Transition metal oxide is widely used as a water electrolysis catalyst to substitute for a noble metal catalyst such as IrO2 and RuO2. In this study, the sol-gel method is used to synthesize the CuxCo3-xO4 catalyst for the oxygen evolution reaction (OER),. The CuxCo3-xO4 is synthesized at various calcination temperatures from 250 ℃ to 400 ℃ for 4 h. The CuxCo3- xO4 synthesized at 300 ℃ has a perfect spinel structure without residues of the precursor and secondary phases, such as CuO. The particle size of CuxCo3-xO4 increases with an increase in calcination temperature. Amongst all the samples studied, CuxCo3- xO4, which is synthesized at 300?, has the highest activity for the OER. Its onset potential for the OER is 370 mV and the overpotential at 10 mA/cm2 is 438 mV. The tafel slope of CuxCo3-xO4 synthesized at 300 ℃ has a low value of 58 mV/dec. These results are mainly explained by the increase in the available active surface area of the CuxCo3-xO4 catalyst.

Well-dispersed platinum catalysts on ruthenium oxide nanofiber supports are fabricated using electrospinning, post-calcination, and reduction methods. To obtain the well-dispersed platinum catalysts, the surface of the nanofiber supports is modified using post-calcination. The structures, morphologies, crystal structures, chemical bonding energies, and electrochemical performance of the catalysts are investigated. The optimized catalysts show well-dispersed platinum nanoparticles (1-2 nm) on the nanofiber supports as well as a uniform network structure. In particular, the well-dispersed platinum catalysts on the ruthenium oxide nanofiber supports display excellent catalytic activity for oxygen reduction reactions with a half-wave potential (E1/2) of 0.57 V and outstanding long-term stability after 2000 cycles, resulting in a lower E1/2 potential degradation of 19 mV. The enhanced electrochemical performance for oxygen reduction reactions results from the well-dispersed platinum catalysts and unique nanofiber supports.

WCl6-EtAlCl2 촉매계를 이용하여 비교적 큰 분자량을 갖는 폴리(페닐아세틸렌)을 합성하였다. 중합반응이 잘 진행되었으며 중합수율은 81%였다. 합성한 폴리(페닐아세틸렌) 분자구조를 NMR(1H-,13C-), IR, UV-visible, 원소분석 등으로 분석한 결과 페닐 치환기를 갖는 공액구조 고분자가 합성되었음을 확인할 수 있었다. 아울러 332 nm의 빛으로 여기시킬 경우 PL 최대 peak는 424 nm에서 관찰되었는데, 이는 2.93 eV의 광 에너지에 해당한다. 이 고분자의 순환 전압전류 그림은 도핑과 탈도핑사이에서 비가역적인 전기화학적 거동을 보여주었다. 이 고분자의 전기화학적 과정이 매우 안정하였으며, 스캔속도에 따른 산화전류 밀도 실험으로부터 이 고분자의 산화-환언 과정은 확산-제어과정에 따르는 것으로 분석되었다.

반도성 세라믹 광촉매 막 반응기(membrane reactor)에 의한 난분해성 유독 유기물질의 효율적인 분해공정을 개발하기 위한 기초 연구로서 TiO2 광촉매 막의 전기화학 반응에 의한 개미산(formic acid)의 산화/분해 효율성에 대해 연구하였다. 막 반응기는 용액의 여과(filtration)와 광전기화학 반응에 의한 유기물의 광분해를 동시에 수행할 수 있도록 제작되었다. 복합막의 담체임과 동시에 전극의 역할을 할 수 있는 전기 전도성 SnO2 또는 stainless steel 다공성 튜브상에 pH가 1.45인 TiO2 졸을 졸-겔 침지 코팅하여 광촉매 복합막을 제조하였으며 광원으로는 365 nm 파장을 갖는 UV를 사용하였다. TiO2 광촉매 막의 전기화학 반응에 의한 개미산의 산화효율은 전극에 걸어주는 전압과 반응시간에 따라 증가하였으나 투과량(flux)에는 거의 무관하였다. TiO2/SnO2 복합막을 사용한 경우 외부 전압을 27V 걸어주었을때 77% 정도의 산화효율을 얻을 수 있었으며 TiO2 /stainless steel 복합막에서는 90% 이상이었다. 광촉매 전기화학 반응을 이용함으로써 높은 투과량하에서도 개미산의 산화효율을 단순한 TiO2 광촉매 반응에서 보다 6~7배 가량 증진시킬 수 있었다.

Electrochemical degradation of phenol was evaluated at DSA (dimensionally stable anode), JP202 (Ru, 25%; Ir, 25%; other, 50%) electrode for being a treatment method in non-biodegradable organic compounds such as phenol. Experiments were conducted to examine the effects of applied current (1.0~4.0 A), electrolyte type (NaCl, KCl, Na2SO4, H2SO4) and concentration (0.5~3.0 g/L), initial phenol concentration (12.5~100.0 mg/L) on phenol degradation and UV254 absorbance as indirect indicator of by-product degraded phenol. It was found that phenol concentration decreased from around 50 mg/L to zero after 10 min of electrolysis with 2.5 g/L NaCl as supporting electrolyte at the current of 3.5 A. Although phenol could be completely electrochemical degraded by JP202 anode, the degradation of phenol COD was required oxidation time over 60 min due to the generation of by-products. UV254 absorbance can see the impact of as an indirect indicator of the creation and destruction of by-product. The initial removal rate of phenol is 5.63 times faster than the initial COD removal rate.

몇 가지 점토광물과 메틸바이올로젠 또는 메틸렌블루를 함유시킨 점토수식전극을 이용하여 산소환원에 대한 전기화학적 촉매성을 검토하였다. 점토광물로는 Na-몬모릴로나이트, Ca-몬모릴로나이트, 카오리나이트를 사용하였다. 점토수식전극은 유리탄소전극 표면에 점토 현탁액을 입히고 메틸바이올로젠을 흡착시킨 것을 사용하였으며, 전기화학적 산소환원의 정도는 순환 전압전류법(cyclic voltammetry)으로 측정하였다. 실험결과, 다른 점토시료에 비하여 Na-몬모릴로나이트가 메틸바이올로젠의 흡착효과가 가장 크게 나타났고, 메틸바이올로젠을 흡착시킨 점토수식전극이 산소환원에 대한 촉매성이 월등히 우수하였다. 즉 촉매산소환원 피크가 242.6 mV 만큼 +방향으로 이동하였다. 메틸바이올로젠을 흡착시킨 점토수식전극이 메틸렌블루를 흡착시킨 점토수식전극보다 산소환원에 대한 촉매성이 더 높게 나타났다. Ca-몬모릴로나이트의 경우는 변화가 없었으나 Na-몬모릴로나이트의 구조는 메틸바이올로젠의 흡착으로 변화되었다. 메틸바이올로젠- Na-몬모릴로나이트 점토수식전극은 현탁액의 점토 농도가 약 0.87 g/10 mL이고. 메틸바이올로젠의 수용액의 농도가 대략 2.5 mM일 때 산소환원 촉매 효과가 가장 탁월하였다. 지지전해질의 pH에 따른 점토수식 전극의 산소 환원 촉매성은 중성의 pH 범위(6.3과 8.3)에서보다 산성인 pH 3.7과 알칼리성인 pH 12.7에서 월등히 크게 나타났다.