• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권3호
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• pp.416-420
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• 2018

A comprehensive kinetic study has been conducted on dimethyl carbonate synthesis by transesterification reaction of ethylene carbonate with methanol. An alkali base metal (KOH) was used as catalyst in the synthesis of DMC, and its catalytic ability was investigated in terms of kinetics. The experiment was performed in a batch reactor at atmospheric pressure. The reaction orders, the activation energy and the rate constants were determined for both forward and backward reactions. The reaction order for forward and backward reactions was 0.87 and 2.15, and the activation energy was 12.73 and 29.28 kJ/mol, respectively. Using the general factor analysis in the design of experiments, we analyzed the main effects and interactions according to the MeOH/EC, reaction temperature and KOH concentration. DMC yield with various reaction conditions was presented for all ranges using surface and contour plot. Furthermore, the optimal conditions for DMC yield were determined using response surface method.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제33권6호
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• pp.1834-1838
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• 2012

A facile route for the synthesis of dimethyl glutarate (DMG) from cyclobutanone and dimethyl carbonate (DMC) in the presence of solid base catalysts has been developed. It was found that the intermediate carbomethoxycyclobutanone (CMCB) was produced from cyclobutanone with DMC in the first step, and then CMCB was further converted to DMG by reacting with a methoxide group. The role of the basic catalysts can be mainly ascribed to the activation of cyclobutanone $via$ the abstraction of a proton in the ${\alpha}$-position by base sites, and solid bases with moderate strength, such as MgO, favor the formation of DMG.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제35권2호
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• pp.622-624
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• 2014

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제2권2호
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• pp.187-192
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• 2016

이산화탄소의 화학적 전환기술은 온실가스 저감뿐만 아니라 탄소자원화를 통해 유한한 자원을 대체할 수 있는 기술이다. 다양한 화학반응에 의한 이산화탄소의 전환이 상용화되어 있지만, 대량의 이산화탄소를 자원화하기 위해서는 혁신적인 기술개발이 필요하며 전세계적으로 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이산화탄소를 직접 분자구조내에 삽입하는 기술 중 고분자 원료물질로 이용되고 있는 Dimethyl carbonate와 Polyol에 대한 제조기술 현황에 대해 소개하였다. RIST에서는 Dimethyl carbonate 제조기술로 urea methanolysis에 의한 촉매 및 공정을 개발하였으며, Polyol의 경우 고유 촉매개발 및 polyol 제품군에 대한 연구를 수행중에 있다. 이들은 분자내에 이산화탄소를 40%이상 포함할 수 있는 화학제품이므로 실용화 성공 시 온실가스 저감에 큰 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권5호
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• pp.766-771
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• 2012

폴리카보네이트(Polycarbonate (PC))는 전기, 전자, 자동차, 건축 등 여러 분야에 널리 사용되고 있는 엔지니어링 플라스틱으로 사용량이 점차 증가하고 있다. 일반적으로 PC는 bisphenol A (BPA)와 phosgene을 반응시켜 합성한다. 하지만 이 반응에서 사용되는 phosgene은 심각한 독성을 갖고 있어, 환경 안전 면에서 문제가 제기되고 있다. Phosgene을 대체하기 위해 DPC을 이용하는 공정이 제안되었다. DPC는 DMC (Dimethyl Carbonate)와 Phenol의 에스테르교환 반응에 의해 합성된다. PBO 촉매를 사용한 DPC 합성 반응에 대하여 반응온도, DMC/Phenol의 비 그리고 촉매 농도 변화가 반응 수율에 미치는 영향을 알아보았다. 또한 DPC 합성 반응에 대한 반응속도 모델을 구하였고 반응속도 모델이 예측한 값이 실험치와 잘 일치함을 보였다.

• 청정기술
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• 제22권3호
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• pp.196-202
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• 2016

DMC (dimethyl carbonate)를 합성하기 위하여 ceria 계열의 촉매를 이용하여 반응 조건을 확인하는 연구를 수행하였다. 촉매의 합성 조건을 찾기 위하여 소성 온도와 Cu(II)의 함량을 조절하였고, 완성된 촉매는 NH₃-TPD를 이용하여 반응성(산점)을 확인하였다. DMC를 합성하기 위하여, 산화카르보닐화법(oxidative carbonylation, 일산화탄소와 산소를 메탄올과 반응)과 직접합성법(direct synthesis, 이산화탄소를 메탄올과 반응)을 적용하였다. 르샤틀리에의 원리에 따라, 반응 중 생성되는 물을 제거하여 반응성(메탄올 전환율)을 향상시키고자 하였으며, 이를 위해 화학적 탈수제(chemical dehydration agent)인 2-cyanopyridine를 사용하였다. 화학적 탈수 반응을 산화카르보닐화법에 적용하였을 경우, 메탄올 전환율은 15.1%에서 38.7%, DMC 선택도는 0%에서 98.8%까지 향상되었다. 이를 직접합성법에 적용하였을 경우, 메탄올 전환율은 1.0%에서 77.8%, DMC 선택도는 41.2%에서 100.0%까지 향상되었다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제35권11호
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• pp.3163-3168
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• 2014

Three kinds of lanthanum oxides ($La_2CO_3$) were synthesized from different methods and used as a catalyst in the transesterification of dimethyl carbonate (DMC) with glycerol for the synthesis of glycerol carbonate (GLC). Lanthanum oxide synthesized using a surfactant (S-La) showed a much higher GLC yield of 89.9% compared to other lanthanum oxides synthesized by calcination (C-La) and precipitation (P-La) at the reaction conditions of $90^{\circ}C$, DMC/glycerol = 2, and catalyst/glycerol = 5 wt %. The best catalyst was obtained when the surfactant/La weight ratio was 12. XRD study revealed that S-La has large amount of monoclinic and hexagonal $La_2O_2CO_3$ phases, which are assumed as active sites of the catalyst for the reaction.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제23권8호
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• pp.1103-1105
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• 2002

H-ZSM-5 and γ-alumina were treated with formaldehyde and sodium carbonate. The treatment increased the amounts of weak acid sites, removing strong acid sites. The maximum temperature of weak acid sites in their ammonia TPD spectra shifted in the direction of high temperature. The modified H-ZSM-5 and g-alumina were mixed with the methanol synthesis catalyst to perform dimethyl ether synthesis from syn-gas. The modified catalysts showed better selectivity to dimethyl ether, minimizing the reforming reaction to carbon dioxide. The maximum yield of 53.3% to dimethyl ether was achieved under the reaction conditions of 54.4 atm, 523 K, and the feed rate of 4500 Lhr-1 .gcat-1.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권3호
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• pp.550-554
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• 2008

메탄올과 초임계 이산화탄소를 이용하여 $K_2CO_3/ZrO_2$ 촉매상에서 디메틸 카보네이트(dimethyl carbonate, DMC)를 합성하였다. $K_2CO_3$를 함침법으로 지르코니아에 담지시켜 촉매를 제조하였다. 673 K에서 소성했을 때, 칼륨 성분이 지르코니아 표면에 최대한 고르게 분산되었다. 단사정계(monoclinic)의 결정 구조를 갖는 지르코니아 자체는 DMC 생성에 대한 활성이 없었지만 $K_2CO_3$를 담지시켰을 경우 촉매 성능이 향상되었다. 촉매 외에 촉진제로 $CH_3I$를 사용하였다. 촉매와 촉진제의 사용은 DMC 생성을 향상시키는데 중요한 역할을 하였다. 촉매와 촉진제를 적정량 사용하였을 경우 DMC 생성량을 향상시킬 수 있었지만 과량으로 사용했을 경우 DMC 생성 외에 다른 부반응에도 영향을 미쳤다. 메탄올과 초임계 이산화탄소로부터 DMC 생성에 대한 촉매와 촉진제의 영향 및 그 반응 메카니즘을 제시하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권6호
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• pp.554-559
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• 2007

본 연구에서는 메탄올과 이산화탄소를 이용한 디메틸카보네이트(dimethyl carbonate, 이하 DMC) 의 직접 합성에서 수율 증대를 위하여 주입된 다양한 첨가제의 영향을 살펴보았다. 그리고 첨가제의 주입과 동시에 반응조건을 달리하여 얻어진 반응특성을 살펴봄으로써 필요한 반응조건의 최적화를 살펴보았다. Citric complexation method에 의해 제조된 복합금속산화물 $Ce_{1-x}Zr_xO_2$ 촉매들 가운데, 가장 높은 성능을 지니고 있는 $Ce_{0.8}Zr_{0.2}O_2$ 촉매가 DMC 합성에서 사용되었다. 황산염(sulfate) 계열, 질산염(nitrate) 계열, 인산염(phosphate) 계열 및 제올라이트 등의 다양한 첨가제가 사용된 가운데 DMC 생성량의 변화가 관찰되었다. 그 결과, $-SO_4$를 지니는 황산염 계열의 $K_2SO_4$ 및 $Na_2SO_4$ 등의 첨가제가 $Ce_{0.8}Zr_{0.2}O_2$ 촉매와 함께 사용됨으로써 가장 높은 DMC 생성량을 얻었다. 기존의 첨가제 없이 $Ce_{0.8}Zr_{0.2}O_2$ 촉매가 사용된 경우, 약 0.6 mmol의 DMC 생성량을 얻을 수 있었으며, $K_2SO_4$ 첨가제가 동시에 주입된 경우 가장 높은 0.91 mmol의 향상된 DMC 생성량을 얻었다.