Nitrogen (N)-doped ordered mesoporous carbons (OMCs) with a dual transition metal system were synthesized as non-Pt catalysts for the ORR. The highly nitrogen doped OMCs were prepared by the precursor of ionic liquid (3-methyl-1-butylpyridine dicyanamide) for N/C species and a mesoporous silica template for the physical structure. Mostly, N-doped carbons are promoted by a single transition metal to improve catalytic activity for ORR in PEMFCs. In this study, our N-doped mesoporous carbons were promoted by the dual transition metals of iron and cobalt (Fe, Co), which were incorporated into the N-doped carbons lattice by subsequently heat treatments. All the prepared carbons were characterized by via transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). To evaluate the activities of synthesized doped carbons, linear sweep was recorded in an acidic solution to compare the ORR catalytic activities values for the use in the PEMFC system. The dual transition metal promotion improved the ORR activity compared with the single transition metal promotion, due to the increase in the quaternary nitrogen species from the structural change by the dual metals. The effect of different ratio of the dual metals into the N doped carbon were examined to evaluate the activities of the oxygen reduction reaction.
The volatilization of alkali ions in (K,Na)NbO3 (KNN) ceramics was inhibited by doping them with alkaline earth metal ions. In addition, the grain growth behavior changed significantly as the sintering duration (ts) increased. At 1,100 ℃, the volatilization of alkali ions in KNN ceramics was more suppressed when doped with alkaline earth metal ions with smaller ionic size. A Ca2+-doped KNN specimen with the least alkali ion volatilization exhibited a microstructure in which grain growth was completely suppressed, even under long-term sintering for ts = 30 h. The grain growth in Sr2+-doped and Ba2+-doped KNN specimens was suppressed until ts = 10 h. However, at ts = 30 h, a heterogeneous microstructure with abnormal grains and small-sized matrix grains was observed. The size and number of abnormal grains and size distribution of matrix grains were considerably different between the Sr2+-doped and Ba2+-doped specimens. This microstructural diversity in KNN ceramics could be explained in terms of the crystal growth driving force required for two-dimensional nucleation, which was directly related to the number of vacancies in the material.
Direct use of sunlight through the glass windows is an efficient way to reduce the energy consumption related to the heating, cooling, and lighting. Introduction of near-infrared modulating properties through colloidal doped metal oxide nanocrystals into the classical electrochromic materials accelerates the development of next-generation electrochromic devices. There has been a steady enhancement in the performance of electrochromic devices, necessitating a review of the recent progress in next-generation electrochromic devices employing doped metal oxide nanocrystals. This review provides an overview of the current developments in next-generation electrochromic smart windows utilizing colloidal doped metal oxide nanocrystals, with a focus on the key factors for achieving these advanced windows. Colloidal doped metal oxide nanocrystals are a crucial component in realizing and bringing to market the next generation of electrochromic windows, though further research and development are still required in this regard.
The electrochemical reaction between lead borate glass frit doped with Sn metal filler and Ni-Cr wire of a J-type resistor during a term of Joule heating is investigated. The fusing behavior in which the Ni-Cr wire is melted is not observed for the control group but measured for the Sn-doped specimen under 30 V and 500 mA. The Sn-doped lead borate glass frit shows a fusing property compared with other metal-doped specimens. Meanwhile, the redox reaction significantly contributes to the fusing behavior due to the release of free electrons of the metal toward the glass. The electrons derived from the glass, which used Joule heat to reach the melting point of Ni-Cr wire, increase with increasing corrosion rate at interface of metal/glass. Finally, the confidence interval is 95 ± 1.959 %, and the adjusted regression coefficient, R in the optimal linear graph, is 0.93, reflecting 93% of the data and providing great potential for fusible resistor applications.
Polyaniline free standing films cast from N-methyl-2-pyrrolidinone(NMP) solution, camphorsulfonic acid(HCSA), dodecylbenzensulfonic acid(HDBSA), inorganic matter(carbon black, graphite) and metal(silver) were prepared by processings. The properties of these films such as crystallinity, near-infrared absorption spectra and conductivity were investigated. The HCSA and HDBSA doped polyaniline films cast from m-cresol and chloroform solvents showed the metallic property and high crystallinity, respectively. The value of conductivity in the HCSA doped polyaniline film obtained 180 S/cm. We have obtained the value of conductivity 200 S/cm in the metal(silver) doped polyaniline film, which is higher than that of the HCSA doped polyaniline film. The metal(silver) doped polyaniline film shows good properties as a electromagnetic shielding material.
Khodam, Fatemeh;Amani-Ghadim, Hamid Reza;Aber, Soheil;Amani-Ghadim, Ali Reza;Ahadzadeh, Iraj
Journal of Industrial and Engineering Chemistry
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제68권
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pp.311-324
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2018
Herein,the Neodymium ion ($Nd^{3+}$) doped CoAl-LDH have been successfully prepared via co-precipitation method and was used as a precursor of Nd-doped CoAl-mixed metal oxides (MMO). The photocatalytic activity of doped LDH and MMO was investigated in the degradation of an azo dye, C.I. Acid Red 14, under visible light irradiation. DRS and PL analysis demonstrated decreasing in the band gap energy and recombination of photo-induced charge carriers of Nd-doped LDH and MMO compared with the pristine CoAL-LDH. Due to significant difference in photocatalytic performance. A power law empirical kinetic model was obtained for predicting the photocatalytic degradation efficiency.
Chakravarthy, G. Kalyan;Kim, Sunmi;Kim, Sang Hoon;Park, Jeong Young
한국진공학회:학술대회논문집
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한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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pp.142.2-142.2
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2013
The effect of substrate on catalytic activity of CO oxidation with transition metal Platinum nanoparticles on doped and undoped TiO2 was investigated. Titanium dioxide was doped chemically with non-metal anions including nitrogen and fluorine. Undoped TiO2 was synthesized via simple conventional sol-gel route. Thin films of titania were developed by spin coating technique and the characterization techniques SEM, XRD, UV-Vis Absorption Spectroscopy and XPS were carried out to examine the morphology of films, crystal phase, crystallites, optical properties and elemental composition respectively. XPS analysis from doped TiO2 confirmed that the nitrogen site were interstitial whereas fluorine was doped into TiO2 lattice substitutionally. Catalytic activity systems of Pt/doped-TiO2 and Pt/undoped-TiO2 were fabricated to reveal the strong metal-support interaction effect during catalytic activity of CO oxidation reactions. By arc plasma deposition technique, platinum nanoparticles with mean size of 2.7 nm were deposited on the thin films of doped and undoped titanium dioxide. The CO oxidation was performed with 40 Torr CO and 100 Torr O2 with 620 Torr He carrier gas. Turn over frequency was observed two to three folds enhancement in case of Pt/doped TiO2 as compared to Pt/TiO2. The electronic excitation and the oxygen vacancies that were formed with the doping process were the plausible reasons for the enhancement of catalytic activity.
금속이 도핑 된 산화아연 나노클러스터를 합성하기 위해 마이크로웨이브를 이용한 폴리올 공정은 빠르고 경제적인 합성 방법이다. 디에틸렌글리콜은 높은 분극률과 마이크로파의 흡수 능력이 뛰어나며, 높은 온도상승 비율과 반응시간을 짧게 해준다. 본 연구에서는 금속이 도핑 된 산화아연 나노클러스터를 합성하기 위해서 첨가되는 seed의 부피비를 다르게 하여 얻었으며, 전구체로는 아세트산 아연 2수화물, 도핑 금속은 아세트산 금속 염을 그리고 용매로서 디에틸렌글리콜을 사용하였다. 금속이 도핑된 산화아연 클러스터는 FE-SEM, XRD, Raman, PSA로 특성을 확인하였다.
Silicide layer structures and morphology degradation of the surface and interface of the silicide layers for he Co/refractory metal bilayer sputter-deposited on the P-doped polycrystalline Si substrate and subjected to rapid thermal annealing were investigated and compared with those on the single Si substrate. The CoSi-CoSi2 phase transition temperature is lower an morphology degradation of the silcide layer occurs more severely for the Co/refractorymetal bilayer on the P-doped polycrystalline Si substrate than on the single Si substrate. Also the final layer structure and the morphology of the films after silicidation annealing was found to depend strongly upon the interlayer metal. The layer structure after silicidation annealing of Co/Hf/doped-poly Si is Co-Hf alloy/polycrystalline CoSi2/poly Si substrate while that of Co/Nb is polycrystalline CoSi2/NbSi2/polycrystalline CoSi2/poly Si.
We investigated the flux pinning properties of both 10 mol% Zr-and Sn-doped $YBa_2Cu_3O_{7-{\delta}}$ (YBCO) films with the same thickness of ~350 nm for a comparative purpose. The films were prepared on the $SrTiO_3$ (STO) single crystal substrate by the metal-organic deposition (MOD) process. Compared with Sn-doped YBCO film, Zr-doped one exhibited a significant enhancement in the critical current density ($J_c$) and pinning force density ($F_p$). The anisotropic $J_{c,min}/J_{c,max}$ ratio in the field-angle dependence of $J_c$ at 77 K for 1 T was also improved from 0.23 for Sn-doped YBCO to 0.39 for Zr-doped YBCO. Thus, the highest magnetic $J_c$ values of 9.0 and $2.9MA/cm^2$ with the maximum $F_p$ ($F_{p,max}$) values of 19 and $5GN/m^3$ at 65 and 77 K for H // c, respectively, could be achieved from Zr-doped YBCO film. The stronger pinning effect in Zr-doped YBCO film is attributable to smaller $BaZrO_3$ (BZO) nanoparticles (the average size ${\approx}28.4$ nm) than $YBa_2SnO_{5.5}$ (YBSO) nanoparticles (the average size ${\approx}45.0$ nm) incorporated in Sn-doped YBCO film since smaller nanoparticles can generate more defects acting as effective flux pinning sites due to larger incoherent interfacial area for the same doping concentration.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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