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

• 공업화학
• /
• 제24권3호
• /
• pp.291-298
• /
• 2013

공액 리놀레산 메틸에스테르는 불균일계 촉매인 니켈 담지 제올라이트계 촉매를 이용하여 리놀레산 메틸에스테르의 이성질화를 통해 합성할 수 있다. 니켈 담지 제올라이트계 촉매는 HY 제올라이트로부터 KCl 수용액을 이용해 이온교환하여 KY 제올라이트를 합성한 뒤 함침법을 통해 니켈을 담지하여 합성하였다. 합성된 촉매는 수소를 이용하여 전처리하여 공액화 반응에 사용하였다. 그 결과 낮은 온도에서 HY 촉매는 높은 전환율을 나타내었지만 공액화 반응에 대해 낮은 선택도를 나타내었다. KY 촉매는 낮은 온도에서 상대적으로 낮은 전환율을 나타내었으나 높은 온도에서 HY 촉매와 유사한 전환율을 보였으며, 낮은 온도에서도 공액화 반응에 대해 높은 선택도를 나타내었다. 결과적으로 반응 온도 $220^{\circ}C$에서 4 wt% Ni/KY720을 이용하여 가장 높은 63.4%의 수율을 얻었다.

• 대한화학회지
• /
• 제16권2호
• /
• pp.84-92
• /
• 1972

A mechanism for the ring formation of nickel phthalocyanine (Ni-Pc) has been proposed based on chemical kinetics. The effect of the catalyst on the rate was examined, and ammonium molybdate has been found to be the most effective. The reaction order of the ring formation was determined to be of the 1st order over all, with only the concentration of urea affecting the rate of the ring formation. All the results including thermodynamic parameters support a conclusion that the rate-determining step seems to be the enolization of the urea-catalyst transition complex, followed by fast decomposition of the tautomeric enolized urea into ammonia and isocyanic acid. These intermediates then reacted with the phthalic anhydride to form imino and diimino-phthalimide, which condense to form nickel phthalocyanine in the presence of the nickel cation.

• 청정기술
• /
• 제18권1호
• /
• pp.95-101
• /
• 2012

수소생산을 위한 메탄의 부분산화용 촉매로 알루미나에 담지된 코발트와 니켈 촉매를 함침법으로 제조하였다. 이들 코발트와 니켈 촉매에 조촉매 성분 Mg, Ce, La와 Sr을 첨가하여 초촉매 효과를 조사하였다. 메탄의 부분산화반응을 위한 촉매의 활성은 상압, $CH_4/O_2$ = 2.0에서 450~$650^{\circ}C$의 온도영역으로 조사하였다. 촉매의 특성은 BET, XRD와 SEM/EDX를 이용하여 조사하였다. 0.2 wt%의 조촉매 성분의 첨가로 촉매성능의 상승효과를 얻을 수 있었다. $500^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 $Co/Al_2O_3$에 Mg을 첨가한 촉매가 가장 우수한 메탄 전환율과 수소 선택성을 나타내었다. 낮은 온도 영역에서는 $Ni/Al_2O_3$에 Ce와 Sr을 첨가한 촉매가 Co계 촉매보다 우수한 반응특성을 나타내었다. $Co/Al_2O_3$와 $Ni/Al_2O_3$에 조촉매를 첨가한 경우 촉매의 표면적이 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제19권6호
• /
• pp.514-519
• /
• 2008

In the present study, biomass pyrolysis was done using five different kinds of catalysts with change in the support species and their compositions. Ni was loaded on alumina, ceria and alumina-ceria supports using co-precipitation method. In all the catalysts, 30wt% of nickel was loaded on the support materials. The paper used in daily writing purposes was taken into account as biomass sample. In the experiment, 19 of biomass was mixed with o.1g of each catalyst separately. Thermogravimetric analysis (TGA) was performed with all the catalysts diminished the initial degradation temperature of paper biomass sample considerably. During the pyrolysis process, the temperature was raised from room temperature to $800^{\circ}C$ with the heating rate of $10^{\circ}C$/min in the furnace. The cumulative $H_2$ volume had reached the best value of l4.02ml with the Ni/$Al_2O_3-CeO_2$ 30wt%/(50wt%-50wt%) catalysts. In presence of all the catalysts, the highest amount of $H_2$ was produced at $800^{\circ}C$, 10min. of residence time.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
• /
• pp.256-259
• /
• 2005

본 연구에서는 기존 니켈 활성성분만의 알루미나담지 촉매에 비해 고온에서의 수소를 사용한 환원 전처리 과정을 거치지 않고도 높은 반응활성을 나타내며, 반응 중 탄소침적에 대한 촉매 저항성에서도 우수한 결과를 나타낸 루테늄-니켈 촉매에 대해보고 하고자 한다. 메탄 수증기 개질 반응을 통해, 루테늄을 최종적으로 담지한 알루미나 담지니켈계 촉매는 별도의 전처리과정 없이 $650^{\circ}C$에서부터 높은 반응성을 보였으며, 루테늄과 니켈을 동시에 담지한 경우보다 더 우수한 활성을 나타내었다. Ru의 담지량을 달리한 실험에서는$RU(0.5)/Ni(20)/Al_2O_3$ 촉매가 가장 높은 활성을 보였다. $H_2-TPR$ 분석 결과, $Ru(0.5)/Ni(20)/A1_2O_3$촉매의 경우 세 가지 환원 피크가 나타났으며, $Ni(20)/A1_2O_3$촉매와 비교해 볼 때, 저온(<$130^{\circ}C)$에서 환원가능한 $RUO_2$의 존재를 확인할 수 있었다. 담지된 RU은 분산도가 높아, XRD분석 결과에서 Ru이나 $RuO_2$의 특성 피크가 존재하지 않았다. 또한 $650^{\circ}C$에서 10시간 개질반응 후 얻어진 촉매에 대해 $O_2-TGA$를 분석한 결과, $Ni(20)/Al_2O_3$촉매는 $-7.2wt\%$ 정도의 큰 무게 감소를 보였으며, 이는 촉매 표면에 생성된 carbon tube에 의한 것임을 SEM 분석을 통해 알 수 있었다 이에 반해, $Ru(0.5)/Ni(20)/Al_2O_$ 촉매는 $O_2-TGA$시 $0.3wt\%$ 정도 무게 증가에 그쳤으며, SEM 분석상 carbon tube의 생성이 크게 억제되었음을 알 수 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2006년도 추계학술대회
• /
• pp.451-454
• /
• 2006

WGS reaction over Mo2C and ceria based catalysts was investigated to develop an alternative commercial Cu-Zn/Al2O3 catalyst for fuel processor and hydrogen station. The Mo2C catalysts were prepared by a temperature programmed method and the various metal supported cerium oxide catalysts were prepared by an Impregnation method. The catalysts were characterized by the N2 physisorption, Co chemisorption, XRD, TEM and TPR. It was found that Mo2C and 0.2wt% Pt-40wt%, Ni/CeO2 catalysts had higher activity and stability than the Cu-Zn/Al203 above $260^{\circ}C$. Moreover, CO conversion of more than 85% was observed at $280{\sim}300^{\circ}C$. But all catalysts were deactivated during the thermal cycling runs. The results suggest that these catalysts are an attractive candidate for the alternative Cu-Zn/Al2O3 catalyst for fuel processor and hydrogen station applications.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
• /
• 제19권4호
• /
• pp.80-84
• /
• 1991

Lignocellulosic biomass including acetosolv ricestraw and spruce lignin were liquefied and converted into liquid hydrocarbons by catalytic hydroliquefaction reaction. These experimental works were carried out in 1-liter-capacity autoclave using 50% tetralin and m-cresol solution respectively as soluble solvent and Ni. Pd. Fe and red mud as catalyst. $H_2$ gas was supplied into the reactor for escaltion of deoxhydroenolysis reaction. Catalyst concentrations were 1 % of raw material based on weight. The ratio between raw materials and soluble solvent are 1g and 10cc. The reaction conditions are 400-$700^{\circ}C$ of reaction temperature, 10-50 atms of reaction pressure. The highest yield of hydrocarbon, so called "product oil" showed 32% and 5.5% of lowest char formation when red mud was used as catalyst. The product oil yields from those of other catalysts were in the range of 20-29%. The influence of different initial hydrogen pressures was examined in the range d 30-50 atms. A minimum pressure of 35 atms was necessary to obtain a complete recovery of souble solvent for recycling.

• 청정기술
• /
• 제27권1호
• /
• pp.69-78
• /
• 2021

팜유(palm oil)와 캐슈넛 껍질액(cashew nut shell liquid, CNSL)과 같은 식물유는 한국에서 수송용 바이오-디젤 혹은 발전용 바이오-중유의 주요 원료로서 사용되고 있다. 그러나, 이들은 탄화수소의 이중결합에 의한 높은 불포화도와 더불어 카르복실산에 기인한 높은 산소의 함량으로 인하여 연료유로서의 적용 범위에 한계가 있다. 이러한 관점에서, 본 연구는 팜유와 CNSL이 1/1 v/v%으로 이루어진 혼합 바이오오일에 포함된 불포화탄화수소를 포화시키고 산소 성분을 제거하기 위한 수소화처리 반응을 단일금속촉매(Ni과 Cu)와 이원금속촉매(Ni-Zn, Ni-Fe, Ni-Cu Ni-Co, Ni-Pd와 Ni-Pt) 들을 적용하여 완화된 반응조건(온도 250 ~ 400 ℃, 압력 5 ~ 80 bar와 LHSV 1 h-1) 하에서 수행하였다. Ni 활성성분에 대한 귀금속과 전이금속의 첨가는 수소화반응(HYD)과 탈산소반응(HDO)의 두 반응에 대한 활성을 증가시키는 시너지 효과를 보였다. 가장 활성이 뛰어난 유망한 촉매는 Ni-Cu/��-Al2O3으로서 Ni/Cu의 원소비가 9/1 ~ 1/4의 넓은 범위에서 HYD반응과 HDO반응에 대한 전환율이 각각 90 ~ 93%와 95 ~ 99%을 보였다. 이와 같이 Ni/Cu의 원소 비율이 넓은 범위에서 일정한 촉매반응활성을 보임에 따라 전형적인 구조비민감성 반응임을 알 수 있다. 그리고, 수소화처리 반응에 의해 정제된 혼합 바이오오일은 원료 혼합 바이오오일에 비해 요오드가, 산가 및 동점도가 크게 낮아졌으며, 고위발열량은 약 10% 증가되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제61권4호
• /
• pp.604-610
• /
• 2023

주변 조건에서 N₂를 환원하여 NH₃를 생성하는 전기 촉매 질소 환원 반응(nitrogen reduction reaction, NRR)은 산업공정에서 에너지 소비를 감소시킬 수 있는 유망한 기술로 주목을 받고 있다. N₂를 흡착하고 활성화할 수 있는 촉매 금속 표면 중 많이 사용되는 Ni(100) 표면의 여러 사이트(site)의 흡착 성능을 밀도 함수 이론 계산(density-functional theory)를 기반으로 비교하였다. 또한 안정적인 NRR반응의 경로를 유도하는 N₂의 두 가지 흡착 구조를 조사하였고 end-on 구조는 top site에 흡착, distal pathway로 반응이 진행되고 side-on 구조는 bridge site에 흡착되며 enzymatic pathway로 반응이 진행되었다. 마지막으로 구조 별 가장 안정한 메커니즘의 깁스 자유에너지를 구하여 반응의 경향성을 알아봄으로써 NRR 반응의 금속 촉매 표면 흡착에 대한 연구에 도움이 될 수 있을 것이다.