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Photo Physical Studies of PVP Arrested ZnS Quantum Dots
Ashutosh Kumar Shahi,Bishnu Kumar Pandey,Bheeshma Pratap Singh,Bipin Kumar Gupta,Sukhvir Singh,Ram Gopal 대한금속·재료학회 2017 ELECTRONIC MATERIALS LETTERS Vol.13 No.2
Monodispersed polyvinylpyrrolidone (PVP) arrested ZnS quantumdots (QDs) having diameter in range ~2-5 nm are synthesized by acolloidal precipitation method using PVP as the stabilizing agent. X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM),high resolution transmission electron microscopy (HRTEM),selective area electron diffraction (SAED) and Fourier transforminfrared (FT-IR) spectroscopy are probed to investigate thestructural information. The optical properties are studied usingdiffuse UV-visible reflectance and photoluminescence (PL)spectroscopy techniques. TEM images as well as XRD reflectionpeak broadening indicate the nanometer size particles formationwith cubic (sphalerite) phase within the polymer matrix. Opticalabsorbance studies reveal an excitonic peak at around ~310 nmdictates the effect of quantum confinement effect in the ZnS QDs. PL emission spectra for ZnS QDs in PVP exhibit four emissionpeaks at ~382 nm, ~414 nm, ~480 nm and ~527 nm are observed. These excitonic emissions from ZnS QDs are caused by theinterstitial sulfur/Zn vacancies and surface states.
Ionic liquid assisted recovery of cobalt and nickel metals from spent lithium-ion batteries (LIBs)
( Raj Tirath ),( Raj Morya ),( Ashutosh Kumar Pandey ),( Sang-hyoun Kim ) 한국폐기물자원순환학회 2022 ISSE 초록집 Vol.2022 No.-
Lithium-ion batteries (LIBs) have become an essential component of the energy supply chain for transportation (in electric vehicles) and renewable energy storage systems. This surge in demand necessitates an increase in production, which, in turn, results in a large number of waste LIBs. LIB cathode material primarily contains heavy metal elements such as nickel (Ni) and cobalt (Co), which are potentially hazardous to human health and the environment if discarded improperly. The leaching of Co and Ni into various water streams has become an environmental hazard and is continuously affecting human health through the food chain. Thus, recycling spent LIBs has gotten a lot of attention because it provides a cost-effective way to ensure a steady supply of these metals for LIB remanufacturing. Thus, recycling spent LIBs has received a lot of attention because it offers a cost-effective way to ensure a steady supply of these metals for LIB remanufacturing while also encouraging safer environmental load reduction. Solvent extraction is the most widely accepted method for separating these metals, but traditional extractants employed in conjunction with molecular diluents often lack selectivity and cause major environmental hurdles. Thus, the present study demonstrated a state-of-the-art approach for the recovery of cobalt and nickel from waste LIBs using green ionic liquids, which is such as recycling from a sustainable perspective. Ionic liquids are molten salts of organic cation and inorganic/ organic anion and are considered as green solvents. Here in, two halogen-free, low viscous, biocompatible fatty acid-based hydrophobic ionic liquids (ILs) were synthesized, characterized, and used to recover cobalt, Co(II), and nickel, Ni(II), from aqueous solutions. The extraction behaviors of Co(II) and Ni(II) were studied further by varying the equilibrium time, ILs molar concentration, metal loading, and temperature. Thermodynamic parameters such as enthalpy change and Gibbs free energy change were also investigated showed that metal recovery is governed by metal transfer phenomenon. Study revealed that fatty acid-based ILs were found to be capable of extracting > 99 % Co(II) and Ni(II) from aqueous solutions at 298 K in 15 minutes using a 1:1 (org: aq.) ratio at low concentrations of 2.5 to 10 g L<sup>-1</sup>. Furthermore, when the metal concentration was greater than 10 g L<sup>-1</sup>, Co(II) extraction was preferred over Ni(II) extraction for methyltrioctylammonium oleate IL.
동적 막을 활용한 암발효 공정에서 생성된 바이오수소 생산 그래뉼의 물리적 화학적 특성
김성문(Saint Moon Kim),심영보(Young-Bo Sim),백종현(Jong-Hyun Baik),양지수(Jisu Yang),주환홍(Hwan-Hong Joo),판디 아슈토시 쿠마르(Ashutosh Kumar Pandey),김상현(Sang-Hyoun Kim) 유기성자원학회 2022 유기성자원학회 학술발표대회논문집 Vol.2022 No.추계
생물학적 수소 생산방법은 이산화탄소 발생량이 적고, 다양한 복합물질을 비멸균 상태에서 활용할 수 있으며, 타 생물학적 수소 생산 방법에 비해 생산성이 월등히 높다. 생물학적 수소 생산 연속공정의 수율과 생산성은 수소 생산 그래뉼의 형성 유무에 크게 의존하지만, 아직까지 수소 생성 그래뉼의 특성 및 형성 조건에 대한연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 유효 부피 20 L의 동적 막반응조를 공정으로, 90oC에서 30분간 열전처리 후 소화슬러지를 식종균(inoculum)으로, 20 g/L의glucose를 기질로 사용하여 HRT 12, 6, 3 h로 순차적으로 감소시키면서 바이오수소 생산 성능을 평가하였으며, 3 h HRT에서 형성된 수소 생산 그래뉼의 물리적 화학적 특성을 분석하였고 전자 현미경을 이용하여 형태를 관찰하였다. 실험 결과, 수소 생산 그래뉼의 크기는 1.48-4.37mm, 건조 중량은 0.14-1.91mg, 공극률은 0.63-0.93, 침강속도는 0.72-2.32cm/s 등으로 나타났다. 그래뉼의 크기가 증가할수록 건조중량, 공극률, 침강속도가 증가하는 경향을 나타냈으며, fractal dimension은 2.67±0.17로 나타났다.
암발효 및 황산 전처리를 통한 리그노셀룰로오스 바이오매스 유래 생물학적 수소 생산
백종현(Jong-Hyun Baik),심영보(Young-Bo Sim),김성문(Saint Moon Kim),양지수(Jisu Yang),주환홍(Hwan-Hong Joo),판디 아슈토시 쿠마르(Pandey Ashutosh Kumar),김상현(Sang-Hyoun Kim) 유기성자원학회 2022 유기성자원학회 학술발표대회논문집 Vol.2022 No.추계
본 연구는 국내 발생 리그노셀룰로오스 바이오매스인 볏짚을 활용한 생물학적 수소생산의 가능성을 확인하기 위해 수행되었다. 볏짚의 당 회수를 위하여 유효 부피 1 L의 Parr 반응조를 활용하여다양한 온도조건에서의 황산 전처리를 진행하였으며, 이때 수분을 제거하기 위하여 볏짚은 40 oC 오븐에서 24시간 동안 건조하였다. 볏짚의 전처리를 위해 활용된 황산용액의 황산 농도 및 반응시간은각각 1.0 % 및 30 min으로 고정하였으며, S/L ratio는 1:10으로 고정되었으며, 전처리 온도는 120에서 240 oC로 설정하였다. 볏짚 당화액의 수소 생산 효율은 회분식 생물학적 수소생산 실험을 통해평가되었다. 생물학적 수소생산 연구의 식종균으로는 혐기성 소화슬러지를 90 oC에서 30 min 동안열전처리 후 사용하였다. 기질은 생성된 당화액을 CaCO3를 활용하여 중화한 용액을 회분식 반응조에 주입하였으며 비교평가를 위하여 xylose 10 g/L 조건의 회분식 반응조도 함께 진행하였다. 준비된회분식 반응조들은 37 oC, 150 rpm의 shaking incubator에서 약 60시간 정도 반응시켰다. 본 연구를통하여 볏짚으로부터의 생물학적 수소 생산의 가능성을 확인하였다.