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.

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.

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.

Field emission display(FED) is actively investigated in view of the development of full color flat-panel display, which can replace some cathode-ray tube(CRT). Thus, the development of new phosphors appropriate for FED is urgently needed and has been actively investigated. In this work, SrTiO3:Pr3+ phosphor was prepared by sol-gel method and the coating was applied by sol-gel method combined with sonication on these phosphor's surface into diluted precursor solution. It was found that very fine particles of coating material were formed on phosphor's surface. The luminescent intensity of SrTiO3:Pr3+ phosphor coated with SiO2 and Al2O3 was considerably increased without any noticeable change in color chromaticity. The optimum concentration of coating material was found to be 1wt% and the optimum pH value of the solution was 10.

In the present study, silver-doped antibacterial hydroxyapatites were successfully prepared by the sol-gel method. For the starting solution, the molar ratio of was set to 0.075:0.045:20:0.135; was added to a ratio of Ag to total cation concentration of . The prepared sol was dried at for 48h and heat-treated at for 2h to obtain particles in the 200-500nm size range. The product from the synthesis of silver-doped hydroxyapatite was investigated through X-ray diffraction experiments and scanning electron microscopy. The product showed high antibacterial properties, with a disinfection ratio of Staphylococcus aureus (ATCC 6538) and Escherichia coli (ATCC 25922) over as calculated from an antimicrobial effects evaluation by the shake flask method.

An aqueous solution of a commercial liquid synthetic detergent for kitchen use was photodecomposed in the presence of titanium dioxides powder under an atmosphere of air at room temperature. Titanium dioxides were prepared by sol-gel method from titanium iso-propoxide at different R ratio(H2O/titanium iso-propoxide) and calcined at 500℃. All titanium dioxides were characterized by XRD, BET surface area analyzer and UV-VIS spectrometer. The surface area of titanium dioxides prepared at R ratio=6 appeared higher volume about 20% than commercial TiO2 catalysts. XRD patterns of titania particles were observed mixing phase together with rutile and anatase type. Titanium dioxides prepared by sol-gel method show higher activity about 6% than commercial TiO2 catalysts on the photocatalytic degradation of a commercial liquid synthetic detergent for kitchen. The concentration of the detergent decreased to about 90% of its initial value at illumination times of 2 hour. Illumination for 30 minutes decreased the concentration of oxygen to about one-fifth of the initial value.