• Title/Summary/Keyword: 촉매 표면 반응

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Experimental Study on the Synthesis of Dimethyl Ether (디메틸에테르 합성 반응의 실험적 연구)

  • Choi, Chang Woo;Cho, Wonihl;Baek, Young Soon;Row, Kyung Ho
    • Applied Chemistry for Engineering
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    • v.17 no.2
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    • pp.125-131
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    • 2006
  • Dimethyl ether (DME) is a new clean fuel as an environmentally-benign energy resource. DME can be manufactured from various energy sources including natural gas, coal, biomass and spent plastic. In addition to its environmentally friendly properties, DME has similar characteristics to those of LPG. Therefore, it is considered as an excellent substitute fuel for LPG, fuel cells, power plant, and especially diesel and is expected to be the alternative fuel by 2010. The experimental study of the direct synthesis of DME was investigated under various conditions over a temperature range of $220{\sim}280^{\circ}C$, syngas ratio 1.2~3.0. All experiments were carried out with a hybrid catalyst, composed of a methanol synthesis catalyst ($Cu/ZnO/Al_2O_3$) and a dehydration catalyst (${\gamma}-Al_2O_3$). The observed reaction rate follows qualitatively a Langmiur-Hinshellwood model as the reaction mechanism. Such a mechanism is considered with three reactions; methanol synthesis, methanol dehydration and water gas shift reaction. From a surface reaction with dissociative adsorption of hydrogen, methanol, and water, individual reaction rate was determined.

Growth of Carbon Nanotube by Chemical Vapor Deposition (화학기상증착법에 의한 탄소 나노튜브의 성장)

  • 은광용;이광렬;백영준;이재갑;정민재;박종완
    • Proceedings of the Korean Powder Metallurgy Institute Conference
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    • 2001.04a
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    • pp.34-34
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    • 2001
  • 열CVD법에 의하여 아세틸렌 가스를 탄소 원으로 사용한 탄소 나노튜브의 성장거동을 조사하였다. 닉켈 분말의 직경을 15nm 내지 90nm 범위로 조정하여 기판 에 촉매로 배열하였다. 탄소 나노튜브는 질소, 수소, 알곤, 암모니아 등 여러가지의 가스 분위기에서 증착되었으며 이들 가스의 혼합 분위기가 탄소나 노튜브의 성장에 미치는 영향을 조사하였다. 증착은 대기압 압력하에서 85$0^{\circ}C$ 의 온도에서 이루어졌다. 순수한 질소 분위기에서는 탄소 나노튜브의 성장이 이루어지지 않고 두꺼운 탄소 층이 기판 위에 중착되었다. 이 조건에서는 탄소로 뒤덮혀진 닉켈 입자가 탄소 나노튜브 형성의 촉매 역할을 담당하지 못했다. 그러나 질소와 수소의 혼합분위기에서는 수소의 농도가 증가함에 따라 탄소 나노튜브의 성장이 증진되었다. 순수한 수소 분위기에서는 일정한 방향이 없이 꼬여진 탄소 나노튜브가 성장되었다. 탄소 나노튜브의 성장은 분위기 가스로 암모니아를 사용하였을 때 훨씬 더 증진되었다. 수직으로 배열된 탄소 나노튜료를 암모니아 분위기에서는 성장시킬 수 있었으나 암모니아와 같은 비율의 수소와 질소 가스의 혼합 분위기 하에서 는 탄소 나노튜브의 성장을 얻을 수 없었다. 이러한 결과를 여기에서는 닉켈 촉매의 표면에 과도하게 석출된 탄소의 촉매 passivation으로 설명하였다. 탄소 나노튜브의 증착을 위해서는 아세틸렌 가스의 분해율이 너무 과도하지 않게 즉 촉매의 표면이 과도한 탄소의 증착으로 수동태화 되지않도록 조절되어야 한다는 것이다. 이 연구결과는 분위기 가스의 조성이 탄소 나노튜브의 성장에 있어서 그 반웅 kinetics에 큰 영향을 미친다는 것을 잘 보여주고 있다. 또한 암모니아 분위기에서는 촉매 닉켈입자 표면에 질화물층이 형성되어 탄소 나노튜브의 성장에 영향을 미쳤다는 것도 알 수 있었다.며 실제 가공업체에서도 터짐 문제가 발견되지 않았다. 결론적으로 표면층의 인장강도가 패션/구부림에 가장 중요한 변수로 작용하며 어떠 한 형태로 표면층의 인장강도를 향상시킬 경우 침엽수 펄프는 재생펄프로 대체가 가능 할 것으로 판단된다.하는 통계기법 중의 하나인 주성분회귀분석을 실시하였다. 주성분 분석은 여러 개의 반응변수에 대하여 얻어진 다변량 자료의 다차원적인 변 수들을 축소, 요약하는 차원의 단순화와 더불어 서로 상관되어있는 반응변수들 상호간 의 복잡한 구조를 분석하는 기법이다. 본 발표에서는 공정 자료를 활용하여 인공신경망 과 주성분분석을 통해 공정 트러블의 발생에 영향 하는 인자들을 보다 현실적으로 추 정하고, 그 대책을 모색함으로써 이를 최소화할 수 있는 방안을 소개하고자 한다.금 빛 용사 둥과 같은 표면처리를 할 경우임의 소재 표면에 도금 및 용 사에 용이한 재료를 오버레이용접시킨 후 표면처리를 함으로써 보다 고품질의 표면층을 얻기위한 시도가 이루어지고 있다. 따라서 국내, 외의 오버레이 용접기술의 적용현황 및 대표적인 적용사례, 오버레이 용접기술 및 용접재료의 개발현황 둥을 중심으로 살펴봄으로서 아직 국내에서는 널리 알려지지 않은 본 기 술의 활용을 넓이고자 한다. within minimum time from beginning of the shutdown.및 12.36%, $101{\sim}200$일의 경우 12.78% 및 12.44%, 201일 이상의 경우 13.17% 및 11.30%로 201일 이상의 유기의 경우에만 대조구와 삭제 구간에 유의적인(p<0.05) 차이를 나타내었다.는 담수(淡水)에서 10%o의 해수(海水)로 이주된지 14일(日) 이후에 신장(腎臟)에서 수축된 것으로 나타났다. 30%o의 해수(海水)에 적응(適應)된 틸라피아의 평균 신사구체(腎絲球體)의 면적은 담수(淡水)에

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Hydrolysis Reaction of NaBH4 using Unsupported Co-B, Co-P-B Catalyst (비담지 Co-B, Co-P-B 촉매를 이용한 NaBH4 가수분해 반응)

  • Oh, Sung-June;Jung, Hyeon-Seong;Jeong, Jae-Jin;Na, Il-Chai;Ahn, Ho-Geun;Park, Kwon-Pil
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • v.53 no.1
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    • pp.11-15
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    • 2015
  • Sodium borohydride, $NaBH_4$, shows a number of advantages as hydrogen source for portable proton exchange membrane fuel cells(PEMFCs). Properties of $NaBH_4$ hydrolysis reaction using unsupported Co-B, Co-P-B catalyst were studied. BET surface area of catalyst, yield of hydrogen, effect of $NaBH_4$ concentration and durability of catalyst were measured. The BET surface area of unsupported Co-B catalyst was $75.7m^2/g$ and this value was 18 times higher than that of FeCrAlloy supported Co-B catalyst. The hydrogen yield of $NaBH_4$ hydrolysis reaction by unsupported catalysts using 20~25 wt% $NaBH_4$ solution was 97.6~98.5% in batch reactor. The hydrogen yield decrease to 95.3~97.0% as the concentration of $NaBH_4$ solution increase to 30 wt%. The loss of unsupported catalyst was less than that of FeCrAlloy supported catalyst during $NaBH_4$ hydrolysis reaction and the loss increased with increasing of $NaBH_4$ concentration. In continuous reactor, hydrogen yield of $NaBH_4$ hydrolysis was 90% using 1.2 g of unsupported Co-P-B catalyst with $3{\ell}/min$ hydrogen generation rate.

Preparation and Catalytic Activity of Morphologically Controlled MoO3/SiO2 for Hydrodesulfurization (결정상과 분산도의 조절이 가능한 MoO3/SiO2 촉매의 제조 및 탈황반응특성 연구)

  • Ha, Jin-Wook
    • Applied Chemistry for Engineering
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    • v.10 no.2
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    • pp.231-236
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    • 1999
  • Several series of morphologically controlled $MoO_3$/$SiO_2$ catalysts were prepared, characterized, and tested for hydrodesulfurization (HDS) of dibenzothiophene (DBT) activity. Molybdenum surface loaded with 4.0 atoms $Mo/nm^2$ was prepared as sintered hexagonal and sintered orthorhombic, as well as a novel "well dispersed hexagonal" phase. Characterization by XRD, Raman, and $O_2$ chemisorption results reveals that the dispersion of $MoO_3$ over silica depends on the final $MoO_3$ phase in the order of; sintered hexagonal < sintered orthorhombic < dispersed hexagonal phase. Temperature programmed reduction (TPR) results show that both bulk and dispersed microcrystalline of $MoO_3$ reduce to $MoO_2$ at $650^{\circ}C$ and to Mo metal at $1000^{\circ}C$. HDS of DBT was performed in a differential reactor at 30 atm over the temperature range $350{\sim}500^{\circ}C$. Activity of $MoO_3$/$SiO_2$ toward HDS of DBT is proportional to dispersion.

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Pt/$Ce_{(1-x)}Zr_{(x)}O_2$ catalyst optimization for water gas shift reaction (WGS 반응용 Pt/$Ce_{(1-x)}Zr_{(x)}O_2$ 촉매 최적화)

  • 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.213-216
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    • 2009
  • WGS(Water Gas Shift)반응은 일산화탄소(CO)를 이산화탄소($CO_2$)로 전환하는 반응으로 일체형 수소생산시스템의 실현을 위한 고순도 수소생산에 있어서 중요한 단계이다. WGS 반응은 열역학적 평형을 고려하여 고온전이반응(HTS: High Temperature Shift)과 저온전이반응(LTS: Low Temperature Shift) 두 단계 반응으로 진행된다. 두 단계 공정의 통합을 위해 낮은 온도에서 높은 활성을 갖는 WGS 반응용 촉매 개발이 필요하다. 최근 낮은 온도에서 높은 활성을 갖는 귀금속 촉매에 다양한 담체를 적용시킨 연구가 활발히 진행되고 있다. 선행 연구 결과, Ce-$ZrO_2$ 구조는 Ce/Zr 비에 따라 다양한 특성 변화를 관찰하였다. 따라서 낮은 온도에서 높은 활성을 갖는 WGS 반응용 촉매 제조를 위해 환원성 담체인 $CeZrO_2$에 Pt 을 담지시켜 성능을 평가하였다. 제조된 모든 담체는 공침법(Co-precipitation)으로 제조 하였으며 $500^{\circ}C$에서 6시간 소성하였다. 제조된 담체에 백금(Pt)을 함침법(Incipient Wetness Impregnate)으로 담지시켰다. 특성분석은 BET를 이용하여 표면적을 측정하였다. 촉매 반응 실험조건은 $200^{\circ}C{\sim}400^{\circ}C$ 온도범위에서 기체공간속도(GHSV: Gas Hourly Space Velocity) 45,000 ml/$h{\cdot}g-cat$ 으로 혼합가스($H_2$:60%, $N_2$:20%,$CH_4$:1%,CO:9%,$CO_2$:10%)를 흘려 반응 후 배출되는 가스를 Micro-Gas Chromatography 를 이용하여 측정하였다.

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Activity of $V_2O_5-WO_3/TiO_2$-based SCR Catalyst for the Oxidation of Gas-phase Elemental Mercury ($V_2O_5-WO_3/TiO_2$ 계 SCR 촉매의 가스상 원소수은 산화 활성)

  • Hong, Hyun-Jo;Ham, Sung-Won
    • Clean Technology
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    • v.17 no.4
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    • pp.370-378
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    • 2011
  • Catalytic activity of $V_2O_5-WO_3/TiO_2$-based SCR catalyst was examined for the oxidation of gas-phase elemental mercury to oxidized mercury. Mercury species was not detected on the commercial SCR catalyst after the oxidation reaction of elemental mercury, regadless of the presence of HCl acting as oxidant and the reaction conditions. This suggests that elemental mercury oxidation by HCl could occur via a Eley-Rideal mechanism with gas phase or weakly-bound mercury on the surface of $V_2O_5-WO_3/TiO_2$ SCR catalyst. The activity for mercury oxidation was significantly increased with the increase of $V_2O_5$ loading, which indicates that $V_2O_5$ is the active site. However, turnover frequency for mercury oxidation was decreased with the increase of $V_2O_5$ loading, indicating the activity for mercury oxidation was strongly dependent on the surface structure of vanadia species. The activity for oxidation of elemental mercury under SCR condition was much less than that under oxidation condition at the same HCl concentration and reaction temperature.

Photocatalysis of Anodized $TiO_2$ Film Co-doped with Nitrogen and Europium

  • Choe, Jin-Uk;Jeong, Yong-Su;O, Han-Jun;Ji, Chung-Su
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2009.05a
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    • pp.191-191
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    • 2009
  • 최근 많은 환경오염물질을 제거하기 위한 방법으로 광촉매를 이용한 기술들이 다양하게 활용되고 있다. 본 연구에서는 높은 비표면적을 갖는 관촉매를 제조하기 위해, 전기화학적인 방법인 양극 산화법을 사용하여 기지 Ti 금속 표면에 pore 형태의 광촉매용 $TiO_2$를 제조하고, 염료분해 반응을 통해 광촉매의 효율을 조사하였다. 또한 염료분해 효율을 높이기 위해 $Eu(NO_3)_3$를 첨가하여 염료분해 반응에 미치는 영향에 대해 조사하였다.

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The Emission of NO2 and NH3 in Selective Catalytic Reduction over Manganese Oxide with NH3 at Low Temperature (망간계 금속산화물을 이용한 저온 선택적 촉매 환원 반응에서 NO2와 NH3 배출)

  • Kim, Sung Su;Hong, Sung Chang
    • Applied Chemistry for Engineering
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    • v.18 no.3
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    • pp.255-261
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    • 2007
  • The catalytic behavior of the manganese oxides was studied for the selective catalytic reduction with ammonia at a low temperature condition under $200^{\circ}C$. Outlet unreacted ammonia increases with decreasing temperature and increasing $NH_3/NOx$ mole ratio, however $NO_2$ shows an opposite result. $NO_2$ is generated by the adsorption of NO on the catalyst and the following oxidization to nitrates. Unreacted NH3 slip is not observed even at the $NH_3/NOx$ feed ratio above 1.0 due to the reaction between formed nitrates on the catalyst and adsorbed ammonia. The addition of Zr increases $NO_2$ generation, whereas the addition of CeO2 on the catalyst decreases $NO_2$ generation. Furthermore, the additon of the metal oxide induce DeNOx efficiency to reduce.

Supported Metal Nanoparticles: Their Catalytic Applications to Selective Alcohol Oxidation (금속 나노 촉매를 활용한 선택적 알코올 산화 반응)

  • Hussain, Muhammad Asif;Joseph, Nyanzi;Kang, Onyu;Cho, Young-Hun;Um, Byung-Hun;Kim, Jung Won
    • Applied Chemistry for Engineering
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    • v.27 no.3
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    • pp.227-238
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    • 2016
  • This review article highlights different types of nano-sized catalysts for the selective alcohol oxidation to form aldehydes (or ketones) with supported or immobilized metal nanoparticles. Metal nanoparticle catalysts are obtained through dispersing metal nanoparticles over a solid support with a large surface area. The nanocatalysts have wide technological applications to industrial and academic fields such as organic synthesis, fuel cells, biodiesel production, oil cracking, energy conversion and storage, medicine, water treatment, solid rocket propellants, chemicals and dyes. One of main reactions for the nanocatalyst is an aerobic oxidation of alcohols to produce important intermediates for various applications. The oxidation of alcohols by supported nanocatalysts including gold, palladium, ruthenium, and vanadium is very economical, green and environmentally benign reaction leading to decrease byproducts and reduce the cost of reagents as opposed to stoichiometric reactions. In addition, the room temperature alcohol oxidation using nanocatalysts is introduced.