• Journal of Korean Society for Atmospheric Environment
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• 제18권E1호
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• pp.29-36
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• 2002

The selective catalytic reduction (SCR) reaction of promoter catalysts was investigated in this study. A pure anatase type of TiO$_2$ was used as support. Activation measurement of prepared catalysts was practiced on a fixed reactor packing by the glass bead after filling up catalysts in 1/4 inch stainless tube. The reaction temperature was measured by K-type thermocouple and catalyst was heated by electric furnace. The standard compositions of the simulated flue gas mixture in this study were as follows: NO 1,780ppm, NH$_3$1,780ppm, $O_2$1% and $N_2$ as balance gas. In this study, gas analyzer was used to measure the outgassing gas. Catalyst bed was handled for 1hr at 45$0^{\circ}C$, and the reactivity of the various catalyst was determined in a wide temperature range. Conversion of NH$_3$/NO ratio and of $O_2$ concentration was practiced at 1,1.5 and 2, respectively. The respective space velocity were as follows . 10,000, 15,000 and 17,000 hr-1. It was found that the maximum conversion temperature range was in a 5$0^{\circ}C$. It was also found toi be very sensitive at space velocity, $O_2$ concentration, and NH$_3$/NO ratio. We also noticed that the maximum conversion temperature of (W, Mo, Sn) -V$_2$O$_{5}$/TiO$_2$ catalysts was broad. Specially WO$_3$-V$_2$O$_{5}$TiO$_2$2 catalyst appeared nearly 100% conversion at not only above 30$0^{\circ}C$ ut also below 25$0^{\circ}C$. At over 30$0^{\circ}C$, NH$_3$ oxidation decreased with decrease of surface excess oxygen. In addition, WO$_3$-V$_2$O$_{5}$TiO$_2$ catalyst did not appear to affect space velocity, $O_2$ concentration, and NH$_3$/NO ratio.ratio.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2008년도 동계학술발표대회 논문집
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• pp.363-368
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• 2008

Nitrogen oxides (NO, $NO_2$ and $N_2O$) have been controlled effectively by the SCR catalysts coated on monolith or honeycomb in commercial sites with ammonia as reductant at high temperature range $300{\sim}400^{\circ}C$. However, the catalytic filter has much merit on the point of controlling the particles and nitrogen oxides simultaneously. It will be more advanced-system if the catalytic working temperature is reduced to the normal filtration temperature of under $200^{\circ}C$. This study has focus on the development of the catalytic filter working at the low temperature. So the additive effect of the components such as Pt and Mn (which are known the catalytic component of $V_2O_5/TiO_2$ was investigated. The $V_2O_5-WO_3$ catalytic filter exhibited high activity and selectivity at $250{\sim}320^{\circ}C$ showing more than 95% NO conversion for the treatment of 600 ppm NO at face velocity 2 cm/s. The Pt-$V_2O_5-WO_3$ catalytic filter shifted the optimum working temperature towards the lower temperature ($170{\sim}200^{\circ}C$). And NO conversion was 100% and higher than that of $V_2O_5-WO_3$ catalyst at $250{\sim}320^{\circ}C$. The $MnO_X-V_2O_5-WO_3$ catalytic filter showed the wide temperature range of $220{\sim}330^{\circ}C$ for more than 95% NO conversion. This is a remarkable advantage when considered the $MnO_X$ catalytic filter presents the maximum activity at $150{\sim}250^{\circ}C$ and $V_2O_5-WO_3$ catalytic filter shows the maximum activity at $250{\sim}320^{\circ}C$.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제30권3호
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• pp.451-460
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• 2013

NOx from the thermal power plants are NO and $NO_2$. This work investigated the chemical/physical characteristics and SCR efficiency of newly prepared catalysts including tungsten ($WO_3$), molybdenum ($MoO_3$) and antimony ($SbO_3$) based on vanadia($V_2O_5$) over titania($TiO_2$). As a result of the examination, the surface area of the catalysts promoted with additional metals was larger and the de-NOx efficiency also was enhanced with temperature. The most efficient catalytst was $V_2O_5/TiO_2-WO_3$(10%) at $200^{\circ}C$. Such a high efficiency could contribute to reduce the ammonia slip.

• 대한환경공학회지
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• 제27권8호
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• pp.859-869
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• 2005

소각장 off gas에 장기간 노출이 되어 활성이 저하된 상용 $V_2O_5-WO_3/TiO_2$ aged 촉매를 물리화학적 방법으로 재생 처리를 수행한 후, 재생 처리에 따른 촉매의 물성 변화를 확인하고 이에 따른 촉매 활성변화를 고찰하였다. 촉매의 특성분석은 XRD(x-ray diffractometer), BET, POROSIMETER, EDX(energy dispersive x-ray spectrometer), ICP(inductively coupled plasma), TGA(thermogravimetric Analyze,), SEM(scanning electron microscopy)등을 이용하여 수행하였고 NOx 전환반응실험은 소각장 off gas를 모사하여 $NH_3$에 의한 SCR 반응을 통해 수행하였다. 본 연구에서 수행된 재생처리 방법 중, 열처리 방법으로 재생처리를 수행 할 경우 fresh 촉매환성의 95% 이상을 회복하였으며, 화학적 재생 처리 방법으로는 산성용액의 경우는 pH가 5인 용액으로 재생 처리된 촉매가, 염기성 용액의 경우는 pH가 12인 용액으로 재생 처리된 촉매가 fresh 촉매활성의 90% 이상의 촉매 활성을 회복 하였다. 촉매 특성 분석 결과, 상기와 같은 방법으로 재생 처리된 촉매의 경우 비표면적은 fresh 촉매의 $85{\sim}95%$ 수준으로 회복 되었으며, aged 촉매 표면에 축적되어 있던 촉매 비활성 물질로 잘 알려진 황(S)이나 칼슘(Ca)등은 최대 99%이상 제거 되었다. Aged 촉매 표면상의 인(P), 크롬(Cr), 아연(Zn) 등과 같은 중금속의 경우는 최대 95% 이상 제거 되었으나 납(Pb)의 경우는 제거율이 $10{\sim}30%$ 수준으로 매우 미흡한 것으로 나타났다.

• 광물과 암석
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• 제33권3호
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• pp.195-214
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• 2020

삼광 금-은 광상은 과거 한국에서 가장 큰 금-은 광상들 중의 하나였다. 이 광상은 선캠브리아기의 변성퇴적암류내에 발달된 열극대를 충진한 8개조의 석영맥으로 구성된 조산형 금-은 광상이다. 이 광상에서 함 티타늄 광물로는 설석, 티탄철석 및 금홍석이며 설석과 티탄철석은 모암에서만 산출되나 금홍석은 모암과 엽리상 석영맥에서 산출된다. 이들 광물들은 모암에선 흑운모, 백운모, 녹니석, 백색운모, 모나자이트, 저어콘 및 인회석과 엽리상 석영맥에선 백색운모, 녹니석 및 유비철석 등과 함께 산출된다. 설석은 최대 3.94 wt.% (Al₂O₃), 0.49 wt.% (FeO), 0.52 wt.% (Nb₂O₅), 0.46 wt.% (Y₂O₃) 및 0.43 wt.% (V₂O₅) 값을 갖는다. 이 설석은 0.06~0.14 (Fe/Al 비) 값으로 변성기원의 설석이고 X_Al (=Al/Al+Fe³⁺+Ti) 값이 0.06~0.15 값으로 저 함량 알루미늄 설석에 해당된다. 티탄철석은 최대 0.07 wt.% (ZrO₂), 0.12 wt.% (HfO₂), 0.26 wt.% (Nb₂O₅), 0.04 wt.% (Sb₂O₅), 0.13 wt.% (Ta₂O₅), 2.62 wt.% (As₂O₅), 0.29 wt.% (V₂O₅), 0.12 wt.% (Al₂O₃), 1.59 wt.% (ZnO)로써 As₂O₅ 함량이 높게 산출된다. 금홍석의 화학조성은 모암과 엽리상 석영맥에서 각각 최대 0.35 wt.%, 0.65 wt.% (HfO₂), 2.52 wt.%, 0.19 wt.% (WO₃), 1.28 wt.%, 1.71 wt.% (Nb₂O₃), 0.03 wt.%, 0.07 wt.% (Sb₂O₃), 0.28 wt.%, 0.21 wt.% (As₂O₅), 0.68 wt.%, 0.70 wt.% (V₂O₃), 0.48 wt.%, 0.59 wt.% (Cr₂O₃), 0.70 wt.%, 1.90 wt.% (Al₂O₃), 4.76 wt.%, 3.17 wt.% (FeO)로써 엽리상 석영맥의 금홍석에서 HfO₂, Nb₂O₃, As₂O₅, Cr₂O₃, Al₂O₃ 및 FeO 원소들의 함량이 모암의 금홍석보다 높지만 WO₃ 원소의 함량은 낮다. 이 미량원소들은 모암의 금홍석[(Fe³⁺, Al³⁺, Cr³⁺) + Hf⁴⁺+(W⁵⁺, As⁵⁺, Nb⁵⁺) ⟵⟶; 2Ti⁴⁺+ V⁴⁺, 2Fe²⁺+(Al³⁺, Cr³⁺) + Hf⁴⁺+(W⁵⁺, As⁵⁺, Nb⁵⁺) ⟵⟶ 2Ti⁴⁺+2V⁴⁺], 엽리상 석영맥의 금홍석 [(Fe³⁺, Al³⁺) + As⁵⁺ ⟵⟶ Ti⁴⁺+ V⁴⁺, (Fe³⁺, Al³⁺) + As⁵⁺ ⟵⟶ Ti⁴⁺+Hf⁴⁺, 4(Fe³⁺, Al³⁺) ⟵⟶ Ti⁴⁺+(W⁵⁺, Nb⁵⁺) + Cr³⁺]로써 치환관계가 있었다. 이들 자료를 근거로, 모암내 산출되는 설석, 티탄철석 및 금홍석은 광역변성작용 동안 모암광물들의 변질 시 광물내 존재했던 W⁵⁺, Nb⁵⁺, As⁵⁺, Hf⁴⁺, V⁴⁺, Cr³⁺, Al³⁺, Fe³⁺, Fe²⁺ 등과 같은 양이온들의 재 용해 및 농집에 의해 형성되었다. 그후 계속된 연성전단 시 엽리상 석영맥내 금홍석은 열수 용액의 유입에 따른 백색운모와 녹니석의 모암변질작용에 의한 양이온들의 재 용해 및 재 농집과 더불어 초기에 형성된 설석, 티탄철석 및 금홍석과의 반응에 의해 기존에 이들 광물내에 존재하였던 Nb⁵⁺, As⁵⁺, Hf⁴⁺, Cr³⁺, Al³⁺, Fe³⁺, Fe²⁺과 같은 양이온들의 재농집에 의해 형성된 것으로 생각된다.

• 광물과 암석
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• 제33권2호
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• pp.115-127
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• 2020

운산 금 광상은 한반도의 3대(대유동 광상, 광양 광상) 금 광상중의 하나이었다. 이 광상 주변지질은 선캠브리아기의 변성퇴적암류와 중생대의 반상화강암으로 구성된다. 이 광상은 선캠브리아기의 변성퇴적암류와 중생대의 반상화강암내에 발달된 단층대를 따라 충진한 함 금 석영맥 광상으로 조산형 금 광상에 해당된다. 이 광상의 석영맥은 광물조합에 따라 1)방연석-석영맥형, 2)자류철석-석영맥형, 3)황철석-석영맥형, 4)페크마틱 석영맥형, 5)백운모-석영맥형 및 6)단순석영맥형으로 분류된다. 연구된 석영맥은 황철석-석영맥형이며 견운모화작용, 녹니석화작용 및 규화작용이 관찰된다. 이 석영맥은 백색 석영, 백색 운모, 녹니석, 황철석, 금홍석, 방해석, 모나자이트, 저어콘 및 인회석 등이 산출된다. 금홍석은 엽리상 석영맥내 유색대에서 자형내지 중립질 입단으로 어두운 금홍석과 밝은 금홍석으로 산출된다. 금홍석의 화학조성은 89.69~98.71 wt.% (TiO₂), 0.25~7.04 wt.% (WO₃), 0.30~2.56 wt.% (FeO), 0.00~1.71 wt.% (Nb₂O₅), 0.17~0.35 wt.% (HfO₂), 0.00~0.30 wt.% (V₂O₃), 0.00~0.35 wt.% (Cr₂O₃) 및 0.04~0.25 wt.% (Al₂O₃)으로 밝은 금홍석이 어두운 금홍석보다 WO₃, Nb₂O₅ 및 FeO 원소들의 함량이 높게 산출되며 서로 다른 시기에 형성된 것으로 생각된다. 어두운 금홍석과 밝은 금홍석내 미량원소들은 어두운 금홍석 [(V³⁺, Cr³⁺) + (Nb⁵⁺, Sb⁵⁺) ↔ 2Ti⁴⁺, 4Cr³⁺ (or 2W⁶⁺) ↔ 3Ti⁴⁺ (W⁶⁺ ↔ 2Cr³⁺), V⁴⁺ ↔ Ti⁴⁺], 밝은 금홍석 [2Fe³⁺ + W⁶⁺ ↔ 3Ti⁴⁺, 3Fe²⁺ + W⁶⁺ ↔ Ti⁴⁺ + (V³⁺, Al³⁺, Cr³⁺) +Nb⁵⁺]로써 치환관계가 있었다. 이들 자료를 근거로, 어두운 금홍석은 광역변성작용 동안 모암광물들의 변질 시 광물내 존재했던 V³⁺, V⁴⁺, Cr³⁺, Nb⁵⁺, Sb⁵⁺, W⁶⁺과 같은 양이온들의 재 농집에 의해 형성되었으나 밝은 금홍석은 ductile shear 시 높은 함량의 Fe²⁺ 및 W⁶⁺ 양이온들을 함유한 열수용액의 유입에 따른 어두운 금홍석과 반응에 의해 어두운 금홍석에 존재하였던 V³⁺, V⁴⁺, Al³⁺, Cr³⁺ 및 Nb⁵⁺과 같은 양이온들의 재 농집에 의해 형성된 것으로 생각된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권2호
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• pp.163-170
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• 2013

$V_2O_5/TiO_2$계 촉매상에서 $NH_3$에 의한 $NO_x$의 선택적환원은 310의 지구온난화지수를 갖는 $N_2O$의 또 다른 인위적인 배출원이 될 수 있는 것으로 보고되고 있으므로, 본 총설은 화석연료를 연소시키는 화력발전소용 상기 촉매상에서 SCR 탈질반응 동안에 $N_2O$ 생성과 관계되는 주요 변수들의 유의성을 다루고자 한다. $NH_3$-SCR 탈질반응에서 $N_2O$ 배출은 $NH_3$ 산화반응에 더하여 반응 중에 존재하는 $NO_x$와 $NH_3$ 간의 부반응을 통해 일어나 이 부반응들의 정도는 SCR 촉매의 활성성분인 $V_2O_5$의 함량과 조촉매의 종류($WO_3$와 $MoO_3$), 반응온도, $NO_2/NO_x$ 비율, 산소농도, 공간속도, 수분함량, 열처리 등과 같은 유입가스 조건과 운전변수 및 화력발전소 현장에 설치된 상용 SCR 탈질공정에서 격은 촉매의 이력에 크게 의존한다. 상기의 모든 변수들이 탈질반응에서 $N_2O$ 생성과 관계된다고 할지라도, 몇몇 핵심변수들이 $N_2O$ 생성에 미치는 영향과 상용 SCR 공정에서 $N_2O$ 생성을 억제할 수 있는 방안이 고찰되었다.

• 청정기술
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• 제28권1호
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• pp.38-45
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• 2022

HCl에 의한 원소수은 산화활성을 크게 억제하는 것으로 잘 알려진 NH₃가 존재하는 SCR조건에서도 CuCl₂가 담지된 V₂O₅-WO₃/TiO₂ 촉매는 원소수은의 산화에 우수한 활성을 나타내었다. 더구나, HCl과 함께 SO₂가 반응가스에 존재할 경우에 촉매표면에 담지된 CuCl₂가 CuSO₄로 변환되는데도 불구하고 뛰어난 원소수은 산화활성이 유지되는 것이 확인되었다. 이는 HCl 뿐만 아니라 촉매 표면에 생성된 SO₄ 성분이 원소수은의 산화를 촉진시키기 때문으로 판단된다. 그러나 SO₂ 존재 하에서는 촉매반응 전후의 전체 수은 수지가 맞지 않는 현상이 나타나는데 특히 SO₂ 농도가 높을수록 심하게 나타났다. 이의 원인 파악을 위해서는 수은 종 분석 방법으로 적용된 SnCl₂ 수용액에서 SO₂의 영향과 촉매표면에 생성되는 황산이온이 원소수은 산화에 미치는 영향에 대한 추가적인 연구가 필요하다. SO₂는 NO_x 제거 활성도 촉진시키는 것으로 확인되는데 이는 SO₂에 의해 촉매 표면에 생성된 SO₄에 의한 산점 증가가 NH₃ 흡착을 용이하게 하기 때문으로 판단된다. 다양한 반응조건에서 촉매 성분의 조성과 구조 변화는 XRD와 XRF로 측정하였으며 이들 측정 결과는 SO₂가 본 촉매시스템에서 원소수은의 산화 활성과 NOx 제거 활성을 증진시키는 현상을 합리적으로 설명하는 근거로 제시되었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제8권1호
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• pp.27-32
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• 2001

($Zr_{0.8}, Sn_{0.2})TiO_4$의 소결온도를 저하시키고 품질계수 향상의 목적으로 첨가한 $V_2O_5$가 다른 donor형태의 화합물과 달리 품질계수의 저하를 가져오는 원인을 $Ta_2O_5$가 첨가된 ($Zr_{0.8}, Sn_{0.2})TiO_4$와 미세 구조변화, 전기전도도, 산화상태의 관점에서 비교 분석하였다. 일반적으로 donor형태의 화합물의 첨가는 ($Zr_{0.8}, Sn_{0.2})TiO_4$의 산소공공의 농도를 감소시켜 품질계수의 증가를 가져오는 것으로 알려져 있다. $V_2O_5$의 첨가의 경우는 액상소결에 의한 결정입계상 존재, 섬유상 형태의 $V_2O_5-TiO_2$rich 이차상 형성 및 Vanadium 이온의 산화상태 불안정에서 기인된 산소공공의 농도 증가가 복합적으로 ($Zr_{0.8}, Sn_{0.2})TiO_4$의 품질계수 저하 요인으로 작용하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제25권6호
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• pp.252-256
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• 2015

질소산화물 ($NO_X$)은 고정원(화력발전소, 산업시설) 및 이동원(자동차, 선박) 등에서 배출되어지며, 발암물질 및 광화학 스모그의 주범으로 작용하고 있다. 선택적 촉매 환원법(SCR)은 $NO_X$를 제거하는 가장 효율적인 방법이며, 상업용으로 사용되어지는 $V_2O_5-WO_3/TiO_2$계 촉매에서 $V_2O_5$ 함량은 0.5~3 wt%, $WO_3$ 함량은 5~10 wt%이다. 촉매 성분 중 $V_2O_5$의 경우 $NO_X$ 환원 반응을 통해 촉매 작용을 촉진시키지만, 과량으로 첨가될 경우, $SO_2$에서 $SO_3$로의 산화 반응을 증가시킨다. 본 연구에서는 높은 탈질 효율을 유지시킴과 더불어, 바나듐의 함량을 줄이기 위하여, 그래핀을 바나듐 담지 matrix로 사용하여 나노복합체를 합성하였으며, 합성된 나노복합체를 첨가하여 Honeycomb형 1 inch SCR 촉매를 제조하였다. 제조된 SCR 촉매는 XRD(X-ray Diffraction), XRF(X-ray Fluorescence Spectrometer), BET(Brunauer, Emmett & Teller) 등의 분석을 통해 물성 평가를 진행하였으며, Micro Reactor(MR)를 이용하여 활성평가를 진행하였다. 그 결과, 촉매 상용 운전 온도인 $350^{\circ}C$에서 나노복합체가 첨가된 SCR 촉매의 탈질 효율은 77.1 %로 상용촉매의 탈질 효율인 77.8 %와 유사한 효율을 나타내는 것을 확인하였다.