산화아연 막은 투명한 전도성 물질로써 다양한 분야의 광전자소자에 이용되고 있다. 그러므로 산화아연 막의 특성을 규명하는 것은 광전자소자의 성능을 높이는데 매우 중요한 역할을 할 것이다. 본 논 문에서는 이러한 산화아연 막을 용액공정 기반으로 제작하여 형태적, 구조적 특성을 평가하고자 한다. 구 체적으로는 졸-겔 방법을 반복적으로 시행하여, 시행 횟수에 따른 산화아연 막의 물성의 변화를 관찰할 것 이다. 일정한 용액 조건하에서, 5회의 반복적인 졸-겔 방법을 시행한 결과 결정화가 진행되는 것을 확인하 였다. 7회 이상에서는 원소 구성 및 결정화도가 특정 값에 수렴하는 경향을 보였다. 최종적인 산화아연 막 의 평균결정의 크기는 약 10.7 nm 정도로 계산되었다. 본 연구를 통해 최적의 결정화를 보이는 공정횟수 는 7회였다. 본 연구 결과 및 방법론은 다양한 용액공정 변수를 가변시키면서 적용할 수가 있고 최적의 공 정조건을 확립하는데 기여할 것으로 기대한다.

현대에 있어 지구온난화 현상으로 인해 여름철에는 폭염, 겨울에는 한파가 빈번해지는 이상기후가 지속적으로 발생 하고 있다. 여름철과 겨울철의 기온 양극화가 심해지고 있으며 이로 인한 급격한 변화로 다양한 분야에서 문제가 발생하고 있 다. 이에 전 세계에서는 사고예방 및 근본적인 문제를 해결하기 위하여 새로운 기술을 도입하고, 이에 맞는 정책을 추진하고 있 다. 따라서 본 연구에서는 이러한 사회적인 문제를 극복할 수 있는 방안으로 구조물 및 건축물등 다양한 분야에서 가장 많이 사용되는 골재인 잔골재에 대하여 다공성 골재로 치환함과 동시에 열에너지 저장이 가능한 상변화 물질을 함침하고, 골재 내 PCM의 성능 극대화를 위한 SOL-GEL 코팅에 대해 연구하였으며 이를 활용하여 모르타르를 제작하였다. 성능을 확인하기 위하 여 SEM, DSC, FT-IR 및 강도실험을 진행하였으며 최종적으로 제조된 SOL-GEL코팅된 PCM 함침 활성탄의 경우 냉각시 상변화 온도 2.4℃와 26.8J/g의 열에너지를 확인하였으며 가열시 상변화 온도 7.1℃와 32.95J/g의 열에너지를 확인하였다. 본 연구에서 제작된 잔골재를 활용한 모르타르의 경우 7일차 압축강도 37.68MPa, 28일차 압축강도 50.34MPa, 28일차 휨강도 4.5MPa를 확인 하였다.

K0.5Bi0.5TiO3 (KBT) thin films were prepared by sol-gel processing for future use in piezoelectric generators. It is believed that the annealing temperature of films plays an important role in the output performance of piezoelectric generators. KBT films prepared on Ni substrates were annealed at 500 ~ 700 oC. Tetragonal KBT films were formed after annealing process. As the annealing temperature increased, the grain size of KBT films increased. KBT thin films show piezoelectric constant (d33) from 23 to 41 pC/N. The increase of grain size in KBT films brought about output voltage and current in the KBT generators. Also, the increase in the displacement of specimens during bending test resulted in increases in output voltage and current. Although KBT generators showed lower output power than those of generators prepared using NBT films, as reported previously, the KBT films prepared by sol-gel method show applicability as piezoelectric thin films for lead-free nanogenerators, along with NBT films.

목적 : 소다-라임-실리카 유리(soda-lime-silica glass,SG) 기판위에 Ti, Ba-naphthenates를 출발원료로 사용하고 졸겔법으로 나노 결정질 TiO2, BaTiO3 박막을 제조하였다. 박막의 특성을 분석하기 위하여 X-선 회절 분석, 전자현미경, UV스펙트럼을 이용하여 연구하였다. 방법 : 코팅용액을 soda-lime-silica glass 기판 위에 스핀코팅하고 공기분위기에서 500℃에서 열분해시켜 박막을 제조하였다. 제조된 TiO2, BaTiO3 박막의 결정화도는 고분해능 X-선 회절분석법으로 그리고 표면미세구조와 거칠기는 전계 방출 현미경과 원자간력 현미경으로 또 자외선(200〜380 nm), 가시광선(380〜750 nm), 적외선(750〜900 nm) 영역의 투과율은 UV-Visible-NIR 분광광도계로 측정되었다. 결과 : TiO2박막은 아나타제 상이 존재하였으며, BaTiO3 박막은 최고 피크가 확인되지 않았다. 열처리한 TiO2, BaTiO3 박막의 가시광선 투과율은 80% 이상의 투과율을 나타냈으며, BaTiO3 박막은 TiO2 박막보다 자외선 및 청광 차단율이 높았다. 결론 : BaTiO3 박막은 TiO2 보다 자외선 및 청광에 대해 더 높은 차단율이 나타냈으며, 가시광선 투과율은 제조된 모든 박막에서 80% 이상의 투과율이 측정되었다.

아연(zinc) 분말은 철의 부식을 막아주는 희생양극의 기능으로 자동차, 선박 및 철구조물의 부식을 방지하 는데 널리 사용되고 있다. 그러나 아연 분말은 높은 비중 때문에 수지나 용매 내에서 분산성이 저하되고 빠르게 침전이 일어나는 단점을 가진다. 본 연구에서는 실리카(SiOx)를 미세 아연분말의 표면에 코팅함으로써 아연분말의 물성 및 기능을 개선하고자 하였다. 아연분말의 실리카 표면코팅은 졸-겔법을 사용하였고 SEM/EDS의 표면 및 성분분석과 TEM 단면분석을 통하여 불순물이 잔존하지 않는 실리카 코팅이 성공적으로 형성됨과 그 코팅의 두께를 확인 할 수 있었다. 한편 코팅공정의 반복회수와 평균입도 변화와의 관계를 측정하여 2회까지의 반복코팅이 분산안정성을 유지하는데 효과적임을 확인하였다. 이 밖에 실리카 코팅 아연분말의 진비중(true density) 측정을 통해 코팅 공정에 의해 비중이 20% 이상 감소함을 확인하였고 제타포텐셜 측정으로 실리카 코팅에 의해 아연분말의 분산안정성이 4배까지 증가함을 확인하였다. 마지막으로 질산수용액 담지를 통해 실리카 코팅 아연분말의 내산성 향상 또한 확인하였다. 따라서 본 연구에서 제조된 실리카 코팅 아연분말은 방청 안료의 원료로 적합할 것으로 기대된다.

본 연구에서는 투명도와 기계적 특성을 향상시키기 위해 저온 공정의 졸-겔 법을 이용하여 하이브리드 복합체의 코팅 박막을 제조하였다. 하이브리드 복합체로는 ZrO2/TiO2/organosilane을 사용하였으며, 그 중 organosilane은 3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate을 사용하였고 이는 저온 공정의 광경 화 반응을 위해 도입되었다. 다양한 조성비로 합성된 복합체를 폴리 카보네이트 기판 위에 저온 공정의 졸 -겔 법을 이용하여 광경화와 열처리 공정을 거처 코팅 박막을 제조하였고 이 코팅 박막의 광학 특성 및 기계적 강도를 확인하였다. 코팅 박막은 가시광선 영역에서 97.5 % 이상의 투과도를 가짐을 확인하였고 기계적 강도는 9H 이상의 연필 경도를 가진 것을 확인하였다. 특히 ZTS-2-1 코팅 박막의 나노 압입 경도는 1.14 GPa로 가장 높게 측정되었다.

고분자 전해질 연료전지의 연료에 포함된 일산화탄소의 선택적 산화를 위하여, 귀금속 촉매를 대체하기 위한 CuO-CeO2 복합 산화물 촉매를 졸-겔법과 공침법으로 제조하였다. 졸-겔법으로 촉매 제조 시 Cu/Ce의 비와 가수분해 비를 변화시켰다. 제조한 촉매의 활성은 귀금속 촉매(Pt/γ-Al2O3)와 비교하였다. Cu/Ce의 비를 변화시키면서 제조한 촉매 중 Cu/Ce의 비가 4:16인 촉매가 가장 높은 CO 전환율(90%)과 선택도(60%)를 나타내었다. 촉매의 제조에서 가수분해 비가 증가할수록 촉매 표면적이 증가하였고, 아울러 촉매 활성 또한 증가하였다. 공침법으로 제조한 촉매와 1wt% Pt/γ-Al2O3 촉매의 가장 높은 CO 전환율은 각각 82% 및 81%인 반면, 졸-겔법으로 제조한 촉매의 경우는 90%가 얻어졌다. 이는 졸-겔법으로 제조한 촉매가 공침법으로 제조한 촉매나 귀금속 촉매보다 더 높은 촉매활성을 보임을 의미한다. CO-TPD 실험을 통하여, 낮은 온도(140℃)에서 CO를 탈착하는 촉매가 본 반응에서 더 높은 촉매활성을 보임을 알 수 있었다.

본 연구에서는 0.5, 1.0, 1.5 wt%의 TiO2를 함유하는 인듐-티타늄 수산화물을 졸 및 염기 첨가에 의해 얻었고, 200oC와 500oC에서 겔화 과정을 통해 ITiO(Indium Titanate Oxide)를 얻었다. 200oC에서 겔화 과정 후 얻어지는 ITiO 입자가 작아서 조밀성이 있는 ITiO 타겟을 제조하였다. 0.5, 1.0, 1.5 wt%의 TiO2를 함유하는 ITiO 타겟을 스퍼터링하여 ITiO 박막을 유리판위에 제작하여 비저항, 전하 이동도, 캐리어 농도를 조사하였다. 이들 박막 중에서 산소 조성이 0.4 %인 조건에서 0.5 wt% 중량% TiO2를 함유하는 ITiO 타겟으로부터 제작된 ITiO 박막이 가장 낮은 비저항, 가장 큰 전하이동도 및 가장 낮은 캐리어 농도를 보임을 알 수 있었고, 얻어진 ITiO 박막의 광투과율을 측정하여 적외선 영역에서 광투과율이 ITO(Indium Tin Oxide) 박막에 비해 현저히 증가함을 발견하였다.

The sol-gel method is the simplest method for synthesizing monodispersed silica particles. The purpose of this study is to synthesize uniform, monodisperse spherical silica nanoparticles using tetraethylorthosilicate (TEOS) as the silica precursor, ethanol, and deionized water in the presence of ammonia as a catalyst. The reaction time and temperature and the concentration of the reactants are controlled to investigate the effect of the reaction parameters on the size of the synthesized particles. The size and morphology of the obtained silica particles are investigated using transmission electron microscopy and particle size analysis. The results show that monodispersed silica particles over a size range of 54-504 nm are successfully synthesized by the sol-gel method without using any additional process. The nanosized silica particles can be synthesized at higher TEOS/H2O ratios, lower ammonia concentrations, and especially, higher reaction temperatures.

TiO2 nanoparticles were synthesized by a sol-gel process using titanium tetra isopropoxide as a precursor at room temperature. Ag-doped TiO2 nanoparticles were prepared by photoreduction of AgNO3 on TiO2 under UV light irradiation and calcinated at 400 oC. Ag-doped TiO2 nanoparticles were characterized for their structural and morphological properties by Xray diffractometry (XRD), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), and transmission electron microscopy (TEM). The photocatalytic properties of the TiO2 and Ag-doped TiO2 nanoparticles were evaluated according to the degree of photocatalytic degradation of gaseous benzene under UV and visible light irradiation. To estimate the rate of photolysis under UV (λ = 365 nm) and visible (λ ≥ 410 nm) light, the residual concentration of benzene was monitored by gas chromatography (GC). Both undoped/doped nanoparticles showed about 80 % of photolysis of benzene under UV light. However, under visible light irradiation Ag-doped TiO2 nanoparticles exhibited a photocatalytic reaction toward the photodegradation of benzene more efficient than that of bare TiO2. The enhanced photocatalytic reaction of Ag-doped TiO2 nanoparticles is attributed to the decrease in the activation energy and to the existence of Ag in the TiO2 host lattice, which increases the absorption capacity in the visible region by acting as an electron trapper and promotes charge separation of the photoinduced electrons (e−) and holes (h+). The use of Ag-doped TiO2 nanoparticles preserved the option of an environmentally benign photocatalytic reaction using visible light; These particles can be applicable to environmental cleaning applications.

PTMSP[Poly(1-trimethylsilyl-1-propyne)]에 TEOS (tetraethoxysilane), TMOS (tetramethoxysilane), MTMOS (methyltrimethoxysilane), 그리고 PTMOS (phenyltrimethoxysilane)의 함량을 0, 15, 20, 30 wt%로 달리하여 졸-겔법을 이용하 여 PTMSP-silica 복합막을 제조하였다. PTMSP-silica 복합막의 알콕시실란 함량에 따른 H2, N2의 기체투과도와 N2에 대한 H2의 이상 선택도를 조사하였다. H2와 N2의 투과도는 알콕시실란 함량이 0∼20 wt% 범위에서는 증가하다가 알콕시실란 함 량이 20∼30 wt% 범위에서는 감소하였다. N2에 대한 H2의 이상 선택도는 TEOS와 PTMOS의 함량이 0∼15 wt% 범위에서 는 감소하였으며, 15∼30 wt% 범위에서는 다시 증가하였다. Robeson upper bound와 비교할 때, PTMSP-silica 복합막은 TEOS 함량이 30 wt%, MTMOS 함량이 20 wt% 그리고 PTMOS 함량이 30 wt%에서 투과도와 이상 선택도가 동시에 향상된 것으로 나타났다.

ZrO2 films were coated on aluminum etching foil by the sol-gel method to apply ZrO2 as a dielectric material in an aluminum(Al) electrolytic capacitor. ZrO2 films annealed above 450˚C appeared to have a tetragonal structure. The withdrawal speed during dip-coating, and the annealing temperature, influenced crack-growth in the films. The ZrO2 films annealed at 500˚C exhibited a dielectric constant of 33 at 1 kHz. Also, uniform ZrO2 tunnels formed in Al etch-pits 1μm in diameter. However, ZrO2 film of 100-200 nm thickness showed the withstanding voltage of 15 V, which was unsuitable for a high-voltage capacitor. In order to improve the withstanding voltage, ZrO2-coated Al etching foils were anodized at 300 V. After being anodized, the Al2O3 film grew in the directions of both the Al-metal matrix and the ZrO2 film, and the ZrO2-coated Al foil showed a withstanding voltage of 300 V. However, the capacitance of the ZrO2-coated Al foil exhibited only a small increase because the thickness of the Al2O3 film was 4-5 times thicker than that of ZrO2 film.

The Mg-enriched magnesium aluminum silicate (MAS) glass is known for its higher mechanical strength and chemical resistance. Among such glasses, cordierite (Mg2Al4Si5O18) is well known to have a low thermal expansion and low melting point. Polycrystalline engineering ceramics such as alumina can be strengthened by a surface modification with low thermal expansion materials. The present study involves the synthesis of cordierite by a sol-gel process and investigates the effect of glass penetration on the surface of alumina. The cordierite powders were prepared from Al(OC3H7)3, Mg(OC2H5)2 and tetraethyl orthosilicate by hydrolysis and condensation reaction. The cordierite powders were characterized by X-ray diffraction (XRD, Rigaku), scanning electron microscope (SEM, JEOL: JSM-5610), energy dispersive spectroscopy (EDS, JEOL: JSM-5610), and universal testing machine (UTM, INSTRON). The X-ray diffraction patterns showed that the synthesized particles were μ-cordierite calcined at 1100˚C for 1 h. The shape of synthesized cordierite was changed from μ-cordierite to α-cordierite with increasing calcination temperature. Synthesized cordierite was used for surface modification of alumina. Cordierite powders penetrated deeply into the alumina sample along grain boundaries with increasing temperature. The results of surface modification tests showed that the strength of the prepared alumina sample increased after surface modification. The strength of a surface modified with synthesized cordierite increased the most, to about 134.6MPa.

This paper describes the spherical ammonium diuranate gel particles which are the intermediated material of the microsphere for an VHTR(very high temperature reactor) nuclear fuel. The characteristics of the intermediate-ADU gel particles prepared by AWD(ageing, washing, and drying) and FB(fluidized-bed) apparatus were examined and compared in a sol-gel fabrication process. The electrical conductivity of washing filtrate from the FB treating and the surface area of dried-ADU gel particles were higher than those of AWD treating. Also, an internal pore volume in dried-ADU gel particles showed a more decrease in AWD treatment than FB treatment because of decomposition of PVA affected by the washing time. However, the internal microstructures of ADU gel particles were similar regardless of the process variation.

Carbon nanotube(CNT) plays an essential role in various fields of nano based science and technology. Recently, silica coated CNT composites are interested because they are useful for the optical, magnetical, and catalytic applications. In this report, carboxyl groups were introduced on the MWCNT using nitric acid. In order to maximize the silica encapsulation efficiency, carboxyl groups of MWCNT reacted with a silane coupling agent were used to prepare silica coated MWCNT. Due to their strong interaction between modified MWCNT and TEOS. Silica layer with a controllable thickness was achieved. Silica coated MWCNT were further utilized as the template for the synthesis of hollow silica nanotubes after 800℃ calcination.

본 연구에서 졸-겔 방법에 의하여 나노 기공을 가지는 세라믹막을 제조하여 단일 조성의 헬륨과 질소를 가지고 기체투과 실험을 수행하였다. 기공 크기 0.1 μm, 기공율 32%의 평막형 α-Al2O3 지지체를 제조하였으며, 지지체를 담지하여 코팅하는 방법으로 4nm의 기공 크기를 가지는 γ-Al2O3 중간층을 제조하였다. 실리카 졸은 TEOS의 산 촉매 가수분해와 축중합반응을 통하여 합성하였다. 막은 딥코팅과 소결과정을 거쳐 제조되었다. 졸-겔 법에 의해 합성된 세라믹 막을 통한 헬륨, 질소 투과 실험은 기체의 투과 특성을 파악하기 위하여 시행하였다. 질소에 대한 헬륨의 선택도는 100∼160 정도였으며 헬륨의 투과도는 303∼363 K의 온도 범위에서 10 -7 mol/m 2 ⋅s⋅Pa 정도였다.

xTiO2-ySiO2 system photocatalysts were developed by sol-gel method based on the change of production parameters, and their structure of crystallization and the specific surface area were measured. Considering the efficiency of the ethanol and phenol degradation using the catalyst, the conclusions were obtained as follows: By means of X-ray analysis of xTiO2-ySiO2 powder that is obtained from Titanium and Silicon alkoxide by sol-gel process, it is shown that crystal structure of anatase type is a dominating structure and, on the other hand, the structure of rutile also partly exists. The increase of SiO2 contents causes the decrease of the degree of crystallization of the gel, whereas the specific surface area preferentially increases. It is shown that more than 90% of ethanol and phenol are degraded when reaction time is about three and an hours, and the maximum degradation rate of ethanol and phenol is shown in 60TiO2-40SiO2 catalyst.

BaTiO3 powders were prepared by sol-gel method from different concentration of KOH aqueous solution and Ba/Ti molar ratio. Particle shape, size and crystal structure of prepared BaTiO3 powders were analyzed by SEM, XRD, and FT-IR. As the result of KOH concentration changing, spherical particles were obtained by condition more than 3 M and particle size decreased as concentration increasing. Different appearance showed between dried and sintered powders against changing of Ba/Ti molar ratio. In case of dried powders, the crystallinity decreased as molar ratio increasing. On the other hand, increased as molar ratio increasing in case of sintered powders.

상변환과 졸-겔 반응을 동시에 행하는 새로운 제막법으로 나노크기의 ZrO2 입자가 함유된 비대칭형 PES-ZrO2 복합 막을 제조하였다. PES-ZrO2 복합 막 제조의 최적 제막 조건을 복합 막에의 인 흡착실험을 수행하여 인 흡착량이 최대가 되는 조건으로서 결정하였는바, 최적 제막 조건은 캐스팅 용액에 1 mL의 PES 당 0.15 mL의 Zr(PrO)4 첨가 및 비용매 1 L에 1 mL Zr(PrO)4 당 30 mL의 HNO3 촉매를 첨가했을 때 이었다. 복합 막의 단면 구조, 막성능 및 ZrO2 입자 함유량 변화를 SEM, 순수투과량, TGA, ICP, XRD 및 접촉각 측정을 통해 결정하였는바, 캐스팅 용액에의 Zr(PrO)4 첨가량이 증가할수록 순수 투과량이 증가하며, ZrO2 입자 함유량은 1 mL의 PES 당 0.15 mL의 Zr(PrO)4 첨가했을 때 최대가 되었다. 복합 막의 표면 특성을 친수성으로 개선하기 위하여 인산처리를 하였으며, 인산처리 전후(前後)의 두 종류 PES-ZrO2 복합 막을 대상으로 한 BSA 용액의 dead-end 한외여과 실험을 수행하여 막오염 형성의 억제 정도를 평가한 결과 인산처리 시킨 복합 막의 경우 투과량과 BSA 배제도 모두 약 40% 정도 증가하였는데 이는 복합 막을 인산처리 시킴으로서 막특성이 친수화 되었기 때문이다.