• 제목/요약/키워드: Natural porous silica

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STUDIES FOR THE CHARACTER OF THE POROUS SILICA CONTAINING THE NANO-SIZED TIO$_2$, PARTICLE IN THE PORE.

  • Jhun, Hyun-pyo;Kong, Woo-sik;Lee, Kyoung-chul
    • 대한화장품학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.59-64
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    • 1998
  • In order to lower porosity of the porous silica, titanium alkoxide solution was filled in the pore of silica in the heating-vacuum condition. The specific surface area of modified samples was decreased effectively from 900 m$^2$/g to 100 m$^2$/g. (The aggregation phenomena in modified samples were improved fairly.) Samples were heated at 600 , and then the titanium alkoxide in the pore was decomposed completely to titanium oxide from TGA-DTA measurement. From SEM result, it was evident that titanium oxide did not coat the surface of the silica. The modified samples were analyzed using SEM, DTA-TGA, BET, and UV-visible spectrometer.

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다공성 실리콘의 산화로부터 얻은 다공성 실리카의 산화에 대한 분석 (Analysis on Oxidation of Porous Silica Obtained from Thermal Oxidation of Porous Silicon)

  • 고영대
    • 통합자연과학논문집
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    • 제3권3호
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    • pp.153-156
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    • 2010
  • Oxidation behaviors of porous silicon were investigated by the measurement of area of $SiO_2$ vibrational peaks in FT-IR spectra during thermal oxidation of porous silicon at corresponding temperatures. Visible photoluminescent porous silicon samples were obtained from an electrochemical etch of n-type silicon of resistivity between 1-10 ${\Omega}/cm$. The etching solution was prepared by adding an equal volume of pure ethanol to an aqueous solution of HF. The porous silicon was illuminated with a 300 W tungsten lamp for the duration of etch. Etching was carried out as a two-electrode galvanostatic procedure at applied current density of 200 $mA/cm^2$ for 5 min. The porosity of samples prepared was about 80%. After formation of porous silicon, the samples were thermally oxidized at $100^{\circ}C$, $200^{\circ}C$, $300^{\circ}C$, and $400^{\circ}C$, respectively. The growth rate of $SiO_2$ layer of porous silicon was investigated by using FT-IR spectroscopy. The effect of oxidation of porous silicon was presented.

광미(鑛尾)를 활용(活用)한 다공성 세라믹 비드 제조(製造) 및 촉매(觸媒) 변환기(變換機)로의 응용(應用) (Preparation of Porous Ceramic Bead using Mine Tailings and Its Applications to Catalytic Converter)

  • 서준형;김성민;한요셉;김유득;이준한;박재구
    • 자원리싸이클링
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    • 제22권4호
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    • pp.38-45
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    • 2013
  • 광미를 이용하여 다공성 세라믹 비드를 제조한 후 NOx/SOx 제거용 촉매 변환기로 응용하였다. 변환기 표면에 코팅처리된 촉매 지지체는 합성한 메조포러스 실리카(SBA-15)를 사용하였다. 다공성 세라믹 변환기의 내부 구조는 기공과 기공이 서로 연결되어 있는 3차원 망상구조이며 기공율은 80%로 나타났다. 또한, 촉매 변환기의 비표면적은 SBA-15 코팅 전 0.8 $m^2/g$에서 코팅처리 후에는 55 $m^2/g$으로 크게 증가하였다. NOx/SOx 제거 실험은 다공성 세라믹 촉매 변환기 표면에 $V_2O_5$$V_2O_5$, CuO를 함께 담지한 것으로 실시하였다. NOx 전환율은 $V_2O_5$/CuO 변환기가 $V_2O_5$ 변환기에 비해 약 10% 정도 높게 나타났다. 또한, $V_2O_5$/CuO 변환기는 반응온도 $350^{\circ}C$, 공간속도 10000 $h^{-1}$, 산소농도 5%에서 NOx 95%, SOx 90% 이상의 전환율을 각각 나타냈다.

Exploiting Natural Diatom Shells as an Affordable Polar Host for Sulfur in Li-S Batteries

  • Hyean-Yeol Park;Sun Hyu Kim;Jeong-Hoon Yu;Ji Eun Kwon;Ji Yang Lim;Si Won Choi;Jong-Sung Yu;Yongju Jung
    • Journal of Electrochemical Science and Technology
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    • 제15권1호
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    • pp.198-206
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    • 2024
  • Given the high theoretical capacity (1,675 mAh g-1) and the inherent affordability and ubiquity of elemental sulfur, it stands out as a prominent cathode material for advanced lithium metal batteries. Traditionally, sulfur was sequestered within conductive porous carbons, rooted in the understanding that their inherent conductivity could offset sulfur's non-conductive nature. This study, however, pivots toward a transformative approach by utilizing diatom shell (DS, diatomite)-a naturally abundant and economically viable siliceous mineral-as a sulfur host. This approach enabled the development of a sulfurlayered diatomite/S composite (DS/S) for cathodic applications. Even in the face of the insulating nature of both diatomite and sulfur, the DS/S composite displayed vigorous participation in the electrochemical conversion process. Furthermore, this composite substantially curbed the loss of soluble polysulfides and minimized structural wear during cycling. As a testament to its efficacy, our Li-S battery, integrating this composite, exhibited an excellent cycling performance: a specific capacity of 732 mAh g-1 after 100 cycles and a robust 77% capacity retention. These findings challenge the erstwhile conviction of requiring a conductive host for sulfur. Owing to diatomite's hierarchical porous architecture, eco-friendliness, and accessibility, the DS/S electrode boasts optimal sulfur utilization, elevated specific capacity, enhanced rate capabilities at intensified C rates, and steadfast cycling stability that underscore its vast commercial promise.

실리카 주형을 이용한 메크로/메조다공성 탄화규소 세라믹의 제조와 비교특성 (Fabrication and Characterization of Macro/Mesoporous SiC Ceramics from SiO2 Templates)

  • 홍난영;;박경훈;김동표
    • 한국세라믹학회지
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    • 제41권7호
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    • pp.528-533
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    • 2004
  • 입자크기가 20∼700nm인 구형 실리카입자의 자연침강 혹은 원심분리법으로 제조한 주형체에 탄화규소 전구체 polymethyl-silane (PMS) 혹은 polycarbosilane (PCS) 고분자 용액을 함침한다음, 가교 및 1000∼140$0^{\circ}C$ 열분해하고 마지막으로 불산 (HF)으로 실리카를 식각하여 84∼658nm 기공이 3차원으로 정렬된 메크로다공성(macroporous) 탄화규소 세라믹과 불규칙적인 15∼65nm 기공을 가진 메조다공성(mesoporous) 탄화규소 세라믹을 제조하였다. 전자는 112nm 실리카 입자 주형체를 사용하여 140$0^{\circ}C$로 처리했을 때, 표면적 584.64$m^2$g$^{-1}$을 나타낸 반면, 후자는 20-30nm 실리카 주형체를 사용하여 100$0^{\circ}C$로 처리하였을때, 최대의 표면적 619.4$m^2$g$^{-1}$를 나타내었다, 이와 같이 사용된 실리카 입자, 고분자 전구체, 그리고 열처리 조건에 따른 기공특성을 SEM. TEM 및 BET으로 분석 설명하였다.

The Power of Being Small: Nanosized Products for Agriculture

  • Anderson, Anne J.
    • 식물병연구
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    • 제24권2호
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    • pp.99-112
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    • 2018
  • Certain agrochemicals may be tuned for increased effectiveness when downsized to nanoparticles (NPs), where one dimension is less than 100 nm. The NPs may function as fertilizers, pesticides and products to improve plant health through seed priming, growth promotion, and induction of systemic tolerance to stress. Formulations will allow targeted applications with timed release, reducing waste and pollution when compared to treatments with bulk-size products. The NPs may be a single component, such as nano-ZnO as a fertilizer, or be composites of compatible materials, for example where N, P, and K plus micronutrients are available. The active materials could be loaded into porous carriers or tethered to base nanostructures. Coatings could include such natural products alginate, chitosan, zein, or silica. Certain NPs are taken up and transported in the plant's phloem and xylem so systemic effects are feasible. Timed and targeted release of the active product could be achieved in response to changes in pH or availability of ligands within the plant or the rhizosphere. Global research has revealed the many potentials offered by NP formulations to aid sustainability in agriculture. Current work will provide information needed by regulatory agencies to assess their safety in the agricultural setting.

증기상 원소수은의 흡착제 개발 및 흡착특성 연구 (Development of Adsorbent for Vapor Phase Elemental Mercury and Study of Adsorption Characteristics)

  • 조남준
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제22권5호
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    • pp.1-6
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    • 2021
  • 한번 배출된 수은은 소멸되지 않고 자연환경에 축적 및 순환되며 생태계 및 인류보건에 심각한 위해를 준다. 미국에서는 수은의 인위적 배출량의 약 32 %를 차지하는 것으로 알려진 석탄 화력발전소의 배출가스의 증기수은 제거를 위해 황점착 활성탄 사용을 고려하고 있다. 본 연구애서는 석탄 연소설비 배출가스 중의 증기상의 원소수은을 저감하기 위한 고효율의 다공성 수은흡착 소재를 개발하여 소재의 수은 흡착 특성을 조사하였다. 30℃에서 증기수은 흡착능 조사결과 수은흡착용으로 상용화된 활성탄 Darco FGD 대비 실리카 나노소재인 MCM-41의 경우는 약 35 %에 불과하였으나 황을 1.5% 함침한 경우 133 %까지 증가하였고, 폐동 재생공정에서 회수한 용광로 비산재의 경우는 523 %의 효율을 보였다. 또한 30 ℃, 80 ℃ 및 120 ℃의 온도에서 흡착능을 조사한 결과 80 ℃에서 가장 우수한 흡착성능을 나타냈다. MCM-41은 실리카 나노튜브로 구조가 견고해 여러 번 재사용할 수 있을 뿐더러 활성탄을 사용할 경우 우려되는 열점형성으로 인한 화재 가능성이 없어 추가적인 장점까지 지니고 있다.

지구물질의 마이크로미터 단위의 삼차원 공극 구조 규명: 핵자기공명 현미영상 연구 (3-Dimensional ${\mu}m$-Scale Pore Structures of Porous Earth Materials: NMR Micro-imaging Study)

  • 이범한;이성근
    • 한국광물학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.313-324
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    • 2009
  • 지표-지각환경을 구성하는 지질매체의 구조와 성질의 정량적-체계적 이해를 위한 예비연구로, 매질을 구성하는 입자의 모양, 크기, 충전 밀도가 공극 구조의 특성과 매질의 성질에 미치는 영향을 알아보기 위해 입자의 모양이 구형인 글래스 비드와 모양이 불규칙한 실리카 젤을 이용하여 입자 크기와 공극률이 서로 다른 다양한 다공성 매질을 준비하였고, 핵자기공명 현미영상을 이용하여 약 $50\;{\mu}m$의 분해능으로 삼차원 영상을 획득하였다. 분석 결과, 지름 약 0.2~1.3 mm 크기의 입자로 구성된 다공성 매질의 비표면적은 2.5부터 $9.6\;mm^2/mm^3$, 공극률은 0.21에서 0.38, 투수율은 11.6에서 892.3 D이며, 이는 일반적인 미고결 샌드가 갖는 값의 범위에 해당된다. 비표면적, 공극률, 투수율의 관계는 Kozeny 식에서 예상된 경향과 비교적 일치하였다. 상자집계 프랙탈 차원은 공극률, 비표면적과의 관련성이 높으며, 공극률이 0.29~0.38일 때 비표면적이 약 2.5부터 $6.0\;mm^2/mm^3$까지 증가할수록 프랙탈 차원이 2.6에서 3.0까지 선형으로 증가하며, 공극률이 0.21~0.28일 때 비표면적이 약 2.5부터 $9.6\;mm^2/mm^3$까지 증가할수록 프랙탈 차원이 2.5에서 3.0까지 선형으로 증가한다. 실제 다공성 사암에 포함된 유체의 삼차원 구조를 핵자기공명 현미영상으로 영상화하였고, 이에 대한 비표면적은 $0.33\;mm^2/mm^3$, 공극률은 0.017, 투수율은 30.9 mD, 상자 집계 프랙탈 차원은 1.59로 계산되었다. 본 연구에서 제시된 것과 같이 핵자기공명 현미영상은 다양한 다공성 매질의 삼차원 공극 구조를 영상화할 수 있고, 삼차원 공극 구조에 대한 상자집계 프랙탈 차원은 본 연구에서와 같이 다양한 공극 구조에 대해 분석이 가능하며, 다공성 매질의 이동 특성을 나타내는 매개 변수들과 지진파 감쇠 등에 대한 조절 인자로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.