• 청정기술
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• 제17권2호
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• pp.166-174
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• 2011

지지체의 구성비가 일산화탄소 산화반응에 미치는 영향을 조사하기 위하여 다양한 몰 비의 Al/(Al+Ce) 산화물을 공침법으로 제조하고 백금을 담지한 촉매를 함침법으로 제조하였다. 제조한 촉매의 물리 화학적 특성을 알아보고 반응 활성과 연관시키기 위하여 X-선 회절분석(XRD), 질소 흡착 탈착분석($N_2$ sorption), 수소/일산화탄소-승온환원분석($H_2$/CO-TPR)의 특성분석을 수행하였다. Pt/xAl-yCe 촉매에서 지지체의 몰 비에 따른 최적 활성을 조사한 결과, 건식 및 습식 반응조건에서 Pt/1Al-9Ce 촉매가 가장 좋은 활성을 나타냈으며, 이를 기준으로 회산형 형태의 반응 곡선을 나타냈다. 반응물에 5%의 수분이 존재 할 때, 50%의 전환율 온도가 건조 반응조건에서의 활성보다 약 $30^{\circ}C$ 저온으로 이동하였다. CO-TPR 분석에서Pt/1Al-9Ce 촉매 상의 이산화탄소 탈착피크가 가장 크게 관찰되었고, CO-TPR 결과는 반응결과와 잘 일치하였다. 이는 다른 촉매에 비해 Pt/1Al-9Ce 촉매의 표면 흡착점이 가장 많고 지지체로부터 산소공급이 용이함을 의미한다. 또한 $^{27}Al$ NMR 분석에서 오면체로 배위된 $Al^{3+}$ 점의 양과 반응 활성이 비례관계에 있음을 확인하였다.

• 대한화학회지
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• 제35권6호
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• pp.630-635
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• 1991

완전히 $Ca^{2+}$이온으로 치환한 제올라이트 A를 탈수한 후 브롬을 흡착한 결정구조(a = 12.211(2) ${\AA}$)를 입방공간군 Pm3m을 써서 단결정 X-선 회절법으로 해석하였다. 결정은 $360^{\circ}C$에서 2 ${\times}$ $10^{-6}$Torr하에서 2일간 진공 탈수한 후 $24^{\circ}C$에서 약 180 Torr의 브롬 기체로써 30분간 반응시켰다. 결과로 얻은 구조에서 6개의 $Ca^{2+}$이온은 6-링 산소와 결합하면서 두개의 다른 3회 회전축상에 위치하고 있었고 단이 세포당 총 6분자의 브롬이 흡착되었다. 각 브롬 분자는 골격구조의 산소이온과 전하이동착물을 형성하였다.(O-Br = 3.12(7) ${\AA}$, Br-Br = 2.64(9) ${\AA}$ 및 O-Br-Br = $178(2)^{\circ}$), Full-matrix 최소자승법 정밀화 계산에서 I > 3${\sigma}$ (I)인 103개의 독립반사를 써서 R = 0.104까지 얻었다.

• 대한화학회지
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• 제38권5호
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• pp.339-344
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• 1994

부분적으로 $Co^{2+}$이온으로 치환한 제올라이트 A를 탈수한 후 메탄올을 흡착한 결정구조 즉 $Co_4Na_4Si_{12}Al_{12}O_{48}{\cdot}$6.5CH_3OH$ (a = 12.169(1) $\AA)$를 입방공간군 Pm$\bar3$m를 사용하여 단결정 X-선 회절법으로 해석하고 정밀화하였다. $Co_4Na_4$-A 제올라이트를 $360^{\circ}C$ 에서 $2{\times}10^{-6}$ torr하에서 2일간 진공탈수한 후 $22(1)^{\circ}C$에서 약 104 torr의 메탄올 증기로 약 1시간 동안 흡착시켜 결정을 만들었다. Full matrix최소자승법 정밀화 계산에서 I > $3\sigma(I)$인 147개의 독립반사를 사용하여 최종오차인자를 $R_1$ = 0.061, $R_2$ = 0.060까지 정밀화시켰다. 단위세포당 4개의 $Co^{2+}$ 이온과 1.5개의 $Na^+$ 이온은 6-링 산소와 결합하고 있었다. 4개의 $Co^{2+}$ 이온은 O(3)의 (111)평면에서 큰 동공쪽으로 약 0.44 $\AA$ 들어가 위치하고 1.5개의 $Na^+$ 이온은 O(3)의 (111)평면에서 소다라이트 동공 깊숙히 약 0.55 $\AA$ 들어간 자리에 위치하고 있다. 2.5개의 $Na^+$ 이온은 8-링 평면상에 위치한다. 단위세포당 약 6.5개의 메탄올 분자가 흡착되었다. 이들 메탄올 분자는 큰 동공내에 위치하고 있고, 4개의 $Co^{2+}$이온과 2.5개의 $Na^+$이온과 결합하고 있다. 4개의 메탄올의 산소는 6-링에 위치한 $Co^{2+}$이온과 결합하고 나머지 2.5개의 메탄올의 산소는 8-링에 위치한 $Na^+$이온과 결합하고 있다.

• 한국결정학회지
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• 제8권2호
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• pp.127-131
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• 1997

Ag+ 이온과 Ca2+ 이온으로 교환하고 진공 탈수한 제올라이트 A에 브롬을 흡착한 결정 구조(a=12.234(1) Å)를 입방공간군 Pm3m을 사용하여 단결정 X-선 회절법으로 구조를 해석하였다. 결정은 AgNo3와 Ca(No3)2의 몰 비를 1:150으로 하고 농도를 0.05M으로 한 혼합용액을 사용하여 흐름법으로 3일간 이온 교환하였다. 그 결정을 360℃에서 2 ×10-6 Torr하에서 2일간 진공 탈수한 다음 약 180 Torr의 브롬 기체로 24℃에서 20분간 처리하였다. 이 결정 구조는 Full-matrix 최소자승법 정밀화 계산에서 I>3o(I)인 반사 90개를 써서 R1=0.111, R2=0.101까지 얻었다. 이 구조에서 3.1개의 Ag+이온과 4.45개의 Ca2+ 이온이 6-링 산소와 결합하면서 두개의 서로 다른 3회 회전축 상에 위치하고 있었고 단위 세포당 총 여섯 분자의 브롬이 흡착되었다. 각 브롬 분자는 골격 구조의 산소 이온과 전하 이동 작용에 의해 결합하고 있었다(Br-Br-O=171(2), O-Br=3.25(6) Å; Br-Br=2.61(8) Å.

• 청정기술
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• 제17권1호
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• pp.41-47
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• 2011

순수한 $MnO_2$ 산화물을 과망간산칼륨과 망간아세테이트를 사용하여 침전법으로 제조하였고 소성온도를 달리하여 CO 산화반응을 수행하였다. 촉매의 물리화학적 특성을 알아보기 위하여 XRD, $N_2$ 흡착, $H_2-TPR$, CO-TPD 등의 특성분석을 수행하였다. $MnO_2$-300 촉매는 9nm 크기 근처의 좁은 기공크기 분포로 존재하며 $181m^2/g$의 높은 비표면적을 보였다. XRD와 $H_2-TPR$ 분석으로 $MnO_2$ 촉매는 $Mn^{4+}$와 $Mn^{3+}$의 산화상태임을 확인하였다. CO-TPD 분석으로 소성온도가 높아질수록 탈착되는 $CO_2$의 양이 감소하는 것을 확인하였다. $MnO_2$ 촉매의 소성온도에 따른 최적 활성에서는 $300^{\circ}C$에서 소성한 촉매가 가장 좋은 활성을 나타냈으며, $200^{\circ}C$ 이하에서 100%의 CO 전환율을 보였다. 수분 존재하의 CO 산화반응은 활성점에 $H_2O$와 CO의 경쟁 흡착으로 촉매의 활성을 감소시켰으며 수분제거 시 활성이 건조조건과 동일하게 회복되었다.

• 한국포장학회지
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• 제5권1호
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• pp.6-12
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• 1999

본 실험은 라면 스프 포장재에 대한 가식성 필름의 응용성을 조사하였다. 기본 실험으로서는 라면 스프의 등온흡습곡선 및 BET 단분자막 수분함량을 조사하였으며, 응용성 실험으로서는 가식성 필름의 인장강도, 신장률, 수분 투과도 및 용해도를 대하여 조사하였다. 가식성 필름으로서는 methylcellulose, sodium caseinate 및 K-carrageenan을 사용하였으며, 가소제로서는 glycerol과 polyethylene glycol (MW 400)을 사용하였다. 인장강도의 경우, methylcellulose 필름의 수치가 68.56 MPa로 가장 크게 나타났으며, sodium caseinate 필름이 가장 낮은 수치인 7.11 MPa로 나타났다. 신장률에 대한 실험 결과, sodium caseinate 필름이 가장 높은 수치인 115.41 %를 나타냈으며, methylcellulose 및 K-carrageenan 필름은 각각 23.79% 및 0.60%로 나타났다. 상대습도 50% - 70%사이에서 methylcellulose와 sodium caseinate 및 K-carrageenan 필름의 측정된 수분 투과도 값의 범위는 각각 $0.25-0.38ng\;m/m^2{\cdot}sec{\cdot}Pa$와 $0.62-0.84ng{\cdot}m/m^2{\cdot}sec{\cdot}Pa$ 및 $0.31-0.55ng{\cdot}m/m^2{\cdot}sec{\cdot}Pa$로 나타났다. 가식성 필름의 용해도에 대해서는 sodium caseinate film의 경우 뜨거운 물에 대한 높은 용해성을 나타내어 5초 이내에 이 필름은 물에 용해되었으며, K-carrageenan film은 높은 팽윤율을 나타내어 150초 이후에 필름의 붕괴 현상이 일어났다. Methylcellulose film의 경우는 물에 대한 용해도가 떨어지는 것으로 나타났다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제15권3호
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• pp.236-241
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• 1994

The crystal structures of $Cd_6-A$ evacuated at $2{\times}10^{-6}$ Torr and 750$^{\circ}$C (a=12.216(l) ${\AA}$), and of the product of its reaction with Rb vapor (a= 12.187(l) ${\AA}$), have been determined by single-crystal x-ray diffraction techniques in the cubic space group Pm$\bar{3}$m at 21(l)$^{\circ}$C. Their structures were refined to the final error indices, $R_1$=0.055 and $R_2$=0.067 with 191 reflections, and $R_1$=0.066 and $R_2$=0.049 with 90 reflections, respectively, for which I>3${\sigma}$(I). In dehydrated $Cd_6-A$, six $Cd^{2+}$ ions are found at two different threefold-axis sites near six-oxygen ring centers. Four $Cd^{2+}$ ions are recessed 0.50 ${\AA}$ into the sodalite cavity from the (111) plane at O(3), and the other two extend 0.28 ${\AA}$ into the large cavity from this plane. Treatment at 250 $^{\circ}$C with 0.1 Torr of Rb vapor reduces all $Cd^{2+}$ ions to give $Rb_{13.5^-}$A. Rb species are found at three crystallographic sites: three $Rb^+$ ions lie at eight-oxygen-ring centers, filling that position, and ca. 10.5 $Rb^+$ ions lie on threefold axes, 8.0 in the large cavity and 2.5 in the sodalite cavity. In this structure, ca. 1.5 Rb species more than the 12 $Rb^+$ ions needed to balance the anionic charge of zeolite framework are found, indicating that sorption of $Rb^0$ has occurred. The occupancies observed can be most simply explained by two "unit cell" compositions, $Rb_{12^-}A{\cdot}Rb$ and $Rb_{12^-}A{\cdot}2Rb$, of approximately equal population. In sodalite cavities, $Rb_{12^-}A{\cdot}Rb$ would have a $(Rb_2)^+$ cluster and $Rb_{12^-}A{\cdot}2Rb$ would have a triangular $(Rb_3)^+$ cluster. Each of the atoms of these clusters must bind further through a six-oxygen ring to a large cavity $Rb^+$ to give $(Rb_4)^{3+}$ (linear) and $(Rb_6)^{4+}$ (trigonal). Other unit-cell compositions and other cationic cluster compositions such as $(Rb_8)^{n+}$ may exist.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.310-315
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• 2012

A simple drying process was developed for the preparation of a Pt/Nafion self-humidifying membrane to be used for a proton-exchange membrane fuel cell (PEMFC). Platinum (II) bis (acetylacetonate), $Pt(acac)_2$ was sublimed, penetrated into the surface of a Nafion film and then reduced to Pt nanoparticles simultaneously without any support of a reducing agent in a glass reactor at $180^{\circ}C$ for 15 min. The process was carried out in $N_2$ atmosphere to prevent the oxidation of Pt nanoparticles at high temperature. The morphology and distribution of the Pt nanoparticles were observed by transmission electron microscopy (TEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS), and we found that the average Pt particle size was ca. 3.7 nm, the penetration depth was ca. $17{\mu}m$. Almost all Pt nanoparticles were formed just beneath the surface and the number density decreased rapidly as the penetration depth increased. To estimate water absorption characteristics of the Nafion membranes, water uptake at an isothermal condition was measured by dynamic vapor sorption (DVS), and it was found that water uptake of the Pt/Nafion membrane was higher than that of the neat Nafion membrane.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권3호
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• pp.349-354
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• 2009

본 연구에서는 전력연구원으로부터 공급받은 K-계열 건식흡수제를 이용하여 회분식 기포유동층 반응기에서 흡수-재생 반복실험을 통한 $H_2O$ 주입농도 및 재생온도에 따른 반응 특성을 살펴보았다. K-계열 건식흡수제는 $CO_2$ 흡수를 위한 탄산칼륨과 내마모성과 기계적 강도를 위한 지지체로 구성되어 있다. 흡수반응과 재생반응 특성을 살펴보기 위해 처음 한 시간 동안 흡수반응을 수행하고 다음 한 시간 동안 재생반응을 수행하는 과정을 3차례 반복하여 실험하였다. $H_2O$ 농도의 영향을 파악하기 위해서 흡수반응은 $70^{\circ}C$에서 $H_2O$ 농도를 7.3, 12.2, 19.7, 30.8%로 변화하여 실험을 수행하였으며 재생반응은 $N_2$ 기체를 유동화기체로 사용하여 $150^{\circ}C$에서 수행하였다. 재생온도의 영향을 파악하기 위해서는 흡수반응에서의 $H_2O$ 농도를 12.2%에 고정한 상태에서 재생온도를 150, 200, 300, $400^{\circ}C$로 변화하여 실험을 수행하였다. 수분 함량이 $1.97\;mol\;H_2O/mol\;CO_2$인 경우 흡수반응에서 흡수율이 가장 우수함을 확인하였다. 또한 재생온도가 $400^{\circ}C$에서 가장 높은 재생율을 보이는 것을 확인하였다. 재생온도가 $150^{\circ}C$에서 재생율은 대략 60% 정도였으며 실제 두개의 유동층 반응기를 가진 연속장치의 경우 부분적인 재생을 유지하면서 운전이 수행되기 때문에 재생온도는 $150^{\circ}C$ 이상이면 적절하다고 판단된다. 실제 연속운전에서는 적절한 고체순환량을 결정하는 고체이용율과 재생에너지를 결정하는 재생온도 사이에 절충점이 존재하며 본 실험에서 얻은 데이터가 연속장치의 설계와 운전에 중요한 기초자료가 될 것이다.

• 대한화학회지
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• 제37권2호
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• pp.191-198
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• 1993

$Cd^{2+}$ 이온으로 이온 교환된 제올라이트 A를 $750^{\circ}C$에서 $2{\times}10^{-6}$ torr의 진공하에서 탈수한 구조(a = 12.204(1) $\AA$)와 이 결정에 $250^{\circ}C$에서 12시간도안 약 0.1 torr의 Cs 증기로 반응시킨 구조 (12.279(1) $\AA$)를 $21^{\circ}C$에서 입방공간군 Pm3m를 사용하여 단결정 X-선 회절법으로 해석하고 정밀화하였다. 탈수한 $Cd_{6-}A$의 구조는 Full-matrix 최소자승법 정밀화 계산에서 I > $3{\sigma}(I)$인 151개의 독립반사를 사용하여 최종 오차인자를 $R_1=$ 0.081, $R_2=$ 0.091까지 정밀화 계산하였고, 이 결정을 세슘 증기로 반응시킨 구조는 82개의 독립반사를 사용하여 $R_1=$ 0.095 and $R_2=$ 0.089까지 각각 정밀화시켰다. 탈수한 $Cd_{6-}A$의 구조에서는 단위세포당 6개의 $Cd^{2+}$ 이온은 O(3)의 (111) 평면에서 소다라이트 동공쪽으로 약 $0.460\AA$ 들어간 자리에 위치하였다(Cd-O(3) = 2.18(2) $\AA$ and O(3)-Cd-O(3) = $115.7(4)^{\circ}$ 또 약 0.1 torr의 Cs 증기를 써서 $250^{\circ}C$에서 반응시킨 결정에서는 탈수한 $Cd_{6-}A$의 6개의 $Cd^{2+}$ 이온은 모두 Cs 증기에 의해 환원되고 세슘은 4개의 다른 결정학적 자리에 위치하였다. 3개의 $Cs^+$ 이온은 $D_{4h}$의 대칭을 가지고 8-링의 중심에 위치하였다. 단위세포당 약 9개의 $Cs^+$ 이온은 3회 회전축상에 위치하였다. 그 중 약 7개의 $Cs^+$ 이온은 큰 동공내의 3회 회전축상의 6-링에 위치하고 2개의 $Cs^+$ 이온은 소다라이트 동공내에 존재한다. 0.5개의 $Cs^+$ 이온은 큰 동공의 4-링과 마주보는 위치에 위치한다. 이 구조에서 제올라이트 골조의 음하전을 상쇄시키는데 필요한 단위세포당 12개의 $Cs^+$ 이온보다 많은 약 12.5개의 Cs 종이 존재한다. 즉 $Cs^0$가 흡착되었음을 알 수 있다. 또 관측한 점유수에서 두 종류의 단위 세포 배열 즉 $Cs_{12}-A$와 $Cs_{13}-A$가 존재함을 알 수 있다. 단위세포의 약 50%는 2개의 $Cs^+$ 이온이 소다라이트 동공내에서 6-링 가까이에 존재하고 6개의 $Cs^+$ 이온은 큰 동공내에서 6-링 가까이에 위치한다. 1개의 $Cs^+$ 이온은 큰 동공내에서 4-링과 마주보는 위치에 있다. 단위세포의 나머지 50%는 소다라이트 동공내에 2개의 Cs종이 위치하고 큰 동공내에 있는 8개의 $Cs^+$ 이온 중 2개의 $Cs^+$ 이온과 결합하여 선형의 $(Cs_4)^{3+}$ 클라스터를 형성하고 있다. 이 클라스터는 3회 회전축상에 놓여있고 소다라이트 동공 중심을 지나가고 있다. 모든 단위세포는 3개의 $Cs^+$ 이온이 D4h의 대칭을 가지고 8-링 중심에 위치하고 있다.