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Synthesis of Cobalt Rhodium Oxide (Co2RhO4) Nanotubes by Electrospinning for Oxygen Evolution Reaction Catalysis and Growth of Calcium Vanadate Nanowires by pH control Method

Title
Synthesis of Cobalt Rhodium Oxide (Co2RhO4) Nanotubes by Electrospinning for Oxygen Evolution Reaction Catalysis and Growth of Calcium Vanadate Nanowires by pH control Method
Authors
김소연
Issue Date
2019
Department/Major
대학원 화학·나노과학과
Publisher
이화여자대학교 대학원
Degree
Master
Advisors
김명화
Abstract
In chapter I, one-dimensional single crystalline cobalt rhodium oxide (Co2RhO4) nanotubes were successfully synthesized by electrospinning method that is simple and low-cost via one step annealing process using the precursor of cobalt oxide (Co3O4) and rhodium oxide (Rh2O3) for the first time. Particularly, cobalt rhodium oxide (Co2RhO4) nanotubes are the single phase crystalline structure without any minor crystalline phase proved by field emission scanning electron microscope (FE-SEM), energy dispersive X-ray analysis (EDX), transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and Raman spectroscopy. SEM and TEM data show that the cobalt rhodium oxide is formed as nanotubes that have a diameter of about 189 nm. In addition, the spinel structure of crystalline Co2RhO4 exhibits highly efficient electrocatalytic activity better than commercial Ir catalysts as well as pure cobalt oxide and rhodium oxide for oxygen evolution reaction (OER) toward future electrochemical applications. In chapter II, calcium vanadate and vanadium oxide nanowires were simply synthesized by carefully controlling pH in precursor solution. The morphology of as-grown nanowires was characterized with FE-SEM, EDX, XRD, and Raman spectroscopy. Results show that both calcium vanadate nanowires and vanadium pentoxide nanowires have well-defined crystalline structures. Owing to higher electrical conductivity compared with pure vanadium oxide, the mixed oxide nanostructure is expected to present good electrochemical performances for calcium-ion batteries (CIBs) and other electrochemical applications.;본 연구는 새로운 물질에 대한 합성 및 특성에 관련한 것이다. 우선 코발트 로듐 산화물 나노 튜브를 새로이 합성하고 산소발생반응 촉매로 활용 가능함을 보였고 다음으로는 기둥 구조를 가지는 칼슘 바나데이트 나노선을 합성하고 그 물질의 특성을 알아보았다. 첫 번째 장에서는 질산코발트 (Ⅱ, Ⅲ) 와 염화로듐 (Ⅲ) 을 전구체로 사용하여 전기방사법과 열처리 과정으로 단일 상을 가지는 코발트 로듐 산화물 나노 튜브를 새롭게 합성하였다. 이 나노 튜브가 지름이 약 189 nm 이며 단일 상의 스피넬 구조를 나타내는 것을 주사 전자 현미경 (SEM), 에너지 분산형 분석기 (EDX), 투과 전자 현미경 (TEM), X선 회절 분석기 (XRD), X선 광전자 분광기 (XPS), 마이크로 라만 스펙트럼을 이용하여 규명하였다. 단일 상의 코발트 로듐 산화물 나노 튜브는 로듐과 코발트로 이루어진 다른 나노 섬유들뿐만 아니라 상업용 이리듐과 비교하였을 때 가장 높은 산소발생반응 촉매 효율을 나타내는 것을 확인하였다. 그러므로 손쉬운 방법으로 새로이 합성된 로듐 코발트 산화물 나노튜브는 산소발생반응 촉매로 사용되는 물질의 범위를 넓히는 가능성을 제시하였다. 두 번째 장에서는 pH조절과 열처리 과정으로 칼슘 바나데이트와 바나듐 산화물이 혼합된 나노선을 합성하였다. 이렇게 합성된 나노선을 주사 전자 현미경, 에너지 분산형 분석기, X선 회절 분석기, 마이크로 라만 스펙트럼을 이용하여 합성된 것을 규명하였다. 칼슘 바나데이트와 바나듐 산화물은 기둥모양의 구조를 가져 칼슘 이온의 이동이 일어날 수 있으므로 칼슘 이온 배터리의 전극물질로써 이용될 수 있을 것으로 기대된다.
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일반대학원 > 화학·나노과학과 > Theses_Master
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