• Title/Summary/Keyword: 메탄화 반응

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과잉수소 반응조건하에서 사염화탄소의 고온 분해반응 특성 연구 (Thermal Degradation Characteristics of Carbon Tetrachloride in Excess Hydrogen Atmosphere)

  • 원양수;전관수;최성필
    • 한국환경과학회지
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    • 제5권5호
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    • pp.569-577
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    • 1996
  • 과잉수소 반응조건하에서 사염화탄소의 열적 안정성과 수첨탈염소화 과정을 고찰하기 위한 모델로써 Cl/H의 비가 다른 순수 염화메탄화합물인 메틸염소, 메틸렌염소, 클로로포름과 사염화탄소를 이용하였다. 반응시간 1초에서 99% 분해되는 온도를 기준으로한 열적 안정성은 메틸염소는 $875^{\circ}C,$ 메틸렌염소는 $780^{\circ}C,$ 클로로포름은 $675^{\circ}C,$ 사염화탄소는 $635^{\circ}C$ 이었으며, 낮은 반응온도영역에서는 클로로포름의 열적 안정성이 사염화탄소보다 낮았으나 온도가 증가함에 따라 사염화탄소의 분해가 증가하여 $570^{\circ}C$ 이상에서는 클로로포름보다 쉽게 분해되었다. 사염화탄소의 분해 반응계에서의 생성물 고찰결과, 반응온도가 증가함에 따라 염화탄화수소 화합물 계열 생성물의 농도와 염화정도가 감소하였다. 과잉수소 반응조건에서 사염화탄소 열분해 실험결과, $850^{\circ}C$ 이상에서는 탈염소화 탄화수소화합물인 메탄, 에틸렌, 에탄의 생성물의 농도가 증가하였으며 염소화 합물로는 메틸염소만이 소량 검출되었다. 이는 염화정도가 낮은 화합물일수록 열적 안정성이 크다는 것을 의미하며 CCl4/H2 반응계에서 염화탄소화합물중 메틸염소가 열적 안정성이 가장 큰 화합물이었다.

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Co/NaY 촉매를 이용한 CO 수소화 반응에 있어서 알칼리 첨가제의효과 (Effect of Alkali Promoter in CO Hydrogenation Using Co/NaY Catalyst)

  • 성명모;윤민영;김윤수;백행남
    • 대한화학회지
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    • 제32권5호
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    • pp.501-506
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    • 1988
  • 본 연구에서는 알칼리화합물의 첨가가 Co/NaY촉매의 반응성과 선택도에 미치는 영향을 관찰하였다. 촉매는 제올라이트 NaY에 알칼리화합물을 첨가한 후 $Co_2(CO)_8$을 담지시켜 제조하였고, 온도 = 200∼$250^{\circ}C$, GHSV = 120∼$160hr^{-1}$, 압력 = 1atm, $H_2$/CO = 1 에서 반응하였다. 첨가된 알칼리이온의 염기도가 클수록 올레핀선택도, probability of chain growth(${\alpha}$), $CO_2$의 생성율은 증가하고 메탄의 생성율은 감소하였으며, 알칼리용액의 염기도가 클수록 반응활성은 증가하였다.

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PEMFC용 플라즈마 개질 시스템의 수소 생산 (Hydrogen Production for PEMFC Application in Plasma Reforming System)

  • 양윤철;전영남
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제46권5호
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    • pp.1002-1007
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    • 2008
  • 이 논문의 목적은 PEMFC 작동을 위한 플라즈마 개질 시스템의 최적 조건을 연구한 것이다. 플라즈마 개질 반응기는 니켈 촉매 반응기와 동시에 사용하여 수소 생성을 증대하였다. 또한 수성가스 전환 반응기 및 선택적 산화 반응기는 연료전지의 촉매 피독에 영향을 주는 일산화탄소의 농도를 10 ppm 이하로 줄이기 위하여 제작되었다. 플라즈마 개질기에서 최대 수소생산 조건은 S/C 비 3.2, 메탄 2.0 L/min, 촉매반응기 온도는 $700{\pm}5^{\circ}C$ 그리고 입력전력 900 W이다. 이때의 합성가스의 농도는 $H_2$ 70.2%, CO 7.5%, $CO_2$ 16.2%, $CH_4$ 1.8% 이다. 수소 수율, 수소 선택도 그리고 메탄 전환율는 각각 56.8%, 38.1%, 92.2%이다. 에너지 효율과 에너지 요구량은 37.0%, 183.6 kJ/mol 이다. 추가적으로 $CO_2/CH_4$ 비 실험을 진행하였다. 또한 수성가스 전환 반응기는 플라즈마 개질 반응기의 최적조건으로 실험을 진행하였으며, 출구 농도는 $H_2$ 68.0%, CO 337 ppm, $CO_2$ 24.0%, $CH_4$ 2.2%, $C_2H_4$ 0.4%, $C_2H_6$ 4.1% 이다. 이때의 선택적 산화 반응기의 실험결과는 $H_2$ 51.9%, CO 0%, $CO_2$ 17.3%를 나타냈다.

구리촉매 상에서의 메탄을 산화카르보닐화에 의한 디메틸카보네이트 합성 (Synthesis of Dimethyl Carbonate by Oxidative Carbonylation of Methanol over Cu Catalysts)

  • 박진석;서영웅;박태진;서동진
    • 청정기술
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    • 제14권3호
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    • pp.160-165
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    • 2008
  • Semi-batch 고압반응기에서 구리촉매를 이용한 디메틸카보네이트(DMC) 합성에 대하여 연구하였다. DMC는 메탄올을 일산화탄소와 산소로 직접 산화성 카르보닐화하여 합성되었다. 부식속도는 반응기에 스테인레스스틸 시험 조각을 미리 넣어서 반응하는 동안 그 무게 변화를 측정하여 구하였다. DMC의 수율을 크게 낮추지 않고 부식속도를 낮추기 위하여 아민, 올레핀, 다른 금속염과 같은 첨가제를 사용하였다. 1-메틸이미다졸을 첨가제로 사용하면 부식 없이 18.6%의 DMC 수율을 얻을 수 있었다. DMC의 사용량을 줄이면 0.5%의 낮은 부식속도로 33.2%의 DMC 높은 수율을 얻을 수 있었다.

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Pt합금 촉매에서 메탄을 산화 반응에 미치는 제2금속의 영향 (The Effects of 2nd Metals in Pt-based Electrocatalysts on Methanol Oxidation)

  • 김영민;박경원;최종호;박인수;성영은
    • 한국전기화학회:학술대회논문집
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    • 한국전기화학회 2002년도 연료전지심포지움 2002논문집
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    • pp.179-182
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    • 2002
  • The electrooxidation of methanol was studied using Pt, PtRu(1:1), PtNi(1:1), PtRh(1:1) and PtOs(1:1) alloy nanoparticles for application as electrocatalysts. The effects of the second metals in the electrocatalytic activity was investigated using cyclic voltammetry (CV), chronoamperometry (CA), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). There are the metallic and oxygen states in the PtRu and PtOs electrocatalysts . In the XPS of PtRu and PtOs alloy nanoparticles, the oxygen sources were dominant as the second metal's effects. Negative shifts of the binding energies of Pt for the PtNi, PtRh alloy nanoparticles were determined by XPS measurements, which can be explained by electronic effects.

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Aliquat 336 상이동 촉매하에서 디페닐메탄의 산화에 의한 벤조페논의 합성 (Synthesis of Benzophenone by Oxidation of Diphenylmethane under Aliquat 336 as Phase Transfer Catalyst)

  • 박대원;이화수;문정열;박상욱;신정호
    • 공업화학
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    • 제5권1호
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    • pp.74-80
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    • 1994
  • 본 연구는 Aliquat 336 상이동 촉매와 potassium tert-butoxide 염기를 사용하여 상온에서 디페닐메탄을 산화시켜 벤조페논을 합성하는데 관한 것이다. 4급 암모늄염 촉매 존재하에서는 벤조페논이 합성되지 않는다고 보고된 다른 연구 결과와는 달리 Aliquat 336 촉매로 상온에서 30% 이상의 벤조페논 수율을 얻었다. Aliquat 336 촉매의 양과 potassium tert-butoxide의 양이 증가할수록 디페닐메탄의 전화율이 증가하였다. 산소의 분압이 높을수록 유기용매에 녹아 있는 산소의 농도가 증가하여 전화율과 선택도가 상승하였다. 또한 Aliquat 336 촉매의 역할이 포함된 반응 메카니즘을 제시하였다.

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전단동축형인젝터를 통해 분사된 메탄-산소 이원추진제의 연소특성 (Combustion Characteristics of the Methane-Oxygen Bipropellant Injected by a Shear-coaxial Injector)

  • 홍준열;배성훈;배대석;김정수
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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    • pp.787-790
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    • 2017
  • 본 연구는 이원추진제 추력기(thruster)에 사용되는 메탄-산소 연소특성규명의 선행연구로서 모델연소실 내 전단동축형인젝터를 통해 분사된 기체메탄-기체산소 비예혼합화염의 연소안정한계 및 화염형상을 도출하기 위한 실험적 연구가 수행되었다. DSLR 카메라를 이용하여 화염 직접이미지(direct image)를 촬영하였고, 이미지 후처리(post-processing)를 통해 연소특성파악 및 화염길이 정량화를 수행하였다. 그 결과, 산화제 레이놀즈 수($Re_o$)가 증가함에 따라 이론반응비(stoichiometric ratio)에서 안정된 화염이 발생하였고, 동일 인젝터직경 조건에서 난류화염의 길이가 늘어남을 확인하였다.

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이론성능해석에 의한 메탄/산소 이원추진제 소형로켓엔진의 예비형상설계 (A Preliminary Configuration Design of Methane/Oxygen Bipropellant Small-Rocket-Engine through Theoretical Performance Analysis)

  • 배성훈;정훈;김정수
    • 한국추진공학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.47-53
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    • 2015
  • 이론성능해석을 통하여 메탄/산소 이원추진제 소형로켓엔진의 형상설계에 필요한 설계인자들을 도출하였다. 로켓엔진의 이론성능 분석을 위해 CEA를 이용하였고, 추력실 내부의 화학반응을 화학평형 상태로 가정하여 엔진의 형상설계에 필요한 최적의 추진제 혼합비, 특성길이, 최적 팽창비 등을 도출하였다. 인젝터의 경우, 미립화 성능이 우수하고, 다른 인젝터 형상에 비해 연소효율이 높은 스월 동축 인젝터를 설계하였다. 노즐형상은 80%의 길이를 갖는 벨형 노즐을 설계하였고, 추력실 내부압력 1.72 MPa, 총 추진제 질량유량 0.18 kg/s, O/F ratio 2.7일 때의 지상연소시험용 로켓엔진의 형상설계 결과를 제시한다.

CO 가스 산화를 위한 백금/다공성 골드 전극의 개발 (Preparation of Pt/porous Gold Electrode for CO Oxidation)

  • 신소향;김휘로;오천석;고재욱;김영훈
    • 한국가스학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.27-32
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    • 2011
  • 가스 설비의 증가와 함께 가스 사용시 안전관리가 중요해 지고 있다. 그 일환으로 국가적인 차원에서 U-safety 시스템 도입이 추진되고 있으며, 이를 위해서는 실시간으로 현장에서 가스 누출에 대한 검지가 가능해야 한다. 탄화수소류로 주로 구성된 가스의 누출 감지는 열저항을 이용하는 방식이지만, 도관에 함께 매설될 시에는 폭발 가능성으로 인해 적용이 불가하다. 이에 상온에서 메탄이나 일산화탄소와 같은 탄화수소류를 전기화학적 촉매 반응으로 검지할 수 있는 방법이 필요하다. 본 연구에서는 다공성 골드 분말을 팰렛 형태로 제조하여 백금 나노입자를 전해 도금법으로 도핑하여, CO의 $CO_2$ 산화 반응을 유도할 수 있는 촉매 전극을 제조하였다. Pt/PAu 전극의 경우, 약 21%의 CO 전환률을 보여서 탄화수소류의 상온 촉매전환과 함께 전기화학적 센싱이 가능함을 보였다. 이는 추후 메탄 가스 검지에 적용할 수 있는 여지를 마련했다고 판단된다.

전기화학환원에 의한 이산화탄소의 수소화 반응연구 (A study on the electrochemical reduction of carbon dioxide)

  • 심규성;김종원;김연순;명광식
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제9권1호
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    • pp.8-15
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    • 1998
  • 지구온난화방지를 위한 이산화탄소 고정화 기술로는 주로 접촉수소화에 의한 탄화수소의 제조가 주로 연구, 검토되고 있으나 값비싼 수소의 확보가 큰 걸림돌로 작용하고 있으며, 기타 해조류 합성 등에 의한 생물학적 고정화 방법도 연구되고 있다. 전기화학적 환원에 의한 이산화탄소 고정화 방법은 전해질 용액중 촉매전극으로 전기화학반응을 일으켜 이산화탄소를 메탄, 에탄, 알코올 등으로 전환시키는 것으로 접촉수소화 방법과 같은 원리로 생각할 수 있으나 전기분해와 동시에 수소화 반응을 일으키므로 장치가 간단하고 심야의 잉여전력을 이용할 수 있는 동의 장점으로 최근 연구개발이 이루어지고 있다. 본 연구에서는 환원전극으로 구리 및 페롭스카이트($La_{0.8}Sr_{0.2}CuO_3$) 분말을 시료로 하여 제조한 전극을 사용하였고, 기준전극으로는 Ag/AgCl, 상대전극으로는 백금전극을 사용하였다. 전해액은 $KHCO_3$ 수용액에 이산화탄소를 포화시키고 이를 반응조에 순환시키는 연속흐름식 전해환원시스템을 사용하였다. 환원전극의 크기는 $2{\times}2cm$, 상대전극의 크기는 $2{\times}6cm$의 것을 사용하였고, 전해환원 결과 얻어지는 기상의 생성물과 액상의 생성물을 분석하였다. 또한 전해질의 농도, 페롭스카이트 전극의 제조방법에 따라 환원전류의 크기 및 반응생성물의 종류와 발생량을 측정하였다.

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