• 제목/요약/키워드: surface sol-gel process

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V2O5가 첨가된 반도체 산화물의 특성개선연구 (A Study on the Characteristics of Semiconductor Oxides with V2O5)

  • 이돈규
    • 전기전자학회논문지
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    • 제22권4호
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    • pp.965-969
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    • 2018
  • 염료감응형 태양전지에서 반도체 산화물은 전자의 생성과 이동에 중요한 역할을 하므로 이에 관한 광범위한 연구가 지속적으로 수행되고 있다. 본 연구에서는 $V_2O_5$를 첨가시킨 반도체 산화물을 제작하여 염료 감응 태양 전지의 특성을 연구하였다. $V_2O_5$가 첨가된 $TiO_2$ 페이스트는 졸 겔 공정의 스크린 인쇄 법으로 제조하였고, 이에 따른 표면특성 및 전기적 특성을 측정하였다. $V_2O_5$가 첨가됨에 따라 결정립 크기가 증가하였고 염료감응태양전지의 개방 회로 전압, 단락 전류, 충전 계수 및 변환 효율 특성이 개선됨을 확인할 수 있었다.

On the Possibility of Bulk Large Diamond Single Crystal Synthesis with Hydrothermal Process

  • Andrzej M. Szymanski
    • 한국광물학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.18-32
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    • 1997
  • Analysis of geological data, relating to occurrence and formation of diamonds as well as host rocks, inclined author to have different outlook on the diamond genesis and to establish a proposition on their formation at pneumatolytic-hydrothermal conditions near superficial Earth zones. Based on that theoretical foundations and experimental works, the first low-pressure and low-temperature hydrothermal diamond synthesis from water solution in pressure autoclave was executed. As a result, the natural diamond seed crystal grew bigger ad coupling of the synthetic diamond single-crystalline grains were obtained. SEM documentation proofs that parallely paragenetic crystallization of quartz and diamond, and nucleation of new octahedral diamond crystals brush take place on the seed crystal surface. Forecast of none times growth of diamond industrial application at 2000 and seventeen times at 2010 with reference to 1995, needs technology of large and pure single-crystals diamond synthesis. Growth of the stable and destressed diamond single-crystals in the pseudo-metastable diamond plot, may be realized with processes going through the long time and with participation of free radicals catalysts admixtures only. Sol-gel colloidal processes are an example of environment which form stable crystals in thermodynamically unstable conditions through a long time. Paper critically discusses a whole way of studies on the diamond synthesis, from high-pressure and high-temperature processes through chemical vapour deposition up to hydrothermal experiments.

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Study for Organic(Bio)-Inorganic Nano-Hybrid OMC

  • Lee, Jung-Eun;Ji, Hong-Geun;Park, Yoon-Chang;Lee, Kyoung-Chul;Yoo, Eun-Ah
    • 대한화장품학회:학술대회논문집
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    • 대한화장품학회 2003년도 IFSCC Conference Proceeding Book I
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    • pp.178-191
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    • 2003
  • OMC is essentialiy necessary compound in sun goods as organic UV protecting products. But the skin-trouble problem is raising because of skin penetration of OMC. In this study, non-capsulated pure OMC was compared with Organic-Inorganic-Nano-hybrid OMC for skin penetration force and SPF degree. Organic- Inorganic Nano-Hybrid OMC is OMC trapped in the pore of the mesoporous silica synthesized by the sol-gel method after OMC is nanoemulsified in the system of the hydrogenated Lecithin/ Ethanol/caprylic/capric triglyceride/OMC/water. OMC- nano- emulsion was obtained by a microfluidizing process at 1000bar and then micelle size in the nanoemulsion solution is 100-200nm range. Mesoporous silica nano-hybrid OMC was prepared by the process; surfactant was added in dissolved OMC-Nanoemulsion, then the rod Micelle was formed. OMC-nanoemulsion was capsulated in this rod Micelle and then silica precursor was added in the OMC-nanoemulsion solution. Through the hydrolysis reaction of the silica precursor, mesoporous silica concluding OMC-Nanocapsulation was obtained. The nano-hybrid surface of this OMC-Nanoemulsion-Inorganic system was treated with polyalkyl-silane compound. OMC-Mesoporous silica Nano-hybrids coated with polyalkyl-silane compound show the higher sun protecting factor (SPF Analyzer: INDEX 10-15) than pure OMC and could reduce a skin penetration of OMC. The physico-chemical properties of these nano-hybrids measured on the SPF index, partical size, strcture, specific surface area, pore size, morphology, UV absorption, rate of the OMC dissolution using SPF Analyzer, Laser light scattering system, XRD, BET, SEM, chroma Meter, HPLC, Image analyzer, microfluidizer, UV/VIS. spectrometer.

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Preparation of LiCoO$_2$from Used Lithium Ion Battery by Hydrometallurgical Processes

  • Lee, Churl-Kyoung;Rhee, Kang-In;Yang, Dong-Hyo;Yu, Hyo-Shin
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2001년도 The 6th International Symposium of East Asian Resources Recycling Technology
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    • pp.240-244
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    • 2001
  • Recycling process involving mechanical, thermal, hydrometallurgical, and sol-gel step has been applied to recover cobalt and lithium from spent lithium ion batteries and to synthesize LiCoO$_2$from leach liquor as cathodic active materials. Electrode materials containing lithium and cobalt could be concentrated with 2-step thermal and mechanical treatment. Leaching behaviors of the lithium and cobalt in nitric acid media was investigated in terms of reaction variables. Hydrogen peroxide in 1 M HNO$_3$solution turned out to be an effective reducing agent by enhancing the leaching efficiency. O f many possible processes to produce LiCoO$_2$, the amorphous citrate precursor process (ACP) has been applied to synthesize powders with a large specific surface area and an exact stoichiometry. After leaching used LiCoO$_2$with nitric acid, the molar ratio of Li/Co in the leach liquor was adjusted at 1.1 by adding a fresh LiNO$_3$solution. Then, 1 M citric acid solution at a 100% stoichiometry was also added to prepare a gelatinous precursor. When the precursor was calcined at 95$0^{\circ}C$ for 24 hr, purely crystalline LiCoO$_2$was successfully obtained. The particle size and specific surface area of the resulting crystalline powders were 20 пm and 30 $\textrm{cm}^2$/g, respectively The LiCoO$_2$powder was proved to have good characteristics as cathode active materials in charge/discharge capacity and cyclic performance.

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$TiO_2$ 광촉매 막반응기를 이용한 유기물의 산화 (Oxidation of Organic Compounds Using $TiO_2$ Photocatalytic Membrane Reactors)

  • 현상훈;심세진;정연규
    • 멤브레인
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    • 제4권3호
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    • pp.152-162
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    • 1994
  • 광촉매 $TiO_2$ 막에 의한 formic acid의 광분해 효율이 연구되었다. 막반응기는 용액의 정밀여과(micro-filtration)는 물론 유기물의 광분해를 동시에 수행할 수 있도록 다공성 $TiO_2$ 튜브 (평균기공: $0.2{\mu}m$)를 이용한 새로운 타입으로 개발되었으며 광원으로는 365 nm 파장을 갖는 UV를 사용하였다. 또한 반응기의 광분해 효율을 증진시키기 위하여 슬립케스팅법으로 제조한 $TiO_2$ 튜브표면을 $TiO_2$ 졸로 코팅하였다. $TiO_2$ 막 반응기의 분해효율은 용액의 투과량(flux), 막의 미세구조(졸의 pH), 공급산소량, $H_2O_2$와 같은 1차 산화제(primary oxidants)의 첨가 그리고 $Nb_2O_5$와 같은 물질의 도핑(doping)에 매우 민감함을 알 수 있었다. 최적의 광분해 반응조건에서 formic acid의 산화효율은 pH가 1.45인 $TiO_2$ 졸로 코팅한 막 반응기를 사용했을때 80% 이상이었다. Formic acid 용액에 1차 산화제 $H_2O_2$를 첨가하거나 막을 $Fe_2O_3$로 도핑함으로써 산화효율은 최고 20%까지 증가시킬 수 있었다.

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나노 기공성 단열 실리카 모노리스 제조 및 특성 연구 (Preparation and characterization of nanoporous monolith with high thermal insulation performance)

  • 최현묵;김성우
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.83-91
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    • 2014
  • 본 연구에서는 졸-겔, 용매치환, 표면개질, 상압건조 공정과 계면활성제에 의한 템플레이팅(templating) 공법 및 소결 공정을 이용하여 실리카 에어로겔 모노리스와 메조포러스 실리카 모노리스를 각각 합성하였다. 제조된 두 종류의 실리카 모노리스는 균열이 없이 비교적 투명하였으며, 매우 높은 기공율(92-94%) 및 비표면적($800-840m^2/g$)과 수 십 nm 수준의 기공 크기를 갖는 것으로 확인되었다. 표면개질을 적용한 실리카 에어로겔 샘플이 스피링백 효과로 인하여 메조포러스 실리카 모노리스에 비해 더욱 미세하고 균질한 나노 기공 구조를 보였을 뿐만 아니라, 그 단열 성능도 더욱 우수한 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 합성된 두 종류의 실리카 모노리스를 중간층으로 적용한 복층 창유리의 단열 성능을 측정된 모노리스의 열전도도와 이론식을 근거로 조사한 결과, 기존의 상업적으로 응용되는 공기층 삽입 복층 창유리에 비해 우수한 단열 성능을 보이는 것으로 나타났다.

재현성 있는 메조포러스 TiO2 박막의 제조에 대한 연구 (Reproducible Synthesis of Periodic Mesoporous TiO2 Thin Film)

  • 허재영;이형익;박영권;주오심;배귀남;김지만
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제44권4호
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    • pp.399-403
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    • 2006
  • 현재 넓은 표면적과 메조기공 뿐만 아니라 $TiO_2$의 넓은 band gap과 그 광학 활성 등으로 인하여 크게 각광받고 있는 메조포러스 $TiO_2$ 박막을 합성하기 위해 여러 가지 합성방법이 제시되고 있으나, 그 합성이 습도나 온도 등의 여러조건에 따라 크게 영향을 받아 재현성이 떨어진다는 치명적인 문제점이 제기되어 왔다. 이는 합성 용액 내에서 $TiO_2$ 전구체가 가수분해 및 축합반응을 하면서 구조유도체와의 자기조립에 의한 나노구조물 형성하는 과정에서 $TiO_2$의 전구체가 온도나 습도 등 주변의 영향을 많이 받기 때문이다. 본 연구에서는 2차원 구조의 메조기공을 가진 $TiO_2$ 박막을 재현성 있게 얻을 수 있는 실험 조건을 찾고자 하였다. 이를 위해 촉매인 HCl과 $TiO_2$ 전구체의 몰비 그리고 $TiO_2$ 전구체와 P-123의 몰비 등의 합성 조건뿐 아니라 코팅과정 도중이나 이후의 습도와 온도가 미치는 영향에 대한 실험을 수행하였고 그 특성을 XRD와 TEM 등으로 분석하였다.

용액 공정을 이용한 IZO 트랜지스터의 전기적 성능에 대한 박막 두께의 영향 (Effect of Thin-Film Thickness on Electrical Performance of Indium-Zinc-Oxide Transistors Fabricated by Solution Process)

  • 김한상;경동구;김성진
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제30권8호
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    • pp.469-473
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    • 2017
  • We investigated the effect of different thin-film thicknesses (25, 30, and 40 nm) on the electrical performance of solution-processed indium-zinc-oxide (IZO) thin-film transistors (TFTs). The structural properties of the IZO thin films were investigated by atomic force microscopy (AFM). AFM images revealed that the IZO thin films with thicknesses of 25 and 40 nm exhibit an uneven distribution of grains, which deforms the thin film and degrades the performance of the IZO TFT. Further, the IZO thin film with a thickness of 30 nm exhibits a homogeneous and smooth surface with a low RMS roughness of 1.88 nm. The IZO TFTs with the 30-nm-thick IZO film exhibit excellent results, with a field-effect mobility of $3.0({\pm}0.2)cm^2/Vs$, high Ion/Ioff ratio of $1.1{\times}10^7$, threshold voltage of $0.4({\pm}0.1)V$, and subthreshold swing of $0.7({\pm}0.01)V/dec$. The optimization of oxide semiconductor thickness through analysis of the surface morphologies can thus contribute to the development of oxide TFT manufacturing technology.

수처리용 나노스케일 다공성 세라믹 멤브레인 제조 (Fabrication of nanoporous ceramic membrane for water treatment)

  • 한혁수;이호준;류정호
    • 한국결정성장학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.77-81
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    • 2019
  • 최근 환경오염에 관한 문제가 대두됨에 따라서 친환경 수처리 공법에 관한 다양한 방법들이 논의되고 있다. 현재 시장을 주도하고 있는 고분자 멤브레인은 저가이나, 내화학성 및 내구성 측면에서 많은 문제점을 안고 있다. 이에 따라 친환경적이며 내구성, 내화학성이 뛰어난 세라믹 멤브레인의 기공 구조, 크기 및 표면 처리를 통하여 고효율의 수처리용 세라믹 멤브레인을 제작하였다. $ZrO_2$$TiO_2$의 균일한 코팅막 형성을 통하여 멤브레인의 기공 크기를 조절 하였다. 테입케스팅, 졸겔 공정법을 활용하여 멤브레인 표면에 성공적으로 나노기공을 가지는 세라믹 코팅막을 형성하였다. 세라믹 멤브레인의 미세조직 분석, 코팅막의 기공의 크기 분석을 진행하였으며 이에 대한 수처리 특성 변화를 관측하였다.

실리카-이산화티탄 복합 코팅층의 열적, 화학적 안정성 및 인쇄적성 평가 (Printability of Thermally and Chemically Stable Silica-Titanium Dioxide Composite Coating Layer)

  • 김혜진;한규성;황광택;남산;김진호
    • 한국재료학회지
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    • 제29권10호
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    • pp.631-638
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    • 2019
  • As automation systems become more common, there is growing interest in functional labeling systems using organic and inorganic hybrid materials. Especially, the demand for thermally and chemically stable labeling paper that can be used in a high temperature environment above $300^{\circ}C$ and a strong acid and base atmosphere is increasing. In this study, a composite coating solution for the development of labeling paper with excellent thermal and chemical stability is prepared by mixing a silica inorganic binder and titanium dioxide. The silica inorganic binder is synthesized using a sol-gel process and mixed with titanium dioxide to improve whiteness at high-temperature. Adhesion between the polyimide substrate and the coating layer is secured and the surface properties of the coating layer, including the thermal and chemical stability, are investigated in detail. The effects of the coating solution dispersion on the surface properties of the coating layer are also analyzed. Finally, it is confirmed that the developed functional labeling paper showed excellent printability.