• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
• /
• 한국방사성폐기물학회 2018년도 추계학술논문요약집
• /
• pp.379-379
• /
• 2018

MXenes are a new family of 2D transition metal carbide nanosheets analogous to graphene (Lv et al., 2017; Sun et al., 2018). Due to the easy availability, hydrophilic behavior, and tunable chemistry of MXenes, their use in applications for environmental pollution remediation such as heavy metal adsorption has recently been explored (Li et al., 2017). In this study, three-dimensional (3D) MXene ($Ti_3C_2T_x$) films with high adsorption capacity, good mechanical strength, and high selectivity for specific radionuclide from aquose solution were successfully fabricated by a polymeric precursor method using vacuum-assisted filtration. The highest removal efficiency on the films was 99.54%, 95.61%, and 82.79% for $Sr^{2+}$, $Co^{2+}$, and $Cs^+$, respectively, using a film dosage of 0.06 g/ L in the initial radionuclide solution (each radionuclide concentration = 1 mg/L and pH = 7.0). Especially, the adsorption process reached an equilibrium within 30 min. The expanded interlayer spacing of $Ti_3C_2T_x$ sheets in MXene films showed excellent radionuclide selectivity ($Cs^+$ and/or $Sr^{2+}/Co^{2+}$) (Simon, 2017). Besides, the MXene films was not only able to be easily retrieved from an aqueous solution by filtration after decontamination processes, but also to selectively separate desired target radionuclides in the solutions. Therefore, the newly developed MXene ($Ti_3C_2T_x$) films has a great potential for radionuclide removal from aqueous solution.

• 청정기술
• /
• 제27권3호
• /
• pp.217-222
• /
• 2021

Although monolayer black phosphorus (BP) and few-layer BP nanosheets (NSs) have been extensively studied as promising alternatives to graphene, research has focused primarily on atomically thin-layered BP in an isolated form. In order to realize the practical applications of BP-related devices, a BP film based on continuous networking of few-layer BP NSs should be developed. In this study, a transparent BP film with high quality was fabricated via a vacuum filtration method. An oxygen-free water solvent was used as an exfoliation medium to avoid significant oxidation of the few-layer BP NSs in liquid-phase exfoliation. The exfoliation efficiency from bulk BP to the few-layer BP NSs was estimated at 22%, which is highly efficient for the production of continuous BP film. The characteristics of the high-quality BP film were determined as 98% transparency, minimum oxidation of 18%, structural stability, and an appropriate bandgap of about 1.8 eV as a semiconductor layer. In order to demonstrate the potential of the BP film for photocatalytic activity, we performed photoelectrochemical water oxidation of the transparent BP film. Although its performance should be improved for practical applications, the BP film could function as a photoanode, which offers a new potential semiconductor in water oxidation. We believe that if the BP film is adequately engineered with other catalysts the photocatalytic activity of the BP film will be improved.

• 디지털융복합연구
• /
• 제18권4호
• /
• pp.309-314
• /
• 2020

Polymethyl methacrylate (PMMA)는 치과 교정장치 재료로 사용해 왔다. 하지만 낮은 항균력으로 인한 구강감염을 촉진시킬 염려가 있다. 본 연구에서는 이를 극복하기 위하여 최근 발표된 Ag-MSN, graphene-oxide nanosheets(nGO), Cerium nanoparticle(CNP)의 나노입자를 교정레진인 Dentarum 회사의 Orthocryl를 사용하여 레진 파우더 대비 중량비 0, 0.25, 0.5, 1.0, 2.0%를 MMA 액에 혼합한 후 제조사의 지시에 따라 PMMA 분말: MMA 액 (1.2 : 1) 비율로 혼합하여 교정용 시편을 제작하였고 교정용 레진 항진균 실험, 통계분석을 하였다. 항균실험을 한 결과 교정용 PMMA레진이 Ag-MSN을 함유할 때 항(진)균적 성질이 증가하였다. nGO를 PM에 넣으면 표면이 거칠어지고 친수성을 높일 수 있었고 항균 접착제 효과가 표면 거칠기의 변화가 아닌 친수성이 증가하였다. CNP 농도가 높을수록 항부착 성질이 최대 60%까지 관찰되었다. 나노입자함유 교정용 레진은 항균효과가 나타남을 알 수 있었다. 이는 의치, 치열 교정 장치 및 임시 수복물에 대한 유망한 항균 치과 재료로서의 잠재적 유용성을 시사한다.

• 멤브레인
• /
• 제30권1호
• /
• pp.38-45
• /
• 2020

리튬금속전지(LMB)는 매우 큰 이론 용량을 갖지만 단락(short circuit), 수명 감소 등을 야기하는 덴드라이트(dendrite)가 형성되는 큰 문제점을 갖고 있다. 본 연구에서는 poly(dimethylsiloxane) (PDMS)에 graphene oxide (GO) nanosheet를 고르게 분산시킨 PDMS/GO 복합체를 합성하였고 이를 박막 형태로 코팅하여 덴드라이트의 형성을 물리적으로 억제할 수 있는 막의 효과를 이끌어내었다. PDMS의 경우, 그 자체로는 이온 전도체가 아니기 때문에 리튬 이온의 통로를 형성시켜 리튬 이온의 이동을 원활하게 하기 위하여 5wt% 불산(HF)으로 에칭하여 PDMS/GO 박막이 이온전도성을 가질 수 있도록 하였다. 주사전자현미경(scanning electron microscopy, SEM)을 통해 전면 및 단면을 관찰하여 PDMS/GO 박막의 형상을 확인하였다. 그리고 PDMS/GO 박막을 리튬금속전지에 적용하여 실시한 배터리 테스트 결과, 100번째 사이클까지 쿨롱 효율(columbic efficiency)이 평균 87.4%로 유지되었고, 박막이 코팅되지 않은 구리 전극보다 과전압이 감소되었음을 전압 구배(voltage profile)를 통해 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제60권4호
• /
• pp.574-581
• /
• 2022

리튬-황 전지의 기능성 중간층으로 그래핀과 Mo₂C/Mo₂N 나노입자로 구성된 나노섬유(Mo₂C/Mo₂N rGO NFs)를 사용하였다. Mo₂C/Mo₂N 나노입자는 섬유 구조 내 고르게 분산되어 리튬 폴리설파이드의 화학적 흡착을 위한 활성 사이트 역할을 함으로써 전해질로의 용출을 효과적으로 억제하였다. 또한 구조 내 매트릭스로 구성된 그래핀 나노시트는 충방전이 진행되는 동안 이온 및 전자의 빠른 이동을 보장할 뿐만 아니라 반응 시 산화/환원 반응을 원활하게 하여 높은 리튬 폴리설파이드의 재사용을 보장하였다. 그 결과 Mo₂C/Mo₂N rGO NFs로 코팅된 분리막을 기능성 중간층으로 사용, 순수 황 전극(황 함량 70 wt%, 황 로딩 2.1 mg cm^-2)으로 제작된 리튬-황 전지는 0.1 C에서 400회 충방전 후 476 mA h g^-1의 안정적인 방전 용량을 나타냈으며, 1.0 C의 높은 전류밀도에서도 574 mA h g^-1의 방전용량을 나타내었다. 본 연구에서 제안된 나노구조체 합성 전략은 고성능 리튬-황 전지 용 기능성 중간층 및 다양한 에너지 저장 소재분야로의 확장이 가능하다.