• 제목/요약/키워드: Mn/$CeO_2$

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Dependence of Phase Stability of Tetragonal Zirconia Polycrystal on Dopants

  • Chon, Uong
    • The Korean Journal of Ceramics
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    • 제4권4호
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    • pp.297-303
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    • 1998
  • The effect of aliovalent dopants, $ Nb_2O_5$ and MnO, on the phase stability of 12 mol% ceria partially-stabilized zirconia (Ce-TZP) polycrystals was studied. Both dopants (MnO and $ Nb_2O_5$) significantly increased the stability of the tetragonal zirconia phase (Mb temperature lower than liquid nitrogen temperature). The enhancement of the stability of the tetragonal phase in Ce-TZP doped with 1 mol% of Mno(Ce-TZP/MnO) andCe-TZP doped with 1 mol% of $ Nb_2O_5$(Ce-TZP/$ Nb_2O_5$) were explained by the significant reduction of the driving force, -${\Delta}$Gchem, for the tetragonal-to-mono-clinic phase transformation caused by the addition of MnO and $ Nb_2O_5$. The enhanced stability of the tetragonal phase in the Ce-TZP and Al2O3 composite (Ce-TZP/$Al_2O_3$) is believed to be caused by smaller grain size, moderate reduction in the chemical driving force and increase in the strain energy barrier to the transformation. Mechanical properties of the Ce-TZP and the Ce-TZP/$Al_2O_3$ with (i) the same grain size and (ii) the same Mb temperature were examined by measuring stress-strain behavior in 3 point bending. The Ce-TZP/$Al_2O_3$ composite doped with 1.3w% MnO (Ce-TZP/$Al_2O_3$/MnO), which had the same grain size as the Ce-TZP and De-TZP/$Al_2O_3$ showed more transformation plasticity than either the Ce-TZP or the Ce-TZP/$Al_2O_3$ composite. The Ce-TZP wihch had the same Mb temperature as that of the Ce-TZP/$Al_2O_3$/MnO did not show any transformation plasticity.

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Mn-Ce계/TiO2 촉매에 의한 아세트산의 습식산화 반응특성 (Catalytic Wet Air Oxidation by TiO2 Supported Mn-Ce Based Catalysts)

  • 박기선;박종원;김영주;윤왕래;박종수;이영우;강용
    • 대한환경공학회지
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    • 제22권12호
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    • pp.2263-2273
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    • 2000
  • 희분식 고온/고압 미분반응기를 이용하여 습식산화 반응시 대표적 난분해성 중간 산화물질로 알려진 아세트산을 산화반응 기질로 하여 여러 가지 담체 및 촉매의 조합에 대한 산화반응성을 실험하였다. 사용된 담체는 다공성 실리카($SiO_2$), 티타니아($TiO_2$), 지르코니아($ZrO_2$), $ZrSiO_4$, $ZrO_2(10wt%)/TiO_2$ 등이었으며 촉매활성성분온 크게 Ru, Mn, Ce의 세 가지로서 단독 혹은 조합사용(2성분계 및 3성분계)시의 산화활성에 대하여 조사하였다. 이를 통하여 일차척인 활성이 우수한 것으로 나타난 $Mn(2.8)-Ce(7.2wt%)/TiO_2$ 혹은 $Ru(0.5)-Mn(2.7)-Ce(6.8wt%)/TiO_2$ 기준촉매의 활성증진을 위하여 p-type 반도체 물질(CoO, SnO 및 $Ag_2O$)를 첨가제로 소량 사용함으로써 이에 따른 습식산화 반응 상대 활성실험을 수행하였다. 우선, $Mn-Ce/TiO_2$ 기준촉매에 있어서, p-type 반도체 물질(CO, Sn Ag)을 첨가한 경우, 모두 활성증진효과를 보이며 크기 정도는 Co> Ag >Sn순이었다. 특히, $Mn(2.7)-Ce(6.8)-Co(0.5wt%) /TiO_2$에 있어서는 약 2.6배의 높은 활성상승이 나타났다. 이의 가시적인 주원인은 표면적 증가 및 시너지 효과에 기인하는 것으로 판단되었다. $Ru-Mn-Ce/TiO_2$ 기준 촉매에 있어서는 $Ru(O.5)-Mn(2.4)-Ce(6.1)-Co(1.0wt%)/TiO_2$에서만 활성증진효과를 보였으며 그 이외의 다른 경우에 있어서는 표면적 및 활성감소가 일어났다.

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선택적 촉매 환원법 재료로서 나노 사이즈 MnOx-CeO2/TiO2 촉매에 대한 미세 구조적 특성과 촉매활성 평가 (Microstructural property and catalytic activity of nano-sized MnOx-CeO2/TiO2 for NH3-SCR)

  • 황성철;조승현;신민철;차진선;이인원;박현;이희수
    • 한국결정성장학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.115-120
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    • 2016
  • 저온용 SCR 촉매인 $MnO_x$의 촉매 활성을 높이기 위해 $TiO_2$ 지지체와 함께 조촉매로서 $CeO_2$을 사용하였고, 제조된 나노 사이즈의 촉매 특성과 함께 질소산화물 제거 효율에 대해 고찰하였다. $MnO_x-CeO_2/TiO_2$ 촉매 내에서 $CeO_2$ 거동을 확인하기 위해 단일 조성의 $CeO_2$와의 차이점을 미세구조적으로 비교 분석하였다. $MnO_x-CeO_2/TiO_2$ 촉매가 졸겔법을 통해 제조되었으며 낮은 열적 특성으로 인해 평균 $285{\mu}m$ 정도의 큰 입도를 가진 단일 $CeO_2$와는 달리 Ti 지지체와 함께 합성된 촉매의 경우 130 nm 정도로 줄어들었음을 확인하였다. 투과 전자 현경을 이용한 EDS mapping를 통해 Ce-Ti의 강한 interaction이 nano-sized powder 제조의 원인인 것으로 확인하였다. 조촉매 첨가로 인해 $MnO_x/TiO_2$ 촉매에 비해 저온영역에서 20 % 이상의 효율 향상이 있었으며 이는 3성분계 촉매 내에서 $CeO_2$가 나노 사이즈로 잘 분산됨에 따라 촉매 반응에 필요한 산소이온의 교환이 활발히 일어날 수 있었기 때문이다.

$Cu-Mn/CeO_2-ZrO_2$ 촉매를 이용한 질소산화물 제거 반응 (Removal of Nitrogen Oxides Using $Cu-Mn/CeO_2-ZrO_2$ Catalyst)

  • 전미진;전종기;박성훈;박영권
    • 공업화학
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    • 제23권3호
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    • pp.348-351
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    • 2012
  • 본 연구에서는 NO의 저온 SCR 반응에서 구리 첨가가 $Mn/CeO_2-ZrO_2$ 촉매의 활성에 미치는 영향을 알아보았다. 이를 위하여 $Mn/CeO_2-ZrO_2$ 촉매에 구리가 각각 5, 10, 15 wt% 첨가된 세가지 촉매의 활성을 조사하였다. 촉매의 특성은 BET, XRD, XPS, $H_2-TPR$을 통해 분석하였다. 구리가 첨가된 촉매의 질소산화물 저감 효율을 측정한 결과 Cu 농도가 증가할수록 활성이 증가하였으며 Cu 15 wt%가 담지하였을 경우 질소산화물 저감효율이 99%까지 도달하는 등 가장 높은 저감효율을 나타내었다. 이는 표면의 망간과 구리의 interaction에 의한 환원의 향상이 촉매 효율 증가의 원인으로 여겨진다.

$Ce_{0.8}Gd_{0.2}O_{1.9}$ 전해질에서 $La_{0.5}Sr_{0.5}MnO_{3-\delta}$ 양극의 과전압특성 (Cathodic Polarization of $La_{0.5}Sr_{0.5}MnO_{3-\delta}$ on $Ce_{0.8}Gd_{0.2}O_{1.9}$ Electrolyte)

  • 윤희성;노의범;김병호
    • 한국세라믹학회지
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    • 제35권9호
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    • pp.981-987
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    • 1998
  • $La_{0.5}Sr_{0.5}MnO_{3-\delta}$ as air electrode for soild oxide fuel cell was synthesized by a citrate process and its cathodic polarization was determinated by the current interruption method on the Gd-doped ceria as electrolyte. The addition of citric acid increased the exothermic heat for the formation of $La_{0.5}Sr_{0.5}MnO_{3-\delta}$ perovskite oxide. The degree of the initial particle agglomeration was affected by the exothermic heat. Also the increase of cal-cination temperature enlarged the particle size and the higher sintering temperature accelerated the den-sification of $La_{0.5}Sr_{0.5}MnO_{3-\delta}$ layer after its being painted on $Ce_{0.8}Gd_{0.2}O_{1.9}$ electrolyte. In this study $La_{0.5}Sr_{0.5}MnO_{3-\delta}$ synthesized by citrate process of which the molar ratio of citric acid to metal nitrate was 2 calcined at $650^{\circ}C$ for 2hr and sintered at 1100 at $1200^{\circ}C$ for 4 hrs after slurry coating on Ce0.8Gd0.2O1.9 electrlyte showed the lowest cathodic polarization.

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Space Charge Effect on Grain Growth Kinetics of Tetragonal Zirconia Polycrystal

  • Chon, Uong
    • The Korean Journal of Ceramics
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    • 제5권1호
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    • pp.1-11
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    • 1999
  • The effect of aliovalent dopents, $Nb_3O_5$ and MnO, on the grain growth kinetics of 12 mol% ceria stabilized tetragonal zirconia polycrystals (Ce-TZP) was studied. All specimens were sintered at $1550^{\circ}C$ for 20 minutes prior to annealing at different temperatures to study grain growth kinetics. Grain growth kinetics of Ce-TZP and 1 mol% $Nb_2O_5$ doped Ce-TZP (Ce-TZP/$Nb_3O_5$) during annealing at 1475, 1550, and $1600^{\circ}C$ adequately matched with square law $(D^2-D_\;o^2=k_at)$. However, grain growth in 1 mol% MnO suppressed grain growth in Ce-TZP by drag force exerted by $Mn^{+2}$ ions which segregated strongly to the positively-charged grain boundaries of Ce-TZP, $Nb_2O_5$ enhanced grain growth by increasing the concentration of vacancies of $Zr^{+4}$ ion and $Ce^{+4}$ ions. Surface analysis with X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) showed the segregation of Mn+2 ions to grain boundaries. The kinetics of grain growth obtained in the base Ce-TZP and the Ce-TZPs with the aliovalent dopants were examined in the context of impurity drag effect and space charge effect.

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$MnO_2$ 첨가에 따른 (Pb)(La,Ce)$TiO_3$ 세라믹스의 미세구조특성 (Microstructural Properties of (Pb)(La,Ce)$TiO_3$ ceramics as a function of $MnO_2$ addition)

  • 오동언;민석규;윤광희;류주현;박창엽
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2001년도 추계학술대회 논문집 Vol.14 No.1
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    • pp.442-445
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    • 2001
  • In this study, microstructural and dielectric properties of $Pb_{0.83}(La_{0.2}Ce_{0.8})_{0.08}TiO_3$(PCT) ceramics as a function of $MnO_2$ addition were investigated for 30MHz ceramic resonator application. Grain size was gradually increased according to the increase of $MnO_2$ addition amount and showed the highest value of $1.502{\mu}m$ at the 0.9wt% $MnO_2$. Moreover, density showed the highest value of $7.582 g/cm^3$ at the 0.7wt% $MnO_2$.All the composition ceramics,curie temperature was nearly constant around $330^{\circ}C$

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Mn,Ce:$LiTaO_3$의 성장과 이색을 이용한 홀로그램 저장특성 (Growth of Mn,Ce:$LiTaO_3$ and two-color holographic recording)

  • 이선균;;임기수;주기태
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2002년도 하계학술발표회
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    • pp.96-97
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    • 2002
  • 불순물을 이용한 비휘발성 홀로그램저장[1,2]은 기존의 열정착을 광정착으로 대치하는 방법으로서 여러 가지 희토류 혹은 전이금속이온을 첨가한 LiMbO$_3$ (LNO) 단결정 재료에서 시도되고 있다. 대표적인 재료로서 Mn,Fe:LNO 가 있으나 Mn,Ce:LNO, Cu,Co:LNO, Tb,Fe:LNO 등도 연구되고 있고 Stoichiometric LNO 경우엔 Pr:LNO, Er:LNO, Tb:LNO 등이 연구되고 있다. 그 외에 Mn:YAlO$_3$도 약하긴 하지만 비휘발성이 최근 보고되었다. (중략)

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$CeO_2$을 첨가한 $Pb(Mg, Te, Mn, Nb)O_3-PZT$계 세라믹스의 물리적 성질과 압전트랜스의 출력특성 (Physical Properties and Out-put Characteristics of Piezoelectric Transformer of $Pb(Mg, Te, Mn, Nb)O_3-PZT$ Ceramics with Addition of $CeO_2$)

  • 박순태;정수태;이종헌
    • 한국세라믹학회지
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    • 제30권9호
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    • pp.761-767
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    • 1993
  • Electrical and mechanical properties of Pb(Mg, Te, Mn, Nb)O3-PZT ceramics are investigated as a function of CeO2 addition (0 to 0.3wt%), and the output characteristics of piezoelectric transformer are also presented. The grain size decreased and the shapes of particles were more uniform with the addition of CeO2. The coercive electric field(9500V/cm), mechanical quality factor (2500) and bend strength (1065kg/$\textrm{cm}^2$) were improved by addition of CeO2 0.2wt%. After repetition of a number of stress cycles, the degradation of k33 was not found in this sample. The voltage step-up ratio (Vdc/Vrms) of piezoelectric ceramic transformer (half wavevoltage doubler, load resistor 100M.ohm) was about 950 in a linear region, its value was relatively higher than other materials.

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Mn/$CeO_2$와 Mn/$ZrO_2$ 촉매 상에서 $NH_3$를 사용한 NO의 선택적 촉매 산화 반응 (Low Temperature Selective Catalytic Reduction of NO with $NH_3$ over Mn/$CeO_2$ and Mn/$ZrO_2$)

  • 고정휘;박성훈;전종기;손정민;이시훈;박영권
    • 공업화학
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    • 제23권1호
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    • pp.105-111
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    • 2012
  • 본 연구에서는 저온에서 질소산화물 저감효율이 뛰어난 것으로 알려진 망간전구체의 종류에 따른 영향을 고찰하기 위해 초임계수열법으로 합성한 세리아($CeO_2$)와 지르코니아($ZrO_2$)를 담체로 하여 저온 SCR 공정에서의 온도에 따른 활성변화를 비교 분석하였다. Manganese acetate (MA)와 Manganese nitrate (MN), 두 종류 망간전구체의 농도를 영향인자로 고려하여 촉매의 활성변화를 고찰하였다. 활성화된 시료의 특성은 $N_2$ adsorption-desorption, TGA, XRD, XPS를 통해 분석하였고 질소산화물 저감효율을 측정하기 위해 NOx 분석기를 이용하여 De-NOx 실험을 수행하였다. 제조방법에 따라 합성한 촉매의 질소산화물 저감 효율을 분석한 결과 Manganese acetate (MA)를 활성물질로 사용한 촉매가 Manganese nitrate (MN)을 사용한 촉매에 비해 전체적인 온도 영역에서 우수한 질소산화물 저감효율을 보였다. 이는 특성분석 결과를 통해 알 수 있듯이 Manganese acetate (MA)의 주성분인 $Mn_2O_3$가 Manganese nitrate (MN)의 주성분인 $MnO_2$에 비해 높은 산소 이동도를 갖고 담체와의 강한 상호작용을 형성하는 것에 기인한 것으로 보인다.