• Title/Summary/Keyword: 공침반응

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만장광산에서 산출되는 황동석의 풍화과정에 대한 광물학적 연구

  • 이인경;이평구;박성원;최상훈
    • Proceedings of the KSEEG Conference
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    • 2003.04a
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    • pp.57-60
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    • 2003
  • 광업활동이 중지된 후 적절한 조치없이 방치된 폐광석들은 보다 빠르게 풍화될 수 있는 환경에 접하게 된다. 황화광물이 풍화되면 중금속이 용해되어 주변의 지표수나 지하수 및 토양의 오염을 초래한다. 용해된 중금속 이온들은 물리화학적 환경변화가 야기되면 보다 안정한 상태로 침전, 공침 또는 흡착되어지게 될 것이다. 만약 침전된 2차광물들이 불용성 광물이거나, 산성환경에서 비교적 안정한 광물에 흡착되어 제거된 중금속이라면 자연적으로 발생하고 있는 화학반응을 통하여 자연정화가 일어난다고 할 수 있다. (중략)

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Effect of Ni on Pt/$Ce_{(1-x)}Zr_{(x)}O_2$ catalysts for water gas shift reaction (WGS 반응용 Pt/$Ce_{(1-x)}Zr_{(x)}O_2$ 촉매에 Ni 첨가에 따른 영향)

  • Jeong, Dae-Woon;Kim, Ki-Sun;Eum, Ic-Hwan;Lee, Sung-Hun;Koo, Kee-Young;Yoon, Wang-Lai;Roh, Hyun-Seog
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2009.11a
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    • pp.232-232
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    • 2009
  • 최근 WGS반응용 Pt 촉매의 성능 향상을 위한 다양한 담체 및 조촉매(Promotor) 개발에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 선행 연구결과, 입방(Cubic)구조를 가지는 $Ce_{0.8}Zr_{0.2}O_2$ 담체는 정방 입계(Tetragonal)구조를 가지는 $Ce_{0.2}Zr_{0.8}O_2$ 담체 또는 혼합산화물(Mixed oxide)구조를 가지는 $Ce_{0.5}Zr_{0.5}O_2$ 담체 보다 높은 활성과 안전성을 가진다. 이것은 촉매의 성능 향상이 Ce-$ZrO_2$의 결정구조에 의존한다는 것을 나타낸다. 따라서 WGS 반응에서 Ce/Zr 비에 따라 변화된 담체 특성이 Pt 촉매의 활성에 영향이 있을 것으로 예상되며 실험결과 1% Pt/$CeO_2$ 촉매가 가장 높은 활성을 나타내었다. 따라서 Pt/Ce-$ZrO_2$ 촉매의 성능 향상을 위해 Ce-$ZrO_2$ 담체에 조촉매인 Ni을 첨가하여 촉매적 활성을 비교하여 보았다. 촉매는 2%의 Pt과 15%의 Ni로 고정하였고 Ce/Zr 비를 제조변수로 하였다. 제조된 모든 담체는 공침법(Co-precipitation)을 사용하여 제조하였으며 $500^{\circ}C$에서 6시간 소성하였다. Pt 촉매는 함침법 (Incipient wetness impregnation)으로 담지 시켰다. 2% Pt/Ce-$ZrO_2$ 촉매와 2% Pt/15% Ni-Ce-$ZrO_2$ 촉매는 저온영역($200^{\circ}{\sim}320^{\circ}C$)에서 비슷한 CO 전환율을 나타내었으나 고온영역($360^{\circ}C{\sim}400^{\circ}C$)에서는 2% Pt/15% Ni-Ce-$ZrO_2$ 촉매가 더 높은 CO의 전환율을 나타내었다. 이것은 Ni의 영향으로 고온에서 부반응인 메탄화 반응(Methanation reaction)이 생긴 것으로 판단되어 메탄($CH_4$)의 선택도를 살펴본 결과 2% Pt/15% Ni-Ce-$ZrO_2$ 촉매가 고온영역($360^{\circ}{\sim}400^{\circ}C$)에서 급격하게 증가하는 것으로 나타나 메탄화 반응이 일어난 사실을 증명한다.

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Preparation of CuO-CeO2 mixed oxide catalyst by sol-gel method and its application to preferential oxidation of CO (졸-겔법에 의한 CuO-CeO2 복합 산화물 촉매의 제조 및 CO의 선택적 산화반응에 응용)

  • Hwang, Jae-Young;Hahm, Hyun-Sik
    • Journal of the Korean Applied Science and Technology
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    • v.34 no.4
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    • pp.883-891
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    • 2017
  • For the preferential oxidation of CO contained in the fuel of polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC), CuO-$CeO_2$ mixed oxide catalysts were prepared by the sol-gel and co-precipitation methods to replace noble metal catalysts. In the catalyst preparation by the sol-gel method, Cu/Ce ratio and hydrolysis ratio were changed. The catalytic activity of the prepared catalysts was compared with the catalytic activity of the noble metal catalyst($Pt/{\gamma}-Al_2O_3$). Among the catalysts prepared with different Cu/Ce ratios, the catalyst whose Cu/Ce ratio was 4:16 showed the highest CO conversion (90%) and selectivity (60%) at $150^{\circ}C$. As the hydrolysis ratio was increased in the catalyst preparation, surface area increased, and catalytic activity also increased. The highest CO conversions with the CuO-$CeO_2$ mixed oxide catalyst prepared by the co-precipitation method and the noble metal catalyst (1wt% $Pt/{\gamma}-Al_2O_3$) were 82 and 81% at $150^{\circ}C$, respectively, whereas the highest CO conversion with the CuO-$CeO_2$ mixed oxide catalyst prepared by the sol-gel method was 90% at the same temperature. This indicates that the catalyst prepared by the sol-gel method shows higher catalytic activity than the catalysts prepared by the co-precipitation method and the noble metal catalyst. From the CO-TPD experiment, it was found that the catalyst having CO desorption peak at a lower temperature ($140^{\circ}C$) revealed higher catalytic activity.

Preparation of $\delta$-FeOOH by Coprecipitation Method and Its Magnetic Properties (공침법에 의한 $\delta$-FeOOH의 제조 및 자기 특성)

  • 김성재;김태옥
    • Journal of the Korean Ceramic Society
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    • v.33 no.3
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    • pp.327-331
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    • 1996
  • $\delta$-FeOOH was prepared by rapid oxidation method of Fe(OH)2 using H2O2. The effects of reaction temperature and mole ratio ([OH-]/[Fe2+])의 몰비를 제조 변수로 하여 최종 생성된 $\delta$-FeOOH의 입자크기 입자형태, 자기특성을 조사하였다. Fe(OH)2 의 반응온도 및 [OH-]/[Fe2+] 비가 $\delta$-FeOOH의 입자크기 및 형상에 많은 영향을 미침을 알수 있었으며 입자 크기는 이 두인자에 비례하여 증가하였다 Fe(OH)2 의 반응온도가 4$0^{\circ}C$ [OH-]/[Fe2+]=5 Fe(OH)2 숙성 시간 2시간에서 제조된 $\delta$-FeOOH를 TEM, VSM으로 입자의 크기 및 자기특성을 조사한결과 평균 입경이 630$\AA$ 정도이고 입도 분포가 양호하였으며 포화자화 및 보자력은 각각 20.8emu/g 210 Oe였다.

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Development of Internal Reforming Catalysts and Catalysts Forming Method using Homogeneous Precipitation (균일용액침전법을 이용한 내부개질촉매의 개발과 성형방법에 대한 연구)

  • Jung, Youshick;Rhee, Youngwoo;Koo, Keeyoung;Jung, Unho;Youn, Wanglai;seo, Yongseog
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2010.06a
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    • pp.223.2-223.2
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    • 2010
  • 용융탄산염 연료전지(MCFC)는 $650^{\circ}C$에서 작동하는 고온형 연료전지 시스템이다. 이 시스템은 천연가스 등을 개질하여 생산된 수소를 바로 전기로 생산할 수 있는 시스템으로 열효율이 높으며, 현재 대체 발전시스템으로 각광을 받고 있다. MCFC는 개질방식에 따라 내부개질 방식과 외부개질 방식이 있다. 내부개질 방식은 수소를 생산하는 개질기가 스택내부에 장착된 형식으로 천연가스를 스택내부에서 개질하여 바로 전기를 생산하는 방식이다. 이 내부개질반응에 사용되는 촉매로는 알루미나에 담지된 니켈(Ni) 계열촉매이 주로 쓰이고 있다. 또한 내부개질촉매의 형태는 작은 원주형의 촉매형태로 성형되어 사용된다. 이 성형된 촉매의 크기가 바로 내부개질 스택의 크기를 결정하는 중요한 요소이다. 그래서 촉매의 크기는 되도록이면 작게 성형하는 것이 중요하다. 그러나 촉매의 크기가 너무 작으면 촉매를 성형하는데 큰 어려움이 생기게 된다. 본 연구에서는 니켈 촉매를 공침법이 아닌 균일용액침전법을 이용하여 제조하였으며, 이 촉매를 이용하여 지름이 약 2 mm 이하로 촉매를 압출성형하는 방법을 연구하였다. 먼저 요소(urea)를 이용한 균일용액침전법으로 촉매를 제조하였다. 최적의 촉매 합성조건을 살펴보기 위해서, 반응 온도를 80, 85, 90, 95, $100^{\circ}C$로 변화 시키면서 제조된 촉매의 특성을 살펴보았다. 그리고 촉매의 적절한 니켈 양을 알아보기 위해서 니켈의 양을 30, 40, 50, 60, 70 wt%로 변화 시켰으며, 조촉매로 사용되는 MgO 양을 5, 10, 15, 20 wt%로 변화 시켜서 제조된 촉매의 특성을 살펴보았다. 물성을 비교하기 위해서, X-선 회절분석(XRD) 및 TPR, 물리화학흡착을 하였다. 그 결과 침전반응온도가 $80^{\circ}C$에서 촉매가 가장 좋은 물성을 보였으며, 우수한 개질성능을 보였다. 그리고 촉매 활성물질인 니켈의 함량은 50 wt% 정도가 가장 적절한 함량이었으며, MgO의 함량이 15 wt%일 때 가장 우수한 물성과 개질 성능을 보여주었다. 이 촉매들은 공침법으로 제조된 상용촉매와 비교하였을 때, 보다 우수한 물성과 개질성능 보였다. 그래서 이 촉매를 균일침전법을 이용하여 대량으로 제조한 다음 압출성형 방법을 이용하여 촉매를 원주형으로 제조하였다. 먼저 제조된 촉매는 별도의 분쇄작업(볼밀 혹은 제트밀)을 거치지 않아도 입자사이즈가 약 $4{\mu}m$ 수준이 나오도록 촉매 제조조건을 조절 하였다. 그리고 소량의 Methyl cellulose(MC) 바이더와 물만 사용하여 촉매를 혼합한 다음 스크류 압출기를 이용하여 촉매를 성형하였다. 이 촉매는 지름이 약 2 mm 이하로 제조할 수 있었으며, 기계적 강도는 타정기로 성형한 상용촉매보다 우수하였다. 그리고 촉매 성능 또한 상용촉매와 비교하였을 때, 우수한 성능 보였다. MCFC용 내부개질 촉매로 균일용액침전법을 사용한 촉매가 적합하다고 판단되며, 압출성형에도 적합하다고 판단되었다.

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Study on the reducibility of substituted $LaFeO_3$ (치환된 $LaFeO_3$의 환원반응성에 대한 연구)

  • Jeon, Hyun-Pyo;Lee, Sang-Beom
    • The Journal of Natural Sciences
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    • v.15 no.1
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    • pp.35-46
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    • 2005
  • $LaFeO_3$ and substituted $LaFeO_3$ mixed oxides were prepared by Citrate and Cyanide method in air $850^{\circ}C$/24h. These oxides of orthorhombic perovskite were characterized by XRD and IR, but substituted $LaFeO_3$ with 0.5mol Cu at B site was not obtained single phase. Also, reduction reaction of un-substituted $LaFeO_3.17$ were two steps but each site substituted oxides were three steps reactions. These means that new reduction step of each site substituted oxides were atributed tot dopant.

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Organotitanium Chemistry (Ⅲ). The Reactions of Titanium Tetrachloride with Piperidine and Diphenylamine (유기티탄 화학 (제3보). 사염화티탄과 피페리딘 및 디페닐아민과의 반응)

  • Young Sun Uh;Hoosung Lee;Youn soo Sohn
    • Journal of the Korean Chemical Society
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    • v.18 no.6
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    • pp.408-414
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    • 1974
  • The direct reactions of titanium tetrachloride with piperidine and diphenylamine in dichloromethane have been studied by examining the isolated reaction products. In the reaction with piperidine, titanium tetrachloride undergoes both addition and substitution reactions as in the following: $TiCl_4+C_5H_{10}NH{\to}TiCl_4{\cdot}C_5H_{10}NH$$TiCl_4+C_5H_{10}{\to}TiCl_3{\cdot}NC_5H_{10}+HCl$ The addition reaction is relatively fast and completed in minutes whereas the substitution reaction is very slow. The both reaction products coprecipitated with piperidine hydrochloride formed during the substitution reaction were isolated and characterized. The reaction with diphenylamine resembles to the above reaction but the addition compound could be obtained in pure crystal form.

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K Addition Effect of Co3O4-based Catalyst for N2O Decomposition (N2O 분해반응용 Co3O4 기반 촉매의 K첨가 효과)

  • Hwang, Ra Hyun;Park, Ji Hye;Baek, Jeong Hun;Im, Hyo Been;Yi, Kwang Bok
    • Clean Technology
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    • v.24 no.1
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    • pp.35-40
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    • 2018
  • $Co_3O_4$ catalysts for $N_2O$ decomposition were prepared by co-precipitation method. Ce and Zr were added during the preparation of the catalyst as promoter with the molar ratio (Ce or Zr) / Co = 0.05. Also, 1 wt% $K_2CO_3$ was doped to the prepared catalyst with impregnation method to investigate the effect of K on the catalyst performance. The prepared catalysts were characterized with SEM, BET, XRD, XPS and $H_2-TPR$. The $Co_3O_4$ catalyst exhibited a spinel crystal phase, and the addition of the promoter increased the specific surface area and reduced the particle and crystal size. It was confirmed that the doping of K improves the catalytic activity by increasing the concentration of $Co^{2+}$ in the catalyst which is an active site for catalytic reaction. The catalytic activity tests were carried out at a GHSV of $45,000h^{-1}$ and a temperature range of $250{\sim}375^{\circ}C$. The K-impregnated $Co_3O_4$ catalyst showed much higher activity than $Co_3O_4$ catalysts with promoter only. It is found that the K-impregnation increased the concentration of $Co^{2+}$ more than the added of promoter did, and lowered the reduction temperature to a great extent.

Direct Methanol Synthesis by Partial Oxidation of Methane (메탄의 부분산화에 의한 메탄올 직접 합성)

  • Kim, Young-Kook;Lee, Kwang-Hyeok;Hahm, Hyun-Sik
    • Journal of the Korean Applied Science and Technology
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    • v.30 no.4
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    • pp.649-655
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    • 2013
  • Methanol was directly produced by the partial oxidation of methane with perovskite and mixed oxide catalysts. Perovskite ($ABO_3$) catalysts were prepared by the malic acid method with changing A and B site components. Three-component mixed oxide catalysts that have Mo and Bi as a main component were prepared by the co-precipitation method. Among the perovskite catalysts, $SrCrO_3$ showed the highest methanol selectivity of 11% at $400^{\circ}C$. For the three-component mixed oxide catalysts, there were no remarkable changes in methane conversion. Among the mixed oxide catalysts, Mo-Bi-Cr mixed oxide catalyst showed the highest methanol selectivity of 15.3% at $400^{\circ}C$. The catalytic activity and methanol selectivity of the three-component mixed oxide catalysts were directly proportional to the surface area of the catalysts.