• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제28권6호
• /
• pp.24-32
• /
• 2023

Continuous increase of domestic meat consumption has inevitably increased generation of livestock manure and caused severe environmental impacts on ecosystem and human beings. This work produced biochar from cattle manure samples with different composting aging stages and investigated the properties of the produced biochar. The result of thermogravimetric analysis showed that thermal decomposition of the manure initiated at <600℃. The biochar yield was higher for the manure with a longer pre-composting period due to the elimination of microbially metabolized carbons during composting process. The result of FT-IR analysis showed that the number of surface functional groups were reduced during pyrolysis while enhancing the graphitic structures of the carbon framework. Manure samples tended to leach out N and P in leaching tests, with its amount higher for aged one than fresh one. However, their leaching was substantially suppressed when the manure was produced into biochar. In XPS spectra, it was found that N and P in the manure incorporated into biochar surface to form N-doped graphitic carbon and P-N-moieties, respectively. The findings of this work suggest that the thermochemical process can be of a viable option to valorize into biochar for potential environmental applications as well as to alleviate undesired nutrients loading to the environment.

• 접착 및 계면
• /
• 제15권2호
• /
• pp.63-68
• /
• 2014

주형으로 구형의 폴리스티렌을 사용하고 질소와 탄소원으로 시안아미드를 사용하여 열처리 과정을 거친 후 구형의 할로우 메조포러스 질화탄소 물질을 합성하였다. 이때 할로우 메조포러스 질화탄소 물질을 합성하는 과정에서 실리카와 같은 무기물 주형을 사용하지 않기 때문에 이차적인 실리카 제거 공정이 필요 없고 용매를 전혀 사용하지 않는다. 구형의 폴리스티렌 입자는 약 170 nm 크기였고 그리고 할로우 메조포러스 질화탄소 구형입자의 할로우 직경은 약 82 nm, 벽 두께는 약 13 nm이었다. 또한 할로우 메조포러스 질화탄소 물질의 표면적, 나노세공 크기, 세공부피는 각각 $188m^2g^{-1}$, 3.8 nm, $0.35cm^3g^{-1}$이었다. 한편, 할로우 벽은 흑연구조와 유사한 박막층의 쌓임 구조를 가졌으며 이러한 할로우 메조포러스 질화탄소 물질은 연료전지, 촉매, 광촉매, 전자방출 소자 등과 같은 분야에 매우 높은 응용 가능성을 가질 것으로 기대된다.

• Composites Research
• /
• 제36권6호
• /
• pp.408-415
• /
• 2023

질소 도핑에 의한 Pyridinic-N, Pyrrolic-N, Graphitic-N과 같은 결합 구성의 형성은 탄소나노소재의 물리적 특성을 조절하거나 새로운 물성을 부여하는 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 멜라민을 도펀트 소스로 혼합하여 탄소 나노튜브(CNT)의 질소 결합 구성을 조절하는 간단하고 비용 효율적인 접근 방식을 제안한다. Stirring, Bath sonication 및 Tip sonication과 같은 세 가지 기계적 방법을 통해 멜라민을 탄소나노튜브와 혼합한 후 열처리를 통해 질소 도핑을 진행하였다. CNT 대비 멜라민 비율이 높을수록 Pyrrolic-N의 비율이 높게 나타났으며 Stirring을 통해 혼합한 경우 가장 높은 Pyridinic-N의 비율을 나타내었다. 본 연구에서 제안한 방법은 기계적인 혼합 방법을 이용해 탄소나노튜브에 다양한 종류의 질소 도펀트를 선택적으로 형성할 수 있는 손쉬운 방법으로, 향후 질소가 도핑된 탄소나노물질의 응용을 용이하게 할 것으로 기대된다.

• Carbon letters
• /
• 제7권4호
• /
• pp.241-244
• /
• 2006

Carbon/Carbon composite was been manufactured by the technology of warmer-molding process of clutter chopped carbon fiber, using phenolic resin as an adhesive. The degree of graphitization, the microstructure and the friction properties were studied. The results show that the clutter chopped carbon fiber fully scatter in the Carbon/Carbon composite and the degree of graphitization of phenolic resin can reach up to 86.2%, this matrix carbon can form the continuous and stable graphitic thin film on the friction surface during braking process so that the composite has fine friction properties and low wear rate.

• 한국진공학회지
• /
• 제10권4호
• /
• pp.387-395
• /
• 2001

증착 조건에 따라 나타나는 폴리머상, 경질, 흑연상의 다이아몬드상 카본(DLC) 박막에서 두께 감소에 따른 탄성률의 변화거동을 구조적인 관점에서 살펴보았다. 실험에 사용된 박막은 r.f.-PACVD 장비를 이용하여 증착하였으며, 반응 가스로는 벤젠과 메탄을 사용하였다. 기판을 식각 과정을 통해 완전히 제거시켜 주기 때문에 다른 방법들과는 달리 기판의 영향 없이 박막만의 탄성률을 정확히 측정할 수 있는 free overhang 방법을 이용하여 DLC 박막의 biaxial elastic modulus를 측정하였다. 또한 Raman 분석을 이용하여 박막의 구조를 조사하였다. 박막이 폴리머상 혹은 흑연상인 경우 두께가 감소함에 따라 탄성률이 감소하는 것을 확인하였고, Ramanm spectrum의 G-peak 위치를 분석한 결과 그 원인은 폴리머상인 경우 증착 초기에 낮은 물성을 가지는 폴리머상의 박막이 형성되기 때문이며, 흑연상인 경우 증착 초기에 낮은 물성을 가지는 흑연상의 박막이 증착되기 때문이다. 반면에 경질의 박막에서는 두께에 상관없이 일정한 탄성률을 가지고 있었으며, 두께에 따른 박막의 구조적인 변화도 관찰되지 않았다.

• Macromolecular Research
• /
• 제17권6호
• /
• pp.430-435
• /
• 2009

The effect of oxyfluorination temperature on the surface properties of carbon fibers and their reinforced epoxy composites was investigated. Infrared (IR) spectroscopy results for the oxyfluorinated carbon fibers revealed carboxyl/ester (C=O) and hydroxyl (O-H) groups at 1632 and 3450 $cm^{-1}$, respectively, and that the oxyfluorinated carbon fibers had a higher O-H peak intensity than that of the fluorinated ones. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) results indicated that after oxyfluorination, graphitic carbon was the major carbon functional component on the carbon fiber surfaces, while other functional groups present were C-O, C=O, HO-C=O, and $C-F_x$. These components improved the impact properties of oxyfluorinated carbon fibers-reinforced epoxy composites by improving the interfacial adhesion between the carbon fibers and the epoxy matrix resins.

• Carbon letters
• /
• 제5권1호
• /
• pp.27-33
• /
• 2004

Structural changes of high modulus carbon fiber by oxidation in carbon dioxide gas using SEM, TEM, and XRD have been observed. It was shown that the originally high modulus carbon fiber is composed of highly ordered graphitic crystalline area and non-crystalline area. It was observed that the La increases during the whole oxidation process. It was shown that the oxidation of high modulus carbon fiber initiates at the non-crystalline area and at the ends of fiber. The large pores developed in fiber by direction of fiber length at high temperature ($1,100^{\circ}C$), and the small pores developed on the fiber surface at low temperature ($900^{\circ}C$). In conclusion, it is found that the oxidation of the carbon fiber was progressed through the imperfection.

• 한국진공학회지
• /
• 제13권4호
• /
• pp.157-163
• /
• 2004

라디오파 플라즈마 화학증착법 (radio frequency plasma assisted chemical vapor deposition: r.f.-PACVD) 법으로 증착된 다이아몬드성 카본 (Diamond-like Carbon : DLC) 필름에서 나타나는 습도에 따른 압축 잔류 응력의 변화 거동을 체계적으로 조사하였다. 합성에 사용된 탄화수소 가스의 종류와 -100V에서 -800V 범위의 기판 바이어스 전압의 조절을 통해 폴리머성 필름에서 흑연성 필름까지 광범위한 구조의 DLC 필름을 합성하였다. 상대습도가 10％-90％ 범위에서 변화하는 분위기 챔버 내에서 박막의 잔류응력의 변화를 실시간으로 측정하였다 박막의 경도와 잔류응력이 최고 값을 가지는 합성조건에서 얻어진 치밀한 DLC박막에서는 습도에 따른 잔류응력의 변화가 관찰되지 않았다. 그러나, 폴리머상이나 흑연상의 박막에서는 두 경우 모두 습도가 높아짐에 따라 압축 잔류응력이 증가함을 관찰할 수 있었으며, 습도의 변화에 대해 잔류응력이 즉각적으로 변화하였다. 한편, 동일한 습도에서 압축 잔류응력의 증가량은 필름의 두께에 반비례하는 것이 관찰되었다. 이 결과는 물분자가 필름의 구조내로 침투하면서 생기는 변화가 아니라, 박막의 표면에서 일어나는 물분자와의 반응에 의해 필름의 잔류응력이 변할 수 있음을 의미한다.

• Elastomers and Composites
• /
• 제59권1호
• /
• pp.1-7
• /
• 2024

Nanorod graphitic carbon nitride (g-C₃N₄) was synthesized by reacting melamine (C₃H₆N₆) with trithiocyanuric acid (C₃H₃N₃S₃) in distilled water for 10 h at room temperature. The resulting mixture was calcined at 550℃ for 2 h in an electric furnace under an air atmosphere. Nanorod g-C₃N₄/Ag₃PO₄ composites were prepared by adding nanorod graphitic carbon nitride (g-C₃N₄) powder, silver nitrate (AgNO₃), ammonia (NH₃·H₂O, 25.0-30.0%), and sodium hydrogen phosphate (Na₃HPO₄) to distilled water. The samples were characterized via X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and Fourier-transform infrared spectroscopy. The photocatalytic activities of the nanorod g-C₃N₄/Ag₃PO₄ composites were demonstrated via the degradation of organic dyes, such as methylene blue and methyl orange, under blue light-emitting diode irradiation and evaluated using UV-vis spectrophotometry.

• Carbon letters
• /
• 제12권1호
• /
• pp.39-43
• /
• 2011

Synthesis of carbon fibers from cotton fiber by pyrolysis process has been described. Synthesis parameters are optimized using Taguchi optimization technique. Synthesized carbon fibers are used for studying hydrogen adsorption capacity using Seivert's apparatus. Transmission electron microscopy analysis and X-ray diffraction of carbon fiber from cotton suggested it to be very transparent type material possessing graphitic nature. Carbon synthesized from cotton fibers under the conditions predicted by Taguchi optimization methodology (no treatment of cotton fiber prior to pyrolysis, temperature of pyrolysis $800^{\circ}C$, Argon as carrier gas and paralyzing time for 2 h) exhibited 7.32 wt% hydrogen adsorption capacity.