• 공업화학
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• 제30권1호
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• pp.49-53
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• 2019

간단한 볼-밀 방법에 의한 one-pot 합성법을 통해 수화된 이산화망간 나노와이어가 합성되었다. 이렇게 준비된 이산화망간 나노와이어는 주사 전자 현미경(SEM), 투과 전자 현미경(TEM), X-선 회절(XRD) 및 Brunauer-Emmett-Teller (BET)로 특성화되었고, 적당한 크기(4-5 nm)와 형태에서 좋은 촉매적 활성을 보였다. 기질 Furfuryl 알코올을 선택하여 톨루엔 용매를 사용하고 산소 1기압 및 온도 $100^{\circ}C$에서 반응시켰다. 이산화망간 나노와이어 촉매는 뛰어난 선택성과 전환성을 보이며 월등한 furfural 수율을 나타내었다. 또한 재사용 촉매 성능 테스트에서, 5번 이상 재실험 중 촉매 활성의 손실이 거의 없어 좋은 기계적 강도를 보여주었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.95-105
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• 2012

The selective catalytic reduction (SCR) system is a highly-effective aftertreatment device for NOx reduction of diesel engines. Generally, the ammonia ($NH_3$) was generated from reaction mechanism of SCR in the SCR system using the liquid urea as the reluctant. Therefore, the precise urea dosing control is a very important key for NOx and $NH_3$ slip reduction in the SCR system. This paper investigated NOx and $NH_3$ emission characteristics of urea-SCR dosing system based on model-based control algorithm in order to reduce NOx. In the map-based control algorithm, target amount of urea solution was determined by mass flow rate of exhaust gas obtained from engine rpm, torque and $O_2$ for feed-back control NOx concentration should be measured by NOx sensor. Moreover, this algorithm can not estimate $NH_3$ absorbed on the catalyst. Hence, the urea injection can be too rich or too lean. In this study, the model-based control algorithm was developed and evaluated on the numerical model describing physical and chemical phenomena in SCR system. One channel thermo-fluid model coupled with finely tuned chemical reaction model was applied to this control algorithm. The vehicle test was carried out by using map-based and model-based control algorithms in the NEDC mode in order to evaluate the performance of the model based control algorithm.

• 공업화학
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• 제31권5호
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• pp.560-567
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• 2020

본 연구는 다양한 산업공정의 배가스 중 대표적인 활성저하 물질로 알려진 알칼리 금속[Na(Sodium)과 K(Potassium)]이 V/W/TiO₂ 촉매의 NH₃-SCR 반응에 미치는 영향을 확인 하였다. 이에 따른 활성 저하 원인을 규명하고자 NO, NH₃-TPD, DRIFT, H₂-TPR 분석을 수행 하였다. 그 결과, 각 알칼리 금속은 촉매 피독으로 작용하여 NH₃ 흡착양이 저하되고, Na과 K은 촉매의 반응 활성에 기여하는 L산점과 B산점을 감소시켜 SCR 반응을 저하시킨다. H₂-TPR 분석을 통하여 알칼리 금속은 V-O-V (bridge oxygen bond)와 V=O (terminal bond)의 환원 온도에 영향을 끼쳐, 환원 온도가 고온으로 올라가기 때문에 활성 저하 원인으로 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제44권4호
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• pp.387-392
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• 2006

이온 교환법으로 (Fe, Co)/NaY, (Fe, Co)/NaBeta (Fe, Co)/HUSY 등 (Fe,Co)/zeolite 촉매를 제조하였으며, 카테콜을 합성하는 과산화수소에 의한 페놀의 수산화 반응에서 이들의 촉매 성능을 조사하였다. (Fe, Co)/NaBeta 촉매에서는 반응온도가 $70^{\circ}C$, 페놀/과산화수소(몰) 비가 3, 페놀/촉매(무게) 비가 50, 용매(물)/페놀(무게) 비가 6인 조건에서 페놀의 전환율은 22％, 수산화 반응에 대한 선택도는 77％, 카테콜에 대한 선택도는 70％, 카테콜/하이드로퀴논의 생성비는 2.5로 가장 좋은 반응 결과를 얻었다. (Fe, Co)/zeolite 촉매는 재생하여 반복 사용해도 성능이 저하되지 않았다. 반응 전후의 (Fe, Co)/zeolite 촉매를 XRD, UV-VIS DRS, XPS 등으로 조사하여, 이를 근거로 촉매 반응 결과를 해석하였다.

• 청정기술
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• 제8권1호
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• pp.53-59
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• 2002

공침-액상산화법으로 $Cu-CeO_2$ 촉매를 제조하여 선택적 산화반응에 대한 활성을 실험적으로 고찰하였다. $Cu-CeO_2$ 촉매는 일산화탄소의 선택적 산화반응에 우수한 활성을 보였으나, 구리의 담지량과 촉매 활성 사이의 일정한 상관관계를 찾을 수 없었다. 또한 구리의 담지량이 증가함에 따라 $CeO_2$의 세공 구조가 변하는 것을 확인할 수 있었으며 이는 Cu와 $CeO_2$가 고용체를 형성하기 때문으로 확인되었다. 촉매 전처리인 환원처리를 통한 Cu와 $CeO_2$의 고용체 형성이 촉매의 일산화탄소의 선택적 산화반응에 대한 활성을 증가시켰다.

• 공업화학
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• 제31권6호
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• pp.646-652
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• 2020

본 연구는 200~500 ℃ 영역에서 NOx를 제어하기 위한 NH3-SCR 실험을 수행하였다. V/Sb/TiO2 조성의 촉매에서 Sb/TiO2의 소성온도를 다르게 하여 반응활성 실험을 진행하였다. 그 결과 Sb/TiO2의 소성온도가 600 ℃일 때, 가장 효율이 우수하였으며, 특히 반응온도 250 ℃에서 NOx 전환율이 80% 가까이 나오는 것을 확인할 수 있었다. 이와 같이 다른 소성온도로 제조하였을 때 활성증진의 원인을 도출하기 위하여 H2-TPR, XRD, BET, Raman, XPS 분석을 진행하였다. 그 결과 활성이 우수하였던 Sb/TiO2의 소성온도를 600 ℃로 제조하였을 때, VSbO4가 생성되는 것을 확인하였으며, 이 종이 생성됨으로써 V의 비 화학양론종이 증가하여 V/Sb/TiO2의 NOx 전환율이 우수한 것으로 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권3호
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• pp.398-402
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• 2012

본 연구는 암모니아와 물이 함께 존재하는 황화수소를 선택적 산화 반응을 통해 원소 황의 형태로 제거하는 기상 촉매 공정의 개발에 관한 것이다. 최적의 촉매를 개발하기 위해 여러 가지 금속산화물에 대한 반응성 실험 결과 $Fe_2O_3/SiO_2$ 촉매가 $240{\sim}280^{\circ}C$의 온도 범위에서 90% 이상의 $H_2S$ 전화율과 아주 낮은 $SO_2$ 방출을 나타내어 실제 공정에 적용하기에 가장 적합하였다. $Fe_2O_3/SiO_2$ 촉매 상에서 황화수소의 선택적 산화 반응에 대한 메커니즘 규명을 위하여 반응 온도, $O_2/H_2S$ 몰 비, 암모니아와 수증기의 분압이 촉매 활성에 미치는 영향에 관하여 고찰하였다. 전화율은 반응 온도가 $260^{\circ}C$에서 최대값을 보였고, $280^{\circ}C$ 이상에서는 전화율과 원소 황의 선택도가 모두 감소하는 경향을 나타내었다. $O_2/H_2S$ 비가 0.5에서 4로 증가하면 전화율이 증가하였으나 선택도는 크게 감소하였다. 암모니아 분압이 증가하면 전화율이 증가하고 $SO_2$ 발생은 감소하였으며 원소 황의 선택도가 증가하였다. 수증기가 함께 존재하면 전화율과 원소 황의 선택도는 감소하고, ATS의 선택도가 증가하였다.

• 공업화학
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• 제32권1호
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• pp.35-41
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• 2021

NH3-SCR에서 상용촉매로 사용되고 있는 VWTi (VOx/WO3-TiO2)는 300~400 ℃에서 우수한 탈질성능을 나타내지만 300℃ 이하 저온에서는 효율이 저하되는 문제가 있다. 저온 탈질효율을 높이기 위하여 promoter를 첨가한 촉매 연구는 꾸준히 진행되고 있으나 촉매의 저온 탈질효율 증진원인과 촉매특성에 관한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 VWTi에 Sb(antimony)를 첨가함으로써 300 ℃ 이하의 NH3-SCR 반응에서 탈질 성능이 10% 이상 증진되는 것을 확인하였고, 이 때 외부확산/내부확산에 의한 영향을 배제하고자 공간속도와 촉매입자 크기를 제어하였다. 또한 Sb의 첨가 유·무에 따른 촉매특성을 BET, TEM/EDS, O2-TPD, H2-TPR, DRIFTs 분석을 수행하여 고찰하였다. Sb의 첨가는 촉매의 표면 흡착 산소 종을 증가시켰으며, 이에 따라 저온에서 촉매의 산화·환원(redox) 특성이 증진되어 우수한 탈질성능을 나타내는 것으로 판단되었다.

• 한국분무공학회지
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• 제25권4호
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• pp.196-203
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• 2020

Nowadays, urea SCR technology is considered as the most effective NOx reduction technology of diesel engine. However, low NOx conversion efficiency under low temperature conditions is one of its problems to be solved. This is because injection of UWS (Urea Water Solution) is impossible under such a low temperature condition due to the problem of insufficient of urea decomposition and urea deposits. In several previous studies, it has been reported that appropriate control of the amount of ammonia adsorbed on SCR catalyst can improve the NOx conversion efficiency under low temperature conditions. In this study, we tried to find out how much the NOx conversion efficiency increases with respect to the amount of ammonia adsorbed on the catalyst, and what the temperature conditions that the ammonia slip occurs. This study shows the results of 8 times repeated WHTC test with a diesel engine, in which UWS was injected with NH3/NOx mole ratio of '1'. Through this study, it was found that 13% of the NOx conversion efficiency of WHTC increased while the θ (ammonia adsorption rate) increased from "0%" to "22%". In addition, it is found that in cases of high θ value, the significant improvement of NOx conversion efficiency at low temperatures presented during the beginning period of WHTC and at high temperature and transient conditions presented during last part of WHTC test. The NH3 slip occurring condition was 250℃ of catalyst temperature and 10% of θ, and the amount of NH3 slip increased as the temperature and θ are increased.

• 대한화학회지
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• 제37권3호
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• pp.317-326
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• 1993

변형된 ZSM-5 제올라이트 촉매에서 톨루엔의 n-프로필알코올에 대한 산촉매 반응이 조사되었고, 이알킬벤젠 이성질체들의 100$^{\circ}C$에서의 흡착 실험이 수행되었다. 4-프로필암모늄이온, 알루민산나트륨, 콜로이달실리카 등으로부터 수열반응에 의하여 ZSM-5가 합성되었으며, H-, K-, Sr-, P-Mg-HZSM-5, H-Y 및 H-모더나이트 등이 전통적인 방법에 의하여 만들어졌다. HZSM-5에서 톨루엔의 n-프로필알코올에 의한 주반응생성물은 크실렌, 프로필톨루엔 뿐만 아니라 에틸톨루엔을 포함하며, P-Mg-HZSM-5에서는 이알킬벤젠 이성질체중 높은 파라 선택성이 얻어졌다. 다양한 p-이성질체들의 확산계수는 1 ${times}$ 10$^{-10}$ cm$^2$/sec로 일정했으며 o-이성질체보다 m-이성질체가 10배 이상 느리게 나타났다. 이들 반응 및 흡착특성이 제올라이트의 세공구조에 의한 형상 선택성, 제올라이트의 산성도 등의 관점에서 해석되었다.