• 제목/요약/키워드: Transition Metal

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차세대 2차원 소재, MXenes의 연구 동향 (Research trends of MXenes as the Next-generation Two-dimensional Materials)

  • 이호준;윤예준;장진광;변종민
    • 한국분말재료학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.150-163
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    • 2021
  • Interest in eco-friendly materials with high efficiencies is increasing significantly as science and technology undergo a paradigm shift toward environment-friendly and sustainable development. MXenes, a class of two-dimensional inorganic compounds, are generally defined as transition metal carbides or nitrides composed of few-atoms-thick layers with functional groups. Recently MXenes, because of their desirable electrical, thermal, and mechanical properties that emerge from conductive layered structures with tunable surface terminations, have garnered significant attention as promising candidates for energy storage applications (e.g., supercapacitors and electrode materials for Li-ion batteries), water purification, and gas sensors. In this review, we introduce MXenes and describe their properties and research trends by classifying them into two main categories: transition metal carbides and nitrides, including Ti-based MXenes, Mo-based MXenes, and Nb-based MXenes.

Electric Field-Induced Modification of Magnetocrystalline Anisotropy in Transition-metal Films and at Metal-Insulator Interfaces

  • Nakamura, K.;Akiyama, T.;Ito, T.;Weinert, M.;Freeman, A.J.
    • Journal of Magnetics
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    • 제16권2호
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    • pp.161-163
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    • 2011
  • We report results of first principles calculations for effects of an external electric field (E-field) on the magnetocrystalline anisotropy (MCA) in transition-metal (Fe, Co, and Ni) monolayers and at metal-insulator (Fe/MgO) interfaces by means of full-potential linearized augmented plane wave method. For the monolayers, the MCA in the Fe monolayer (but not in the Co and Ni) is modified by the E-field, and a giant modification is achieved in the $Fe_{0.75}Co_{0.25}$. For the Fe/MgO interfaces, the ideal Fe/MgO interface gives rise to a large out-of plane MCA, and a MCA modification is induced when an E-field is introduced. However, the existence of an interfacial FeO layer between the Fe layer and the MgO substrate may play a key role in demonstrating an Efield-driven MCA switching, i.e., from out-of-plane MCA to in-plane MCA.

A Comparison of the Leaving Group Ability of Transition Metal Carbonyl Anions vs. Halides : Reaction of $MH^-$ with M'-R $(MH^-\;=\;HW(CO)_4\;-P(OMe)_3\;^-,\;HW(CO)_5\;^-,\;HCr(CO)_5\;^-,\;HFe(CO)_4\;^-;\;M'-R=CpMo(CO)_3(CH_3),\;CpMo(CO)_3{CH_2CH(CH_2)_2})$

  • Yong Kwang Park;Seon Joong Kim;Carlton Ash
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제11권2호
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    • pp.109-114
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    • 1990
  • The anionic transition metal hydrides $(HW(CO)_4P(OMe)_3\;^-,\;HW(CO)_5\;^-,\;HCr(CO)_5\;^-,\;HFe(CO)_4\;^-)$ react with transition metal alkyl $(CpMo(CO)_3(CH_3)$ to yield $CH_4\;and\;CH_3CHO$ in addition to the inorganic products $(CpMo(Co)_3\;^-$, etc.). The reaction of these anionic metal hydrides with CpMo(CO)3{CH2CH(CH2)2} may lead to an elucidation of the reaction mechanisms involved; the organic product distributions are among $CH_4,\;CH_2\;=\;CHCH_2CH_3$, and $CH_3CH(CH_2)_2$, depending upon the anionic metal hydride used. These anionic metal hydrides also are reported to undergo a hydride-halide exchange reaction with organic halides; therefore, these similar reactions have been compared in terms of leaving group ability $(CpMo(CO)_3\;^-\;vs.\;Br^-)$ and the mechanistic pathways.

수용액에서 NTOE, NDOE가 결합된 Merrifield 수지를 이용한 Ag(I)의 흡착 및 분리 특성 (Adsorption and Separation of Ag(I) Using a Merrifield Resin Bound NTOE, NDOE in Aqueous Solution)

  • 이철규;김해중
    • 분석과학
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    • 제12권2호
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    • pp.159-165
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    • 1999
  • 수용액에서 1,12-diaza-3,4:9,10-dibenzo-5,8-dioxacyclopentadecane(NTOE)가 결합된 merrifield 수지와 1,12,15-triaza-3,4:9,10-dibenzo-5,8-dioxacycloheptadecane(NDOE)가 결합된 merrifield 수지를 이용한 전이금속이온들의 흡착 및 분리특성을 조사하였다. 전이금속이온들의 흡착정도(adsorption degree, E)와 분포비(distribution ratio, D)의 순위는 동일하게 Cu(II)$t_R$)이 흡착정도와 분포비에 의해서 영향을 받았으며, 이러한 흡착 및 분리 실험 결과로부터 혼합금속용액에서 Ag(I)의 분리가능성을 확인할 수 있었다.

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TPR/TPO 실험기법을 이용한 전이금속산화물의 산화-환원 특성 연구 (Redox Property of Transition Metal Oxides in Catalytic Oxidation)

  • 김영호;이호인
    • 공업화학
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    • 제10권8호
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    • pp.1161-1168
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    • 1999
  • 3주기 전이금속(Cr~Zn)의 산화물 및 V, Mo, W의 산화물에 대하여 temperature-programmed reduction/trmperature-programmed oxidation(TPR/TPO) 실험을 통하여 그 산화-환원 특성을 조사하였다. TPO 곡선의 산화피크는 TPR 곡선의 환원피크와 비슷하거나 약간 낮은 온도에서 나타났으며, 환원피크에 비하여 온도 폭이 넓었다. 3주기 전이금속한화물의 산화 및 환원 과정의 활성화에너지는 33~149 kJ/mol 범위에 있는 반면, V, Mo, W 산화물에서는 더 컸다. 금속산화물의 산화 및 환원 과정의 활성화에너지 변화는 금속-산소 결합세기에 비례하였다. 환원(TPR) 및 산화(TPO) 과정에 대한 활성화에너지 차이(${\Delta}E_a$)가 작을수록 o-자일렌 산화반응에서 금속산화물 촉매의 활성화에너지도 작았다. 금속한화물 촉매에서 o-자일렌 산화반응은 금속산화물 표면의 산화-환원 과정을 반복하는 Mars-van Krevelen 반응 메카니즘으로 설명될 수 있음을 확인하였다.

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Stability Constants of Divalent Transition and Trivalent Lanthanide Metal Ion Complexes of Macrocyclic Triazatri(Methylacetic Acid)

  • 김동원;홍춘표;최기영;김창숙;이남수;장영훈;이재국
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제17권9호
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    • pp.790-793
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    • 1996
  • The azacrown compound, 1,7-dioxa-4,10,13-triazacyclopentadecane-N,N',N"-tri(methyl-acetic acid)(N3O2-tri(methylacetic acid)) was synthesized by modified procedure of Krespan. Potentiometric method has been used to determine the protonation constants of N3O2-tri(methylacetic acid) and stability constants of complexes on the divalent transition metal ions (Co2+, Ni2+, Cu2+, and Zn2+) and trivalent metal ions (Ce3+, Eu3+, Gd3+, and Yb3+) with N3O2-tri(methylacetic acid). The stability constants for the complexes of the divalent transition metal ions studied in the present work with N3O2-tri(methylacetic acid) were 11.4 for Co2+, 11.63 for Ni2+, 13.51 for Cu2+, and 11.65 for Zn2+, respectively. Thus, the order of the stability constants for complexes on the transition metal ions with N3O2-tri(methylacetic acid) was shown Co2+ < Ni2+ < Cu2+ > Zn2+ as same as the order of Irving-Williams series. The stability constants of Ce3+, Eu3+, Gd3+, and Yb3+ trivalent lanthanide metal ion complexes of N3O2-tri(methylacetic acid) were, respectively, 11.26 for Ce3+, 11.56 for Eu3+, 11.49 for Gd3+, and 11.80 for Yb3+. The values of the stability constants on trivalent metal ions with the ligand are increasing according to increase atomic number, due to increase acidity. But the value of stability constant of Gd3+ ion is less than the value of Eu3+ ion. This disordered behavior is also reported by Moeller.

재활용 산화물로부터 고부가가치 탄화물(맥신) 소재 합성 (Synthesis of High Value-added Carbide Materials (MXenes) from Recycled Oxides)

  • 권한중
    • 자원리싸이클링
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    • 제33권4호
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    • pp.29-35
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    • 2024
  • 폐촉매 등 폐자원에 대한 재활용은 대부분 제련 공정을 통해 금속 성분을 침출 및 추출하는 과정이며 금속 성분은 황산염, 질산염과 같은 염 형태로 회수된다. 회수된 염에 대한 하소를 통해 염은 산화물로 변화하며 산화물은 환원 과정을 거쳐 금속 혹은 세라믹 소재가 된다. 산화물 환원 과정에서 사용되는 환원제는 수소, 탄소 등이 있으며 환원을 통해 금속 분말이 얻어지게 되는데 재활용된 원소가 전이 금속이고 탄소를 환원제로 사용하는 경우 탄화물 합성이 가능하다. 전이 금속 탄화물의 경우 세라믹 물질임에도 불구하고 금속 결합으로 인해 전도성이 우수한 것으로 알려져 있으며 최근 이차원 전이 금속 탄화물인 맥신(MXene)은 전기 전도성뿐 아니라 넓은 표면적이라는 구조적 특징으로 인해 전자파 차폐, 이차전지 전극, 수 처리용 소재로 주목받고 있다. 본 연구에서는 폐자원으로부터 고부가가치 맥신 소재를 합성하기 위한 공정을 개발하고자 하였으며 결과적으로 폐자원을 원료로 합성된 맥신의 특성을 평가하여 폐자원의 맥신 원료 적용 가능성을 확인하였다.

메조포러스실리카를 이용한 메조포러스 전이금속체 합성 (Synthesis of Mesoporous Transition Metal Carbon Using the Mesoporous Silica)

  • 한승동;정의민;이주보;팽메이메이;김대경;장현태
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제13권4호
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    • pp.1915-1922
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    • 2012
  • 본 연구는 SBA-15, MCM-41, MCM-48, KIT-6와 같은 메조포러스실리카를 다양한 조건에서 합성하고 이를 이용하여 CMK(Carbon Mesoporous Korea)를 합성한다. 합성된 CMK를 이용하여 메조포러스 구조의 전이금속체를 제조하였다. 각각의 메조포러스실리카에 따라 합성된 CMK의 특성을 분석하고 이를 이용하여 합성된 메조포러스 전이금속체의 특성을 질소흡탈착 등온선, SEM, 저각 X-선 회절분석으로 분석하므로써 최적의 메조포러스 전이금속체의 합성조건을 도출하였다, 실험 결과 가장 우수한 특성을 나타내는 메조실리카는 SBA-15이며, BET 분석으로 SBA-15로부터 합성된 메조포러스 구리 분자체의 비표면적은 $225m^2/g$, 기공크기는 2.91nm로 나타났다.

운반체로 $NtnOenH_4$$NdienOenH_4$를 포함한 액체막을 통한 전이금속 양이온의 운반속도 (Transport Rate of Transition Metal Cations through a Bulk Liquid Membrane Containing $NtnOenH_4$ and $NdienOenH_4$ as Carriers)

  • 김해중;장정호;신영국
    • 대한화학회지
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    • 제41권2호
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    • pp.77-81
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    • 1997
  • 거대고리 리간드인 1,12-diaza-3,4;9,10-dibenzo-5,8-dioxacyclopentadecane$(NtnOenH_4)$와 1,12,15-triaza-3,4;9,10-dibenzo-5,8-dioxacyclo-heptadecane$(NdienOenH_4)$를 운반체로 포함한 클로로포름 액체막을 통한 운반속도는 Ni(II)$({\Delta}Gp)$값을 구하여 본 결과, 운반속도의 순위는 전이금속 양이온들이 갖는 분배수화 자유에너지의 음의 값의 크기에 비례함을 알 수 있었다.

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저농도 메탄 연소에서 상용 금속촉매의 활성 (Catalytic Activity of Commercial Metal Catalysts on the Combustion of Low-concentration Methane)

  • 이경환;박재현;송광섭
    • 한국대기환경학회지
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    • 제21권6호
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    • pp.625-630
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    • 2005
  • This study was focused on the catalytic activity for the combustion of low-concentration methane using various commerical catalysts (six transition metal catalysts in Russia and one rare earth metal (Honeycomb) catalyst in Korea). Catalytic activity was strongly influenced by the type and loading content of metal supported in catalyst. Catalytic performance showed the highest activity in Honeycomb catalyst including rare earth metal, which was the most expensive catalyst, while the next was the catalyst supported Cu with high content (AOK-78-52) and also that supported Cr and Co (AOK-78-56). However, both AOK-78-52 and AOK-78-56 catalysts that were very cheap had lower activation energy than Honeycomb catalyst. In the economical field, both AOK-78-52 and AOK-78-56 catalysts with transition metals showed a good alternative catalyst on the combustion of methane.