• 공업화학
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• 제27권3호
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• pp.313-318
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• 2016

본 연구에서는 무정형 실리카의 세공 내를 아미노실란인 N-[(3-trimethoxysilyl)propyl]ethylenediamine (2NS)를 이용하여 표면 기능화한 후 표면 기능화된 실리카에 후전이 금속 촉매인 $(DME)NiBr_2$와 $PdCl_2$(COD)를 담지하여 노보넨 중합을 실시하였다. 중합 온도와 중합 시간, Al/Ni 몰비, 조촉매 종류를 변화시켜 중합 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 담지되지 않은 촉매($(DME)NiBr_2$, $PdCl_2$(COD))로 노보넨 중합을 수행하였을 경우 중합반응은 일어나지 않았다. 그러나 조촉매로 MAO를 이용하여 중합한 경우 $SiO_2$/2NS/Ni 촉매는 중합 온도가 증가할수록 활성은 증가하였고 폴리노보넨(polynorbornene, PNB)의 분자량은 급격하게 감소하였다. $SiO_2$/2NS/Pd 촉매는 온도가 증가할수록 활성과 PNB의 분자량 모두 감소하는 경향을 보였다. $SiO_2$/2NS/Ni 촉매는 $SiO_2$/2NS/Pd 촉매보다 높은 온도에서 안정함을 확인하였다. 또한 두 촉매 모두 중합 시간이 길어질수록 노보넨의 전환율은 증가하였다. Al/Ni 몰비가 1000 : 1일 때 가장 높은 활성(15.3 kg-PNB/(${\mu}mol-Ni^*hr$))을 보이는 반면 가장 낮은 분자량($M_n$ = 124,000 g/mol)의 PNB를 합성하였다. 또한 조촉매로 Borate/TEAL을 이용하여 중합한 경우 $SiO_2$/2NS/Ni 촉매는 중합 온도가 증가할수록 활성과 분자량이 모두 감소하였다.

• 공업화학
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• 제8권3호
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• pp.543-549
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• 1997

니켈(Ni)이 담지된 촉매상에서 이산화탄소와 부탄의 직접반응에 의한 합성가스와 탄화수소화합물의 생성을 검토하였다. $CO_2$와 $C_4H_{10}$의 반응에서 니켈 담지촉매는 백금 담지촉매와 유사한 활성을 나타내었으며, 부탄의 탈수소에 따큰 코크의 누적이 현저하게 나타났다. 담체로 알루미나나 Y형 제올라이트를 사용하면 일산화탄소와 수소가 주생성물이었다. 반면에 니켈을 ZSM-5형 제올라이트에 담지한 경우에는 생성물 중에 다량의 방향족화합물이 얻어졌다. Ni/ZSM-5, Ni/NaY 및 Ni/알루미나 촉매상에서 반응물 중의 이산화탄소/부탄 몰비의 증가와 함께이산화탄소의 전환율도 증가하다가 2이상에서 다시 감소하였다. 담체로 ZSM-5를 사용하고 이에 담지되는 니켈의 양을 다르게 하였을 때, 반응물의 전환율은 니켈금속의 담지량이 5wt% 부근에서 가장 높았다. 코크가 누적된 촉매상에 $CO_2$ 가스나 수증기를 흘리면 코크의 양은 감소하였다. 촉매상에 누적된 코크는 활성이 높은 상태로 결합되어 있으며, 표면의 활성탄소는 반응의 중요한 중간체로 작용하는 것으로 해석된다.

• 청정기술
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• 제13권4호
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• pp.266-273
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• 2007

본 연구에서는 석탄가스화 복합발전시스템용 고온건식탈황공정에 포함된 직접황회수공정의 $SO_2$ 촉매환원 반응에서 발생되는 COS의 효과적인 제거를 위한 활성탄계 흡착제의 흡착특성이 연구되었다. $SO_2$의 촉매적 환원을 위하여 전이금속 담지촉매와 복합금속산화물 촉매가 사용되었으며, 이들 촉매의 반응기구에 따라 COS 생성과정과 반응온도에 따른 유출량이 조사되었다. 생성된 저농도의 COS를 효과적으로 제거하기 위하여 상용활성탄과 활성탄의 COS흡착특성을 개선하기 위하여 알칼리금속 수용액(KOH)으로 담지시킨 활성탄이 이용되었다. TGA를 이용하여 온도에 따른 COS 흡착량과 흡착속도를 알 수 있었고, GC-PFPD가 장착된 고정층 흡착시스템을 이용하여 COS 흡착실험을 수행한 결과, 높은 BET 표면적을 지니는 KOH로 처리된 활성탄의 COS 파과시간이 상용활성탄에 비해 장시간 유지되었다. 이와 같은 결과로부터 활성탄 흡착시스템으로 $SO_2$ 환원으로부터 생성되는 COS를 효과적으로 제거할 수 있으며, 알칼리성 금속을 담지할 경우 흡착특성이 향상됨을 확인할 수 있었다.

• 청정기술
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• 제21권1호
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• pp.68-75
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• 2015

본 연구에서는 높은 열전도성을 갖는 금속-세라믹 core-shell 구조의 CoAl₂O₄@Al 복합체를 Al 금속의 수열반응을 통하여 합성하고, 이를 Rh 촉매의 담지체로 적용하여 구조적, 촉매화학적 특성을 분석하였다. Rh/CoAl₂O₄@Al (3 wt% Rh) 촉매는 단순침적법(incipient wetness impregnation)으로 제조하였고, 특성의 비교평가를 위하여 공침법(co-precipitation)으로 합성한 CoAl₂O₄를 담지체로 하여 Rh/CoAl₂O₄ (3 wt% Rh) 촉매를 단순침적법으로 제조하였다. 이들 촉매들은 N₂ 흡착, XRD, 전자 주사현미경, temperature programmed reduction (TPR), CO 화학흡착 분석을 통해서 그 특성을 분석하였고, 글리세롤 수증기 개질 반응(550 ℃)을 통한 수소전환반응에 적용하여 촉매적 특성을 평가하고 분석하였다. 글리세롤 수증기 개질반응에 대하여 Rh/CoAl₂O₄@Al 촉매는 Rh/CoAl₂O₄ 촉매에 비하여 약 2.8배 높은 글리세롤 전환 turnover frequency (TOF)를 보여주었고, 이는 높은 열전도성을 갖는 금속-세라믹 복합체를 통한 원활한 반응열의 전달에 기인한 것으로 분석되었다. CoAl₂O₄@Al 및 CoAl₂O₄ 담지체에서도 환원에 의하여 노출된 일부 Co 금속에 의한 촉매적 활성이 관찰되었는데, Rh/CoAl₂O₄@Al과 Rh/CoAl₂O₄ 촉매에서와 마찬가지로 core-shell 구조체인 CoAl₂O₄@Al이 CoAl₂O₄ 보다 높은 촉매적 활성을 보였다. 그러나, 이들 촉매는 글리세롤 개질반응에서 비교적 높은 비활성화를 보여주었고 이는 촉매표면의 탄소침적(coking)에 기인한 것으로 판명되었다.

• 공업화학
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• 제9권5호
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• pp.619-623
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• 1998

불화된 금속 산화물 촉매상에서 이염화메탄을 불화하여 이불화메탄을 합성하는 연구를 하였다. 실험 변수는 반응온도, HF/DCM (dichloromethane) 몰비, 접촉시간 그리고 촉매의 형태이었다. 촉매의 성능은 불화된 알루미나 보다는 크롬이 담지된 불화된 알루미나가 우수하였으며 크롬을 담지한 촉매에서 전처리 하지 않은 경우가 수소와 공기 분위기로 소성처리한 경우보다 더욱 우수하였다. 최적 반응 조건은 반응온도 $340^{\circ}C$, HF/DCM 몰비 5이상 그리고 접촉시간 20 초 이상이었다. 이들 조건에서 얻은 이불화메탄의 최대 수율은 80% 이상이었다. 특히 반응시간이 8시간까지 촉매의 활성 감소나 이불화메탄의 선택성의 감소가 나타나지 않았다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.412-415
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• 2017

본 연구에서는 금속을 담지한 alumina bead 촉매를 이용하여 ammonium dinitramide (ADN)기반 단일액상추진제 분해 성능 분석을 수행하였다. Alumina bead를 $1200^{\circ}C$에서 소성한 후, 회전 증발기를 이용하여 과량 용액 함침법 (Excess water impregnation)으로 alumina bead에 Pt 및 Cu 를 담지하였다. 자체 제작한 batch 반응기에서 ADN기반 단일액상추진제 분해 온도($T_{dec}$)를 측정하였다. Cu/$Al_2O_3$ 촉매가 Pt/$Al_2O_3$ 촉매에 비해 분해 온도가 더 낮게 나타났으며, $T_{dec}$ 는 약 $130^{\circ}C$이었다.

• 공업화학
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• 제23권6호
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• pp.604-607
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• 2012

본 연구에서는 표면적이 높은 제올라이트나 촤를 지지체로 이용해 알칼리금속을 담지시킴으로써 염기 세기를 증가시켜 전이에스테르화 반응에 있어 보다 좋은 활성을 가지는 고체촉매를 만들고자 하였다. 제올라이트는 KOH 수용액으로 담지하였고, 미역촤는 calcium nitrate를 담지하여 염기의 세기를 증가시켰다. Hammett 지시약과 $CO_2$-TPD를 통하여 촉매의 특성을 분석하였다. 대두유과 메탄올을 사용하여 바이오디젤을 합성한 후 지방산 메틸에스테르 함유량을 측정함으로서 촉매의 활성을 알아보았다. 일정량까지는 담지량과 활성이 비례하였으나, 과량 담지 시 오히려 활성이 감소하는 결과를 보였다.

• 청정기술
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• 제13권4호
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• pp.287-292
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• 2007

상용 알루미나($Al_2O_3$)에 담지된 $M/Al_2O_3$ (M = Mn, Fe, Co, Ni, Cu) 촉매를 함침법에 의해 제조하였으며, 이를 에탄을 자열개질반응에 의한 수소제조에 적용하였다. 각각의 촉매는 고유한 금속상을 가지는 것으로 나타났으며, 생성물의 분포는 활성금속의 종류에 크게 의존하였다. 제조된 촉매 중에서, $M/Al_2O_3$ 및 Co/$Co/Al_2O_3$는 에탄을 자열개질반응에서 매우 우수한 촉매활성을 보였다. 그러나 두 촉매상에서의 반응메커니즘은 서로 다른 것으로 나타났다. $Ni/Al_2O_3$ 촉매는 $500^{\circ}C$의 반응온도에서 100%의 에탄올 전환율을 보였으나, 수소 선택도에서는 시간에 따라 급격한 저하현상을 나타내었다. 한편 $Co/Al_2O_3$ 촉매는 수소 선택도 면에서 우수한 활성을 보였으나, 에탄올 전환율이 저조하여 수소 수율에는 큰 변화가 나타나지 않았다.

• 공업화학
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• 제22권6호
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• pp.648-652
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• 2011

수소를 제어하기 위한 기술 중 최근에 각광받는 방법으로는 피동형 촉매 재결합기(PAR)가 있다. PAR설비에서의 핵심기술인 촉매를 제조한 후 이를 이용하여 수소 재결합 성능 평가를 실시하였다. 실험은 공간속도(GHSV)를 $35000{\sim}100000hr^{-1}$로 변경하며 실시한 결과 공간속도가 증가할수록 수소의 전화율은 감소하였으나 시간당 제거되는 수소의 중량은 크게 증가하였다. 백금의 담지량을 달리하여 촉매를 제조한 후 실험을 수행한 결과 3 wt%에서는 별다른 전화율 차이를 보이지 않았으나 활성금속의 담지량이 증가하면서 승온속도가 증가되는 것을 확인 할 수 있었다. 이와 같은 공간속도 및 촉매 담지량 실험 결과 본 촉매는 상온 상압에서 80% 이상의 높은 전화율을 보이는 것을 확인 할 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권5호
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• pp.671-677
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• 2016

대나무를 원료로 탄화 및 활성화온도 $900^{\circ}C$에서 대나무 활성탄을 만들고, 이 대나무 활성탄에 알칼리 금속(Na, K)과 알칼리토금속(Ca, Mg)을 담지 시켜 알칼리 담지 대나무활성탄을 제조하였다. 제조된 알칼리 담지 활성탄의 비표면적 및 세공분포 등의 물리적 특성을 분석하였다. 또한 폐 대나무활성탄의 재활용을 위하여 알칼리 담지 대나무활성탄과 NO 기체의 반응 특성 실험을 열중량분석기를 사용하여 비등온반응(반응온도 $20{\sim}850^{\circ}C$, NO 농도 0.1 kPa)과 등온반응(반응온도 600, 650, 700, 750, 800, $850^{\circ}C$, NO 농도 0.1~1.8 kPa) 조건에서 하였다. 실험 결과, 대나무 활성탄 특성 분석에서 알칼리 담지 대나무 활성탄에서는 알칼리 담지량이 증가할수록 세공 부피와 표면적이 감소하였다. 비등온과 등온 NO 반응에서는 전체적으로 Ca금속담지 대나무활성탄[BA(Ca)]과 Na금속담지 대나무활성탄[BA(Na)], K금속담지 대나무활성탄[BA(K)], Mg금속담지 대나무활성탄[BA(Mg)]이 대나무활성탄[BA]에 비하여 반응속도가 향상되는 것을 볼 수 있다. BA(Ca)> BA(Na)> BA(K)> BA(Mg)> BA 순으로 촉매 활성이 유효하였다. NO 반응에서의 활성화에너지는 82.87 kJ/mol[BA], 37.85 kJ/mol[BA(Na)], 69.98 kJ/mol[BA(K)], 33.43 kJ/mol[BA(Ca)], 88.90 kJ/mol[BA(Mg)]로 나타났고, NO 분압에 대한 반응차수는 0.76[BA], 0.63[BA(Na)], 0.77[BA(K)], 0.42[BA(Ca)], 0.30[BA(Mg)]이었다.