• 한국분말재료학회지
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• 제29권3호
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• pp.207-212
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• 2022

Nanosized rutile titanium dioxide (TiO₂) is used in inorganic pigments and cosmetics because of its high whiteness and duality. The high quality of the white pigments depends on their surface coating technique via the solgel process. SiO₂ coatings are required to improve the dispersibility, UV-blocking, and whiteness of TiO₂. Tetraethyl orthosilicate (TEOS) is an important coating precursor owing to its ability to control various thicknesses and densities. In addition, we use Na₂SiO₃ (sodium silicate) as a precursor because of its low cost. Compared to TEOS, which controls the pH using a basic catalyst, Na₂SiO₃ controls the pH using an acid catalyst, giving a uniform coating. The coating thickness of TiO₂ is controlled using a surface modifier, cetrimonium bromide, which is used in various applications. The shape and thickness of the nanosized coating layer on TiO₂ are analyzed using transmission electron microscopy, and the SiO₂ nanoparticle behavior in terms of the before-and-after size distribution is measured using a particle size analyzer. The color measurements of the SiO₂ pigment are performed using UV-visible spectroscopy.

• 청정기술
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• 제24권2호
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• pp.127-134
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• 2018

국제해사기구에서는 선박 배기가스 내 질소산화물($NO_x$) 배출에 대한 강화된 Tier III 규제가 2016년부터 적용됨에 따라 이를 대응하기 위한 노력이 필요하다. $NO_x$ 저감 방법으로 선택적 촉매 환원법(Selective catalytic reduction, SCR)을 주로 사용하고 있으며, 세라믹 허니컴 촉매를 주로 사용하고 있다. 그러나 기존의 세라믹 허니컴 촉매는 약한 강도로 인하여 운전상 문제가 발생하거나 유지 및 보수에 있어서도 어려움을 갖는 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 세라믹 허니컴 촉매의 단점들을 보완하기 위하여 높은 열적 안정성과 기계적 강도를 가짐과 동시에 배기가스의 다방향성 이동을 통한 낮은 배압효과 등의 장점을 가지는 금속 지지체를 적용하였다. 이러한 금속 지지체 상에 촉매를 담지하기 위하여 유 무기바인더 첨가를 통해 코팅슬러리를 제조하고, 이를 코팅, 건조 및 소성과정을 통해 금속 지지체 상에 견고하게 부착된 금속 지지체 기반 촉매를 제조하였다. 이러한 금속 지지체 기반 촉매는 $NO_x$ 성능평가와 초음파 및 낙하시험을 통한 접착 내구성 평가를 수행하였다. 특히, 무기바인더를 첨가한 MFC01경우 95% 이상의 $NO_x$ 전환율을 보였으며, 상용 세라믹 허니컴 촉매보다도 우수한 내구성을 보였다. 이러한 특성 및 성능평가를 통하여 개발된 금속 지지체 기반 촉매는 고효율, 고내구성을 가짐을 확인하였으며, 기존 세라믹 허니컴 촉매를 대체할 수 있는 선박용 배연탈질 촉매로서의 가능성을 확인하였다.

• 공업화학
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• 제32권4호
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• pp.409-416
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• 2021

불용성 산화 전극은 전기화학적 수처리 공정에 있어 가장 핵심적인 소재이며, 이를 이용하여 난분해성 유기물질을 분해하는 방법으로 많은 연구가 진행되어 왔다. 이러한 불용성 산화 전극 제조에 있어 금속 기판 표면에 코팅하는 금속 촉매의 종류, 코팅 방식, 소결 방법 등의 다양한 제조 변수가 불용성 산화 전극의 성능 및 내구성에 영향을 미친다. 본 연구에서는 Ir-Ru-Ta 삼원 금속 코팅을 활용하여 동일한 전 처리 및 소결 조건에서 코팅 방법에 따라 불용성 산화 전극을 제조하고 이의 성능과 내구성을 연구하였다. 코팅 방식은 브러쉬 및 스프레이 코팅법을 활용하였으며, 그 결과 최적화된 스프레이 코팅 조건에서 동일한 촉매 잉크양으로 더 많은 금속을 Ti 기판 표면에 코팅이 가능하여 촉매 잉크 저감이 가능한 것을 확인하였다. 또한, 전극 표면의 갈라짐 현상 및 삼원 금속의 균일한 도포에 의해 스프레이 코팅법으로 제조한 Spray_2.0_3.0 전극이 가장 높은 전기화학적 활성 비표면적을 보여주었으며, 4-chlorophenol의 분해 성능이 타 전극에 비해 우수한 것으로 나타났다. 하지만, 불용성 산화전극의 내구성은 전극의 코팅방법에 따라 큰 차이가 없는 것으로 나타났다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 1996년도 재료학회 춘계학술발표회
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• pp.91-91
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• 1996

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권2호
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• pp.296-303
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• 2021

본 연구의 목적은 저독성 추진제인 ammonium dinitramide (ADN) 기반 액체 추진제 분해용 촉매로서 Cu가 담지된 honeycomb 촉매의 적용 가능성을 고찰하는 것이다. honeycomb 지지체 위에 구리, 란타늄 및 알루미나 혼합물을 wash coating 방법으로 담지하여 Cu-La-Al/honeycomb 촉매를 제조하였다. 금속 담지량이 Cu-La-Al/honeycomb 촉매의 물리·화학적 특성에 미치는 영향을 분석하였으며, ADN 기반 액체 추진제의 저온 분해 성능에 미치는 영향을 고찰하였다. Wash coating의 횟수가 증가할수록 금속의 담지량이 증가하였으며, 활성금속인Cu의 담지량을 4.1 wt%까지 증가시킬 수 있었다. Cu-La-Al/honeycomb 촉매의 BET 표면적은 3.1~4.1 ㎡/g 범위 내에 있었으며, 미세기공은 거의 존재하지않으면서약 20~200 nm 범위의메조기공과거대기공이발달한기공구조를가지고있음을확인하였다. Cu (2.7 wt%)-La-Al/honeycomb 촉매가 ADN 기반 액체 추진제의 분해 반응에서 활성이 가장 뛰어났으며, 그 이유는 표면적과 기공부피가 가장 크고 메조기공과 거대기공이 가장 잘 발달했기 때문으로 해석할 수 있다.

• 에너지공학
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• 제20권3호
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• pp.252-258
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• 2011

Nickel fiber mat was investigated as a potential structured catalyst for steam reforming of biogas in the temperature range of $600-700^{\circ}C$. The activity of as-received catalyst was very low owing to the smooth surface of fibers. Pretreatment of the catalyst by oxidation followed by reduction under methane partial oxidation condition significantly improved the catalytic activity, although degradation of the activity was found during the reaction due to oxidation and sintering. This deactivation was retarded by supplying additional hydrogen in the inlet gases or by coating $CeO_2$ over the catalyst surfaces.

• 청정기술
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• 제27권4호
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• pp.332-340
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• 2021

최근 사업장 질소산화물(NOx) 배출허용기준 강화(2019년 1월 적용)에 따라 다량 배출사업장에서 배출되는 질소산화물을 배출허용기준 이하로 만족하기 위한 노력이 필요하다. 대표적인 질소산화물 저감 방법으로 선택적 촉매 환원법(selective catalytic reduction, SCR)을 주로 사용하고 있으며, 일반적으로 세라믹 허니컴(ceramic honeycomb) 촉매를 사용하고 있다. 본 연구에서는 높은 열적 안정성과 기계적 강도를 가지는 금속지지체 탈질 코팅촉매를 적용하여 제철소에서 배출되는 질소산화물를 저감하기 위한 연구를 수행하였다. 금속지지체 코팅촉매는 최적화된 촉매슬러리(catalyst slurry) 코팅방법을 통해 제조하였고, 내마모 시험과 굽힙 시험을 통해 코팅된 촉매가 균일하고 강건하게 부착되어 있음을 확인하였다. 금속지지체가 가지는 우수한 열전도 특성으로 인해 저온영역(200 ~ 250 ℃)에서 세라믹 허니컴 촉매보다도 우수한 탈질효율을 보였다. 또한 경제적인 촉매 설계를 위해 금속지지체 표면 상에 코팅되는 촉매의 최적 코팅량을 확인하였다. 이러한 연구결과를 바탕으로 제철소 배기가스 모사환경에서 상용급 금속지지체 코팅촉매에 대한 준파일럿 탈질 성능평가를 수행하였고, 저온영역(220 ℃)에서도 배출허용기준치(60 ppm 이하)을 만족하는 우수한 성능을 나타내었다. 따라서 물리화학적 특성이 우수한 금속지지체 코팅촉매가 최소량의 촉매 사용으로도 우수한 탈질 성능을 나타내었으며, 넓은 비표면적을 가지는 고밀도 금속지지체 적용을 통해 배연 탈질 촉매 반응기의 콤팩트화 및 소형화가 가능하였다. 이러한 결과를 바탕으로, 본 연구에서 사용된 금속지지체 코팅촉매는 제철소뿐만 아니라 화력발전, 소각장, 선박, 건설기계 등 다양한 산업 분야에 적용할 수 있는 새로운 형태의 촉매가 될 것이다.

• Elastomers and Composites
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• 제39권1호
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• pp.71-76
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• 2004

폴리우레탄 탄성체의 가교제로 널리 사용되고 있는 4,4'-methylenebis(2-chloroaniline)(MOCA)는 현재 독성이 높은 물질로 분류되어 있기 때문에 머지않아 사용이 제한될 전망이다. 본 연구에서는 MOCA와 유사한 구조를 가지는 1,3-propanediolbis(4-aminobenzoate)(PDBA)를 대체 가교제로 사용하여 폴리우레탄 코팅을 제조하고 물성을 조사하였다. MOCA와 PDBA를 polyoxypropylene($M_n$=2000)에 녹이고 각종 첨가제를 혼합하여 주제부를 제조하였다. 경화제로는 NCO-terminated toluene diisocyanate prepolymer를 사용하였으며, 주제와 경화제를 실온에서 혼합하여 폴리우레탄 코팅 필름을 제조하였다. PDBA을 이용하여 제조한 폴리우레탄 코팅에서는 MOCA를 이용한 경우에 비해 초기점도가 높았고 낮은 반응성으로 인하여 가사시간도 더 길게 나타났다. 또한 인장강도와 인열강도는 MOCA를 사용할 때에 비하여 매우 낮게 측정되었다. 그러나 촉매(Pb-octoate)량을 증가시키면 PDBA의 반응성 향상으로 인하여, 건조시간, 인장강도, 신율 및 인열강도 등의 특성이 MOCA를 사용하여 제조할 때와 유사하게 나타났다. 따라서 촉매 첨가량을 증가시키거나 다른 적당한 촉매를 사용함으로써, PDBA의 반응성을 향상시킨다면, PDBA는 폴리우레탄 코팅의 제조에 있어서 MOCA를 대체할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국염색가공학회지
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• 제14권3호
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• pp.11-18
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• 2002

The preparations of deodorizing fibers using $\textrm{TiO}_2$ have been investigated. $\textrm{TiO}_2$ is known to be an excellent photocatalyst for the degradation of organic and inorganic contaminants in water. $\textrm{TiO}_2$ catalyst have been supported on the glass fiber by a dip-coating procedure. The resulting materials have been characterized by XRD and SEM. The immobilized catalysts were tested in the photocatalytic degradation of $\textrm{NH}_3$, $\textrm{CH}_3\textrm{SH}$ and $\textrm{CH}_3\textrm{CHO}$. The deodorant activity(D.A.) of these deodorizing fibers was measured by chromogenic gas detector tubes. The efficient deodorant activity results have been achieved through the increase of $\textrm{TiO}_2$ sol concentration.

• 한국대기환경학회지
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• 제21권6호
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• pp.667-673
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• 2005

An EBeam (electron beam)-catalyst coupling technique has been developed to control aromatic volatile organic compounds (VOCs) by annexing the catalyst with already existing EBeam technology. In this study, toluene emitted from various industrial coating processes was selected as a representative VOC. The concentration of toluene of concern was 200 ppm. There was an increase in the removal efficieny of toluene by increasing the absorbed dose (kGy) in the EBeam-only and the EBeam-catalyst coupling systems. Compared to EBeam-only system under the same existing EBeam-Pt $1\%$ coupling conditions, EBeam-Pt $1\%$ coupling system revealed 36, 29, 30$\%$ increase in toluene treatmenet at (5, 6.7, 8.7 kGy), respectively. In addition, $O_{3}$ was decreased and CO, $CO_{2}$ were increased by increasing the absorbed dose (kGy) in the EBeam-catalyst (Pt $1\%$, Cu $1\%$) coupling systems. Therefore, it was concluded that the EBeam-catalyst coupling system had a synergy effect on toluene control, compared to the EBeam-only system.