Electronic Structure of Iron and Molybdenum in $Li_2FeMoO_4Cl$ and Its Crystal Symmetry

최진호,박남규,장순호,박형호,Choy, Jin-Ho,Park, Nam-Gyu,Chang, Soon-Ho,Park, Hyung-Ho Korean Chemical Society 1995 대한화학회지 Vol.39 No.6

전기화학적으로 리튬이온을 $FeMoO_4Cl$ 격자내에 층간삽입시킨 $Li_xFeMoO_4Cl$ 화합물은 X-선 회절분석 및 정전류 방전 실험 결과 $1{\leq}X{\leq}2$ 영역에서 단사정계로 결정화되었다. X-선 광전자 분광분석 연구결과, $0{\leq}X{\leq}1$ 영역에서는 리튬이온의 층간삽입시 Fe(III) 이온이 Fe(II) 이온으로 환원되었으며 이때 결정구조는 정방정계에서 단사정계로 전이되었다. 반면, $1{\leq}X{\leq}2$ 영역에서는 Mo(VI) 이온이 낮은 산화상태로 환원되었고, 결정계 전이나 Fe(II) 이온의 환원은 관찰되지 않았다. Mo의 3d X-선 광전자 스펙트럼을 가우스함수를 이용하여 deconvolution한 결과, Mo(VI), Mo(V) 및 Mo(IV)에 해당하는 세 종류의 피크를 분리해 낼 수 있었다. 이와 같이 Mo가 혼합 원자가 상태로 존재하는 이유는 리튬이 층간삽입됨에 따라 생성된 Mo(V)의 일부가 Mo(IV)와 Mo(VI)로 disproportionation되기 때문이다. Lithium intercalates, $Li_xFeMoO_4Cl$ ($1{\leq}X{\leq}2$) prepared by electrochemical lithiation of $FeMoO_4Cl$ crystallizes in monoclinic structure for all x values as revealed by x-ray diffraction and galvanostatic discharge experiments. According to the x-ray photoelectron spectroscopic study, Fe(III) is at first reduced to Fe(II) upon lithium intercalation with the x domain of $0{\leq}X{\leq}1$, where the crystal symmetry is changed from tetragonal to monoclinic. On the other hand, Mo(VI) is reduced to lower valent state upon further lithium intercalation ($1{\leq}X{\leq}2$), where no crystal symmetry transformation and reduction of Fe(II) to lower valent state are observed. The Mo 3d spectrum for $Li_2FeMoO_4Cl$ appears as a complex shape, but can be deconvoluted into the three sets of the doublet on the basis of Gaussian function, those which correspond to Mo(VI), Mo(V) and Mo(IV) states, respectively. The mixed valent states of molybdenum after further lithiation may be due to a competitive reaction between the formation of Mo(V) and its disproportionation to Mo(IV) and Mo(VI).

명반 및 수산화 알루미늄을 이용한 명반 및 수산화 알루미늄을 이용한 ${\alpha}-Al_2O_3$의 합성 (II) 열분해법에 의한 초미분 ${\alpha}-Al_2O_3$

최진호,유종석,김진태,이창교,이낭호,Choy Jin-Ho,Yoo Jong-Seok,Kim Jin-Tae,Lee Chang-Kyo,Lee Nang-Ho 대한화학회 1991 대한화학회지 Vol.35 No.4

천연 규산 알루미늄 광인 할로이사이트 광물로부터 고순도 ${\alpha}-Al_2O_3$을 합성하기 위해 ${\alpha}-Al_2O_3$의 전구물질인 수산화 알루미늄과 암모니움 명반을 합성하였다. 이들에 대한 열분해 반응기구는 열분석, XRD 및 IR 측정으로부터 규명되었고, 열분해로부터 얻어진 ${\alpha}-Al_2O_3$의 미세구조 및 비표면적은 SEM 및 BET 측정에 의해 수행되었다. 이때 ${\alpha}-Al_2O_3$ 입자의 크기는 모두 ${\phi}$ = 0.1∼0.5 ${\mu}$m이었으나, 비표면적의 크기는 암모니움 명반으로부터 얻어진 경우(89.0 m$^2$/g)가 수산화 알루미늄으로부터 얻어진 경우(7.3 m$^2$/g)보다 매우 높은 결과를 얻었다. In order to synthesize high-purity alpha alumina fine powder, the aluminum hydroxide and ammonium aluminum sulfate(alum) precursor were prepared from natural alumino-silicate(halloysite). The thermal decomposition mechenism for both precursors was elucidated by DTA/TG, XRD and IR analysis. The microstructure, specific surface area and purity of ${\alpha}-Al_2O_3$ were characterized by SEM, and BET analysis. The particle size of ${\alpha}-Al_2O_3$ was determined to be ${\phi}$ = 0.1∼0.5 ${\mu}$m. However, the specific surface area for the alum derived ${\alpha}-Al_2O_3$(89.0 m$^2$/g) was extremely higher than that for the aluminum hydroxide derived one(7.3 m$^2$/g).

Sol-gel 법에 의한 고온 초전도체 $YBa_2Cu_3O_{7-{\sigma}}$ 선재 합성에 관한 연구

최진호,유종석,김배환,홍승태,Jin Ho Choy,Jong Seok Yoo,Bae Whan Kim,Seung Tae Hong 대한화학회 1989 대한화학회지 Vol.33 No.3

Superconducting fiber of high Tc $YBa_2Cu_3O_{7-{\sigma}}$ was successfully prepared by the sol-gel method. The stoichiometric mixture of Y, Ba and Cu nitrates was dissolved in water, to which citric acid solution was added. Then ammonium hydroxide was added to the mixture in order to increase the pH to a value between 5.8 and 6.2. The mixture was heated carefully to form a homogeneous colloid sol at 358 K. The solution was viscous enough to draw a long gel fiber, which was then heated at 1223K for 8 hrs. under oxygen partial pressure of $Po_2$ = 1 atm., cooled slowly and annealed at 723K for 13 hrs.. The reacted superconducting sample maintained a fiber form with some shrinkage of its volume. The superconducting transition temperatures (Tc, onset and Tc, offset) of $YBa_2Cu_3O_{7-{\sigma}}$ have been determined to be approximately 95K and 82K, respectively. The superconducting phase was also confirmed by Meissner effect at liquid nitrogen boiling temperature. Sol-gel법으로 고온 초전도체인 $YBa_2Cu_3O_{7-{\sigma}}$의 세선을 제작하였다. Y, Ba, Cu 질산염을 1:2:3의 몰비로 수용액을 제조한 후 구연산 수용액을 첨가하고, 암모니아 수용액을 첨가하여 pH를 $5.8{\sim}6.2$로 조절함으로써 균일한 colloid sol을 제조할 수 있었다. 이를 358K 로 가열하면 점차 점도가 증가하면서 gel화 반응이 진행되고 이 gel화 반응이 완결되기 전에 구연산염 precursor gel fiber를 임의의 길이 및 두께로 뽑을 수 있었다. 이 precursor를 1223K, $Po_2$=1atm. 하에서 8시간 열처리한 후 723K로 서냉하고 13시간 동안 annealing 하여 약 95K에서 전기저항이 급격히 감소($T_c$, onset), 약 82K에서는 저항 0($T_c$, offset)을 나타내었고 액체질소 비등점에서 Meissner-effect를 보임으로써 초전도체 임을 확인하였다.

습식 합성법에 의한 고순도 ${\alpha}-Al_2O_3$ 미세분말의 합성 연구

최진호,류종석,한양수,김준,이현국,김혁년,Jin-Ho Choy,Jong-Seok Yoo,Yang-Su Han,Joon Kim,Hyeon-Kook Lee,Hyuk-Nyun Kim 대한화학회 1991 대한화학회지 Vol.35 No.3

고순도 암모니움 명반 결정을 합성한 후 열분해 시켜 높은 순도의 초미세 산화알루미늄(${\alpha}-Al_2O_3$)분말을 합성하였다. 이 때 불순물인 Na$_2$O의 혼입과 Al(OH)$_3$의 침전을 최대한으로 방지하기 위해 pH = 1.5∼2.5의 영역에서 암모니움 명반을 합성하였으며, pH 조건은 수용액 중에서 Na와 Al 이온의 수산화물과 탄산염 형성을 고려, pH에 따른 각 이온종들의 농도가 이론적으로 계산되었다. 그 결과 ${\alpha}-Al_2O_3$의 순도는 99.7%이상이고, 입자는 ${\phi}$ = 0.1∼0.5 ${\mu}$m의 균일한 크기의 분말이 얻어졌다. Ultra-fine alumina, ${\alpha}-Al_2O_3$, with ${\phi}$ = 0.1∼0.5 ${\mu}$m was obtained from pure ammonium aluminum sulfate(alum) as the thermal decomposition product. Pure alum(> 99.7%) could be prepared by the precepitation and the successive recrystallization in an acidic aqueous solution at pH = 1.5∼2.5, which was theoretically predicted by only considering the concentrations of hydroxide and carbonate for aluminum and sodium in the solution, and also experimentally confirmed as the optimum precepitation condition for alum without forming any impurities like aluminum hydroxide or sodium one.

Flux 용융법에 의한 2차원 및 3 차원 구조의 티탄산칼륨 섬유의 합성

최진호,한양수,송승완,Jin-Ho Choy,Yang Su Han,Seung Wan Song 대한화학회 1993 대한화학회지 Vol.37 No.8

Flux인 $K_2MoO_4$와 섬유원료물질인 $K_2CO_3,\;TiO_2$를 혼합하고 1150$^{\circ}C$에서 용융시킨 다음 950$^{\circ}C$까지 서냉하여(서냉속도=5$^{\circ}C$/h) 층상구조를 갖는 사티탄산칼륨($K_2Ti_4O_9$)과 육티탄산칼륨($K_2Ti_6O_{13}$) 섬유를 합성하였다. Flux(F)와 출발원료물질(R)의 혼합비에 따른 최적 섬유성장 조건을 조사하기 위하여 F:R을 변화시키면서 반응시킨 결과 섬유의 결정상 및 성장속도가 F:R의 비에 크게 의존함을 알 수 있었으며 본 실험조건에서는 사티탄산칼륨과 육티탄산칼륨 모두 F:R=7:3 일 때 섬유의 성장이 가장 양호하였다. F:R = 7:3이고, 출발조성이 $K_2O{\cdot}4TiO_2$인 경우 생성물은 $K_2Ti_4O_9$과 약간의 $K_2Ti_6O_{13}$의 혼합상이 얻어졌으며 평균 섬유 길이는 ${\thickapprox}$ 4 mm 정도의 비교적 장섬유를 얻을 수 있었다. $K_2O{\cdot}6TiO_2$ 조성인 경우도 $K_2Ti_4O_9$의 혼합상이 형성되었고 섬유의 평균길이는 ${\thickapprox}$ 2 mm 정도임을 관찰할 수 있었다. Two-dimensional potassium tetratitanate ($K_2Ti_4O_9$) and three-dimensional potassium hexatitanate ($K_2Ti_6O_{13}$) fibers have been prepared by the combined method consisting of the flux melting (1150$^{\circ}C$)-slow cooling (cooling rate = 5$^{\circ}C$/h) process from the starting raw materials of $K_2CO_3$, and $TiO_2$ with the flux of $K_2MoO_4$. It was found that the fiber growth reaction is strongly dependent upon the mole ratio of flux (F) to raw material (R), which is 7 : 3 (F : R) as for the optimum growth condition. Relatively long fibers (average length ${\thickapprox}$ 4 mm) with a mixture of $K_2Ti_4O_9$ (major) and $K_2Ti_6O_{13}$ (minor) could be obtained when the reaction was carried out for the $K_2MoO_4-$K_2O{\cdot}4TiO_2$ (F : R = 7 : 3) system, but for the $K_2$MoO_4$-$K_2O{\cdot}6TiO_2$ (F : R = 7: 3) one, only the short fibers with ${\thickapprox}$ 2 mm long could be grown as the mixed phase of $K_2Ti_6O_{13}$ and $K_2Ti_4O_9$.

Pillaring 반응에 의한 층상 알루미늄의 발포구조로의 변환

최진호(Jin Ho Choy),김진태(Jin Tai Kim),이창교(Chang Kyo Lee),이낭호(Nang Ho Lee) 충북대학교 산업과학기술연구소 1991 산업과학기술연구 논문집 Vol.5 No.1

N/A

Mineralogical and Chemical Characterization of Bentonites from Tertiary Tuffaceous Sediments in the Donghae Bentonite Mine

Jin Hwan Noh(魯振煥),Soo Jin Kim(金洙鎭),Jin-Ho Choy(崔珍鎬) 대한지질학회 1983 지질학회지 Vol.19 No.1

점토광물을 이용한 완효성비료의 개발 및 응용에 관한 연구-I. 점토광물의 특성

박중철,최진호,박권우,Park, Jung-Chul,Choy, Jin-Ho,Park, Kuen-Woo 한국환경농학회 1984 한국환경농학회지 Vol.3 No.2

K완효성 비료개발을 위해 $K^+$로 이온교환된 montmorillite를 규정하고 n-alkylammonium method에 의한 충전하 결정을 통해 그 특성을 확인하있다. 이 방법을 통해 결정내의 불균일한 전하분포를 식별하고 충전하 상하영역을 평가했다(충전하는 영일 bentonite에 국한 : ${\xi}=0.39-0.28e/(SiAl)_4O_{10}$, ${\xi}=0.34$). 그리고 층간 양이온 교환능(C.E.C.) 평균가는 0.915meq/100g임을 알았다. For the development of slow releasing K-fertilizer, K-ion exchanged montmorillonite was evaluated and characterized by layer charge determination with n-alkylammonium method. By this method it was possible to discern inhomogenous charge distribution within the crystals and to estimate the upper and lower limit of the layer charge(layer charge limit for Young-il bentonite in Korea: ${\xi}=0.39-0.28$ $e/(SiAl)_4O_{10}$, ${\xi}=0.34$) and the mean value of interlayer cation exchange capacity of 0.915meq/100g.

명반 및 수산화 알루미늄을 이용한 ${\alpha}$-Al$_2$O$_3$의 합성 (I) 규산 알루미늄광으로부터 순수한 ${\alpha}$-Al$_2$O$_3$ 추출을 위한 용해도 모델 계산 및 실험적 검증

유종석,최진호,한규승,한양수,이창교,이낭호,Yoo Jong-Seok,Choy Jin-Ho,Han Kyoo-Seung,Han Yang-Su,Lee Chang-Kyo,Lee Nang-Ho 대한화학회 1991 대한화학회지 Vol.35 No.4

천연규산 알루미늄광인 힐로이사이트 광물로부터 고순도 ${\alpha}-Al_2O_3$를 합성하기 위해 황산용액을 사용한 습식합성법을 이용하였다. 추출된 황산 알루미늄 용액내에 존재하는 각종 불순물을 제거하기 위해 각 금속이온의 수산화물과 탄산화물의 형성을 고려, pH에 따른 용해도곡선을 도시하였다. 이를 기초로 ${\alpha}-Al_2O_3$의 전구물질인 순수한 암모니움 명반은 pH = 1.5∼2.5에서, 수산화 알루미늄은 pH = 6∼8에서 각각 합성하였으며, 이로부터 얻어진 ${\alpha}-Al_2O_3$의 순도는99.7${\%}$와 99.0${\%}$였다. 여기서 불순물에 대한 정제효과는 암모니움 명반으로부터 합성된 경우(Na = 0.047${\%}$, Si = 0.092${\%}$)가 수산화 알루미늄으로부터 합성된 경우Na = 0.29${\%}$, Si = 0.12${\%}$)보다 매우 높은 결과를 보였다. High-purity alumina powder was prepared by extracting the natural alumino-silicate mineral (halloysite) in H$_2$SO$_4$ solution. For the selective precipitation of alum and aluminum hydroxide, the solubility diagram was prior calculated by also considering the formation of hydroxides and carbonates for all the metal ions in an aqueous solution, which allow us to control the contamination of impurities envolved in the natural minerals. Ammonium aluminum sulfate (alum) and alumium hydroxide could be successfully prepared at pH = 1.5∼2.5 and pH = 6∼8, respectively according to our solubility diagrams. The purity of alum-and hydroxide-derived ${\alpha}-Al_2O_3$ was determined to be 99.7${\%}$ and 99.0${\%}$, respectively, which indicates the former route would be more desirable for the large scale application. It is also worthy to note that the impurities like Na and Si were strongly reduced in the former (Na = 0.05${\%}$, Si = 0.09${\%}$) compared to the latter (Na = 0.29${\%}$, Si = 0.12${\%}$).

LPCVD 장치를 이용한 메탄과 수소 혼합기체로부터 다이아몬드 박막의 제조

김상균,최진호,주광열,Kim Sang Kyun,Choy Jin-Ho,Choo Kwng Yul 대한화학회 1990 대한화학회지 Vol.34 No.5

일반적인 화학증기증착(CVD : Chemical Vapor Deposition)실험에서 반응기작을 연구할 수 있는 LPCVD (Low Pressure CVD) 장치의 설계 및 제작에 관한 것과, 특히 이 장치를 이용하여 메탄, 수소의 혼합기체와 헬륨을 완충(buffer) 가스로 사용하여 p-type (111) Si wafer 위에 다이아몬드 박막(diamond film)을 얻고자 시도한 것에 대하여 기술하였다. 실험은 두 가지 방법으로 나누어서 행하였다. (1) Si wafer를 반응기 안에 있는 heater(약 480$^{\circ}C$)위에 놓고 두 개의 다른 inlet 가스관을 사용하여 실험하였다. Posphoric acid로 coating된 하나의 관은 microwave discharge시킨 수소 기체를 흘려주는데 사용하였고, 다른 관은 discharge시키지 않은 메탄 기체를 흘려주는데 사용하였다. 그 결과로 무정형 탄소 뭉치 화합물(amorphous carbon cluster)을 얻었다. (2) 수소와 메탄을 동시에 discharge시켜 plasma 상태인 discharge tube안에 Si wafer을 넣고 증착시켜, 그 결과로 다이아몬드 구조를 갖은 반응생성물을 얻었다. We describe how to design and construct a LPCVD (Low Pressure Chemical Vapor Deposition) apparatus which can be applicable to the study of reaction mechanism in general CVD experiments. With this apparatus we have attempted to make diamond like carbon films on the p-type (111) Si wafer from (H$_2$ + CH$_4$) gas mixtures. Two different methods have been tried to get products. (1)The experiment was carried out in the reactor with two different inlet gas tubes. One coated with phosphoric acid was used for supplying microwave discharged hydrogen gas stream, and methane has been passed through the other tube without the microwave discharge. In this method we got only amorphous carbon cluster products. (2) The gas mixture (H$_2$ + CH$_4$) has been passed through the discharge tube with the Si wafer located in and/or near the microwave plasma. In this case diamond-like carbon products could be obtained.