• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권4호
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• pp.432-437
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• 2013

고분자 전해질 연료전지 구동 시 양극 활성 물질에 대한 CO 피독을 방지하기 위해 Cu를 촉매 활성 종으로 사용하고 반응물의 확산이 용이한 몇 가지 메조 세공 물질을 지지체로 이용하여 CO 선택적 산화 반응(PROX반응)을 실시하였다. 그 결과 거대 세공을 가진 SBA-15를 지지체로 사용했을 때 우수한 CO 산화 활성을 보였으며 특히 Cu 담지 량에 비례하여 활성은 증가하였다. 또한 Cu의 분산도를 높이고자 첨가한 Ti 성분은 저온에서 CO 산화 성능을 높이는데 기여하였다. 특히 Ti 성분을 20 wt-% 첨가한 Cu/Ti20-SBA-15 촉매에서 Cu의 분산도가 가장 우수하였으며 CO 산화활성 역시 개선됨을 확인하였다.

• 공업화학
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• 제23권2호
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• pp.190-194
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• 2012

다양한 상용 $TiO_2$ 담체를 이용한 10 wt%의 Mn계 촉매를 습윤함침법으로 제조하여 $NH_3$에 의한 NO의 저온 선택적 촉매환원법(SCR) 반응 특성을 연구하였다. 촉매의 특성은 BET, XRD, XPS 그리고 TPR과 같은 물리화학적 분석을 통해 수행되었다. MnOx/$TiO_2$ 촉매의 MnOx 표면밀도는 비표면적에 영향을 받는다. 고분산된 망간산화물에 의한 낮은 MnOx surface density로 저온 SCR 활성이 증가하고 망간산화물의 $MnO_2$에서 $Mn_2O_3$로 환원되는 온도가 감소되었다. 우수한 SCR활성을 위해서는 망간산화물을 높은 비표면적을 가진 $TiO_2$에 담지되어야 하고 고분산된 비정질종이 존재해야 한다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제25권3호
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• pp.227-233
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• 2014

Simulated waste-derived synthesis gas has been tested for hydrogen production through water-gas shift (WGS) reaction over supported Cu catalysts prepared by co-precipitation method. $CeO_2$, $ZrO_2$, MgO, and $Al_2O_3$ were employed as supports for WGS reaction in this study. $Cu-CeO_2$ catalyst exhibited excellent catalytic activity as well as 100% $CO_2$ selectivity for WGS in severe conditions ($GHSV=40,206h^{-1}$ and CO concentration = 38.0%). In addition, $Cu-CeO_2$ catalyst showed stable CO conversion for 20h without detectable catalyst deactivation. The high activity and stability of $Cu-CeO_2$ catalyst are correlated to its easier reducibility, high oxygen mobility/storage capacity of $CeO_2$.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제35권12호
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• pp.3576-3582
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• 2014

Zeolite-templated carbons (ZTCs), which have high specific surface area, were prepared by a conventional templating method using microporous zeolite-Y for catalyst supports in direct methanol fuel cells. The ZTCs were synthesized at different temperatures to investigate the characteristics of the surface produced and their electrochemical properties. Thereafter, Pt-Ru was deposited at different carbonization temperatures by a chemical reduction method. The crystalline and structural features were investigated using X-ray diffraction and scanning electron microscopy. The textural properties of the ZTCs were investigated by analyzing $N_2$/77 K adsorption isotherms using the Brunauer-Emmett-Teller equation, while the micro- and meso-pore size distributions were analyzed using the Barrett-Joyner-Halenda and Harvarth-Kawazoe methods, respectively. The surface morphology was characterized using transmission electron microscopy and inductively coupled plasma-mass spectrometry. The electrochemical properties of the Pt-Ru/ZTCs catalysts were also analyzed by cyclic voltammetry measurements. From the results, the ZTCs carbonized at $900^{\circ}C$ show the highest specific surface areas. In addition, ZTC900-PR led to uniform dispersion of Pt-Ru on the ZTCs, which enhanced the electro-catalytic activity of the Pt-Ru catalysts. The particle size of ZTC900-PR catalyst is about 3.4 nm, also peak current density from the CV plot is $12.5mA/cm^2$. Therefore, electro-catalytic activity of the ZTC900-PR catalyst is higher than those of ZTC1000-PR catalyst.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.714-720
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• 2011

Ethanol was used as reducing agent to remove $NO_x$ exhaust from the stationary source. Pre-treatment with sulfuric acid over $Ag/Al_2O_3$ catalyst was dedicated to overcome the $SO_2$ poisoning effect. The $NO_x$ reduction experiment was performed under the simulated condition of power plant The increased surface area with higher CPSI devoted to increase de-$NO_x$ yield. De-$NO_x$ yield of the $NO_x$ exhaust containing 20 ppm of $SO_2$ increased after acid treatment with 0.7% $H_2SO_4$ over 4.0% $Ag/Al_2O_3$, where the increased dispersion of Ag found from the results of XRD and XPS was the dominant factor for the increased de-$NO_x$ yield. However, the reason for the decreased de-$NO_x$ yield with the acid treatment of higher concentration (1.0% and 2.0%) of $H_2SO_4$ was found to be due to the formation of $Ag_2SO_4$ crystallites found from XRD result. Acid-treated $Ag/Al_2O_3$ catalyst showed maximum de-$NO_x$ yield at higher temperature than non-treated $Ag/Al_2O_3$ catalyst did.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제34권8호
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• pp.2461-2465
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• 2013

Pd-$Ce/{\gamma}-Al_2O_3-TiO_2$ catalysts were prepared by combined sol-gel and impregnation methods. Transmission electron microscopy, X-ray diffraction, $H_2$-temperature-programmed reduction, $O_2$-temperature-programmed desorption, and ethanol oxidation experiments were conducted to determine the properties of the catalysts. Addition of an optimal amount of Ce improved the performance of the $Pd/{\gamma}-Al_2O_3-TiO_2$ catalyst in promoting the complete oxidation of ethanol. The catalyst with 1% Ce exhibited the highest activity, and catalyzed complete oxidation of ethanol at $175^{\circ}C$; its selectivity to $CO_2$ reached 87%. Characterization results show that addition of appropriate amount of Ce could enrich the PdO species, and weaken the Pd-O bonds, thus enhancing oxidation ability of the catalyst. Meanwhile, the introduction of $CeO_2$ could make PdO better dispersed on ${\gamma}-Al_2O_3-TiO_2$, which is beneficial for the improvement of the catalytic oxidation activity.

• 청정기술
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• 제29권1호
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• pp.39-45
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• 2023

To investigate the effects of Mg addition at different aging times and temperatures, Cu/MgO/Al₂O₃ catalysts were synthesized for the low-temperature water gas shift (LT-WGS) reaction. The co-precipitation method was employed to prepare the catalysts with a fixed Cu amount of 30 mol% and varied amounts of Mg/Al. Synthesized catalysts were characterized using XRD, BET, and H₂-TPR analysis. Among the prepared catalysts, the highest CO conversion was achieved by the Cu/MgO/Al₂O₃ catalyst (30/40/30 mol%) with a 60 ℃ aging temperature and a 24 h aging time under a CO₂-rich feed gas. Due to it having the lowest reduction temperature and a good dispersion of CuO, the catalyst exhibited around 65% CO conversion with a gas hourly space velocity (GHSV) of 14,089 h-1 at 300 ℃. However, it has been noted that aging temperatures greater or less than 60 ℃ and aging times longer than 24 h had an adverse impact, resulting in a lower surface area and a higher reduction temperature bulk-CuO phase, leading to lower catalytic activity. The main findings of this study confirmed that one of the main factors determining catalytic activity is the ease of reducibility in the absence of bulk-like CuO species. Finally, the long-term test revealed that the catalytic activity and stability remained constant under a high concentration of CO₂ in the feed gas for 19 h with an average CO conversion of 61.83%.

• 공업화학
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• 제10권5호
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• pp.754-760
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• 1999

직접 내부개질형 MCFC용 촉매의 반응 전과 후의 특성분석을 ICP, BET, CHN, EDS, $H_2$ 화학흡착 분석을 통하여 수행하였다. 반응을 거치는 동안 탄산염 전해질의 구성 성분인 K와 Li가 촉매에 전달되고, 그 누적량은 단위전지 내의 위치에 따라 입구, 출구, 중간 순으로 감소하였다. 알칼리 전달량 증가에 따라 BET 표면적과 Ni 분산도가 감소하고 촉매 표면에 증착된 알칼리 탄산염 물질이 존재하는 것으로부터, 촉매 표면상에 존재하는 알칼리성분의 물리적 피복이 촉매 활성을 감소시키는 중요한 원인임을 확인하였다. SEM 분석 결과, 입구, 중간, 출구 순으로 알칼리 성분의 표면 피복율이 감소하였으나, 실제 메탄에 대한 수증기 개질반응의 촉매활성은 출구부분 촉매가 입구나 중간 부분 촉매보다 낮은 활성을 보임으로써, 알칼리 탄산염의 물리적 피복에 의한 활성감소 이외의 다른 화학적 피독 요인이 존재함을 예측하였고, 이를 FT-IR 분석을 통해 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권4호
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• pp.575-583
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• 2019

반응물의 펄스주입에 의한 촉매반응결과는 코크가 많은 반응의 경우 초기반응특성을 연구하는데 유용하다. 프로판의 펄스주입으로 알루미나에 담지된 백금주석촉매의 탈수소 반응 특성을 연구하였다. 프로판 주입전 촉매의 환원을 $550^{\circ}C$에서 한 경우, 환원시간이 1시간인 경우 프로필렌의 수율이 최대가 되었다. PtSn (4.5)촉매를 사용하고, 프로판 펄스 주입에 의해 짧은 접촉시간을 모사한 경우 코크의 양이 매우 적었음을 Raman분석으로 알 수 있었다. 백금의 분산도를 다르게 하기위하여 PtSn (4.5)촉매를 수소로 $900^{\circ}C$에서 신터링 후 공기-재분산시의 온도를 다르게 처리한 후, 프로판 펄스 주입한 결과 공기처리 온도가 $600^{\circ}C$ 일 때 프로판의 전환율과 수율은 가장 높았다. 공기-재분산의 온도가 낮을수록 선택도는 높았다. 백금촉매에 주석함량이 증가함에 따라 프로판 전환율은 낮아졌지만, 프로필렌으로의 선택도는 높아져서, 수율은 증가하였다. 이로부터 주석을 첨가한 백금촉매는 코크의 영향이 적은 반응초기부터 백금촉매보다 활성이 낮다는 것을 알 수 있다. 프로판 펄스주입에 의한 탈수소반응은 COx의 생성에 의해 연속주입에 의한 결과보다 높은 전환율을 보이고, 코크의 양이 매우 적은 특징을 보이고 있다. COx의 생성에 의한 선택도 하락은 환원온도와 시간을 증가시키면 줄일 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.626-631
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• 2019

친환경자동차의 보급 확대를 위한 정책수립과 기술개발이 지속적으로 이루어지고 있는 실정이나 아직까지도 내연기관이 차지하는 비중은 약 95% 차지하고 있다. 화석연료를 기반으로 하는 내연기관의 엄격한 배기가스규제를 충족시키기 위해 자동차와 선박용 후처리장치의 비중이 점차로 증가하고 있다. 이 연구는 CNG 버스의 post Euro-VI 배기대응을 위한 기초연구로써, Pd 대체 전이금속 영향, 촉매 체적 영향 그리고 공간속도에 따른 기초 특성을 파악하는 것이다. 촉매는 제조되었고 모델가스반응장치로 실험하였다. 3Pd가 포함된 NGOC 촉매는 $300^{\circ}C$에서 22%, $350^{\circ}C$에서 48% 그리고 $500^{\circ}C$에서 약 75%의 $CH_4$ 저감 능력을 나타내며 촉매 활성이 가장 높았다. 전이금속 3wt%가 포함된 3Co NGOC는 산화능력이 우수한 물질로써, 2nm급의 작은 사이즈로 촉매 분산도가 향상되어 de-NO/CO 전환율이 높았다. NGOC+LNT+SCR 촉매시스템의 체적은 $De-CH_4/NOx$ 성능과 촉매비용을 고려할 때 Total score가 165를 나타낸 1.5+0.5+0.5 조합이 최적이었다. SV $14,000h^{-1}$일 경우 $CH_4$ 저감 성능은 약 20% 수준으로 가장 높았고, SV $56,000h^{-1}$의 경우가 약 5% 수준으로 가장 낮았다. 공간속도가 작으면 유속이 감소하여 촉매 체적에 잔류하는 시간이 길어지므로 유해가스가 저감되었기 때문이다.