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전기방사를 이용한 나노섬유 제조 및 특성 연구

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Author(s)
이윤아
Issued Date
2008
Abstract
전기방사(Electrospinning) 기술은 고분자, 세라믹, 금속 및 복합체 등 다양한 소재들의 나노섬유를 제조할 수 있는 매우 유용한 기술이다. 부피 대비 높은 비표면적을 지닌 나노섬유들은 저렴하고 간단한 공정으로 제조할 수 있는 이 기술을 활용하여 생명과학, 의료, 군사, 환경, 에너지 및 전자소재 및 소자 등 다양한 분야에서 응용연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 전기방사를 이용하여 탄소 나노섬유, 실리카 나노섬유 그리고 TiO₂나노섬유를 제조하여 그 특성을 SEM, TGA, XRD, FT-IR 그리고 BET 기기분석을 하였다. 첫째, 온도에 따른 탄소나노섬유를 제조하여 KOH를 첨가하여 열처리 후에 얻은 탄소물질을 이용하여 환경을 오염시키는 Congo Red 와 Bisphenol-A 를 제거하는 흡착 평형 실험을 수행하였다. 그 결과 시중에서 판매하고 있는 활성탄 보다 표면적 및 흡착량이 더 우수함을 확인할 수 있었다. 둘째, 고분자공중합체인 pluronics P123 를 지지체로 하여 전구물질인 tetraethyl orthosilicate (TEOS) 를 이용하여 200 ~ 300 nm 의 직경을 가진 실리카 나노섬유를 제조하였다. 제조된 실리카 나노섬유를 이용하여 단백질인 lysozyme 흡착 평형 실험을 실시하여 Langmuir 흡착등온선에 적합함을 알 수 있었다. 마지막으로 titanium(IV)-isopropoxide 전구물질을 이용하여 섬유 직경이 80~100 nm 인 TiO₂나노섬유를 제조하여 특성을 조사하고 표면을 TiCl₄용액으로 처리하여 염료감응형 태양전지(dye-sensitized solar cell)에 적용하여 10% 효율 향상을 얻을 수 있었다. 전기방사를 이용한 나노섬유 제조는 다양한 종류의 고분자와 용매를 조합하고, 공정 변수들을 조절함으로써 다양한 기능성 나노섬유의 재조가 가능하기 때문에 일반 소재, 전자 소재, 의료 소재 분야 등 그 용도는 대단히 폭 넓을 것으로 사료된다.
Alternative Title
Fabrication and Characterization of Nanofibers by Electrospinning
Alternative Author(s)
Lee Yoon Ah
Affiliation
일반대학원 화학공학과
Department
일반대학원 화학공학과
Advisor
김선일
Awarded Date
2009-02
Table Of Contents
List of Tables iii
List of Figures iv
Abstract vi

Chapter 1. Introduction 1
1.1. History of Electrospinning 1
1.2. Fundamentals of Electrospinning 2
1.3. Objectives 5

Chapter 2. Adsorption of Carbon Nanofibers Synthesized by Electrospinning Polyacrylonitrile Solution 7
2.1. Introduction 7
2.2. Experimental 8
2.2.1. Preparation of Carbon Nanofibers 8
2.2.2. Characterization 8
2.2.3. Adsorption of Congo Red and Bisphenol-A 9
2.3. Results and Discussion 11
2.4. Conclusion 21

Chapter 3. Preparation and Characterization of Electrospun Silica Nanofibers from PVP/P123 Blended Polymer Solution 22
3.1. Introduction 22
3.2. Experimental 23
3.2.1. Preparation of Carbon Nanofibers 23
3.2.2. Characterization 24
3.2.3. Protein Adsorption 24
3.3. Results and Discussion 25
3.4. Conclusion 32

Chapter 4. Preparation and Characterization of Electrospun TiO2 Nanofibers for Dye-sensitized Solar Cell 33
4.1. Introduction 33
4.2. Experimental 34
4.3. Results and Discussion 36
4.4. Conclusion 41

References 42
Degree
Master
Publisher
조선대학교
Citation
이윤아. (2008). 전기방사를 이용한 나노섬유 제조 및 특성 연구.
Type
Dissertation
URI
https://oak.chosun.ac.kr/handle/2020.oak/8082
http://chosun.dcollection.net/common/orgView/200000237765
Appears in Collections:
General Graduate School > 3. Theses(Master)
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  • AuthorizeOpen
  • Embargo2009-02-04
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