• 제목/요약/키워드: Effect of Concentration and Temperature on Chemical Reaction Ra

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앙금 생성 반응을 이용한 화학반응속도 측정 실험의 분석과 Small-Scale Chemistry를 적용한 실험 개발 (Analysis of Precipitate Formation Reaction for Measuring Chemical Reaction Rate and Its Development Appling Small-Scale Chemistry)

  • 박국태;노지현;김동진;유란영;노윤미;김묘경;이상권
    • 대한화학회지
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    • 제52권3호
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    • pp.303-314
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    • 2008
  • 이 연구의 목적은 고등학교 과학 교과서에 제시된 앙금 생성 반응을 이용한 화학반응속도 측정 실 험으로 small-scale chemistry (SSC)를 적용한 실험을 개발하고자 하는 것이다. 연구를 위해서 고등학교 10종 과 학 교과서에 제시된 화학반응속도에 미치는 농도와 온도의 영향에 대한 실험 방법을 반응 생성물 확인 방법 에 따라 분류하고, 과학 교과서에 가장 많이 제시되어 있는 앙금 생성 반응을 이용한 화학반응속도 측정 실험 을 교과서 실험 방법에 따라 수행하였다. 그리고 실험 과정에서 나타나는 문제점들을 분석해서 앙금 생성 반 응을 이용한 화학반응속도 측정 실험에 SSC를 적용한 실험을 개발하였다. 연구 결과에 의하면, 과학 교과서 에 제시된 앙금 생성 반응을 이용한 화학반응속도 측정 실험에는 반응 용액들의 혼합 방법에 대한 번거로움, X자가 보이지 않는 시점의 애매모호함, 실험 결과 수집의 시간 지연, 유독한 이산화황 기체의 발생, 물중탕 장 치 조작의 불편함, 그리고 반응 온도 통제의 어려움 등의 문제점들이 있었다. 또한, 실험 결과들의 재현성이 부 족하였다. 이러한 문제점들은 앙금 생성 반응을 이용한 화학반응속도 측정 실험에 SSC를 적용하여 개발한 실 험으로 해결할 수 있었다. SSC를 적용한 실험에서는 A4 용지 반응판에 실험의 순서를 명시하여 실험 방법을 명확하게 할 수 있었으며, 홈판과 스템 피펫을 사용하여 반응시간을 단축하여 실험 결과들을 연속적으로 얻을 수 있었다. 또한, 유독한 이산화황 기체의 발생량을 1/7 정도로 줄일 수 있었으며, X자가 보이지 않는 시점도 뚜렷하게 관찰할 수 있었다. 그리고 30분 내에 화학반응속도에 미치는 농도와 온도의 영향에 대한 두 실험을 간편하고 재현성 있게 수행할 수 있었다. 또한, 수업시간 중 실험 결과들을 해석하고 토의할 수 있는 시간을 확보할 수 있어, 고등학생들이 화학반응속도에 미치는 농도와 온도의 영향에 대한 과학적인 개념을 형성하는 데 도움을 줄 것으로 기대된다.

4원 아크릴계 박리형 점착제의 제조와 특성에 관한 연구 (Preparation and Characterization of Removal-type Acrylic Pressure-Sensitive Adhesive)

  • 서영옥;설수덕
    • Elastomers and Composites
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    • 제36권4호
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    • pp.225-236
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    • 2001
  • 2원, 3원 공중합 점착제의 물성을 향상시키기 위해 4인 공중합체를 단량체의 종류와 농도, 개시제의 종류와 농도, 반응온도와 반응시간, 용매의 종류 및 단량체와 용매의 혼합비를 변화시켜 합성하여 점착제의 물성인 점도, 분자량, 전환율, 고형분과 구조분석들을 고찰하였다. 합성한 각 중합체에 내하여 가교제의 종류 및 농도를 변화시켜 점착세의 성능인 점착력. 유지력, 내열성, 내후성, 경시변화를 고찰한 결과, 디음과 같은 결론을 얻었다. 4원 공중합체의 최적 혼합비는 BA/2-EHA/MMA/2-HEMA인 경우, 주단량체인 BA/2-EHA가 80%, 공단량체인 MMA가 15%, 관능성 단량체 2-HEMA가 5%. BA/2-EHA/MMA/AA인 경우, 주단량체인 BA, 2-EHA가 80%, 공단량체인 MMA기 15%, 관능성 단량체 AA가 5%이다. 4원으로 합성한 RA/2-EHA/MMA/2-HEMA의 점착제에 가교제로 이소시아네이트가 적합하였으며, BA/2-EHA/MMA/AA인 경우는 가교제로 멜라민계가 적합하고 점착력의 경시변화는 가교제로 이소시아네이트(PTDI)나 멜라민계 모두 균일하있으며, 내후성 시험후에 표면관찰을 하면 멜라민계는 점착제 잔유물이 남아있어 불안정했고, PTDI는 점착제 잔유물이 전혀 없이 안정성이 우수하였다.

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수성가스전이반응(Water Gas Shift Reaction)을 위한 Ce 첨가에 따른 Cu/Mn 촉매의 활성 연구 (Effect of Ce Addition on Catalytic Activity of Cu/Mn Catalysts for Water Gas Shift Reaction)

  • 박지혜;임효빈;황라현;백정훈;구기영;이광복
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제28권1호
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    • pp.1-8
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    • 2017
  • Cu/Mn/Ce catalysts for water gas shift (WGS) reaction were synthesized by urea-nitrate combustion method with the fixed molar ratio of Cu/Mn as 1:4 and 1:1 with the doping concentration of Ce from 0.3 to 0.8 mol%. The prepared catalysts were characterized with SEM, BET, XRD, XPS, $H_2$-TPR, $CO_2$ TPD, $N_2O$ chemisorption analysis. The catalytic activity tests were carried out at a GHSV of $28,000h^{-1}$ and a temperature range of 200 to $400^{\circ}C$. The Cu/Mn(CM) catalysts formed Cu-Mn mixed oxide of spinel structure ($Cu_{1.5}Mn_{1.5}O_4$) and manganese oxides ($MnO_x$). However, when a small amount of Ce was doped, the growth of $Cu_{1.5}Mn_{1.5}O_4$ was inhibited and the degree of Cu dispersion were increased. Also, the doping of Ce on the CM catalyst reduced the reduction temperature and the base site to induce the active site of the catalyst to be exposed on the catalyst surface. From the XPS analysis, it was confirmed that maintaining the oxidation state of Cu appropriately was a main factor in the WGS reaction. Consequently, Ce as support and dopant in the water gas shift reaction catalysts exhibited the enhanced catalytic activities on CM catalysts. We found that proper amount of Ce by preparing catalysts with different Cu/Mn ratios.

N2O 분해반응용 Co3O4 기반 촉매의 K첨가 효과 (K Addition Effect of Co3O4-based Catalyst for N2O Decomposition)

  • 황라현;박지혜;백정훈;임효빈;이광복
    • 청정기술
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    • 제24권1호
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    • pp.35-40
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    • 2018
  • $N_2O$ 촉매 분해 반응을 위한 $Co_3O_4$ 촉매는 공침법을 이용하여 제조하였으며, 조촉매로서 Ce 및 Zr의 양을 (Ce 또는 Zr)/Co = 0.05의 몰비로 고정하여 제조하였다. 또한 K가 촉매에 미치는 영향을 조사하기 위해 1 wt%의 $K_2CO_3$를 함침하여 촉매를 제조하였다. 제조된 촉매의 특성은 BET, SEM, XRD, $H_2-TPR$, XPS를 통해 분석하였다. $Co_3O_4$ 촉매는 스피넬 결정상을 나타냈으며, 조촉매의 첨가는 입자 크기와 결정 크기를 감소시켜 비표면적을 증가시키는 것으로 나타났다. K의 도핑은 촉매 활성 물질인 Co의 활성 종인 $Co^{2+}$의 농도를 증가시켜 촉매 활성을 향상시키는 것으로 확인되었다. $N_2O$ 분해 반응 테스트는 $GHSV=45,000h^{-1}$, $250{\sim}375^{\circ}C$에서 수행되었으며 $Co_3O_4$ 촉매에 조촉매를 첨가하였을 때도 반응성이 증가하였지만, K를 함침하면 활성이 더욱 크게 증가하는 것으로 나타났다. K의 도핑이 활성 종인 $Co^{2+}$의 농도를 증가시키며, 환원온도를 낮춰 주어 활성에 큰 영향을 주는 것으로 확인하였다.