• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제32권5호
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• pp.1679-1684
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• 2011

Interfacial reactions kinetics often differ from kinetics of bulk reactions. Here, we describe how the density change of an immobilized reactant influences the kinetics of interfacial reactions. Self-assembled monolayers (SAMs) of alkanethiolates on gold were used as a model interface and the Diels-Alder reaction between immobilized quinones and soluble cyclopentadiene was used as a model reaction. The kinetic behavior was studied using varying concentrations of quinones. An unusual threshold density of quinones (${\Gamma}_c$ = 5.2-7.2%), at which the pseudo-first order rate constant started to vary as the reaction progressed, was observed. This unexpected kinetic behavior was attributed to the phase-separation phenomena of multi-component SAMs. Additional experiments using more phase-separated two-component SAMs supported this explanation by revealing a significant decrease in ${\Gamma}_c$ values. When the background hydroxyl group was replaced with carboxylic or phosphoric acid groups, ${\Gamma}_c$ was observed at below 1%. Also, more phase-separated thermodynamically controlled SAMs produced a lower critical density (3% < ${\Gamma}_c$ < 4.9%) than that of the less phaseseparated kinetically controlled SAMs (6.5% < ${\Gamma}_c$ < 8.9%).

• 공업화학
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• 제23권2호
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• pp.204-209
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• 2012

상업용 루테늄 촉매 상에서 에탄의 수증기 개질 반응에 대한 kinetics 데이터를 얻기 위하여 반응온도, 에탄의 분압, 수증기/에탄의 비 등을 변화시키면서 반응 실험을 수행하였다. Kinetics 데이터를 사용하여 Power rate law kinetic model 과 Langmuir-Hinshelwood model의 parameter를 구하였다. 또한 kinetic model식을 적용하여 PRO/II를 이용한 공정 모사를 통해서 에탄의 수증기 개질 반응기 sizing을 수행하였다. 동일한 전환율을 얻기 위해서는 Power rate law model을 적용하였을 경우가 Langmuir-Hinshelwood model을 적용하였을 경우보다 개질 반응기의 부피가 더 큼을 알 수 있었다. Langmuir-Hinshelwood model에 의해 계산된 반응 속도가 반응 실험 결과에 의해 구해진 반응 속도와 더 잘 일치했기 때문에 Langmuir-Hinshelwood model을 적용하여 계산된 반응기의 크기가 실제 반응기 설계에 더 적절하다고 판단된다.

• 자원리싸이클링
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• 제24권6호
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• pp.3-8
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• 2015

일정 온도에서 중량 변화를 통하여 가스화 반응 특성을 살펴볼 수 있는 열중량 분석기(thermobalance)를 이용하여 하수슬러지의 수증기 가스화 특성 및 발생 가스의 농도 분석을 실시하였다. 반응 온도 및 수증기의 분압이 증가할수록 가스화 반응이 촉진되어 반응 속도가 증가하는 것으로 나타났다. 반응 kinetics 해석은 기체-고체 화학반응의 세 가지 모델이 이용되었다. 이 중 하수슬러지 촤의 수증기 가스화는 modified volumetric reaction model이 반응 kinetics를 가장 잘 나타내었으며, 이 때 activation energy와 빈도 인자는 각각 155.5 kJ/mol, $14,087s^{-1}atm^{-1}$로 분석되었다. 또한, 수증기의 분압에 따른 반응 차수는 0.68이었다. 합성가스의 발생 특성을 살펴보고자 $900^{\circ}C$에서 생성 합성가스를 분석한 결과 수소의 농도가 가장 높았으며 수증기 분압이 증가할수록 생성기체의 농도 특히 수소 농도가 급격히 증가하였다. 가스화와 동시에 수성가스화 변환반응이 진행되어 생성기체의 수소 생성 농도가 일산화탄소에 비하여 2-4배 높은 값을 나타내었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제29권1호
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• pp.90-96
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• 2018

Reaction characteristics and kinetics of a oxygen carrier (OCN717-R1SU) for chemical looping combustion (CLC) have been investigated using TGA by changing gas concentration (10-30 vol.% $CH_4$) and reaction temperature ($825-900^{\circ}C$). Reaction rate of OCN717-R1SU increased as temperature increased and it was found that reaction is delayed at the initial reaction regime. Johnson-Mehl-Avrami (JMA) model was adopted to explain the reaction phenomenon. The activation energy (E) determined by JMA model in reduction reaction of OCN717-R1SU is $151.7{\pm}2.03kJ/mol$ and pre-exponential factor and JMA exponent were also obtained. The parameters calculated in this study will be applied in design of the reactor and operation conditions for CLC process.

• 연구논문집
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• 통권29호
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• pp.151-162
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• 1999

In general, manufacturing processes of thermosetting composites consist of mold filling and resin cure. The important parameters used in modeling and designing mold filling are the permeability of the fibrous preform and the viscosity of the resin. To consolidate a composite, resin cure or chemical reaction plays an essential role. Cure kinetics. Therefore, is necessary to quantify the extent of chemical reaction or degree of cure. It is also important to predict resin viscosity which can change due to chemical reaction during mold filling. There exists a heat transfer between the mold and the composite during mold filling and resin cure. Cure kinetics is also used to predict a temperature profile inside composite. In this study, a new scheme which can determine cure kinetics from dynamic temperature scaning was proposed. The method was applied to epoxy resin system and was verified by comparing measurements and predictions.

• 자원리싸이클링
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• 제23권6호
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• pp.47-53
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• 2014

런던협약으로 인하여 하수 슬러지 및 유기성 폐기물의 해양투기가 전면 금지되어 이의 효과적인 처리 및 에너지 전환 기술에 대한 요구가 증대되고 있다. 하수 슬러지의 빠른 감량과 에너지화가 가능한 열적 에너지 전환 기술의 적용을 위해서는 하수 슬러지의 열분해 및 연소 특성에 대한 기본적인 kinetics 자료가 필수적이다. 본 연구에서는 열중량 분석기(thermogravimetric analyzer, thermobalance)를 이용하여 하수 슬러지의 열분해 및 연소 kinetics를 도출하였다. 열분해의 경우 총 세 단계의 반응이 일어나 각각에 대하여 subtraction method에 의하여 activation energy와 빈도 인자를 도출하였다. 촤 연소의 경우 반응 kinetics 해석은 기체-고체 화학반응의 세 가지 모델이 이용되었고 shrinking core model이 연소 특성을 가장 잘 나타내어 이 모델을 기준으로 activation energy와 빈도 인자를 도출하고 산소농도 영향을 살펴보았다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권1호
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• pp.144-150
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• 2013

본 연구에서는 촉매로 zinc acetate를 사용하였고 dimethyl terephthalate(DMT)와 ethylene glycol(EG)의 에스테르 교환을 통하여 polyethylene terephthalate(PET)의 단량체인 bishydroxyethyl terephthalate(BHET)를 생성하는 반응에 대하여 알아보았다. 기존의 kinetics 연구는 에스테르 교환 반응에서 생성되는 메탄올이 반응계에서 제거되는 반회분식공정을 바탕으로 하여 이때 제거된 메탄올 양을 측정하여 역반응이 무시된 반응 kinetics 모델을 구성하였다. 본 연구에서는 회분식 반응기를 통하여 DMT와 메탄올의 양을 정량하여, 역반응을 고려한 보다 정확한 kinetics 모델을 제안하였고, 제안된 모델의 예측값들이 실험값들과 잘 일치하는 것을 보였다. 또한 모델과 실험값을 분석하여 여러 공정 변수들이 에스테르 교환 반응에 미치는 영향을 조사하였다.

• 공업화학
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• 제24권4호
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• pp.375-381
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• 2013

상업용 니켈 촉매를 사용하여 메탄과 천연가스의 수증기 개질 반응을 각각 수행하였다. 수증기 개질 반응의 변수는 반응 온도와 반응물의 분압이었다. Kinetic data로부터 Power law rate model과 Langmuir-Hinshelwood model의 매개변수를 구하였다. 순수한 메탄을 수증기 개질 반응 실험의 원료로 사용한 경우에는 Langmuir-Hinshelwood model 식은 물론이고 Power law rate model을 사용하여 반응 속도를 적절하게 표현할 수 있었다. 그러나 천연가스 중의 메탄의 수증기개질 반응 속도를 표현하는데 있어서는 Power law rate model보다 Langmuir-Hinshelwood model이 훨씬 더 적합한 것을 확인하였다. 이러한 거동은 천연가스 중에 포함되어있는 메탄, 에탄, 프로판 및 부탄이 동일한 촉매 활성점에 경쟁적으로 흡착하기 때문으로 해석할 수 있었다.

• 한국환경보건학회지
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• 제30권5호
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• pp.395-401
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• 2004

In this study, lots of methods have been studing to utilize energy and decrease contaminated effluents. There has been great progress on IGCC (Integrated gasification combined cycle) to reduce thermal energy losses. The following results have been conducted from desulfurization experiments using waste shell to remove $H_{2}S$. Unreacted core model ior desulfuriration rate prediction of sorbent was indicated. These were linear relationship between time and conversion. So co-current diffusion resistance was conducted reaction rate controlling step. The sulfidation rate is likely to be controlled primarily by countercurrent diffusion through the product layer of calcium sulfide(CaS) formed. Maximum desulfurization capacity was observed at 0.631 mm for lime, oyster and hard-shelled mussel. The kinetics of the sorption of $H_{2}S$ by CaO is sensitive to the reaction temperature and particle size at $800^{\circ}C$, and the reaction rate of oyster was faster than the calcined limestone at $700^{\circ}C$.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제26권3호
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• pp.384-392
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• 2005

Solvent effects on the kinetics of bromophenol blue fading have been investigated within a temperature range in binary mixtures of methanol, ethanol, 1-propanol, ethylene glycol and 1,2-propanediol with water of varying solvent compositions up to 40% by weight of organic solvent component. Correlation of logk with reciprocal of the dielectric constant was linear. Finally a mechanism was proposed for the bromophenol blue fading upon SESMORTAC (study of effect of solvent mixture on the one-step reaction rates using the transition state theory and cage effect) model, by means of this model, the fundamental rate constants of the fading reaction in these solvent systems were calculated.