• 제목/요약/키워드: $H_2O_2$ 산화

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H2O2 촉매 전환에 의해 생성된 건식산화제를 이용한 NO 산화에 관한 연구 (A study on the NO oxidation using dry oxidant produced by the catalytic conversion of H2O2)

  • 장정희;한기보
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제33권1호
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    • pp.100-109
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    • 2016
  • 본 연구에서는 촉매 상 $H_2O_2$ 전환에 의해 건식산화제가 생성되었으며, 이를 이용한 NO 산화 공정에 대한 연구를 진행하였다. 건식산화제를 생성하기 위한 $H_2O_2$ 촉매 전환에 관한 실험을 수행한 결과, Mn계 촉매의 성능이 가장 우수하였으며, 이를 통해 생성된 건식산화제를 NO 산화공정에 주입하여 다양한 운전조건에서 NO 산화특성을 조사하였다. 그 결과, $H_2O_2$ 주입량, 산화반응온도, 그리고 공간속도가 NO 산화율에 크게 영향을 미치는 것을 확인하였다. 그리고, 산화반응온도와 $H_2O_2$ 주입량이 증가할수록 NO 산화효율이 증가하였으며, 공간속도가 증가할수록 NO 산화효율이 감소하였다.

$\textrm{O}_2$$\textrm{H}_2\textrm{O}$를 산화제로 하는 $\textrm{NH}_3$/$\textrm{O}_2$산화의 성장모델 제안 (A Proposal to Growth Model of $\textrm{NH}_3$/$\textrm{O}_2$ Oxidation with species of $\textrm{O}_2$ and $\textrm{H}_2\textrm{O}$)

  • 김영조
    • 한국재료학회지
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    • 제9권9호
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    • pp.932-936
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    • 1999
  • 4NH(sub)3+$3O_2$$\longrightarrow$$2N_2$+$6H_2$O 의 화학반응식을 가지며$ O_2$$H_2$O를 산화제로 하는 $NH_3$/$O_2$산화의 성장모델을 세웠으며, 그 결과 Fick의 제 1 법칙을 기초로 하는 건식 및 습식 산화메카니즘으로 이해되는 Deal-Grove의 산화막 성장모델과 유사한 결과가 도출되었다. 이 성장모델에 의하면 산화제$ O_2$$H_2$O가 상호보완적으로 산화에 영향을 미치므로 산화온도 뿐 아니라 $NH_3$/O$_2$의 유량비도 산화율을 결정한다. rapid thermal processing(RTP)에 의한 산화막 성장실험으로 본 연구에서 제안하는 성장모델을 확인하였으며, NH$_3$분자의 분해에 의해 발생하는 N 원자의 산화막 내부확산을 secondary ion mass spectroscopy(SIMS)로 확인하였으며, Auger electron spectroscopy (AES) 측정결과 N 원자의 존재는 무시할만한 수준이었다.

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O$_3$/H$_2$O$_2$와 O$_3$/Catalyst 고급산화공정에서 1,4-dioxane의 제거 특성 연구

  • 박진도;서정호;이학성
    • 한국환경과학회:학술대회논문집
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    • 한국환경과학회 2005년도 추계 학술발표회 발표논문집
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    • pp.192-194
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    • 2005
  • O$_3$/H$_2$O$_2$ 고급산화공정에서 1,4-D의 제거는 반응시간에 따라 완만하게 감소하였으나, O$_3$/catalyst 고급산화공정에서는 전체 제거량의 약 50${\sim}$75%가 반응 초기 5분 내에 제거되어 O$_3$/H$_2$O$_2$ 공정에 비해 초기 반응속도가 현저히 빠른 것을 알 수 있었다. O$_3$/H$_2$O$_2$ 고급산화공정은 ${\Delta}$TOC/${\Delta}$ThOC의 비는 0.09${\sim}$0.40으로 나타났으며, O$_3$/catalyst 고급산화공정에서는 ${\Delta}$TOC/${\Delta}$ThOC의 비가 0.68${\sim}$0.98로 나타나 O$_3$/catalyst 고급산화공정이 O$_3$/H$_2$O$_2$ 고급산화공정에 비해 유기물의 산화력이 우수한 것으로 확인되었다.

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$UV/H_2O_2,\;UV/TiO_2/H_2O_2$, Photo-Fenton 산화방법에 의한 Citric Acid의 분해효율 비교 (Comparative Studies Of the $UV/H_2O_2,\;UV/TiO_2/H_2O_2$ and Photo-Fenton Oxidation for Degradation of Citric Acid)

  • 서민혜;조순행;하동윤
    • 대한환경공학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.429-437
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    • 2006
  • 화학세정폐수에 함유되어 있는 citric acid의 효율적인 처리방안을 수립하기 위해 $UV/H_2O_2,\;UV/TiO_2/H_2O_2$, Photo-Fenton 산화방법을 이용하여 각각 citric acid의 제거효율 및 그에 따른 전력소비량을 평가하였다. 그 결과 조사된 최적 처리조건에서 $UV/H_2O_2,\;UV/TiO_2/H_2O_2$, Photo-Fenton 산화방법을 이용한 citric acid 농도에 근거한 TOC 제거효율은 각각 95.5%, 92.3%, 91.5%로 조사되었으며, 그에 따른 전력소비량은 $11.26kWh/m^3,\;3.85kWh/m^3,\;0.799kWh/m^3$으로 조사되었다. 이 결과에 의하면 세가지 광화학적 산화방법 모두 유기물질이 90% 이상 제거되어 citric acid의 분해에 효과적인 것으로 판단되었다. 그러나 Photo-Fenton 산화방법이 다른 방법에 비해 처리에 소요되는 반응시간이 짧은 것으로 나타났다. 또한 광화학적 산화방법의 운영비를 결정짓는데 중요한 요소인 전력소모량 측면에서도 Photo-Fenton 산화방법이 다른 방법에 비해 우수한 것으로 조사되어 본 연구에서 비교하는 세가지 방법 중 citric acid 처리에는 Photo-Fenton 방법이 효율적인면과 경제성면에서 가장 적합한 처리기술로 결론지을 수 있었다.

K-Mn/Fe2O3 촉매 상 H2O2 분해에 의한 건식산화제 생성 및 모사 배가스 유량에 따른 NO 산화공정 (A study on production of dry oxidant by decomposition of H2O2 on K-Mn/Fe2O3 catalyst and NO oxidation process according to simulated flue gas flow)

  • 최희영;신우진;장정희;한기보
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.367-375
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    • 2017
  • 본 연구에서는 배가스 내 존재하는 오염물질인 NO의 처리효율을 증대시키기 위하여 NO 산화공정을 연구하였으며, 강력한 산화력의 건식산화제를 제조하는 방법으로 $H_2O_2$ 촉매분해가 도입되었다. $H_2O_2$ 분해공정 상에서 적용 가능한 $K-Mn/Fe_2O_3$ 불균일계 촉매가 제조되었으며, 이들이 가지는 물리화학적 특성이 $H_2O_2$ 분해반응에 미치는 영향이 조사되었다. 제조된 건식산화제는 NO가 포함된 모사 배가스를 처리하기 위한 NO 산화공정에 적용되었으며, 다양한 모사 배가스의 유량(5, 10, 20 L/min)에서 약 100% 가까운 NO 전환율을 확인 하였다.

$NH_3/O_2$산화법으로 성장한 산화막의 특성평가 (Characterizations of Oxide Film Grown by $NH_3/O_2$ Oxidation Method)

    • 한국진공학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.82-87
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    • 1998
  • $O_2$기체에 $NH_3/O_2$기체를 첨가하여 실리콘 표면에 산화막을 형성하는 $NH_3/O_2$산화법 에 의한 산화공정시 반응석영관 외부에 방출하는 기체는 $N_2,O_2$$H_2O$이며 극소량의 $CO_2$, NO 및 $NO_2$가 검출되었다. 두 종류의 산화제($O_2$$H_2O$)가 산화에 기여하며 성장률은 $NH_3$$O_2$ 의 부분압과 온도에 의해 결정되며, 그 기울기는 건식 및 습식 산화법의 중간에 평행 하게 위치함을 확인하였다. Auger Electron Spectroscopy(AES) 측정결과 $NH_3/O_2$ 산화막은 정확한 $SiO_2$의 화학량론을 가지며 $SiO_2/Si$계면에 발생하는 결합을 억제하며 고정전하의 발 생을 최소화함을 알 수 있었다. $NH_3/O_2$ 산화막(470$\AA$)의 항복전압을 57.5Volt이며, C-V특성 곡선을 축정한 결과 플랫밴드 전압은 0.29Volt이며 곡선의 형태는 이상곡선과 일치하였다.

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NO 산화를 위한 Mn계 촉매상 과산화수소 분해를 이용한 건식산화제 생성 (Production of Dry Oxidant through Catalytic H2O2 Decomposition over Mn-based Catalysts for NO Oxidation)

  • 장정희;최희영;한기보
    • 청정기술
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    • 제21권2호
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    • pp.130-139
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    • 2015
  • 본 연구에서는 배가스 내 존재하는 비교적 처리가 어려운 오염물질인 NO 기체에 대하여 처리효율을 증대시키기 위하여 NO 산화공정이 필요하며, 이에 필요한 건식산화제를 제조하는 방법으로 H2O2 촉매분해가 도입되었다. H2O2 분해공정 상에서 적용 가능한 촉매로서 다양한 Mn 기반의 불균일계 고체 산 촉매들이 제조되었으며, 이들이 지니는 물리화학적 특성이 주로 H2O2 분해반응에 미치는 영향이 조사되었다. 그 결과, Mn 기반의 고체산 촉매들이 지니는 산점 특성이 H2O2 촉매분해에 영향을 미침을 알 수 있었으며, 산점이 낮은 온도영역에서 많은 양의 산점의 특성을 지니는 촉매가 H2O2 분해반응에서 가장 높은 성능을 나타냄과 동시에 제조된 건식산화제로 인해 높은 NO 산화율을 나타내었다. 대표적인 결과로서 K 성분이 첨가된 Mn 기반의 Fe2O3 지지체 촉매가 적용될 경우, 가장 높은 H2O2 분해효율과 더불어 가장 높은 NO 전환율을 나타내었다.

축산폐수 전처리를 위한 펜톤산화 적정조건에 관한 연구 (A Study on Proper Fenton Oxidation Conditions for Pretreatment of Livestock Wastewater)

  • 김종오;정성욱
    • 유기물자원화
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    • 제13권4호
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    • pp.107-117
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    • 2005
  • 본 연구에서는 펜톤산화 공정을 축산폐수의 전처리 시스템으로 활용하고자 초기 pH, $H_2O_2/Fe^{2+}$ 비율, $H_2O_2/Fe^{2+}$ 약품주입량, 응집 및 침전을 위한 중화제 등과 같은 펜톤산화의 적정 운영조건을 도출하는 실험적 연구를 실시하였다. 적정 조건을 도출하기 위해 교반시험기를 이용하여 120 rpm에서 2시간 동안 각 조건을 변화시키면서 펜톤산화 반응을 진행한 후 2시간 동안 침전시켜 그 상등액의 잔류 과산화수소, $COD_{Cr}$, SS 등을 분석하였다. 실험결과 도출된 최적조건은 초기 pH는 4, $H_2O_2/Fe^{2+}$비율은 10:1, $H_2O_2/Fe^{2+}$ 약품주입량은 5,000/500mg/L 그리고 중화제로는 $Ca(OH)_2$가 양호한 것으로 나타났다. 이러한 최적 조건에서 펜톤산화에 의해 축산폐수의 $COD_{Cr}$ 제거율은 43% 그리고 SS는 84%의 제거율을 나타내었다.

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산화공정에서의 Diclofenac, Ibuprofen 및 Naproxen의 제거특성 평가 (Removal of Diclofenac, Ibuprofen and Naproxen using Oxidation Processes)

  • 손희종;유수전;황영도;노재순;유평종
    • 대한환경공학회지
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    • 제31권10호
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    • pp.831-838
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    • 2009
  • 본 연구에서는 염소, 오존 및 오존/과산화수소 산화공정에서의 의약물질 3종의 제거특성을 살펴본 결과 diclofenac과 naproxen은 쉽게 산화공정에서 제거가 가능한 것으로 나타난 반면 ibuprofen의 경우는 산화공정에서 제거가 어려운 것으로 나타났다. 오존 단독공정 보다는 오존/과산화수소 산화공정에서의 의약물질의 제거효율이 높았으며, $H_2O_2/O_3$ 비가 1 이상에서는 제거율의 상승이 둔화되었다. 염소, 오존 및 오존/과산화수소 투입농도별 의약물질 3종에 대한 산화분해 속도 상수와 반감기를 살펴본 결과 염소, 오존 단독 투입에 비하여 오존/과산화수소 공정에서의 산화분해 속도상수가 높게 나타났고, 반감기는 단축되었다.

과산화수소에 의한 산화가 핏치계 활성탄소의 기공성질에 미치는 영향 (Effect of Pre-oxidation of Pitch by H2O2 on Porosity of Activated Carbons)

  • 김영하;박수진
    • 공업화학
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    • 제21권2호
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    • pp.183-187
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    • 2010
  • 본 연구에서 $H_2O_2$에 의한 pitch의 산화처리가 KOH 활성화에 미치는 영향에 관하여 고찰하였다. 산화 처리의 영향을 고려하기 위하여 KOH/pitch 중량비를 3으로 고정하였으며, 1073 K에서 2 h 동안 활성화하였고, $H_2O_2$의 농도를 각각 5, 15, 25 wt%로 달리하여 시편을 제조하였다. 산화처리된 pitch와 이를 전구체로 하여 제조한 활성탄소의 물리화학적 특성은 XRD, FT-IR, XPS, $N_2$ 흡착 및 SEM을 이용하여 분석하였다. XRD 결과로부터 $H_2O_2$ 처리가 (002) 면의 층간거리를 증가시켰으며, FT-IR과 XPS로부터 표면의 carboxyl group 및 hydroxyl group 등의 산소 작용기가 도입되었음을 확인하였다. Pitch로 제조된 활성탄소의 비표면적은 $H_2O_2$ 산화처리에 의해 급격히 상승하였고, $H_2O_2$의 농도를 증가시킬수록 상승폭이 더욱 증가하여 25 wt% $H_2O_2$ 처리시 최대 $2111m^2/g$의 비표면적을 갖는 활성탄소를 제조할 수 있었다.