• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권3호
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• pp.372-381
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• 2015

본 연구에서는 $Ni/Al_2O_3$ 촉매를 사용한 에틸렌글리콜의 수증기 개질반응에서 제조 방법에 따른 영향을 알아보았다. 촉매들은 건식 함침법, 습식 함침법 그리고 공침법을 사용하여 제조하였다. 공침법을 사용하여 촉매 제조시 침전제를 KOH, $K_2CO_3$, $NH_4OH$를 각각 사용하여 침전제에 따른 영향 또한 알아보았다. 제조한 촉매들은 질소 물리흡착, 유도결합 플라즈마 질량분석법(ICP-AES), X선 회절법(XRD), 수소 승온 환원법(TPR), 수소 화학흡착, 승온 산화법(TPO), 주사전자현미경(SEM), 열분석법(TGA)을 사용하여 촉매의 물리화학적인 특성을 분석하였다. 773 K에서 환원한 촉매의 경우 KOH 혹은 $K_2CO_3$를 침전제로 사용하여 공침법으로 제조한 촉매가 가장 높은 활성을 보였다. 촉매 제조 방법은 Ni의 입자크기, Ni 산화물의 환원도, 반응에서의 활성과 안정성, 반응 중 탄소 침적의 형태 등에 영향을 끼치는 것을 확인할 수 있었다. KOH를 침전제로 사용하여 공침법으로 제조한 촉매의 경우 환원온도를 773~1173 K까지 증가시켰을 때, Ni 입자크기의 증가에도 불구하고 Ni 산화물의 환원도가 증가하므로 반응활성이 증가하는 것으로 나타났다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제11권3호
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• pp.55-62
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• 2004

여러 가지 온도와 습도에 따라 Sn의 표면에 형성되는 산화물을 전기화학적 환원방법을 이용해 분석하였다. 전기화학적 방법을 이용하여 금속표면에 형성된 산화물을 환원시킬 때 나타나는 환원전위와 소모된 전하량을 측정하여 표면 산화물의 종류와 양을 정량적으로 분석하였다 우선 전기화학적 환원 방법이 금속 표면 산화물의 분석에 적합한지 알아보기 위해 여러 가지 산화물 분말의 환원 전위와 수소 발생 전위를 측정하였고, 분석을 위한 최적의 전류밀도 값을 구하였다. Sn 표면에 생성된 산화물을 분석한 결과 $85^{\circ}C$의 건조한 환경에서 보다 T/H (Temperature/Humidity, $85^{\circ}C$/$85\%$상대습도)조건에서 SnO가 더 빠르게 성장하였다. 또한 T/H 조건에서 하루가 지난 이후부터는 Sn의 표면 최상층에 매우 얇은 (<10 ${\AA}$) $SnO_2$ 가 형성되어 있는 것을 확인하였다. $150^{\circ}C$에서는 SnO와 $SnO_2$가 같이 존재하는 것을 확인하였다. 또한 XPS와 AES 표면분석을 통하여 환원 실험 결과를 뒷받침하였다.

• 전기화학회지
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• 제15권2호
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• pp.83-89
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• 2012

전기화학적 석출에 의해 Ag-Au 합금층을 전극표면에 형성한 후 진한 질산으로 Ag만을 녹여내는 기법으로 나노다공성 금(nanoporous gold, NPG) 구조를 만들어 전기화학적 산소환원에 대한 촉매현상을 관찰하였다. 석출과정의 전구체의 농도비를 달리하였을 때 나타나는 NPG 표면구조의 변화를 주사전자현미경으로 관찰하고 전기화학적 표면적을 측정하였다. 전기화학적 산소환원 촉매 효율은 NPG 표면의 구조에 따라 달라졌는데, Ag/Au 비율이 2.0에 해당하는 NPG 구조에서 가장 우수한 촉매 현상이 관찰 되었다. 표면구조의 변화에 따른 촉매 활성 변화에서 다공성 구조의 역할이 매우 큰 기여를 하는 반면 표면적의 변화는 큰 영향을 미치지 않았다. 최적 조건의 NPG 구조상의 전기화학적 산소환원 과정의 메커니즘을 회전원판전극 실험을 통해 관찰하였는데, 산성 조건에서 NPG 전극에서 전기화학적 산소환원은 과산화수소를 거쳐 물이 생성되는 2-단계 4-전자 환원 메커니즘으로 진행되었고 염기성 조건에서는 산소가 4개의 전자 전달을 통해 물로 직접적으로 환원 되었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제19권5호
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• pp.246-250
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• 2009

NiO 나노 결정을 수소 분위기에서 환원시켜 Ni 금속이 형성되는 거동에 대하여 고찰하였다. NiO 나노 결정은 $Ni(NO_3)_2\cdot6H_2O$를 열처리하여 얻었고, 200~500 nm의 입도와 정 팔면체의 형상을 나타내었다. 이 결정은 일반적인 합성조건에서는 잘 형성되지 않는 불안정 상태인 불안정상태인 (111)면이 발달한 결정체였다. 환원은 300과 $600^{\circ}C$에서 15분과 60분간 수행하였다. NiO 결정의 환원은 불안정한 (111)면에서 우선적으로 일어나기 시작하였으며, $300^{\circ}C$ 환원에서는 팔면체 형상을 유지하면서 Ni로 환원되었다. $600^{\circ}C$ 환원에서는 팔면체 결정의 facet 면이 사라지고, 인접한 결정립들 간의 neck가 형성되면서 Ni 상의 입자로 응집되어가는 것을 확인하였다.

• 대한화학회지
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• 제27권6호
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• pp.434-440
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• 1983

테트라히드로프란 용액에서 수소화붕소나트륨과 붕산트리페닐을 사용해서 카르복시산, 카르복시산염, 3차아미드 및 술폭시드를 환원하는 새로운 방법을 개발하였다. 즉 카르복시산은 실온에서 6~12시간에 정량적으로 환원될 수 있으며, 지방족 카르복시산염은 실온에서 6시간에 정량적으로 환원되나 방향족 산염은 $65^{\circ}C$에서 24시간이 소요되었다. 3차 아미드는 실온에서 3~6시간에 88∼100%의 좋은 수율로 환원되었으며, 조사한 대부분의 술폭시드는 실온에서 1~6시간에 98∼100%의 수율로 환원되었으나, 디페닐술폭시드는 보다 격렬한 조건에서 48시간에 환원할 수 있었다.

• 공업화학
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• 제7권2호
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• pp.261-268
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• 1996

Copper 담지량을 0~50wt% 범위에서 달리한 $Cu/SiO_2$ 촉매를 kneading법으로 제조하였다. 이 촉매들을 $400{\sim}900^{\circ}C$에서 소성하였고 반응전에 수소분위기하에서 $150{\sim}300^{\circ}C$에서 환원하였다. 메탄올의 수증기 개질반응을 반응온도; $200{\sim}400^{\circ}C$, 수증기/메탄올 몰비; 0.4~1.6, 그리고 접촉시간(W/F); 3~25g.-cat.hr./mol 범위에서 수행하였다. 촉매의 특성은 IR, BET와 XRD를 사용하여 조사하였다. 촉매의 precursor로 copper nitrate를 사용할때 촉매제조시의 pH가 촉매의 활성에 큰 영향을 미쳤으나 pH, 소성온도 및 환원온도는 생성물분포에 영향을 미치지 않았다. 최적담지량, 소성온도 및 환원온도는 각각 40wt%, $700^{\circ}C$ 그리고 $300^{\circ}C$였다. 수소생성을 위한 최적반응온도는 $275^{\circ}C$였고 수소의 양과 질을 저하하는 메탄의 생성은 이 온도까지 억제되었다. $Cu/SiO_2$ 촉매계에서 반응활성종은 $Cu^{\circ}-Cu_2O$임을 추정할 수 있었다.

• 대한화학회지
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• 제48권6호
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• pp.583-589
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• 2004

본 연구에서는 연속흐름 주입법에 의한 공침농축과 수소화물발생을 결합하여 유도결합 플라즈마 원자방출분광법에서 비소 이온을 고감도로 분석할 수 있는 방법을 개발하고 산화수에 따라 $As^{3+}와\;As^{5+}$를 분리하여 분석하였다. 미량의 비소시료는 In 공침제와 함께 공침되고 필터에 걸러진 후, 강산을 침전용해제로 사용하여 용리시켰다. 용리된 비소는 수소화물 발생장치에 들어가고 환원제와 혼합된 후 수소화물이 되어 ICP로 주입된다. 현재의 연속적 공침 농축-수소화물 발생법은 ICP를 단독으로 사용했을 때 보다 약 70배 정도의 감도를 높일 수 있었고, 이것은 공침농축이나 수소화물 발생법을 단독으로 사용한 것보다 각기 7배 및 10배 정도 높았다. 이것은 부피 0.3 mL의 1.0 ppm 용액에 대한 결과이며 만일 시료부피를 증가시킨다면 감도는 더욱 개선될 것이다. 시료의 측정횟수는 10 회/hr 이며 검출한계는 0.020 ${\mu}g\;L^{-1}(3{\sigma})$이고 정밀도는 7-10%이다. 또한, 시트르산을 이용하여 비소의 화학종간의 수소화물 발생의 차이를 만들어 시료내의 $As^{3+}\;와\;As^{5+}$ 이온을 분리정량해 낼 수 있었다.

• 전기화학회지
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• 제11권3호
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• pp.170-175
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• 2008

다중 생체시료 검출을 위한 바이오센서 연구를 위하여 각기 두 전위를 갖는 오스뮴 고분자를 함께 탄소 전극 (Screen Printed Carbon Electrodes) 위에 고정하였다. 새로운 개념의 다중 생체시료 검출 바이오센서 연구위하여 과산화수소의 환원과 글루코스의 산화에 관여하는 환원 효소와 산화 효소를 각각 이용하였다. 실험 목적에 위하여 염소 작용기 ($E^{O'}$ + 0.520 vs. Ag/AgCl)와 메톡시 작용기 ($E^{O'}$ + 0.150 vs. Ag/AgCl)를 각각 포함하는 두 개의 오스뮴 고분자를 합성하였다. 전자는 과산화수소의 환원에 대하여 좋은 촉매전류신호를 보였고, 후자는 당의 산화에 대하여 효과적인 촉매전류신호를 보였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.361-363
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• 2008

탄소 개질반응은 $1200^{\circ}C$(도1) 이상에서 모든 탄화물질과 수분 또는 $CO_2$ 사이에서 흡열/환원반응이 일어나서 합성가스를 생성한다. 개질반응로는 산화반응로와 연결되어, 수소가스와 CO 가스의 혼합인,합성가스가 산화반응로 내에서 산소가스와 연소하여 열과 $H_2O+CO_2$를 생성하여 환원 반응로 내로 유입되어, 환원 반응로를 $1200^{\circ}C$ 이상으로 유지하고, $H_2O$와 $CO_2$는 석탄 속의 모든 탄소를 CO로 개질한다(도2). 동시에 수소가스가 생성되어 합성가스를 생성하게 된다. 석탄 속의 비탄소 물질인 슬래그(Slag)는 개질로 내에 남게 되는데, 개질로를 슬래그 융점(non-fluid point) 이하에서 고체상태로 포집함으로서 Fly-ash로 처리된다. 개질로 내의 온도를 $1200{\sim}1300^{\circ}C$(석탄 슬래그 융점)로 유지함으로서 개질반응이 지속되어 합성가스가 생성된다. IGCC 시스템에서는 합성가스를 가스터빈 속에서 $O_2E가스와 연소하여 고온의 가스를 생성하여 터빈을 가동해 발전을 하고 배출가스를 $1500{\sim}1700^{\circ}C$에서 배출한다. 재래식 IGCC(도4)에서는 ${\sim}1500^{\circ}C$의 배출가스를 열교환 시스템에 의해 증기를 생성하여 Steam turbine(증기터빈)을 가동하여 추가 전력을 생산했다. 그러나 본 시스템에서는 배출가스(증기와 $CO_2E 가스)를 위의 개질로에 유입하여 개질로 온도를 $1200{\sim}1300^{\circ}C$로 유지함으로서 더 많은 합성가스를 생성 하게 된다(도3). 이렇게 하여 Oxidation-reduction cycle을 형성하게 된다. 새로운 IGCC 시스템에서 가스 터빈의 배출가스가 석탄 개질로에 연결되고 석탄개질로의 합성가스 출구가 가스터빈의 가스 입구에 연결됨으로서,외부에너지 주입 없이 지속 가능한 가스화 반응과 터빈 사이클(Cycle)을 완성하여 IGCC 시스템의 석탄 열효율을 1단계 상승시켰다. 이렇게 설계된 석탄가스화기는 Lurgi형 석탄가스화 기와 달리 석탄개질반응의 효율을 높일 수 있고, 슬래그 처리가 간단하기 때문에 석탄가스화기가 소형화 될 수 있으며 슬래그(Slag)용융에 따른 석탄가스화기의 외벽손상을 피할 수 있다.

• 한국결정성장학회지
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• 제4권4호
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• pp.395-404
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• 1994

니켈.흑연 복합분말은 수소가스를 사용하여 ammoniacal 황산니켈염 수용액으로 부터 니켈이온을 흑연입자표면에 석출시켜 제조하였으며, SEM, 광학현미경, 입도 및 화학분석등을 이용하여 니켈이오느이 환원속도 및 코팅층의 특서에 미치는 여러 반응인자의 영향을 조사 하엿다. 반응온도 및 교반속도 변화에 따라 수소가스 주입 후 환원반응이 시작되기 까지 필요한 잠복기는 20~110분 정도이었으며 흑연코어 표면의 니켈코팅층은 포도송이 모양(botryoidal)인 니켈 nodule로 형성되었다. 또한 반응 온도 및 교반속도가 높아짐에 따라 코팅용액중 니켈이 온의 환원속도는 증가하였으며 $130^{\circ}C $, 600~800 rpm 조건에서는 $4.5g/{\ell}/min$를 나타내었다.