In this study, a Ni0.9Co0.05Mn0.05(OH)2 precursor used as an anode active material using a black powder leaching solution of a recycled lithium ion battery was prepared through coprecipitation synthesis with co-precipitation time, NH4OH concentration, pH, and stirring time as variables. The characteristics of the prepared powder were analyzed by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM), particle size analysis (PSA), and inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES). It was confirmed that the single crystal thickness of the LiNi1-x-yCoxMnyO2 (NCM) precursor changes depending on the NH4OH concentration and reaction pH value, and thicker single crystals are formed at 2 M NH4OH compared to 1 M and at pH 10.8-11.8 compared to pH 11.8-12.0. NCM precursor particles increased with coprecipitation time, and it was confirmed that the 72 hours NCM precursor had the largest particle size. Through ICP-OES analysis, it was confirmed that the NCM precursor was synthesized with the target composition of Ni2+:Co2+:Mn2+=90:5:5.
Optimal management of indoor air quality in a confined pig house, especially in winter, is indispensable for preventing infectious respiratory disease to workers and animals. This study was performed to elucidate the correlation of aerial contaminants and climate factors in a confinement. It was observed that indoor air contaminants ion in the confinement was the highest at 2:00-5:00 pm in a day, followed by 8:00-11:00 pm and 8:00-11:00 am. This was attributed to the increase of pig activities in the afternoon. The concentration of total dust and total airborne bacteria was found to have a significant correlation with temperature and relative humidity (p<0.05). Correlation of total dust and total airborne bacteria, total dust and ammonia, and total dust and odor were shown statistically significant at 95% confidence level. In conclusion, temperature and total dust concentration correlated significantly with all the parameters except for hydrogen sulfide ($H_2S$). This could be explained by the fact the dryness of pig feces by increase of interior temperature and resuspension of feed deposited on the floor by the pig activity, resulted in high generation of dust which adsorbed and carried the airborne bacteria and odor compounds in a confined pig house. It was proved that the adsorptive capacity of dust with ammonia ($NH_3$) was higher than that with hydrogen sulfide ($H_2S$).
Ni-W alloy deposits have lately attracted the interest as an alternative surface treatment method for hard chromium electrodeposits because of higher wear resistance, hardness at high temperature, and corrosion resistance. This study deals with influences of process variables, such as electodeposition current density, plating temperature and pH, on the internal stress of Ni-W nanocrystalline deposits. The internal stress was increased with increasing the applied current density. With increasing applied current density, the grain size of the deposit decreases and concentration of hydrogen in the deposit increases. The subsequent release of the hydrogen results in shrinkage of the deposit and the introduction of tensile stress in the deposit. Consequently, for layers deposited at high current density, cracking occurs readily owing to high tensile stress value. By increasing the temperature of the electrodeposition from $60^{\circ}C$ to $80^{\circ}C$, the internal stress was decreased. It seems that an increase in the number of active ions overcoming the activation energy at elevated temperature caused a decline in the concentration polarization and surface diffusion. It decreased the level of hydrogen absorption due to the lessened hydrogen evolution reaction. Therefore, the lower level of hydrogen absorption degenerated the hydride on the surface of the electrode, resulting in the reduction of the internal stress of the deposits. By increasing the pH of the electrodeposition from 5.6 to 6.8, the internal stress in the deposits were slightly decreased. It is considered that the decrease in internal stess of deposits was due to supply of W complex compound in cathode surface, and hydrogen ion resulted from decrease of activity.
Fabrication of good quality P-type GaN remained as a challenge for many years which hindered the III-V nitrides from yielding visible light emitting devices. Firstly Amano et al succeeded in obtaining P-type GaN films using Mg doping and post Low Energy Electron Beam Irradiation (LEEBI) treatment. However only few region of the P-GaN was activated by LEEBI treatment. Later Nakamura et al succeeded in producing good quality P-GaN by thermal annealing method in which the as deposited P-GaN samples were annealed in N2 ambient at temperatures above $600^{\circ}C$. The carrier concentration of N type and P-type GaN differs by one order which have a major effect in AlGaN based deep UV-LED fabrication. So increasing the P-type GaN concentration becomes necessary. In this study we have proposed a novel method of activating P-type GaN by electrochemical potentiostatic method. Hydrogen bond in the Mg-H complexes of the P-type GaN is removed by electrochemical reaction using KOH solution as an electrolyte solution. Full structure LED sample grown by MOCVD serves as anode and platinum electrode serves as cathode. Experiments are performed by varying KOH concentration, process time and applied voltage. Secondary Ion Mass Spectroscopy (SIMS) analysis is performed to determine the hydrogen concentration in the P-GaN sample activated by annealing and electrochemical method. Results suggest that the hydrogen concentration is lesser in P-GaN sample activated by electrochemical method than conventional annealing method. The output power of the LED is also enhanced for full structure samples with electrochemical activated P-GaN. Thus we propose an efficient method for P-GaN activation by electrochemical reaction. 30% improvement in light output is obtained by electrochemical activation method.
Time-Of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry (TOF-SIMS) and Atomic Force Microscopy (AFM) are the useful instruments to measure nanostructures of material surfaces. Surface pattern formation in blending homopolymer and diblock copolymer films was investigated as a function of film thickness and annealing conditions. In this study, surface structures of blending homopolymer [deuterated polystyrene (Mn 20,000), poly (methyl methacrylate) (Mn 18,000)] and diblock copolymer [Poly (deuteratedstyrene(d8)-b-methyl methacrylate) (Mn 19,500-18,100)] films were observed. The AFM result indicated that the nanostructures and film thickness depended on temperature, concentration and solvent. TOF-SIMS depth profiling was obtained for the lamellar morphology of symmetric dPS-b-PMMA which is found to orient parallel to the surface of the substrate. Elemental and molecular depth profiles measured in the negative ion mode by a Cs+ primary ion beam demonstrate variations in hydrogen, deuterium, carbon, oxygen, hydrocarbons and deuterated hydrocarbons within the diblock copolymer according to the depth.
A large area impurity doping method for poly-Si TFT LCD has been developed. The advantage of this method is the doping of impurities into Si over a large area without mass separation and beam scanning. Phosphorus diluted in hydrogen was discharged by RF(13.56MHz) power and ions from discharged gas were accelerated by DC acceleration voltage and were implanted into deposited Si films. The annealing characteristic of this method was similar to that of the ion implantation method in the low doping concentration. Three mechanisms were evolved in the annealing characteristics of phosphorus doped Si films. Point defects annihilation and the retrogradation of dopant atoms at grain boundaries as a result of grain growth played a major role at low and high annealing temperature, respectively. However, due to the dopant segregation, the reverse annealing range existed at intermediate annealing temperature.
The removal of hydrogen sulfide ($H_2S$) from aqueous media was investigated using Thiobacillus novellas cells immobilized on a $SiO_2$ carrier (biosand). The optimal growth conditions for the bacterial strain were $30^{\circ}C$ and initial pH of 7.0. The main product of hydrogen sulfide oxidation by T. novellus was identified as the sulfate ion. A removal efficiency of 98% was maintained in the three-phase fluidized-bed reactor, whereas the efficiency was reduced to 90% for the two-phase fluidized-bed reactor and 68% for the two-phase reactor without cells. The maximum gas removal capacity for the system was 254 g $H_2S/m^3/h$ when the inlet $H_2S$ loading was $300g/m^3/h(1,500ppm)$. Stable operation of the immobilized reactor was possible for 20 days with the inlet $H_2S$ concentration held to 1,100 ppm. The fluidized bed bioreactor appeared to be an effective means for controlling hydrogen sulfide emissions.
PWR 정지화학 조건에서 모사실험하여 니켈페라이트 입자의 거동을 조사하였다. 농도가 Li 0.1 ppm, B 2000 ppm인 모사실험 용액의 온도는 $300^{\circ}C$에서 $0.625^{\circ}C/min$의 비율로 $150^{\circ}C$까지 감소시킨 후 일정 시간 동안 $150^{\circ}C$를 유지하였고 이때의 압력은 2500psi 이하로 유지하였다. 수소 농도 5, 15, 25 cc/kg $H_2O$ 일 때 온라인으로 입자 분포를 측정하였고 용해된 니켈 농도도 분석하였다. 실험결과 온도 감소 시 세 가지 수소 농도일 때 모두 총입자 수는 큰 변화가 없었다. 그러나 온도가 감소하고 일정하게 유지될 때 입자는 작아졌다. 입자 크기 분포 변화의 정도는 $H_2$ 15cc/kg $H_2O$ 일 때가 가장 크게 나타났다. 니켈 이온의 농도는 온도가 감소하고 수소 15 cc/kg $H_2O$ 일 때 증가하였다. 이 결과 니켈 페라이트는 온도 변화 시, 수소 15 cc/kg $H_2O$ 일 때 불안정 한 것으로 보여 진다.
Many of the complex materials developed today derive their unique properties from the presence of multiple phases or from local variations in elemental concentration. Simply performing analysis of the bulk materials is not sufficient to achieve a true understanding of their physical and chemical natures. Secondary ion mass spectrometer (SIMS) has met with a great deal of success in material characterization. The basis of SIMS is the use of a focused ion beam to erode sample atoms from the selected region. The atoms undergo a charge exchange with their local environment, resulting in their conversion to positive and negative secondary ions. The mass spectrometric analysis of these secondary ions is a robust method capable of identifying elemental distribution from hydrogen to uranium with detectability of the parts per million (ppm) or parts per billion (ppb) in atomic range. Nano secondary ion mass spectrometer (Nano SIMS, Cameca Nano-SIMS 50) equipped with the reactive ion such as a cesium gun and duoplasmatron gun has a spatial resolution of 50 nm which is much smaller than other SIMS. Therefore, Nano SIMS is a very valuable tool to map the spatial distribution of elements on the surface of various materials In this talk, the surface imaging applications of Nano SIMS in KBSI will be presented.
Hydrogen cyanide (HCN) is present in both the particulate and vapor phase of cigarette mainstream smoke. It is one of the 44 harmful substances on Hoffmann's list and is known to be a major ciliatoxic agent in cigarette mainstream smoke. Typically the determination of HCN in cigarette mainstream smoke has been done through colorimetric and electrochemical techniques, such as UV-spectrophotometry (UV), continuous flow analyzer (CFA), ion chromatography (IC) and capillary GC-ECD. In particular, CFA commonly has been using analysis hydrogen cyanide in cigarette smoke and the basic principle is pyridine-pyrazolone reaction. In this study, the more optimized analytical method is suggested isonicotinic acid-pyrazolone reaction method than previous pyridine-pyrazolone reaction method, a commonly used method for the determination of cyanide in water and air, by CFA. Sample collection was optimized by trapping particulate and vapor phase of smoke separately. The optimum NaOH concentration of the trapping solution was shown to be 0.2 M. HCN was stable up to 6 hours in this concentration but only 3 hours in 0.1 M solution. The sensitivity of this method was fairly good and it might be used in analysis of HCN in cigarette mainstream smoke.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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