Direct synthesis of $H_2O_2$ and in situ oxidative desulfurization of model fuel over Au/Ti-HMS and Au/TS-1 catalysts has been comparatively investigated in water or methanol. Maximum amount (82%) of active $Au^0$ species for $H_2O_2$ synthesis was obtained. Au/Ti-HMS and Au/TS-1 exhibited the contrary performances in $H_2O_2$ synthesis as $CH_3OH/H_2O$ ratio of solvent changed. $H_2O_2$ decomposition and hydrogenation in water was inhibited by the introduction of methanol. Effect of $O_2/H_2$ ratio on $H_2O_2$ concentration, $H_2$ conversion and $H_2O_2$ selectivity revealed a relationship between $H_2O_2$ generation and $H_2$ consumption. The highest dibenzothiophene removal rate (83.2%) was obtained over Au/Ti-HMS in methanol at 1.5 of $O_2/H_2$ ratio and $60^{\circ}C$. But removal of thiophene over Au/TS-1 should be performed in water without heating to obtain a high removal rate (61.3%). Meanwhile, $H_2$ conversion and oxidative desulfurization selectivity of $H_2$ were presented.
The Cu-Mn mixed oxide catalysts with different molar ratios of Cu/(Cu+Mn) prepared by co-precipitation method have been investigated in CO oxidation at $30^{\circ}C$. The catalysts used in this study were characterized by X-ray Diffraction (XRD), $N_2$ sorption, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and $H_2$-temperature programmed reduction $(H_2-TPR)$ to correlate with catalytic activities in CO oxidation. The $N_2$ adsorption-desorption isotherms of Cu-Mn mixed oxide catalysts showed a type 4 having pore range of 7-20 nm and BET surface area was increased from 17 to $205\;m^2{\cdot}g^{-1}$ with increasing of Mn content. The XPS analysis showed the surface oxidation state of Cu and Mn represented $Cu^{2+}$and the mixture of $Mn^{3+}$ and $Mn^{4+}$, respectively. Among the catalysts studied here, Cu/(Cu+Mn) = 0.5 catalyst showed the highest activity at $30^{\circ}C$ in CO oxidation and the catalytic activity showed a typical volcano-shape curve with respect to Cu/(Cu+Mn) molar ratios. The water vapor showed a prohibiting effect on the efficiency of the catalyst which is due to the competitive adsorption of carbon monoxide on the active sites of catalyst surface and finally the formation of hydroxyl group with active metals.
Deep sea water is deeper than 200 m in depth and maintains cool temperatures. It is clean seawater not contaminated by E. coli and other general bacteria. Because deep sea water is a recyclable resource with high industrial value, activities for commercial use are vigorously developing. We investigated safety, quality characteristics, and mineral contents of prototype products using deep sea water as a substitute for a curing agent and compared it with existing commercially processed products. This study examined the potential of deep sea water as an alternative to curing agent solution. As a result, safety and quality characteristics of processed meat products with deep sea water were not different from commercially processed meat products, but mineral contents were higher in processed meat products with deep sea water. Deep sea water could be widely used as purity salt and purity minerals that can replace chemical substances such as chemical salts. A new, active food market using deep sea water will emerge in the near future.
Park, Jung-Hyun;Cho, Kyung-Ho;Kim, Yun-Jung;Shin, Chae-Ho
Clean Technology
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v.17
no.2
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pp.166-174
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2011
The xAl-yCe oxide catalysts with different mol ratios of Al/(Al+Ce) were prepared by a co-precipitation method and Pt supported on xAl-yCe oxide catalysts were synthesized by an incipient wetness impregnation method. The catalysts were characterized by X-ray Diffraction (XRD), $N_2$ sorption, and $H_2$/CO-temperature programmed reduction ($H_2$/CO-TPR) to correlate with catalytic activities in co oxidation. Among the catalysts studied here, Pt/1Al-9Ce oxide catalyst showed the highest activity in dry and wet reaction conditions and the catalytic activity showed a typical volcano-shape curve with respect to Al/(Al+Ce) mol ratio. When the presence of 5% water vapor in the feed, the temperature of $T_{50%}$ was shifted ca. $30^{\circ}C$ to lower temperature region than that in dry condition. From CO-TPR, the desorption peak of $CO_2$ on Pt/1Al-9Ce oxide catalyst showed the highest value and well correlated the catalytic performance. It indicates that the Pt/1Al-9Ce oxide catalyst has a large amount of active sites which can be adsorbed by co and easy to supplies the needed oxygen. In addition, the amount of pentacoordinated $Al^{3+}$ sites obtained through $^{27}Al$ NMR analysis is well correlated the catalytic performance.
The fuel processor for the portable fuel cell includes multi-step processes consisting of hydrogen generator, heat generator and several CO clean-up stages. One of requirements of the fuel processor for portable fuel cell system is a rapid start-up time. Especially, the warm-up time for WGS reactor is crucial factors for total start-up time. In this paper, active heating protocol, which is the heating protocol of WGS reactor supplied by the oxidation of CO rich reformate in the initial stage, is used for a rapid start-up. The air stream fed to the inlet of WGS reactor rapidly oxidize the CO rich reformate in the WGS reactor. Therefore, CO concentration in reformate quickly stabilized at the desired concentration without CO surges.
The contamination effect of toluene in the airstream on PEM fuel cell performance was studied with various toluene concentration under different operation conditions. And the recovery of the cell performance by applying clean air and the removal of toluene in the air by adsorption of active carbon were investigated. The toluene concentration range used in the experiments was from 0.1 ppm to 5.0 ppm. The performance degradation and recovery were measured by constant-current discharging and electrochemical impedance spectroscopy(EIS). Toluene adsorption capacity of KOH impregnated active carbon was obtained from the adsorption isotherm curve. The severity of the contamination increased with increasing toluene concentration, current density and air stoichiometry, but decrease with increasing relative humidity. The cell performance was recovered by toluene oxidation with oxygen and water in humidified neat air. EIS showed that the increase of charge transfer resistance due to toluene adsorption on Pt surface mainly reduced the performance of PEMFC. Toluene adsorption capacity of active carbon decreased as KOH weight increased in KOH impregnated active carbon.
Natural or native abiotic molecular hydrogen (H2) is a major component in natural gas, however yet its importance in the global energy sector's usage as clean and renewable energy is underestimated. Here we review the occurrence and geological settings of native hydrogen to demonstrate the much widesprease H2 occurrence in nature by comparison with previous estimations. Three main types of source rocks have been identified: (1) ultramafic rocks; (2) cratons comprising iron (Fe2+)-rich rocks; and (3) uranium-rich rocks. The rocks are closely associated with Precambrian crystalline basement and serpentinized ultramafic rocks from ophiolite and peridotite either at mid-ocean ridges or within continental margin(Zgonnik, 2020). Inorganic geological processes producing H2 in the source rocks include (a) the reduction of water during the oxidation of Fe2+ in minerals (e.g., olivine), (b) water splitting due to radioactive decay, (c) degassing of magma at low pressure, and (d) the reaction of water with surface radicals during mechanical breaking (e.g., fault) of silicate rocks. Native hydrogen are found as a free gas (51%), fluid inclusions in various rock types (29%), and dissolved gas in underground water (20%) (Zgonnik, 2020). Although research on H2 has not yet been carried out in Korea, the potential H2 reservoirs in the Gyeongsang Basin are highly probable based on geological and geochemical characteristics including occurrence of ultramafic rocks, inter-bedded basaltic layers and iron-copper deposits within thick sedimentary basin and igneous activities at an active continental margin during the Permian-Paleogene. The native hydrogen is expected to be clean and renewable energy source in the near future. Therefore it is clear that the origin and exploration of the native hydrogen, not yet been revealed by an integrated studies of rock-fluid interaction studies, are a field of special interest, regardless of the presence of economic native hydrogen reservoirs in Korea.
Bacterial contamination negatively affects the quality, functionality, and safety of dairy products. Adherent populations of bacteria, referred to as biofilms, grow on the surfaces of dairy processing equipment and are the primary cause of dairy contamination. In addition, microorganisms present in the farm environment and dairy factory can contaminate the Clear-In-Place (CIP) line through raw milk transport pipes; therefore, exhaustive management is required. In dairy manufacturing facilities, biofilm formation is controlled using CIP systems that primarily require sodium hydroxide and nitric acid. However, the leakage or incomplete removal of these potently active compounds can be harmful to humans. In the present study, we compared the eradication of Escherichia coli and other bacteria using commercially available combinations of sodium hypochlorite (NaClO) and citric acid, which are recognized by the Korean Ministry of Food and Drug Safety (MFDS) as food disinfectants. When considered in the CIP system of the field manufacturing process, E. coli was not detected (compared to detection before treatment), and other bacteria were detected at 0-32 culture-forming units (CFU)/cm2. The residual amount of chlorine ions after CIP treatment was similar to that in tap water, and there was no significant difference in the overall components of the fermented dairy products. Therefore, the NaClO/citric acid CIP system can be safely applied in dairy manufacturing processes.
Solutions to water pollution, global warming, and climate change have been currently discussed. Pressure retarded osmosis (PRO) using a difference in salt concentration between two fluids is proposed to meet the demand for clean water and produce eco-friendly energy. Although PRO has been researched continuously, it has not been commercialized yet due to limitations such as lack of technology and the high price of membranes. Meanwhile, the membrane is one of the most significant parts of the PRO engine and salinity gradient power (SGP) technology. Research continues to technologically develop graphene oxide membranes and nanocomposite membranes used in salinity gradient power generation. Studies on efficient membranes, solvents, and solutes are active to enable high energy efficiency of the osmotic heat engine even at low temperatures of waste. Studies have been conducted on reducing internal concentration polarization and increasing power density by using membranes with balanced permeability and selectivity. In this review, dealing with these studies, we discuss the types of PRO membranes, theoretical modeling of technologies through efficient membranes, and other technologies to develop the process efficiency.
In this study, the mechanical stability of red mud was improved for its commercial use as a catalyst to effectively decompose HFC-134a, one of the seven major greenhouse gases. Red mud is an industrial waste discharged from aluminum production, but it can be used for the decomposition of HFC-134a. Red mud can be manufactured into a catalyst via the crushing-preparative-compression molding-firing process, and it is possible to improve the catalyst performance and secure mechanical stability through calcination. In order to determine the optimal heat treatment conditions, pellet-shaped compressed red mud samples were calcined at 300, 600, 800 ℃ using a muffle furnace for 5 hours. The mechanical stability was confirmed by the weight loss rate before and after ultra-sonication after the catalyst was immersed in distilled water. The catalyst calcined at 800 ℃ (RM 800) was found to have the best mechanical stability as well as the most catalytic activity. The catalyst performance and durability tests that were performed for 100 hours using the RM 800 catalyst showed thatmore than 99% of 1 mol% HFC-134a was degraded at 650 ℃, and no degradation in catalytic activity was observed. XRD analysis showed tri-calcium aluminate and gehlenite crystalline phases, which enhance mechanical strength and catalytic activity due to the interaction of Ca, Si, and Al after heat treatment at 800 ℃. SEM/EDS analysis of the durability tested catalysts showed no losses in active substances or shape changes due to HFC-134a abasement. Through this research, it is expected that red mud can be commercialized as a catalyst for waste refrigerant treatment due to its high economic feasibility, high decomposition efficiency and mechanical stability.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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