• Carbon letters
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• 제10권4호
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• pp.314-319
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• 2009

The surface treatment effects of reinforcement filler were investigated based on the dynamic mechanical properties of mutiwalled carbon nanotubes (MWCNTs)/epoxy composites. The as-received MWCNTs(R-MWCNTs) were chemically modified by direct oxyfluorination method to improve the dispersibility and adhesiveness with epoxy resins in composite system. In order to investigate the induced functional groups on MWCNTs during oxyfluorination, X-ray photoelectron spectroscopy was used. The thermo-mechanical property of MWCNTs/epoxy composite was also measured based on effects of oxyfluorination treatment of MWCNTs. The storage modulus of MWCNTs/epoxy composite was enhanced about 1.27 times through oxyfluorination of MWCNTs fillers at $25^{\circ}C$. The storage modulus of oxyfluorinated MWCNTs (OF73-MWCNTs) reinforced epoxy composite was much higher than that of R-MWCNTs/epoxy composite. It revealed that oxygen content led to the efficient carbon-fluorine covalent bonding during oxyfluorination. These functional groups on surface modified MWCNTs induced by oxyfluorination strikingly made an important role for the reinforced epoxy composite.

• Carbon letters
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• 제5권1호
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• pp.12-17
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• 2004

In this study, the oxyfluorination of PAN-based carbon fibers was undertaken at room temperature using fluorine-oxygen mixtures, and the influence of oxyfluorination on properties was investigated. The surface characteristics of the modified fiber were determined by using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and dynamic contact angle analyzer. The oxyfluorination of carbon fibers was one of the more effective methods to increase surface wettability by the formation of semicovalent C-F bond and C-O bond depending on reaction conditions. When oxygen mole fraction is increased from 0.5 to 0.9, it is probable that attached fluorine atoms at the surface of the fibers reacted with other components. As increased oxyfluorination time and decreased its pressures, semi-covalent peak is increased at 0.5 of oxygen mole fraction. The total surface free energy of oxyfluorinated carbon fibers decreased with increasing oxygen mole fraction over 0.5. These results indicate that the surface of carbon fibers became much more hydrophilic after the short oxyfluorination. The surface free energy of oxyfluorinated carbon fibers progressively decreased after 10 min treatment. The polar components of surface free energies were however, significantly higher for all oxyfluorinated samples than that for the untreated carbon fiber.

• Carbon letters
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• 제12권4호
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• pp.236-242
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• 2011

The oxyfluorination effects of activated carbon nanofibers (OFACFs) were investigated for $CO_2$ storage. Electrospun CFs were prepared from a polyacrylonitrile/N,N-dimethylformamide solution via electrospinning and heat treatment. The electrospun CFs were chemically activated in order to generate the pore structure, and then oxyfluorination was used to modify the surface. The samples were labeled CF (electrospun CF), ACF (activated CF), OFACF-1 ($O_2:F_2$ = 7:3), OFACF-2 ($O_2:F_2$ = 5:5) and OFACF-3 ($O_2:F_2$ = 3:7). The functional group of OFACFs was investigated using X-ray photoelectron spectroscopy analysis. The C-F bonds formed on surface of ACFs. The intensities of the C-O peaks increased after oxyfluorination and increased the oxygen content in the reaction gas. The specific surface area, pore volume and pore size of OFACFs were calculated by the Brunauer-Emmett-Teller and density functional theory equation. Through the $N_2$ adsorption isotherm, the specific surface area and pore volume slightly decreased as a result of oxyfluorination treatment. Nevertheless, the $CO_2$ adsorption efficiency of oxyfluorinated ACF improved around 16 wt% due to the semi-ionic interaction effect of surface modificated oxygen functional groups and $CO_2$ molecules.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.219.2-219.2
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• 2011

The oxyfluorination effects of electrospun carbon nanofibers (OFACFs) were investigated for $CO_2$ storage. Carbon nanofibers were prepared form poly acrylonitrile / N,N-dimethylformamide solution through electrospinning method and heat treatment. Chemical activation of carbon nanofibers were carried out in order to improve the pore structure. And the surface modification of activated carbon nanofibers was conducted by oxyfluorination to improve the $CO_2$ storage on effect of introduced functional groups. The samples were labeled CF (electrospun carbon nanofiber), ACF (activated carbon nanofibers), OFACF-1 ($F_2:O_2$ = 3:7), OFACF-2 ($F_2:O_2$ = 5:5) and OFACF-3 ($F_2:O_2$ = 7:3). The functional group of OFACFs was investigated by x-ray photoelectron spectroscopy analysis. The specific surface area, pore volume and pore size of OFACFs were calculated and pore shape was estimated by the BET equation. Through the adsorption isotherm, the specific surface area and pore volume significantly decreased by oxyfluorination.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권1호
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• pp.118-123
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• 2008

본 연구에서는 multi-walled nanotubes(MWNTs)를 산소-불소 혼합가스로 처리하여, 표면 관능기를 분석하고, 그 처리효과를 조사하였다. 산소-불소 처리된 MWNTs의 표면특성은 FT-IR 그리고 XPS로 분석하였다. 처리된 탄소지지체에 백금 나노입자를 담지시킨 후, 입자 결정성크기와 담지함량을 조사하였다. 위 탄소지지체에 담지된 촉매의 전기화학적 특성은 전류-전압 곡선을 측정하여 분석하였다. 표면분석의 결과로부터, 산소 및 불소를 포함한 화학관능기가 탄소지지체에 도입된 사실을 알 수 있었다. 산소-불소 함량은 처리온도가 $100^{\circ}C$ 일때 최고값을 나타냈다. Pt/100-MWNTs 샘플의 경우, 3.5 nm의 최소의 결정성 크기를 보였고, 9.4%의 가장 높은 담지율을 나타냈다. 그러나, 이보다 높은 온도에서 처리된 샘플의 경우, 결정성 크기가 증가하였고, 담지율은 감소하였다. 이러한 결과를 통해, 결정성 크기와 담지율을 산소-불소 처리온도를 변화시켜 제어할 수 있었음을 제시하였다. 이와 연관되어, 촉매의 전기화학적 활성이 $100^{\circ}C$ 처리까지는 증가하다가, $200^{\circ}C$와 $300^{\circ}C$의 경우에는 감소하였다. Pt/100-MWNTs 샘플은 비교샘플 중에서 최고의 비전류밀도(specific current density)인 120 mA/mg 수치를 나타냈다.

• 공업화학
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• 제26권4호
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• pp.432-438
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• 2015

본 연구에서는 활성탄소섬유(ACFs)에 함산소불화 표면처리를 수행하여 수용액상에 존재하는 저농도 $Cr^{6+}$ 이온의 흡착특성을 조사하였다. ACFs의 기공구조와 표면특성은 BET와 X선 광전자 분광기(XPS)를 통해 각각 확인하였다. ACFs의 함산소불화 처리는 ACFs의 표면에 중금속 흡착 능력에 영향을 미치는 C-O 결합의 비율을 크게 증가시켰으며, 그 결과 $Cr^{6+}$ 흡착이 10 min 이내에 빠르게 평형에 도달할 수 있었다. 또한 초기 $Cr^{6+}$ 농도 20 ppm에서 최대 $Cr^{6+}$ 제거효율은 미처리 ACFs와 비교하여 약 100% 증가하였다. 이러한 결과로부터 ACFs의 함산소불화 반응은 저농도 $Cr^{6+}$의 흡착을 위한 표면처리법으로 응용될 수 있을 것이다.

• 공업화학
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• 제29권3호
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• pp.312-317
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• 2018

본 연구에서는 새집증후군 원인가스 중 하나인 벤젠 가스 흡착특성을 향상시키기 위하여 활성탄소섬유에 함산소불소화 처리를 실시하였다. 함산소불소화 처리된 활성탄소섬유 표면특성 및 기공특성은 X-선광전자분광기(XPS)와 Brunauer-Emmett-Teller (BET) 분석을 통해 확인하였으며, 벤젠 가스 흡착 특성은 가스크로마토그래피(GC)로 평가하였다. XPS 결과로부터 불소분압이 증가함에 따라 활성탄소섬유 표면의 불소관능기가 증가함을 알 수 있었다. 함산소불소화 처리 후 모든 샘플의 비표면적은 감소하였으나, 불소 분압이 0.1 bar일 때 그 미세기공 부피비가 증가하였다. 함산소불소화 처리된 활성탄소섬유는 11 h 동안 100 ppm의 벤젠 가스를 모두 흡착하였으며, 이는 미처리 활성탄소섬유와 비교하여 벤젠 가스 흡착효율이 약 2배 향상됨을 알 수 있었다.

• 폴리머
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• 제36권3호
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• pp.251-261
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• 2012

폴리(메틸메타크릴레이트)(PMMA) 매트릭스를 갖는 인조대리석의 기계적 강도를 향상시키기 위해 그래핀 산화물 플레이크(GOF)를 충전제로 사용하여 나노컴포지트를 제조하였다. 충전제로 사용한 GOF는 흑연을 Hummers법으로 산화한 후 열처리에 의해 박리시켜 제조하였다. PMMA 매트릭스와의 계면혼화성을 향상시키기 위하여 다양한 산소:불소 조성의 함산소불소화 처리로 GOF 계면을 개질시켰다. 산소함량 50% 이상에서 함산소불소화 처리한 GOF를 충전제로 사용한 나노컴포지트는 기존 인조대리석에 비해 굴곡강도, 굴곡탄성률, Rockwell경도, Barcol경도, Izod충격강도 모두 현저히 증가하였다. 적절히 함산소불소화 처리된 GOF는 PMMA 매트릭스와의 계면접착력이 우수함을 파단면의 모폴로지로부터 확인하였다. 하지만 GOF 충전제의 함량이 0.07 phr 이상으로 증가하면 충전제의 분산이 균일하지 못하여 인조대리석의 기계적 강도는 오히려 감소하는 경향을 나타내었다.

• 공업화학
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• 제26권5호
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• pp.604-608
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• 2015

본 연구에서는 부영양화 문제를 해결하기 위하여 강원 지역에서 발생되는 느릅나무 수피를 사용하여 질산성질소 제거능 향상에 대하여 고찰하였다. 회분식 실험에 의하여 수용액의 초기 pH가 3.5로 조절되었을 때, 10, 20 mg/L 질산성질소의 제거효율은 각각 43, 37%까지 증가하였다. 또한, 1.0 g/100 mL 느릅나무 수피를 8 h 사용하였을 때, 20 mg/L 질산성질소 제거효율은 68%를 나타내었다. 그리고 함산소불화 조건에서 느릅나무 수피의 개질 반응이 수행되었을때, 질산성질소 흡착능 향상을 위한 최적의 불소와 산소 분압비가 1 : 9임을 도출하였다. 최적의 함산소불화 조건에서 개질된 느릅나무 수피를 사용하여 8 h 운전이 이루어졌을 때, 10, 20, 40 mg/L 질산성질소 제거효율은 각각 96, 95, 59%를 나타내었다. 따라서, 이러한 결과들은 수체에 함유된 고농도 질산성질소를 효과적으로 처리하는 수처리 기술로 사용될 수 있을 것이다.