efficiency thin film solar cells. The CIGS films deposited on a soda-lime glass exhibited low resistivity because of higher carrier concentration. Na was accumulated at the CIGS surface and the 0 and Se were also accumulated at the surface, suggesting that oxidation is a driving force of Na accumulation. The structure of CIGS film was modified or a secondary phase was formed in the Cu-poor CIGS bulk films probably due to the incorporation of Na into Cu vacancy sites. As the Ga/(In+Ga) ratio increased, the diffraction peaks of $Cu(In_{1-x}Ga_x)Se_2$ films were shifted to larger angle and splitted, and the grain size of $Cu_{0.91}(In_{1-x}Ga_x)Se_2$ films became smaller. All $Cu_{0.91}(In_{1-x}Ga_x)Se_2$ films showed the p-type conductivity regardless of the Ga/(In+Ga) ratio. Ag/n-ZnO/i-ZnO/CdS/$Cu_{0.91}(In_{0.7}Ga_{0.3})Se_2$/Mo solar cells were fabricated. The currently best efficiency in this study was 14.48% for $0.18cm^2$ area ($V_{oc}=581.5mV,\;J_{sc}=34.88mA$, F.F=0.714).
In this study, waxy rice starch was chemically modified using phosphorous oxychloride ($POCl_3$, 0.002-0.008%). Then the physicochemical properties of resulting cross-linked waxy rice starches were investigated in order to reduce the steeping time of Yukwa (a Korean oil-puffed rice snack) processing. The swelling powers of the cross-linked waxy rice starch samples were higher than the native waxy rice starch at temperatures above $60^{\circ}C$, and their increases were proportional to the $POCl_3$, concentration. The solubility of the cross-linked waxy rice starch was lower (1.6-3.4%) than the native waxy rice starch (2.7-6.1%). However, the moisture sorption isotherm of the cross-linked waxy rice starch was not significantly different from the native waxy rice starch. The rapid visco analyze. (RVA) pasting temperatures $(65.4-67^{\circ}C)$ of the cross-linked waxy rice starch were lower than those of the native starch $(67^{\circ}C)$. The RVA peak viscosities (287-337 RVU) of the cross-linked waxy rice starch were higher than that of native starch (179 rapid visco units (RVU)), and increased with increasing $POCl_3$ concentration. For the differential scornning calorimeter thermal characteristics, although Tc shifted toward higher temperatures with cross-linking, the To, Tp, and amylopectiin melting enthalpy of the cross-linked waxy rice starch showed no differences compared to the native waxy rice starch. The X-ray diffraction patterns of both the native and cross-linked waxy rice starches showed typical A-type crystal patterns, suggesting that cross-linking mainly occurs in the amorphous regions of starch granules. Therefore, the cross-linking reaction did not change the crystalline region, but altered the amorphous region of the waxy rice starch molecules, resulting in changes of solubility and RVA pasting properties in the cross-linked waxy rice starch. In summary, since cross-linked waxy rice starch has a high puffing efficiency and no browning reaction, it may be applicable for Yukwa processing without a long steeping process.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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