• 제목/요약/키워드: activation energy for decomposition

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Fe-TNU-9 제올라이트 상에서 아산화질소의 분해반응 속도론 (Kinetics of N2O Decomposition over Fe-TNU-9 Zeolite)

  • 박정현;전성희;위엔반과;신채호
    • 공업화학
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    • 제20권4호
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    • pp.453-458
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    • 2009
  • Fe의 함량을 0.5~3.3 wt%의 범위에서 이온 교환하여 제조한 Fe-TNU-9 제올라이트 촉매상에서 $N_2O$ 농도를 2000~8500 ppm, 반응온도를 $300{\sim}550^{\circ}C$ 범위 내에서 $N_2O$ 직접분해반응을 수행하였다.제조된 촉매는 X-선 회절분석, 질소흡착, 주사전자현미경 등으로 특성분석을 수행하였다. 최적 Fe 함량은 2.7 wt%로 그 이상의 함량에 있어 Fe 함량은 $N_2O$ 직접분해반응에 큰 영향을 미치지 않았다. 이온교환 후에 TNU-9의 XRD 상으로는 안정된 상태를 유지하였지만 0.01 M Fe 용액 하에서 이온 교환한 3.1 wt% Fe-TNU-9 제올라이트는 H-TNU-9에 비해 최대 60%까지의 결정화도가 감소하였다. 이러한 결정화도의 감소는 비표면적 및 기공부피와 연관질 수 있지만 감소정도는 약 10% 정도로 결정화도 감소와 비교하면 영향은 크지 않았다. 멱차수법을 이용한$N_2O$ 분해반응에 있어$N_2O$ 부분 반응차수는 $420^{\circ}C$에서 0.69, $464^{\circ}C$에서 0.97차까지 변화하였다. 활성화 에너지는$N_2O$의 농도가 증가하면 같은 경향으로 증가하였고, 34~43 kcal/mol 범위 내에서 넓게 분포하였다.

Mo-Al 복합 산화물의 질화반응 처리된 촉매상에서 암모니아 촉매 분해반응 (Catalytic Ammonia Decomposition on Nitridation-Treated Catalyst of Mo-Al Mixed Oxide)

  • 백서현;윤경희;신채호
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제60권1호
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    • pp.159-168
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    • 2022
  • MoO3 비율을 10-50 중량비로 변화하여 제조한 Mo-Al 복합 산화물 상에서 소성 후 승온 질화반응을 통하여 얻은 Mo-Al 질화물 상에서 암모니아 분해반응에서의 촉매 활성을 검토하였다. 제조된 촉매의 물리·화학적 특성을 알아보기 위하여 N2 흡착분석, X-선 회절분석(XRD), X-선 광전자분석법(XPS), 수소 승온환원(H2-TPR), 투과전자현미경(TEM) 분석을 수행하였다. 600 ℃에서 소성 후 Mo-Al 복합산화물은 γ-Al2O3와 Al2(MoO4)3 결정상을 나타냈으며 질화반응 후의 질화물은 비정형 형태를 보여주었다. 질화반응 후의 비표면적은 MoO3의 위상전환반응에 의해 Mo 질화물 형성으로 인해 증가하였으며, Mo 질화물이 γ-Al2O3에 담지된 형태를 보여주었다. 암모니아 분해반응에서의 촉매 활성은 40 wt% MoO3가 가장 좋은 활성을 보여주었고, 질화반응 시간이 증가함에 따라 활성이 증가하였으며 이에 따라 활성화에너지 감소 효과를 나타냈다.

폐어망과 선박용 폐윤활유 혼합물의 열분해반응 특성 연구 (Pyrolysis Characteristics of the Mixture of Waste Fishing Net and Waste Ship Lubricating Oil)

  • 김승수;김영식
    • 공업화학
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    • 제19권5호
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    • pp.568-573
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    • 2008
  • 열중량 분석기(TGA)를 이용하여 승온속도를 0.5, 1.0 및 $2.0^{\circ}C/min$으로 변화시키면서 nylon-6 재질 폐어망과 선박용 폐윤활유 혼합물에 대한 열분해반응 특성 연구를 수행하였다. 폐어망은 $300^{\circ}C$부터 열분해반응이 시작되었으며, 각각의 승온속도에서 열분해반응은 $360{\sim}440^{\circ}C$ 구간에서 급격하게 진행되었다. 폐어망과 폐윤활유를 혼합하여 열분해할 경우 각각을 열분해할 때보다 낮은 온도에서 열분해 반응이 진행되었으며 열중량 변화곡선의 형태도 각각을 열분해 했을 때와 구분되었다. 열중량 분석을 통해서 얻은 데이터는 미분법으로 열분해반응 활성화에너지 및 빈도인자를 구하였다. 혼합물의 열분해반응 전환율이 5~95%일 때 활성화에너지는 98~427 kJ/mol 내에 분포하였다. 미분반응기를 이용하여 반응온도 $440^{\circ}C$에서 반응시간 80 min 동안 열분해반응 실험을 수행한 결과 폐어망, 폐윤활유 및 혼합물은 특정한 탄화수소화합물에 대한 선택성은 나타나지 않았으며, 생성된 오일의 탄소수 분포는 대부분 $C_{22}$ 이하였다.

전자선 경화를 이용한 에폭시 수지의 열안정성과 경화동력학에 관한 연구 (Studies on Thermal Stability and Cure Behavior of Epoxy Resins using Electron-beam Curing Technique)

  • 박수진;허건영;이재락
    • Composites Research
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    • 제15권2호
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    • pp.40-47
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    • 2002
  • 이관능성 에폭시 수지인 DGEBA와 DGEBF를 양이온 촉매인 BQH를 사용하여 전자선(electron-beam) 경화 기술에 의해 경화하였다. 그리고 수지의 구조적 차이가 열안정성과 경화동력학에 미치는 영향을 연구하였다. 실험적 결과에 의하면, Horowitz-Metzger 법에 의한 분해 활성화 에너지는 DGEBA의 경우가 높았지만 적분 열분해 온도(IPDT)는 DGEBA가 DGEBF 보다 낮았다. 이것은 DGEBF 주사슬의 수소 결합으로 인해 가교밀도가 높아졌기 때문인 것으로 사료되며, 근적외선 분광기(NIRS)를 사용하여 $5235\;cm^{-1}$$7000\;cm^{-1}$에서의 hydroxyl band의 증가로 확인하였다.

Bisphenol계 DGEBA/DGEBS 에폭시 블렌드 시스템의 열적 특성 및 파괴인성 (Thermal Properties and Fracture Toughness of Bisphenol-Based DGEBA/DGEBS Epoxy Blend System)

  • 박수진;김범용;이재락;신재섭
    • 폴리머
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    • 제27권1호
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    • pp.33-39
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    • 2003
  • 본 논문에서는 비스페놀계 2관능성 에폭시 수지 DGEBA/DGEBS 블렌드 시스템의 경화거동, 열안정성, 그리고 파괴인성 특성을 고찰하였다. DGEBA/DGEBS 블렌드 시스템의 함량비율을 100 : 0, 90 : 10, 80 : 20, 70 : 30, 그리고 60 : 40 wt%까지 변화시켰으며, DSC에 의한 열분석을 통하여 Ozawa식으로 경화 활성화 에너지 ($E_a$)를 계산하였으며, TGA 열분석을 사용하여 열분해 개시 온도(IDT), 최대 무게 감량시 온도($T_{max}$), 그리고 적분 열분해 진행 온도(IPDT) 등 열안정성 인자를 고찰하였다. 경화된 시편의 파괴인성 특성은 크랙성장 저항을 나타내는 임계응력세기 인자 ($K_{IC}$) 실험을 통하여 알아보았으며, 주사전자현미경 (SEM)을 사용하여 시편의 파단 특성을 조사하였다. 실험 결과 DGEBA/DGEBS 블렌드 시스템의 $E_a$, IPDT, 그리고 $K_{IC}$는 DGEBS 함량이 20 wt%인 경우 최대값을 나타내었는데, 이는 설폰기의 도입으로인한 치밀한 네트워크 구조의 형성때문이라 사료된다.

國産無煙炭의 燃燒反應機構에 關한 硏究 (A Study on Combustion Reaction Mechanism of Korean Anthracites)

  • 황정의;손무용
    • 대한화학회지
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    • 제16권5호
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    • pp.271-283
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    • 1972
  • DTA에 衣한 國産無煙炭의 燃燒反應過程을 速度論的으로 解析할 수 있는 아래의 關係式을 導出하였다. $K=\frac{C_3{\cdot}W_0}{{\Delta}H{\cdot}{\Delta}C{\cdot}M{\cdot}S_A}(\frac{dy}{dt}+A(y-y_3))$ 이 式을 利用하여 各炭種에 對한 活性化 energy값을 求한 結果 非黑鉛性炭種은 40Kcal/mole, 黑鉛性炭種은 45Kcal/mole로서 炭化度가 增加되면 活性化 energy값이 增加된다는 것을 알았다. 無煙炭을 空氣中에서 燃燒시킬때 溫度에 衣하여 d_{(002)}$ X-線回折强度가 점차적으로 커지는 現象으로부터 無煙産中의 一部가 層構造(黑鉛化)로 變化됨을 알았으며 이 變化된 層構造에 生成된 $CO_2$의 一部가 接觸分解되어 다시 CO로 환원됨을 알았다. 그리고 無煙炭의 反應性을 左右하는 活性基의 種類는 -OH, -SH, -NH, -$CH_2-CH_3,$ 및 -CO, -COC-, -COOH가 存在하며 IR 로서 炭化度를 測定할 수 있었다

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순환유동층 적용을 위한 국내 폐플라스틱 고형연료의 등온 열분해 분석 (Kinetic Analysis of Isothermal Pyrolysis of Korean Refuse Plastic Fuel for Application to Circulating Fluidized Bed Boiler)

  • 박경일;김동원;이태희;이종민
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제51권6호
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    • pp.692-699
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    • 2013
  • 본 연구에서는 국내 상용 순환유동층 보일러에서 아역청탄과 혼소용 연료로 사용예정인 폐플라스틱 고형연료(RPF)의 열분해 반응특성을 규명하기 위해 열천칭 반응기를 이용하여 등온(350, 375, 400, 425, 450, 500, $850^{\circ}C$) 열분해 실험을 수행하였다. 등온 열분해 결과, 반응온도 구간 $375{\sim}450^{\circ}C$에서의 반응모델 변화는 관찰되지 않았으며, 12개 반응모델 중 1차 화학반응(F1)이 가장 적합한 반응모델로 판명되었다. 이때 Arrhenius 식을 사용하여 계산한 활성화에너지는 39.44 kcal/mol이었으며, Iso-conversional 방법을 적용할 경우 활성화에너지 평균값($0.5{\leq}X{\leq}0.9$ 구간)은 36.96 kcal/mol로 반응모델 결정 여부와 관계없이 유사한 값을 보였다. 한편 순환유동층보일러의 운전온도인 $850^{\circ}C$에서 RPF 입도(d) 변화에 따른 탈휘발 시간은 $t_{dev}=10.38d^{2.88}$으로 표현할 수 있었으며, 보일러 내부에서 RPF가 균일하게 연소되기 위해서는 연료 입도와 평균 분산 거리(x)가 $x{\leq}1.58d^{1.44}$의 상관관계를 만족하여야 함을 확인할 수 있었다.

암모니아 용액 처리에 의한 Ru-Ni/Al2O3 촉매의 메탄 수증기 개질 반응에 미치는 영향 (The Effect by Aqueous NH4OH Treatment on Ru Promoted Nickel Catalysts for Methane Steam Reforming)

  • 이정원;정진혁;서동주;서유택;서용석;윤왕래
    • 공업화학
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    • 제17권1호
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    • pp.87-92
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    • 2006
  • Ru이 첨가된 $Ni/Al_2O_3$ 촉매 상에서의 메탄 수증기 개질 반응을 수행하였다. 반응 전에 $H_2$를 사용한 전처리가 필요한 $Ni/Al_2O_3$ 촉매에 비해, $Ru/Ni/Al_2O_3$ 촉매는 별도의 전처리 과정이 없이도 우수한 반응 활성을 나타내었다. $CH_4-TPR$과 반응 후 촉매에 대한 $H_2-TPR$ 결과, 메탄의 분해반응에 의한 $RuO_x$의 환원이 저온($220^{\circ}C$)에서부터 진행되며, 환원된 Ru이 NiO의 환원을 촉진하게 되어 자발적인 환원이 일어나게 된다는 것을 알 수 있었다. 금속 입자의 분산도를 높이기 위하여 $Ru/Ni/Al_2O_3$ 촉매를 $45^{\circ}C$에서 2 h 동안 $7M\;NH_4OH$ 수용액에 담근 후 소성하여 반응을 수행하였다. $NH_4OH$ 수용액으로 처리한 $Ru/Ni/Al_2O_3$ 촉매는 상대적으로 더 높은 반응 활성을 나타내었으며, $H_2$-화학흡착과 XRD, XPS 분석 결과로부터 입자크기가 감소하고 금속의 분산도가 향상되었음을 확인할 수 있었다. $NH_4OH$ 수용액에 의한 촉매의 고분산을 이용하여 Ru의 함량을 감소시켜 소량의 첨가로 높은 반응 활성을 보이고자 하였다.

살모넬라 LPS를 주입한 육계 병아리의 생산성과 질소밸런스 및 대사에너지 이용성에 미치는 사료 중 크릴 밀의 영향 (Effect of Salmonella typhimurium lipopolisaccharide Injection on the Performance, Nitrogen Balance and ME Utilization of Dietary Krill Meal in Broiler Chicks)

  • 임진택;김재환;박인경;고태송
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제45권6호
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    • pp.957-966
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    • 2003
  • 면역반응중인 육계 병아리의 생산성과 단백질 및 에너지 이용성에 미치는 사료 중 크릴 밀의 영향을 조사하였다. 갓 부화(0 일령) 병아리(Avian)에 기초사료(크릴 밀 0.0%)와 기초 사료중 대두박 대신 0.5 또는 1.0%의 크릴 밀을 각각 대치한 사료(크릴 밀)를 급여하였다. 병아리 2 주령에 2일에 한 번씩 Salmonella typhymurium lipopolisacchaide(LPS)를 복강 내에 주입하여 자극한 면역반응시의 값을 멸균식염수(0.9%)을 주입한 것(대조)과 비교하였다. 대조 병아리에서 크릴 밀 사료는 생산성, 질소밸런스(NB), 뇨산 배설량, 및 ME 이용량에 영향을 미치지 않았다. 그러나, 면역반응은 사료 중 크릴 밀 함량에 관계없이 일당 증체량, 사료 섭취량과 NB를 대조에 비해서 유의하게(p〈0.05) 낮추었고, 뇨산 배설량과 간장 및 비장무게를 유의하게(p〈0.05) 높였다. 크릴 밀 1.0%사료는 사료효율을 유의하게 낮추고, 비장무게, g당 NB 또는 ME 이용량 및 사료 g당 ME값을 유의하게 높였다. 크릴 밀 사료는 면역 자극 후 회복중에는 간장과 비장무게를 감소 시켰다. 본 성적은 크릴 밀 사료가 면역반응중인 육계 병아리에서 단백질 분해는 증가시키나, 에너지 이용량은 높인다는 것을 나타내었다.

에폭시/나일론6 블랜드의 경화 동력학 및 열안정성에 관한 연구 (Studies on Cure Kinetics and Thermal Stability of Epoxy/Nylon 6 Blend)

  • 김동규;김관우;한웅;곽이구;김병주
    • 공업화학
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    • 제26권5호
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    • pp.538-542
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    • 2015
  • 본 연구에서는 epoxy (Diglycidylether of bisphenol-A, DGEBA)에 대한 nylon 6의 혼합비가 각각 0, 10, 20, 30, 40 wt%로 블랜딩한 혼합 수지를 시차 주사 열량계(DSC)와 열 중량 분석(TGA)을 사용하여 경화 동력학 및 열안정성에 관하여 연구하였다. 실험 결과, nylon 6의 함량이 증가함에 따라 최대 발열 온도($T_{max}$)가 낮아지며, 경화 활성화 에너지($E_a$) 값은 감소하였다. 이는, nylon 6의 함량이 증가함에 따라 DGEBA와 결합이 빠르게 이루어져 최대 발열 온도에 영향을 미친다고 판단된다. DGEBA/nylon 6의 TGA 분석 결과 nylon 6의 함량이 증가할수록 열안정지수($A^*{\cdot}K^*$) 및 적분 열분해 진행 온도(IPDT)에 입각한 열안정성이 증가하였다. 이러한 결과는 내열성이 우수한 nylon 6가 DGEBA와 결합하여 DGEBA/nylon 6 내부에 유입되는 열을 흡수하고, 열전달 및 확산을 제어하여 열안정성 인자들의 값이 증가되는 것으로 판단된다.