• 제목/요약/키워드: SMSI

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나노 크기의 타이타니아 담체를 활용한 Pd-Cu 촉매의 수중 질산성 질소 저감 반응에의 적용 (Catalytic Nitrate Reduction in Water over Nanosized TiO2 Supported Pd-Cu Catalysts)

  • 김민성;이지연;이관영
    • 청정기술
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    • 제20권1호
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    • pp.28-34
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    • 2014
  • 본 연구에서는 나노 크기의 결정 구조를 가진 타이타니아 담체를 용매열합성법(solvothermal method)을 활용하여 합성한 후 팔라듐과 구리를 담지한 촉매를 제조하였다. 제조된 촉매를 수중 질산성 질소 저감 반응에 적용한 결과, 타이타니아 담체의 결정 크기가 반응 활성에 영향을 미치는 것이 확인되었다. 결정 크기가 작은 담체를 활용한 촉매가 더 빠른 속도로 질산성 질소를 저감하였지만, 반응 중 pH가 높게 형성되어 질소 선택도가 매우 낮은 현상을 보였다. 이를 해결하기 위해 pH 완충제인 이산화탄소를 공급하여 질소 선택도를 약 60% 증가시켰다. 상기에 언급한 촉매를 대상으로 질소 흡-탈착, X-ray diffraction (XRD), $H_2$-temperature programmed reduction (TPR), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) 등의 다양한 특성화 분석을 수행하여 촉매의 반응활성과 물성간의 상관관계에 대해 조사하였다.

Chemical Doping of $TiO_2$ with Nitrogen and Fluorine and Its Support Effect on Catalytic Activity of CO Oxidation

  • Chakravarthy, G. Kalyan;Kim, Sunmi;Kim, Sang Hoon;Park, Jeong Young
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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    • pp.142.2-142.2
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    • 2013
  • The effect of substrate on catalytic activity of CO oxidation with transition metal Platinum nanoparticles on doped and undoped TiO2 was investigated. Titanium dioxide was doped chemically with non-metal anions including nitrogen and fluorine. Undoped TiO2 was synthesized via simple conventional sol-gel route. Thin films of titania were developed by spin coating technique and the characterization techniques SEM, XRD, UV-Vis Absorption Spectroscopy and XPS were carried out to examine the morphology of films, crystal phase, crystallites, optical properties and elemental composition respectively. XPS analysis from doped TiO2 confirmed that the nitrogen site were interstitial whereas fluorine was doped into TiO2 lattice substitutionally. Catalytic activity systems of Pt/doped-TiO2 and Pt/undoped-TiO2 were fabricated to reveal the strong metal-support interaction effect during catalytic activity of CO oxidation reactions. By arc plasma deposition technique, platinum nanoparticles with mean size of 2.7 nm were deposited on the thin films of doped and undoped titanium dioxide. The CO oxidation was performed with 40 Torr CO and 100 Torr O2 with 620 Torr He carrier gas. Turn over frequency was observed two to three folds enhancement in case of Pt/doped TiO2 as compared to Pt/TiO2. The electronic excitation and the oxygen vacancies that were formed with the doping process were the plausible reasons for the enhancement of catalytic activity.

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수증기-이산화탄소 복합개질 반응에서 Ce가 증진된 Ni-Ce/$MgAl_2O_4$ 촉매의 탄소 침적저항성 향상에 관한 연구 (Ce addition into Ni/$MgAl_2O_4$ catalysts in combined $H_2O$ and $CO_2$ reforming of $CH_4$ for improvement of coke resistance)

  • 이성훈;구기영;정운호;노현석;이득기;윤왕래
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.226.1-226.1
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    • 2010
  • 본연구에서는 GTL(gas to liquids)공정의 합성가스 생산을 위해 수증기-이산화탄소 복합개질반응(Combined Steam and Carbon dioxide Reforming of Methane, CSCRM)을 수행하였다. CSCRM은 수증기와 이산화탄소의 공급비 조절을 통해 $H_2$/CO비를 2로 맞추기 용이한 장점을 지니고 있어 다른 단일 개질 반응과 달리 합성가스 생산 시 $H_2$/CO 비율을 조절하기 위한 부가적인 공정이 필요하지 않아 경제적인 공정이다. 일반적으로 사용되는 Ni개질촉매는 가격대비 우수한 성능을 보이지만 S/C비가 낮은 CSCRM의 경우 촉매표면의 탄소침적에 의한 비활성화가 야기되는 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 산소저장능력과 산소전달능력이 우수한 $CeO_2$를 조촉매로 첨가하여 표면에 형성된 코크 제거가 용이하도록 하였다. Ni-Ce/$MgAl_2O_4$촉매는 동시함침법(co-impregnation)으로 제조하였으며, Ni의 함량을 10wt%로 고정한 상태에서 Ce의 함량을 조절하여 Ce/Ni 최적비를 찾고자 하였다. XRD, TPR, BET, $H_2$-Chemisorption과 같은 촉매의 특성분석을 통해 촉매의 비표면적, 환원특성과 Ni입자의 분산도 등을 확인하였다. Ce를 첨가함에 따라 Ce2.5wt%까지는 비표면적이 증가하다가 이후 점차 줄어드는 경향성을 보였다. 또한, $H_2$-Chemisorption 결과 역시 비표면적과 유사한 경향성을 보였는데, Ce5.0wt%까지 Ni 분산도가 증가 하다가 다시 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 반응실험은 $H_2O:CO_2:CH_4:N_2$ = 0.8:0.4:1:1의 공급조건에서 수행하였으며, 질소와 수소 환원분위기로 $700^{\circ}C$에서 1시간 환원 후 $650^{\circ}C$에서 $550^{\circ}C$범위로 온도를 떨어뜨려가면서 반응을 수행하였다. Ce를 첨가함에 따라 $CH_4$ 전환율이 증가를 하다가 Ce2.5wt% 이후 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 높은 촉매 활성은 Ce 첨가로 인해 환원특성이 좋아지고 Ni분산도가 증가하여 담체와 강한 상호작용(SMSI)을 형성함으로 탄소침적 저항성 강화에 기인한 것이다.

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체외순환을 동반한 심장판막 수술 시 혈청 사이토카인 농도와 수술 후 결과와의 상관관계 분석 (Analysis of the Correlations between the Serum Levels of Cytokines and Postoperative Outcomes in Valvular Heart Surgery with Cardiopulmonary Bypass)

  • 문성민;김정락;김윤태;최석철
    • 생명과학회지
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    • 제18권11호
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    • pp.1551-1560
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    • 2008
  • 본 연구자들은 체외순환을 적용한 심장판막 수술 시 혈청사이토카인들의 변화와 여러 장기 표지자들과의 상관관계규명을 위해 전향적 연구를 실시하였다. 체외순환은 수술 동안 또는 수술 후 시기에 걸쳐 염증성 사이토카인(TNF-$\alpha$ 및 IL-6) 및 항염증성 사이토카인(IL-10)의 혈청 농도의 증가를 가져왔고 염증성 사이토카인의 증가에 따라 항염증성 사이토카인의 길항적 상승이 뒤 따랐다. 또한 심장수술 후 간, 신장, 심장 등 장기의 기능표지자들 역시 기준치보다 증가되었고 사이토카인들은 이러한 장기기능 표지자와 다양한 시기에 걸쳐 유의한 상관성을 보였다. 본 연구의 결과들은 심장판막수술 시 필연적으로 적용하는 체외순환이 염증성 사이토카인을 활성화시키기도 하지만 이의 상쇄를 위한 항염증성 사이토카인의 방출 역시 자극하며 이러한 사이토카인들은 수술 후 여러 장기의 기능에 직간접적으로 관여하여 장기 손상 혹은 장기보호의 역할을 함이 시사되었다.

가혹한 조건의 SRM 반응에서 Ni-Ce0.8Zr0.2O2 촉매의 소성온도에 따른 영향 (The Effect of Calcination Temperature on the Performance of Ni-Ce0.8Zr0.2O2 Catalysts for Steam Reforming of Methane under Severe Conditions)

  • 장원준;정대운;심재오;노현석
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제23권3호
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    • pp.213-218
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    • 2012
  • Steam reforming of methane (SRM) is the primary method to produce hydrogen. Commercial Ni-based catalysts have been optimized for SRM with excess steam ($H_2O/CH_4$ > 2.5) at high temperatures (> $700^{\circ}C$). However, commercial catalysts are not suitable under severe conditions such as stoichiometric steam over methane ratio ($H_2O/CH_4$ = 1.0) and low temperature ($600^{\circ}C$). In this study, 15wt.% Ni catalysts supported on $Ce_{0.8}Zr_{0.2}O_2$ were prepared at various calcination temperatures for SRM at a very high gas hourly space velocity (GHSV) of $621,704h^{-1}$. The calcination temperature was systematically varied to optimize 15wt.% $Ni-Ce_{0.8}Zr_{0.2}O_2$ catalyst at a $H_2O/CH_4$ ratio of 1.0 and at $600^{\circ}C$. 15wt.% $Ni-Ce_{0.8}Zr_{0.2}O_2$ catalyst calcined at $500^{\circ}C$ exhibited the highest $CH_4$ conversion as well as stability with time on stream. Also, 15wt.% $Ni-Ce_{0.8}Zr_{0.2}O_2$ catalyst calcined at $500^{\circ}C$ showed the highest $H_2$ yield (58%) and CO yield (21%) among the catalysts. This is due to complex NiO species, which have relatively strong metal to support interaction (SMSI).

여성에 있어 DNA 칩검사에 의한 인유두종바이러스 감염률의 조사 (Prevalence of Human Papillomavirus by DNA Chip Test in Women)

  • 김재우;김윤태;김대식;최석철
    • 생명과학회지
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    • 제18권12호
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    • pp.1657-1664
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    • 2008
  • 우리는 549명의 여성을 대상으로 HPV DNA Chip을 이용하여 자궁경부암의 주요 원인인 HPV 감염률을 조사하고 Pap 도말 염색법을 이용한 세포학적 검사를 실시하였다. 전체 대상여성 549명 중 237명 HPV DNA Chip 검사에서 양성 이었다(43.17%). 237명 중 203명이 고위험군 HPV 아형에 감염되었고(88.61%, 고위험군), 17명이 저위험군 HPV 아형에 감염되었고(7.17%, 저위험군), 나머지 17명은 고위험군 아형, 저위험군 아형, 미확인 아형에 감염 되었다(7.17%, 혼합형). 연령별 감염률은 20대가 1.26%, 30대 15.61%,40대 31.65%, 50대 23.21%, 60대 이상이 13.92%으로 확인되었다. 저위험군과 혼합군에서 고위험군보다 HPV 감염의 빈도가 더 낮게 나타났다. 세포학적 진단결과(224명의 여성)와 HPV chip 양성(237명의 여성)여성 간의 비교에서 고위험군의 경우 194명중 132명(68.04%)이 ASCUS (atypical squamous cells of undetermined significance, 7.22%), LSIL (low grade squamous intraepithelial lesion, 15.98%), HSIL (high grade SIL, 23.20%), 자궁경부암(21.65%) 등과 같은 자궁경부질환이 있었다. 저위험군(224 여성 중 14명)의 경우 ASCUS 1예와 LSIL 6예였는데 비해 혼합군(224 여성 중 4명)의 경우에는 단지 2예의 ASCUS 만이 있었다. 고위험 HPV 아형16 및 18에 감염된 여성은 각각 26예 및 7예의 자궁경부암이 있었으나 저위험군 HPV 아형 및 기타 아형의 경우 자궁경부암 발생이 매우 낮거나 없었다. 결론적으로 본 연구에서 43.17%의 HPV 유병률을 보였고 고위험 HPV 아형16이 감염된 여성들에 있어 전암 병변 또는 자궁경부암의 원인이 되는 주요인자이며 HPV DNA chip 검사는 HPV 감염 유무를 진단하는 정밀하고 유용한 방법임을 시사하고 있다.