• Environmental Engineering Research
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• 제19권3호
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• pp.205-214
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• 2014

Petroleum a vital commodity affecting every aspect of 21st century. Toxicity and adverse effects of sulphur as catalyst in petroleum products is of great concern required development of techniques for desulphurization in compliance with the International standards. Installation of desulphurizing units costs over $200 million per unit placing economic burden on developing countries like Pakistan. Present study analysis of commercial fuels (station petrol and jet fuel JP8) on gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) identified sulphur concentration of 19.94 mg/L and 21.75 mg/L, respectively. This scenario urged the researcher to attempt synthesis of material that is likely to offer good adsorption capacity for sulphur. Following protocol of sol-gel method, transition metals (Ni, Cu, Zn) solution is gelated with tetraethoxysilane (TEOS; silica precursor) using glycerol. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) spectra revealed bonding of Zn-O, Cu-O, and Ni-O by stretching vibrations at $468cm^{-1}$, $617cm^{-1}$, and $468cm^{-1}$, respectively. Thiophene and Benzothiophene mixed in n-heptane and benzene (4:1) for preparation of Model Fuels I and II, respectively. Each of silica based metal was applied as adsorbent in batch mode to assess the removal efficiency. Results demonstrated optimal desulphurization of more than 90% following efficacy order as Si-Ni > Si-Zn > Si-Cu based adsorbents. Proposed multilayered (Freundlich) adsorption mechanism follows ${\pi}$-complexation with pseudo secnd order kinetics.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.116-123
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• 2007

[ $La_{0.5}Ce_{0.5}Co_{1-x}Cu_xO_{3-{\alpha}}$ ](X=0, 0.1, 0.3, 0.5) perovskites were prepared by coprecipitation method at pH 7 or pH 11 and its catalytic activity of selective CO oxidation was investigated. The characteristics of these catalysts were analyzed by $N_2$ adsorption, X-ray diffraction(XRD), SEM, $O_2$-temperature programmed desorption(TPD). The pH value at a preparation step made effect on particle morphology. The smaller particle was obtained with a condition of pH 7. The better catalytic activity was observed using catalysts prepared at pH 7 than pH 11. The maximum CO conversion of 98% was observed over $La_{0.5}Ce_{0.5}Co_{0.7}Cu_{0.3}O_{3-{\alpha}}$ at $320^{\circ}C$. Below $200^{\circ}C$, the most active catalyst was $La_{0.5}Ce_{0.5}Co_{0.9}Cu_{0.1}O_{3-{\alpha}}$, of which conversion was 92% at $200^{\circ}C$. By the substitution of Cu, the evolution of ${\alpha}$-oxygen was remarkably enhanced regardless of pH value at preparation step according to $O_2$-TPD. Among the different ${\alpha}$-oxygen species, the oxygen species evolved between $400^{\circ}C$ and $500^{\circ}C$, gave the better catalytic performance for selective CO oxidation including $La_{0.5}Ce_{0.5}CoO_3$ in which Cu was absent.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2006년도 추계학술대회 논문집
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• pp.615-616
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• 2006

A micro-fuel processor system integrating steam reformer and partial oxidation reactor was manufactured using low temperature cofired ceramic (LTCC). A CuO/ZnO/$Al_2O_3$ catalyst and Pt-based catalyst prepared by wet impregnation were used for steam reforming and partial oxidation, respectively. The performance of the LTCC micro-fuel processor was measured at various operating conditions such as the effect of the feed flow rate, the ratio of $H_2O/CH_3OH$, and the operating temperature on the LTCC reformer and CO clean-up system. The catalyst layer was loaded with "Fill and Dry" coating for small volume. The product gas was composed of $70\sim75%$ hydrogen, $20\sim25%$ carbon dioxide, and $1\sim2%$ carbon monoxide at $250\sim300^{\circ}C$, respectively.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2008년도 춘계학술 발표회
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• pp.131-133
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• 2008

• Journal of Industrial and Engineering Chemistry
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• 제68권
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• pp.335-341
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• 2018

We report the catalytic effects of metal oxides on the $CO_2$ absorption rate in an aqueous potassium salt of ${\text\tiny{L}}-lysine-HCl$ using the vapor liquid equilibrium method. The best $CO_2$ absorption rate obtained through testing metal oxides in a highly concentrated potassium salt of amino acids (2.0 M) was identified using CuO. The recyclability of the metal oxides was tested over three cycles. The catalyst CuO was found to enhance the absorption rate of $CO_2$ by 61%. A possible mechanism was proposed based on NMR spectroscopy studies. Further, the effect of change in liquid absorbent viscosity on $CO_2$ absorption is discussed.

• 청정기술
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• 제23권2호
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• pp.172-180
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• 2017

HCl에 의한 원소수은의 염화수은으로의 산화반응에 대한 열역학적 검토 결과 수십 ppm 수준의 HCl이 존재하는 경우에 SCR 반응 온도범위에서 원소수은의 염화수은으로의 전환은 100% 가능한 것으로 확인하였다. SCR공정 운전 온도범위에서 Cu, Fe, Mn의 염화물이 담지된 $V_2O_5-WO_3/TiO_2$ 촉매가 우수한 NO 제거 활성을 보였다. $NH_3-TPD$ 측정결과 $NH_3$의 흡착강도를 나타내는 탈착온도가 높은 촉매가 우수한 NO 제거활성을 나타내었다. 반응가스에 HCl을 공급할 경우 원소수은의 산화반응이 촉진되는 결과를 얻을 수 있었다. 그러나, NO와 함께 $NH_3$가 존재하는 SCR반응 조건에서는 촉매표면에 강하게 흡착되는 $NH_3$에 의해 촉매표면에 HCl의 흡착이 방해를 받기 때문에 HCl에 의한 원소수은의 염화수은으로의 산화반응 활성이 억제되는 것으로 나타났다. SCR반응 조건에서 금속염화물이 담지된 $V_2O_5-WO_3/TiO_2$ 촉매가 금속염화물이 담지되지 않은 $V_2O_5-WO_3/TiO_2$ 촉매에 비해 우수한 수은 산화활성을 보이는데 이는 촉매 표면에 존재하는 금속염화물의 염소기가 수은 산화반응에 참여하여 활성을 증가시키기 때문으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.1923-1930
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• 2012

Mn-Cu계 촉매를 사용하여 암모니아 SCR(Selective catalytic Reduction)공정에서 질소산화물 제거능을 측정하였다. 반응온도를 3가지 형태로 변화시키는 조건에서 촉매에 대한 초기반응온도의 영향을 조사하였다. 200, 300 그리고 $340^{\circ}C$에서 소성한 촉매를 사용하여 온도변화에 따른 질소산화물 전환율, 그리고 $H_2$-TPR 시스템에서 온도변화에 따른 수소소모율을 측정하였다. 이산화황가스 공급유무를 조절함으로써 촉매에 대한 이산화황가스의 불활성화 효과를 파악하였다. $340^{\circ}C$ 이상의 온도에서 소성한 촉매는 열적쇼크에 의해 일부 불활성화되며, 이러한 불활성화 원인은 비표면적과 수소 전환율 결과로부터 추론할 수 있다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.214-223
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• 2002

Kinetic and effectiveness factors for methanol steam reforming using commercial copper-containing catalysts in a plug flow reactor were investigated over the temperature ranges of $180-250^{\circ}C$ at atmospheric pressure. The selectivity of $CO_2$/$H_2$ was almost 100%, and CO products were not observed under reaction conditions employed in this work. It was indicated that $CO_2$ was directly produced and CO was formed via the reverse water gas shift reaction after methanol steam reforming. The intrinsic kinetics for such reactions were well described by the Langmuir-Hinshelwood model based on the dual-site mechanism. The six parameters in this model, including the activation energy of 103kJ/mol, were estimated from diffusion-free data. The significant effect of internal diffusion was observed for temperature higher than $230^{\circ}C$ or particle sizes larger than 0.36mm. In the diflusion-limited case, this model combined with internal effectiveness factors was also found to be good agreement with experimental data.

• 한국표면공학회지
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• 제55권3호
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• pp.180-186
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• 2022

The production of hydrogen via water electrolysis (i.e., green hydrogen) using renewable energy is key to the development of a sustainable society. However, most current electrocatalysts are based on expensive precious metals and require the use of highly purified water in the electrolyte. We demonstrated the preparation of a non-precious metal catalyst based on CuCo₂O₄ (CCO) via simple electrodeposition. Further, an optimization process for electrodeposition potential, solution concentration and electrodeposition method was develop for a catalyst-substrate integrated electrode, which indicated the highly electrocatalytic performance of the material in electrochemical tests and when applied to an anion exchange membrane water electrolyzer.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권2호
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• pp.206-214
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• 2005

$TiO_2$에 담지된 불균일 촉매상에서 ppm 수준으로 존재하는 수중 유기오염물질들을 제거하기 위한 모델반응으로 액상 trichloroethylene(TCE) 분해반응을 선정하였으며, 여러 반응변수의 동시제어가 가능하도록 디자인된 연속 흐름식 고정층 반응기 내에서 incipient wetness 기법으로 제조된 여러 전이금속 산화물 촉매들의 TCE 분해활성을 조사하였다. 선택된 반응조건에서 모델반응의 내부확산저항은 없었으며, $36^{\circ}C$의 반응온도에서 촉매표면에 흡착에 의한 액상 TCE 제거된 정도는 무시할 만하였고 촉매반응에 의해서만 제거될 수 있었다. TCE 제거반응에 대한 촉매들의 활성 및 반응시간에 따른 분해효율의 의존성은 사용된 금속 산화물 및 담지체의 종류에 따라 달라지는 것으로 나타났다. 5 wt.% $CoO_x$/$TiO_2$ 촉매는 본 대상반응에 대하여 가장 우수한 활성을 갖는 것으로 나타났으며, 반응시간의 경과 정도에 따라 TCE 분해효율이 점진적으로 증가하여 안정되는 전이구간의 존재를 확인할 수 있었다. 이와 같은 촉매활성의 반응시간 의존성은 반응 초기와 일정시간 경과 후의 $TiO_2$ 표면에 존재하는 $CoO_x$의 표면구조가 상이할 뿐만 아니라 반응시간 경과와 함께 활성이 더욱 높은 Co species의 표면노출을 암시하고 있다. $NiO_x$, $CrO_x$와 같은 금속 산화물 촉매들의 반응활성은 매우 낮은 수준이었다. $TiO_2$와 MFI를 담지체로 하여 각각 incipient wetness법과 이온교환법으로 제조된 $CuO_x/TiO_2$, Cu-MFI, $FeO_x/TiO_2$ 및 Fe-MFI의 TCE 제거효율을 반응시간의 함수로 살펴본 결과, Cu 촉매들에서 관찰되는 반응시간-분해효율 거동과는 다른 현상이 $FeO_x/TiO_2$와 Fe-MFI 촉매상에서 관찰되었다. $36^{\circ}C$의 반응온도에서 전반응시간 동안에 5 wt.% $FeO_x/TiO_2$ 촉매상에서 TCE 제거반응은 일어나지 않았으나, 1.2 wt.% Fe-MFI의 경우 반응 초기에 높은 제거율을 일정시간 동안 유지하다가 서서히 감소하는 비활성화 현상이 발생하였다. 이는 동일한 활성성분이 사용된다 할지라도 그 제조방법에 따라 촉매활성이 달라질 수 있음을 보여주고 있으며, 액상반응 중에 일어나는 활성성분의 redox cycle이 중요한 역할을 할 수 있음을 암시하고 있다. 가장 우수한 $CoO_x/TiO_2$ 촉매의 TCE 분해활성에 미치는 $CoO_x$ 담지량, 반응온도 등의 영향을 조사한 결과, 최적의 $CoO_x$ 담지량이 존재하였고 반응온도가 높을수록 TCE 제거효율은 높게 나타났다. 반응 중에 $CoO_x$ leaching에 의한 $CoO_x$의 손실이 확인되었으나 TCE 전환율에 영향을 미칠 정도는 아닌 것으로 판단되었다.