• 한국대기환경학회지
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• 제33권4호
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• pp.297-305
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• 2017

In this study, the activity and structural properties of catalysts prepared by mechanochemical method under dry condition were studied. A dry milling was used as a mechanochemical method. The precursors of vanadium were $NH_4VO_3$ and $V_2O_5$. The activity and characterization of the catalysts prepared by dry milling were compared with those prepared by impregnation. In addition, the correlation between the catalytic activity and the structural characteristics was observed through XRD, Raman, and $H_2$-TPR analysis. As a result, the monomeric vanadate species exhibited excellent redox characteristics, which were confirmed to be related to the catalytic activity.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제34권10호
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• pp.3005-3012
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• 2013

The effect of Mn-promotion on high surface area Al-pillared montmorillonite (AlMMT) supported Co nanoparticles prepared by hydrothermal method have been investigated. A series of different weight% Mn-promoted Co nanoparticles were prepared and characterized by XRD, TPR, TGA, BET and SEM techniques. An increase in the surface area of MMT is observed with Al-pillaring. Fischer-Tropsch catalytic activity of the as prepared catalysts was studied in a fixed bed micro reactor at $225^{\circ}C$, $H_2/CO$ = 2 and at 1 atm pressure. The data showed that by the addition of Mn the selectivity of $C_1$ dropped drastically while that of $C_2-C_{12}$ hydrocarbons increased significantly over all the Mn-promoted Co/AlMMT catalysts. The $C_{13}-C_{20}$ hydrocarbons remained almost same for all the catalysts while the selectivity of $C_{21+}$ long chain hydrocarbons decreased considerably with the addition of Mn. The catalyst with 3.5%Mn showed lowest $C_{21+}$ and highest $C_2-C_{12}$ hydrocarbons selectivity due to cracking of long chain hydrocarbons over acidic sites of MMT.

• 대한화학회지
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• 제30권5호
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• pp.415-422
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• 1986

${\gamma}-Al_2O_3$와 $SiO_2$에 입혀진 CuO계에서 지지체와 금속과의 상호 작용을 X선 회절법과 승온 환원법으로 연구했다. CuO/${\gamma}-Al_2O_3$계의 CuO X선 회절 피크는 구리의 농도가 약 5.0wt % 이상일 때 관찰될 수 있었으며 CuO/$SiO_2$계에서는 2.5wt%의 구리 함량에서도 볼 수 있었다. CuO/${\gamma}-Al_2O_3$의 수소에 의한 승온 환원 실험에서는 145${\circ}C$, 185${\circ}C$, 210${\circ}C$, 그리고 250${\circ}C$부근에서 네개의 주 피크가 나타났으며 CuO/$SiO_2$의 경우는 425${\circ}C$에서의 작은 피크와 함께 250${\circ}C$에서 큰 피크가 나타났었다. 1000${\circ}C$에서 소성시킨 CuO/${\gamma}-Al_2O_3$의 Cu$Al_2O_4$에 대한 승온 환원 피크들과 145${\circ}C$, 200${\circ}C$ (185${\circ}C$, 210${\circ}C$), 250${\circ}C$ 부근의 피크들을 비교해 보면 그들은 각각 ${\gamma}-Al_2O_3$와 상호작용하는 CuO격자에 있는 $Cu^+$이온, ${\gamma}-Al_2O_3$의 결함 자리들에 존재하는 $Cu^+$이온, 그리고 입자가 큰 CuO층에 있는 $Cu^{2+}$이온에 대응시킬 수 있었다. 이러한 결과들로 부터 CuO/${\gamma}-Al_2O_3$계에서는 지지체와 금속간에 상당한 상호작용이 있으며 이 상호 작용이 CuO/${\gamma}-Al_2O_3$계의 $Cu^{2+}$이온을 안정화 시킴을 알 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권5호
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• pp.678-687
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• 2014

The catalytic performance of silicon carbide supported nickel catalysts modified with or without second metal (Co, Cu and Zn) for the methanation of CO has been investigated in a fixed-bed reactor using a feed consisting of 25% CO and 75% $H_2$ without any diluent gas. It has been found that the introduction of Co species can clearly improve the catalytic activity of Ni/SiC catalyst, whereas the addition of Cu or Zn can result in a significant decrease in the catalytic activity. The characterizations by means of XRD, TEM, XPS, CO-TPD and $H_2$-TPR indicate that the addition of Co could decrease the particle size of active metal, increase active sites on the surface of methanation catalyst, improve the chemisorption of CO and enhance the reducibility of methanation catalysts. Additionally, the special interaction between Co species and Ni species is likely favorable for the dissociation of adsorbed CO on the surface of catalyst, and this may also contribute to the high activity of 5Co-Ni/SiC catalyst for CO methanation reaction. For 5Cu-Ni/SiC catalyst and 5Zn-Ni/SiC catalyst, Cu and Zn species could cover partial nickel particles and decrease the chemisorption amount of CO. These could be responsible for the low methanation activity. In addition, a 150h stability test under 2 MPa and $300^{\circ}C$ showed that 5Co-Ni/SiC catalyst was very stable for CO methanation reaction.

• 청정기술
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• 제24권3호
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• pp.198-205
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• 2018

본 연구는 $Co-CeO_2$ 촉매의 $N_2O$ 분해 반응에서 촉매의 제조 방법이 활성에 미치는 영향을 고찰하였다. $Co-CeO_2$ 촉매는 공침법(Co-precipitation)과 함침법(Incipient wetness impregnation)으로 제조하였다. 제조된 촉매의 성능을 평가하기 위하여 $N_2O$ 직접 촉매 분해(Direct catalytic $N_2O$ decomposition) 반응을 $250{\sim}375^{\circ}C$에서 실시하였다. 그 결과 공침법으로 제조된 촉매(CoCe-CP)는 $O_2$ 및/또는 $H_2O$의 존재 하에서도 $N_2O$ 분해 반응에서 향상된 성능을 보인 반면에 함침법으로 제조된 촉매(CoCe-IM)는 그렇지 못하였다. 이러한 촉매 활성의 차이를 조사하기 위하여 XRD, BET, TEM, $H_2-TPR$, $O_2-TPD$ 그리고 XPS와 같은 촉매 특성 분석들을 진행하였다. 촉매의 제조 방법에 따라서 입자의 크기 및 표면적이 변화하는 것을 확인하였고 합성 과정이 촉매의 물리적 특성에 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. 공침법으로 제조된 촉매의 활성 증가는 $Co^{3+}{\rightarrow}Co^{2+}$의 향상된 환원 특성 및 산소 탈착 속도 향상에 기인한 것으로 여겨진다. 하지만, $N_2O$ 분해와 관련이 있는 촉매의 표면 전하 상태 및 결합에너지는 제조 방법에 따라서 변하지 않는 것을 확인하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제30권2호
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• pp.95-102
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• 2019

In order to investigate the effect of water treatment on activity of WGS catalyst, $Cu/ZnO/MgO/Al_2O_3$ (CZMA) catalysts were synthesized by co-precipitation method. The prepared catalysts were water-treated at two different temperature (250, $350^{\circ}C$). Synthesized catalysts were characterized by using BET, SEM, $N_2O$ chemisorption, XRD, $H_2-TPR$ and XPS analysis. The catalytic activity tests were carried out at a GHSV of $28,000h^{-1}$ and a temperature range of $180-320^{\circ}C$. The reduction temperature decreased with water treatment and CZMA_250 catalyst showed the lowest reduction temperature and retained a large amount of $Cu^+$. Water-treated catalysts showed increased reactivity compared to untreated catalyst and the CZMA_250 catalyst showed higher catalytic activity on WGS reaction.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.412-418
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• 2010

Steam reforming of n-hexadecane, a major component of diesel over Ni-based hydrotalcite-like catalyst was carried out at $900^{\circ}C$ at atmospheric pressure with space velocity of $10,000h^{-1}$ and feed molar ratio of steam/carbon=3.0. Ni-based hydrotalcite catalyst was prepared by a solid phase crystallization (spc) method and characterized by $N_2$-physisorption, CO chemisorption, TPR., XRD, and TEM techniques. It was found that spc Ni/MgAl catalyst showed higher catalytic stability and inhibition of carbon formation than Ni/$\gamma-Al_2O_3$ catalyst under the tested conditions. The results suggest that the modified spc-Ni/MgAl catalyst after optimization may be applied for the SR reaction of diesel.

• 청정기술
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• 제20권2호
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• pp.189-201
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• 2014

합성가스를 생산하기 위한 부분산화, 이산화탄소 리포밍, 메탄에 의한 산화$CO_2$ 리포밍 공정들은 니켈 하이드로탈사이트($Ni_{0.5}Ca_{2.5}Al$) 촉매를 이용하여 수행되었고 안정한 이중층 구조를 형성시키기 위한 금속지지체(Mg, Ca)의 영향에 대해서도 다양한 연구가 진행되었다. 지지체전구물질(Mg, Ca)에 따라 메탄 리포밍의 안정성은 활성니켈이온과 지지체금속이온 사이의 결합강도차이에 의해 영향을 받는다. Ni-Mg-Al 구성체는 가장 안정한 하이드로탈사이트 이중층 구조이지만 Ni-Ca-Al 구성체는 그렇지 않다. 이산화탄소 리포밍 장기테스트에서 Ni-Mg-Al 촉매는 약 100시간 동안 80%의 효율을 유지하면서 탁월한 안정성을 보였지만 Ni-Ca-Al 촉매는 반응초기에 불활성화됨을 확인할 수 있었다. 활성금속 Ni과 지지체 Mg-Al 사이의 결합강도를 확인하기 위해 승온 환원(temperature-programmed reduction, TPR) 분석을 시행하였다. 이를 통해 Ni-Mg-Al 촉매가 Ni-Ca-Al 촉매보다 Ni의 환원온도가 더 높음을 확인할 수 있었다. $Ni_{0.5}Ca_{2.5}Al$ 촉매는 가장 높은 초기반응성을 보였지만 코크형성으로 인해 반응성이 빠르게 감소하였다. 결론적으로 $Ni_{0.5}Ca_{2.5}Al$ 촉매가 코크형성에 대한 강한 저항성을 갖고 있기 때문에 다른 촉매들보다 높은 반응성과 안정성을 갖는 것으로 보여진다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.248-254
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• 2006

The promotion effects of noble metals upon the activity and reducibility in steam methane reforming over $Ni/MgAl_2O_4$ catalysts were investigated. While $Ni/MgAl_2O_4$ catalysts require the pre-reduction by $H_2$, the noble metal-added catalysts show high catalytic activities without pre-treatment. According to $CH_4$-TPR, the addition of noble metal makes the $Ni/MgAl_2O_4$ catalyst easily reducible. The reduction degree of NiO in the noble metal-added catalysts after using at $650^{\circ}C$ without pre-reduction was $15{\sim}20%$, and was lower than that in the $H_2$-reduced $Ni/MgAl_2O_4$ catalyst(reduction degree=27%). The enhancement of the catalytic activity over noble metal-added catalysts results from easier reducibility by addition of noble metal and the synergy effect between noble metal and Ni.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.226.1-226.1
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• 2010

본연구에서는 GTL(gas to liquids)공정의 합성가스 생산을 위해 수증기-이산화탄소 복합개질반응(Combined Steam and Carbon dioxide Reforming of Methane, CSCRM)을 수행하였다. CSCRM은 수증기와 이산화탄소의 공급비 조절을 통해 $H_2$/CO비를 2로 맞추기 용이한 장점을 지니고 있어 다른 단일 개질 반응과 달리 합성가스 생산 시 $H_2$/CO 비율을 조절하기 위한 부가적인 공정이 필요하지 않아 경제적인 공정이다. 일반적으로 사용되는 Ni개질촉매는 가격대비 우수한 성능을 보이지만 S/C비가 낮은 CSCRM의 경우 촉매표면의 탄소침적에 의한 비활성화가 야기되는 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 산소저장능력과 산소전달능력이 우수한 $CeO_2$를 조촉매로 첨가하여 표면에 형성된 코크 제거가 용이하도록 하였다. Ni-Ce/$MgAl_2O_4$촉매는 동시함침법(co-impregnation)으로 제조하였으며, Ni의 함량을 10wt%로 고정한 상태에서 Ce의 함량을 조절하여 Ce/Ni 최적비를 찾고자 하였다. XRD, TPR, BET, $H_2$-Chemisorption과 같은 촉매의 특성분석을 통해 촉매의 비표면적, 환원특성과 Ni입자의 분산도 등을 확인하였다. Ce를 첨가함에 따라 Ce2.5wt%까지는 비표면적이 증가하다가 이후 점차 줄어드는 경향성을 보였다. 또한, $H_2$-Chemisorption 결과 역시 비표면적과 유사한 경향성을 보였는데, Ce5.0wt%까지 Ni 분산도가 증가 하다가 다시 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 반응실험은 $H_2O:CO_2:CH_4:N_2$ = 0.8:0.4:1:1의 공급조건에서 수행하였으며, 질소와 수소 환원분위기로 $700^{\circ}C$에서 1시간 환원 후 $650^{\circ}C$에서 $550^{\circ}C$범위로 온도를 떨어뜨려가면서 반응을 수행하였다. Ce를 첨가함에 따라 $CH_4$ 전환율이 증가를 하다가 Ce2.5wt% 이후 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 높은 촉매 활성은 Ce 첨가로 인해 환원특성이 좋아지고 Ni분산도가 증가하여 담체와 강한 상호작용(SMSI)을 형성함으로 탄소침적 저항성 강화에 기인한 것이다.