작은 고체 분체들은 피커링 유화 체계에서 안정화제로 작용하는 것은 이미 알려진 사실이다. 이 연구에서 우리는 알킬실란 처리 TiO2와 n-헥실알코올, 수계로 안정한 피커링 에멀젼을 제조하였다. TiO2 입자에 의해 안정화된 피커링 에멀젼을 제조하기 위한 최적의 조건은 TiO2 입자의 양과 수상/유상의 비에 의해 결정된다. 피커링 에멀젼의 형태는 물과 n-헥실알코올에 대한 입자들의 젖음성에 의존된다. 피커링 에멀젼은 TiO2가 5.00 wt%, 오일과 수상의 비가 3 : 7인 경우에 가장 안정하였다. 피커링 에멀젼을 형판으로 하여 무기 전조체를 졸-겔 공정에 의해 다공성 분체들이 합성되었다. 합성된 다공성 분체들은 광학 현미경, SEM, BET, XRD 및 EDS에 의해 확인되었다.

Dependence of the freeze-drying process condition on microstructure of porous W and pore formation mechanism were studied. Camphene slurries with contents of 10 vol% were prepared by milling at with a small amount of dispersant. Freezing of a slurry was done in Teflon cylinder attached to a copper bottom plate cooled at . Pores were generated subsequently by sublimation of the camphene during drying in air for 48 h. The green body was hydrogen-reduced at for 30 min, and sintered in the furnace at for 1 h. After heat treatment in hydrogen atmosphere, powders were completely converted to metallic W without any reaction phases. The sintered samples showed large pores with the size of about which were aligned parallel to the camphene growth direction. Also, the internal wall of large pores and near bottom part of specimen had relatively small pores with dendritic structure due to the growth of camphene dendrite depending on the degree of nucleation and powder rearrangement in the slurry.

본 연구에서는 생활오수, 산업폐수, 축산폐수 등에서 발생하는 질산성화합물 및 난분해성 화합물을 효과적으로 처리하기 위해 막분리법과 다공 전극형 전기분해법을 조합한 하 폐수의 고도처리 기술을 제안하였고 제안 시스템의 효율성을 검토하였다. 제안하는 시스템은 활성슬러지 공정, 막분리 공정, 다공 전극형 전기분해공정의 3단계로 구성하였다. 본 연구에서 구성되는 막분리 공정은 부유물질을 제거해줌으로써 전기분해공정의 부하를 최소화할 수 있는 역할을 담당할 수 있게 하여 시스템을 안정하게 운전할 수 있도록 하였다. 전기분해 하이브리드 공정에 있어서는 다공성 전극으로 구성함으로써 비표면적의 확대로 인한 전극의 효율성을 높였다. 아울러 외부전압을 인가함에 따라 처리제의 공급 없이 장치에 유입된 물을 분해시킴으로써 산화 환원 반응을 유도하였다. 즉 중간체로서 수소 자유전자 라디칼과 산소원자 라디칼이 발생되어 난분해성 유기물을 산화 분해하는 역할을 담당하도록 하였다. 이는 전극 내에서 발생하는 중간체를 폐용질의 분해에 사용하기 때문에 친환경적 처리공법이었다. 실험결과들은 제안공정이 활성슬러지공법에 비하여 우수한 공정임을 보여 주었다. SS제거율은 제안공정, 막분리공정, 활성슬러지 단독공정에서 각각 약 100%, 약 100%, 약 90%였고 COD 제거효율은 제안공정 약 92%, 막분리공정 약 84%, 활성슬러지 단독공정 약 75%였으며 T-N의 제거효율은 제안공정 약 88%, 막분리공정 약 67% 활성슬러지 단독공정 약 58%였다. 이결과는 SS의 제거에 있어서 막분리 하이브리드 공정만으로도 부유물질이 충분히 제거됨을 나타내고 있었다. COD의 제거에 있어서 막분리 하이브리드 공정은 SS분의 제거를 통한 COD와 SS이외의 유기물질이 소량제거 되었음을 보였고 전기분해 하이브리드 공정에 있어서는 유기물질의 산화반응을 통한 분해로 높은 제거효율을 보였다. T-N의 제거에 있어서는 막분리 하이브리드 공정은 SS분에 포함된 부분과 소량의 유기물에 포함된 부분이 제거되고 있는 반면 전기분해 공정에 있어서는 유기물질의 산화분해반응으로 인한 높은 제거효율을 나타내고 있었다.

We synthesized porous Co3O4/RuO2 composite using the soft template method. Cetyl trimethyl ammonium bromide (CTAB) was used to make micell as a cation surfactant. The precipitation of cobalt ion and ruthenium ion for making porosity in particles was induced by OH- ion. The porous Co3O4/RuO2 composite was completely synthesiszed after anealing until 250˚C at 3˚C/min. From the XRD ananysis, we were able to determine that the porous Co3O4/RuO2 composite was comprised of nanoparticles with low crystallinity. The shape or structure of the porous Co3O4/RuO2 composite was studied by FE-SEM and FE-TEM. The size of the porous Co3O4/RuO2 composite was 20~40 nm. From the FE-TEM, we were able to determine that porous cavities were formed in the composite particles. The electrochemical performance of the porous Co3O4/RuO2 composite was measured by CV and charge-discharge methods. The specific capacitances, determined through cyclic voltammetry (CV) measurement, were ~51, ~47, ~42, and ~33 F/g at 5, 10, 20, and 50 mV/sec scan rates, respectively. The specific capacitance through charge-discharge measurement was ~63 F/g in the range of 0.0~1.0 V cutoff voltage and 50 mAh/g current density.

양극산화 알루미나(AAO)막의 나노 사이즈 미세공(세공 크기 20 nm, 10 nm 및 200 nm)을 주형으로 사용하여 전도성 고분자인 폴리피롤, 폴리아닐린 중합체 및 폴리피롤/폴리아닐린 공중합체 나노와이어를 제조하였다. 미세공 주형 내에서 전도성 고분자의 성장은 세공의 벽면을 따라 튜브 형태로서 성장하였으며, 3시간 이후에는 내부가 완전히 채워진 나노와이어가 형성되었다. AAO 막을 수산화나트륨 용액으로 퍼리하여 세공 내에 형성된 전도성 고분자 나노와이어를 회수 하였으며. 회수된 나노와이어 직경과 길이는 주형 막의 세공 형상과 일치하였다. 통상의 용액 중합법으로 제조된 전도성 고분자 분말과 비교하여 주형 합성법으로 제조된 전도성 고분자 나노와이어는 결정성과 열적 안정성이 향상되었으며, 전기 저항은 4~60% 감소하였다.

다공성 La0.6Sr0.4Ti0.3Fe0.7O3-δ로 코팅된 Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ 관형 분리막은 압출성형 및 dip coating 방법으로 제조 되었다. 코팅된 관형 분리막의 특성은 X-선 회절분석기(XRD)와 전자 주사 현미경(SEM)을 이용하여 분석하였으며, 분석결과 2mum의 다공성 코팅 층을 갖는 페롭스카이트 구조임을 알 수 있었다. 산소투과량 분석은 750~950℃ 범위에서 공급측과 투과 측을 대기 중 공기와 진공으로 하여 수행되었다. 다공성의 La0.6Sr0.4Ti0.3Fe0.7O3-δ로 코팅된 Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ 관형 분리막의 산소투과량은 950℃에서 3.2mL/min·cm2로 코팅되지 않은 분리막보다 높게 나타났으며, 11일 동안의 장기 안정성 실험결과 코팅 층에 의해 안정성이 증가됨을 알 수 있었다.

In this study, a novel-processing route for fabricating microcellular zirconia ceramics has been developed. The proposed strategy for making the microcellula zirconia ceramics involved hollow microspheres as pore former. Compared to conventional dense microspheres pore former, well-defined pore structured zirconia ceramics were successfully fabricated. Effects of hollow microsphere content and sintering temperature on microstructure, porosity, pore distribution, and strength were investigated in the processing of microcellular zirconia ceramics.

This study was performed to fabricate the porous titanium foam by space holder method using NaCl powder, and to evaluate the effect of NaCl volume fractions (33.3~66.6 vol.%) on the porosities, compressive strength, Young's modulus and permeability. For controlling pore size, CP titanium and NaCl particles were sieved to different size range of 70~150 and 300~425 respectively. NaCl of green Ti compact was removed in water followed by sintered at for 2 hours. Total porosities of titanium foam were in the range of 38-70%. Pore shape was a regular hexahedron similar that of NaCl shape. Porous Ti body showed that Young's modulus and compressive strength were in the range of 0.6-6 GPa and 8-127 MPa respectively. It showed that pore size and mechanical properties of Ti foams was controllable by NaCl size and volume fractions.

구조모델의 하나인 Maxwell-Eucken(ME) 모델을 이용하여 불포화 다공성 매질의 유효열전도도를 예측할 수 있는 새로운 모델을 제시하였다. 제시된 모델은 기질, 물 그리고 공기가 각각 연속상으로 존재하는 경우에 해당하는 3개 ME모델의 선형조합으로 표현되며, 매질 내에서 각 성분의 상대적 연속성 정도를 나타내는 '연속성계수'의 개념을 도입하여 선형방정식의 계수로 이용하였다. 기질의 연속성계수는 공극률과 선형의 관계를, 물과 공기의 연속성계수는 포화도와 선형 또는 비선형의 관계를 갖는 것으로 가정하였다. 공극구조가 알려진 3개 시료에 대한 열전달 모사 결과와 3개 시료의 열전도도 실험 결과를 이용하여 제시된 모델의 신뢰성을 평가하였다. 6개 시료에 대한 모델 예측값의 결정계수(R2)는 선형모델의 경우 0.86-0.98, 비선형모델의 경우 0.88-0.99로 나타나 모델의 예측 신뢰도가 매우 높은 것으로 분석되었다. 또한, 6개 시료에 대한 분석 결과를 이용하여 기질의 연속성계수와 공극률과의 관계식을 제시하였다. 따라서 본 예측모델은 기질의 열전도도, 공극률 및 포화도로부터 불포화 다공성 매질의 유효열전도도를 계산하는 데 이용될 수 있다.

Porous W with controlled pore characteristics was fabricated by a freeze-drying process. WO3 powder and camphene were used as the source materials of W and sublimable vehicles, respectively. Camphene slurries with WO3 contents of 10 and 15 vol% were prepared by milling at 50˚C with a small amount of oligomeric polyester dispersant. Freezing of a slurry was done in a Teflon cylinder attached to a copper bottom plate cooled at -25˚C while the growth direction of the camphene was unidirectionally controlled. Pores were generated subsequently by sublimation of the camphene during drying in air for 48 h. The green body was hydrogen-reduced at 800˚C for 30 min and sintered in a furnace at 900˚C for 1 h under a hydrogen atmosphere. Microstructural observation revealed that all of the sintered samples were composed of only W phase and showed large pores which were aligned parallel to the camphene growth direction. The porosity and pore size increased with increasing camphene content. The difference in the pore characteristics depending on the slurry concentration may be explained by the degree of powder rearrangement in the slurry. The results strongly suggest that a porous metal with the required pore characteristics can be successfully fabricated by a freeze-drying process using metal oxide powders.

본 연구는 고내구성을 가진 고분자 전해질 막을 제조하는 것으로 연료전지에 적용하기 위하여 poly(vinyl alcohol)를 주쇄부로 하여 poly(styrene sulfonic acid-co-maleic acid) (PSSA-MA)와 3-(trihydroxysilyl)-1-propanesulfonic acid (THS-PSA)를 polyethylene막에 함침시켜 막을 제조하였다. 제조된 막을 함수율, 접촉각, FT-IR, 수소이온전도도, 탄성계수 등의 측정을 통해 친수성 고분자가 함침된 막의 특성평가를 실시하였다. FT-IR 분석과 접촉각 측정을 통해 PE막에 함친된 막에서 친수성기의 유무를 확인하였다. 수소이온전도도를 측정한 결과 30% THS-PSA의 막이 55℃에서 1.27×10 ­1S/㎝의 값을 나타내어 우수한 수소이온전도도를 나타내었으며, 탄성계수의 측정을 통해 polyethylene막에 비하여 THS-PSA가 함침된 막의 기계적 강도가 15%까지는 최대 7배까지 향상되어 막의 내구성이 향상되었음을 확인하였다.

In this study, gradient porous Al-Cu sintered body was fabricated by powder metallurgy processing. Al-Cu powder mixtures were prepared by low energy ball milling with various milling time. After ball milling for 3h, the shape of powder mixtures changed to spherical type with size of 100~500 . Subsequently, Al-Cu powder mixtures were classified (under 150, 150~300 and over 300 ) and compacted (20, 50 and 100 MPa). Then, they were sintered at for various holding time (10, 30, 60 and 120 min) in atmosphere. The sintered bodies had 32~45% of porosity. As a result, the optimum holding time was determined to be 60 min at and sintered bodies with various porosity were obtained by controlling the compacting pressure.

In order to fabricate the porous metal with controlled pore characteristics, unique processing by using metal oxide powder as the source and camphene as the sublimable material is introduced. CuO powder was selected as the source for the formation of Cu metal via hydrogen reduction. Camphene-based CuO slurry, prepared by milling at with a small amount of dispersant, was frozen at . Pores were generated subsequently by sublimation of the camphene. The green body was hydrogen-reduced at for 30 min, and sintered at for 1 h. Microstructural analysis revealed that the sintered Cu showed aligned large pore channels parallel to the camphene growth direction, and fine pores are formed around the large pore. Also, it showed that the pore size was controllable by the slurry concentration.

원자전달 라디칼 중합(ATRP)에 의해 poly(vinyl chloride) (PVC) 주사슬과 poly(styrene sulfonic acid) (PSSA) 곁사슬로 되어있는 양쪽성 PVC-g-PSSA 가지형 공중합체를 합성하였다. PVC-g-PSSA 가지형 공중합체 고분자를 템플레이트로 사용하고 졸겔법을 적용하여, 결정성 아타네제상의 미세기공 이산화티타튬 필름을 제조하였다. TiO2 전구체인 TTIP를 친수성인 PSSA 영역과 선택적으로 작용시켜 TiO2 메조기공 필름을 성장하였으며, 이를 주사전자 현미경 (SEM)과 엑스레이회절 (XRD)분석을 통해 분석하였다. 스핀코팅 횟수와 P25 도입에 따른 염료감응 태양전지 성능을 체계적으로 분석하였다. 그 결과 준고체 고분자 전해질을 이용하였을 때, 100 mW/㎠ 조건에서 에너지 변환 효율이 2.7%에 이르렀다.

본 연구에서는 소수성 표면의 막을 친수화시키는 방법으로 기존의 방법(브렌딩, 화학적처리 및 post-irradiation에 의한 광조사법)의 단점을 극복하기 위해 주고분자에 전자빔을 전조사하는 방법을 제안하였다. 본 연구 제조공정은 4부분으로 구성되며 첫째로 주고분자를 전자빔을 이용하여 수증기 및 공기조건하에서 전조사함으로써 친수기를 도입하는 전구체의 제조공정, 이를 이용하여 도프을 제조하는 도프용액 제조공정, 도프용액을 부직포 위에 캐스팅 하는 캐스팅 공정, 마지막으로 비용매에 침적하여 응고시켜 분리막을 형성시키는 분리막 제조공정으로 이루어진다. 이렇게 제조된 분리막은 기존의 친수화 방법을 통하여 얻어진 다공 분리막에 비하여 보다 균일한 형태의 친수화가 가능하며, 제조공정의 단순화를 꾀할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 이를 수행하기 위해 소수성 고분자인 polyvinylidene f1uoride (PVDF)를 75~125 K Gray 범위 선량의 전자빔 (electron beam, EB) 조사하여 전구체를 제조하였다. 제조된 전구체는 FTIR, EDS, DSC 등에 의해 친수기의 도입 및 도입경로를 확인한 결과, 하이드록실기가 친수성기로 도입되었고, 도입경로로는 주쇄의 탈수소화 반응경로에 의해 이루어진 것으로 추론 할 수 있었다. 제조막의 친수화는 접촉각 측정을 통하여 평가하였다.(pristine PVDF로 제조된 막의 접촉각은 약 62℃ 125 K Gray-PVDF로 제조된 막의 접촉각은 13℃). 또한 제조된 PVDF 다공막의 다공성도를 수은압입측정을 통하여 평가하였으며 SEM 이미지를 통하여 몰폴로지 및 표변 공경싸이즈를 관찰하였다. 그들의 결과는 전자빔의 선량이 높게 조사된 PVDF전구체를 사용한 막일수록 공경의 크기 및 다공도(pristine PVDF : 82%, 125 K Gray-PVDF : 63%)가 감소되고 있음을 나타내었다. 순수 투과실험에서도 동일한 경향을 나타내어 pristine PVDF의 경우는 892 LMH, 125 K Gray-PVDF의 경우는 355 LMH의 결과를 얻었다.