• 전기전자학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.431-437
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• 2019

논문은 유전체 볼 충진 배리어 방전 리액터를 이용하여 오존 생성 및 TCE 분해 특성에 대하여 논하였다. 오존 발생량은 $Al_2O_3$ 또는 $TiO_2$ 유전체 볼을 충진한 경우가 유전체 볼을 충진하지 않은 배리어 방전리액터에 비하여 크게 증가됨을 보였으며, 이러한 방전구조는 오존 생성량을 증가시키기에 적절한 것으로 판단되었다. 또한, TCE 분해효율과 COx 전환율은 $MnO_2$ 충진 방전리액터를 사용한 경우가 높았으며, 이것은 방전공간에 위치한 촉매 표면에서 오존 분해에 따른 화학반응에 기인된 것으로 파악되었다. 촉매 표면 화학반응을 파악하기 위하여 Al2O3 유전체 볼 충진 방전리액터와 촉매 리액터를 직렬로 배치하여 TCE 분해 효율이 100[%]에 도달하였음을 확인하였으며, $MnO_2$ 촉매는 오존 분해에 매우 좋은 재료이며, 이러한 오존 분해 촉매 반응을 이용하여 TCE와 같은 VOCs 분해에 유용하게 활용될 것으로 사료된다.

• 공업화학
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• 제22권4호
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• pp.400-404
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• 2011

백금이 코팅된 메탈 필터 소재의 NOx, soot 산화반응의 안정성 및 활성에 대하여 연구하였다. NOx와 soot 산화실험은 독립 또는 동시에 반응시킨 조건으로 수행되었다. 그 결과, 백금이 코팅된 소재는 20%의 NO의 $NO_2$로의 전환반응, 약 10%의 NOx 분해반응 그리고 soot의 완전산화반응이 진행됨을 보였다. Soot 산화반응은 $NO_2$의 생성으로 인하여 반응온도가 더 저온으로(약 $30^{\circ}C$) 이동할 수 있었다. 코팅 소재는 $Pt/Al_2O_3$ 또는 $Pt/TiO_2$ 촉매보다 표면구조의 안정성으로 인하여 열충격에 대한 내구성이 우수하였다.

• Animal Bioscience
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• 제34권7호
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• pp.1157-1168
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• 2021

Objective: The aim of this study was to investigate the effects of different amounts of wheat bran (WB) inclusion and postbiotics form by Saccharomyces cerevisiae and phytase co-fermented wheat bran (FWB) on the growth performance and health status of broilers. Methods: Study randomly allocated a total of 300 male broilers to a control and 4 treatment groups (5% WB, 5% FWB, 10% WB, and 10% FWB inclusion, respectively) with each pen having 20 broilers and 3 pens per treatment. Results: The WB does not contain enzymes, but there are 152.8, 549.2, 289.5, and 147.1 U/g dry matter xylanase, protease, cellulase and β-glucanase in FWB, respectively. Furthermore, FWB can decrease nitric oxide release of lipopolysaccharide stimulated chicken peripheral blood mononuclear cells by about two times. Results show that 10% FWB inclusion had significantly the highest weight gain (WG) at 1 to 21 d; 5% FWB had the lowest feed conversion rate at 22 to 35 d; 10% WB and 10% FWB inclusion have the highest villus height and Lactobacillus spp. number in caecum; and both 5% and 10% FWB can increase ash content in femurs. Compared to control group, all treatments increase mucin 2, and tight junction (TJ), such as occludin, claudin-1, zonula occludens-1, and mRNA expression in ileum by at least 5 folds. In chicken peripheral blood mononuclear cells, nicotinamide adenine dinucleotide phosphate-oxidase-1 mRNA expression decreases from 2 to 5 times, and glutamate-cysteine ligase catalytic subunit mRNA expression also increases in all treatment groups compared to control group. The mRNA expression of pro-inflammatory cytokines, including interleukin-6 (IL-6), nuclear factor-κB, and IL-1β, decreases in 5% and 10% FWB groups compared to control group. Conclusion: To summarize, both WB and FWB inclusion in broilers diets increase TJ mRNA expression and anti-oxidation and anti-inflammation, but up to 10% FWB groups have better WG in different stages of broiler development.

• 한국분말재료학회지
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• 제28권3호
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• pp.201-207
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• 2021

Ni-Cr-Al metal-foam-supported catalysts for steam methane reforming (SMR) are manufactured by applying a catalytic Ni/Al₂O₃ sol-gel coating to powder alloyed metallic foam. The structure, microstructure, mechanical stability, and hydrogen yield efficiency of the obtained catalysts are evaluated. The structural and microstructural characteristics show that the catalyst is well coated on the open-pore Ni-Cr-Al foam without cracks or spallation. The measured compressive yield strengths are 2-3 MPa at room temperature and 1.5-2.2 MPa at 750℃ regardless of sample size. The specimens exhibit a weight loss of up to 9-10% at elevated temperature owing to the spallation of the Ni/Al₂O₃ catalyst. However, the metal-foam-supported catalyst appears to have higher mechanical stability than ceramic pellet catalysts. In SMR simulations tests, a methane conversion ratio of up to 96% is obtained with a high hydrogen yield efficiency of 82%.

• 공업화학
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• 제33권5호
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• pp.538-544
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• 2022

One of the most exciting areas for the development of alternative fuels is the production of biodiesel. To reduce the cost of biodiesel production, in situ trans-esterification has been introduced to simplify the production process by enabling extraction and trans-esterification to occur at a single stage in the presence of a catalyst. In this study, we investigated the feasibility of using non-corrosive and environmentally receptive flying jet plasma as an alternative catalytic route for in situ tran-sesterification of castor bean seeds (CBS). Upon optimizing the reaction conditions, it is elucidated that applying a low ratio of methanol to seeds (≤6:1) has resulted in hindering the in situ trans-esterification and leading to insignificant conversion. The yield of esters has increased from 80.5% to 91.7% as the molar ratio rose from 9:1 to 12:1. Excess alcohol beyond the ratio of 15:1 was shown to have a negative impact on the yield of the produced esters, attributed to an increase in the biodiesel portion prone to dissolving in the co-product (glycerol). An increase in the reaction bulk temperature from 40 to 55 ℃ led to a higher ester content by 50%. Further increases in the bulk temperature beyond 55 ℃ did not affect yields. Regarding the reaction period, the results have shown that 3 h of reaction is adequate for a higher biodiesel yield. The quality of the biodiesel obtained has demonstrated that all physicochemical properties meet the ASTM D6751 specifications.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권4호
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• pp.561-569
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• 2023

푸르푸랄(furfural)은 리그노셀룰로오스 바이오매스(lignocellulose biomass)의 헤미셀룰로오스(hemicellulose) 성분 중 하나인 자일로스(xylose)로부터 생산되는 플랫폼 화학물질이다. 푸르푸랄은 페놀류 화합물이나 바이오 연료 등의 중요한 원료로 사용될 수 있다. 본 연구에서는 푸르푸랄 생산공정에서 일반적으로 사용되는 산 촉매인 황산(sulfuric acid)과 친환경적 촉매인 포름산(formic acid) 두 가지 촉매를 이용하여 회분식 반응 시스템(batch system)에서 자일로스로부터 푸르푸랄을 생산하기 위한 조건을 비교 및 최적화하였다. 자일로스의 초기 농도(10 g/L~100 g/L), 반응 온도(140~200 ℃), 황산 촉매(1~3 wt%), 포름산 촉매(5~10 wt%), 반응 시간에 따라 자일로스로부터 푸르푸랄 수율에 미치는 영향을 조사하였다. 촉매 종류에 따른 최적 조건은 다음과 같았다. 황산 촉매의 경우, 3 wt%의 촉매농도, 50 g/L의 초기 자일로스 농도, 180 ℃의 온도 10분의 반응시간에서 최대 58.97%의 푸르푸랄 수율을 얻었다. 포름산 촉매의 겨우, 5 wt%의 촉매농도, 50 g/L의 초기 자일로스 농도, 180 ℃의 온도, 150분 반응 시간에서 65.32%의 푸르푸랄 수율을 확보하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제33권11호
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• pp.1521-1530
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• 2023

An α-L-rhamnosidase gene from Thermoclostridium. stercorarium subsp. thermolacticum DSM 2910 (TstRhaA) was cloned and expressed. The maximum TstRhaA activity of the protein reached 25.2 U/ml, and the molecular mass was approximately 106.6 kDa. The protein was purified 8.0-fold by Ni-TED affinity with an overall recovery of 16.6% and a specific activity of 187.9 U/mg. TstRhaA activity was the highest at 65℃ and pH 6.5. In addition, it exhibited excellent thermal stability, better pH stability, good tolerance to low concentrations of organic reagents, and high catalytic activity for p-nitrophenyl-α-L-rhamnopyranoside (pNPR). Substrate specificity studies showed that TstRhaA exhibited a high specific activity for rutin. At 60℃, pH 6.5, and 0.3 U/ml enzyme dosage, 60 g/l rutin was converted to 45.55 g/l isoquercitrin within 150 min. The molar conversion rate of rutin and the yield of isoquercitrin were 99.8% and 12.22 g/l/h, respectively. The results suggested that TstRhaA could be used for mass production of isoquercitrin.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권6호
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• pp.871-877
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• 2018

전 세계적으로 재생에너지의 비율이 증가함에 따라, 재생에너지로부터 생산되는 불연속적이고 간헐적인 에너지 저장 문제가 주목을 받고 있다. 다양한 에너지 저장 시스템(ESS) 중에서 $CO_2$ 메탄화 기술은 타 시스템에 비해 높은 저장 용량과 저장 기간으로 각광 받고 있다. $CO_2$ 메탄화 반응은 발열반응이며, 촉매가 낮은 온도 범위($250-500^{\circ}C$)에서 높은 활성 및 메탄 선택도를 갖는다. 기존의 고정층 방식에 비하여 유동층 반응기는 높은 열전달 특성으로 인해 발열반응에 적합하며, 열전달과 물질 전달이 유리한 장점을 갖고 있다. 본 연구에서는, 촉매 특성 평가를 위해 기포유동층 반응기(Diameter: 0.025 m, Height: 0.35 m)와 $Ni/{\gamma}-Al_2O_3$ (Ni 70% and ${\gamma}-Al_2O_3$ 30%) 촉매를 사용하였다. 반응 조건은 $H_2/CO_2$ mole ratio: 4.0-6.0, 조업온도 $300-420^{\circ}C$, 조업 압력 1-9 bar 및 $U_o/U_{mf}$ 1-5이었다. 생성 가스의 조성은 NDIR를 통해 분석하였으며, $CO_2$ 전환율은 $H_2/CO_2$ ratio, 압력, 온도가 증가함에 따라 높아지는 경향을 보였다. 이에 반해 가스유속이 빨라질수록 $CO_2$ 전환율은 떨어졌다. 최적의 운전 조건은 $H_2/CO_2$ ratio: 5, 조업온도 $400^{\circ}C$, 조업 압력 9 bar 및 $1.4-3U_{mf}$이었으며 이 때 $CO_2$ 전환율은 99.6%로 나타났다. 본 실험 촉매의 경우 장기 운전 시 촉매 성능 저하가 없이 $CO_2$ 전환율이 일정하게 유지하는 것을 확인하였다.

• 청정기술
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• 제26권2호
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• pp.145-150
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• 2020

아산화질소(N₂O)는 6대 온실가스 중 하나로 이산화탄소(CO₂)의 310배에 해당하는 지구온난화지수(global warming potential, GWP)를 나타내어 N₂O를 저감하는 것은 필수적이다. 선택적 촉매환원법(selective catalytic reduction, SCR)은 대기오염 물질의 하나인 NOx의 제거를 위해 암모니아를 환원제로 사용하여 무해한 N₂ 및 H₂O로 전환하는 기술로 높은 탈질효율을 나타낸다. 본 연구에서는 NH₃-SCR반응에서 스팀 처리된 Fe-BEA 촉매가 활성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 Fe-BEA 촉매는 Fe를 이온교환하기 전, 고정층 반응기로 100 ℃에서 2 h 동안 스팀 처리 되었다. 제조된 촉매의 NH₃-SCR반응 테스트는 고정층 반응기로 WHSV = 180 h^-1, 370 ~ 400 ℃에서 수행되었다. 100 ℃에서 스팀 처리된 Fe-BEA(100) 촉매가 370 ~ 390℃에서 Fe-BEA 촉매보다 다소 높은 활성을 나타내었다. NH₃-SCR 활성에 영향을 주는 원인을 파악하기 위하여 제조된 촉매는 BET, ICP, NH₃-TPD, H₂-TPR, ²⁷Al MAS NMR을 통하여 특성분석 되었다. H₂-TPR결과를 통해 Fe-BEA(100) 촉매가 Fe-BEA 촉매 보다 isolated Fe³⁺의 환원이 더 많이 일어난 것을 확인하였으며, 스팀 처리는 활성종인 isolated Fe³⁺의 양을 늘려주어 활성이 증가한 것으로 판단된다.

• 청정기술
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• 제24권2호
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• pp.127-134
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• 2018

국제해사기구에서는 선박 배기가스 내 질소산화물($NO_x$) 배출에 대한 강화된 Tier III 규제가 2016년부터 적용됨에 따라 이를 대응하기 위한 노력이 필요하다. $NO_x$ 저감 방법으로 선택적 촉매 환원법(Selective catalytic reduction, SCR)을 주로 사용하고 있으며, 세라믹 허니컴 촉매를 주로 사용하고 있다. 그러나 기존의 세라믹 허니컴 촉매는 약한 강도로 인하여 운전상 문제가 발생하거나 유지 및 보수에 있어서도 어려움을 갖는 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 세라믹 허니컴 촉매의 단점들을 보완하기 위하여 높은 열적 안정성과 기계적 강도를 가짐과 동시에 배기가스의 다방향성 이동을 통한 낮은 배압효과 등의 장점을 가지는 금속 지지체를 적용하였다. 이러한 금속 지지체 상에 촉매를 담지하기 위하여 유 무기바인더 첨가를 통해 코팅슬러리를 제조하고, 이를 코팅, 건조 및 소성과정을 통해 금속 지지체 상에 견고하게 부착된 금속 지지체 기반 촉매를 제조하였다. 이러한 금속 지지체 기반 촉매는 $NO_x$ 성능평가와 초음파 및 낙하시험을 통한 접착 내구성 평가를 수행하였다. 특히, 무기바인더를 첨가한 MFC01경우 95% 이상의 $NO_x$ 전환율을 보였으며, 상용 세라믹 허니컴 촉매보다도 우수한 내구성을 보였다. 이러한 특성 및 성능평가를 통하여 개발된 금속 지지체 기반 촉매는 고효율, 고내구성을 가짐을 확인하였으며, 기존 세라믹 허니컴 촉매를 대체할 수 있는 선박용 배연탈질 촉매로서의 가능성을 확인하였다.