• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.227.1-227.1
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• 2010

본 연구는 자외선 영역의 흡수로 전자 정공의 전하쌍을 생성함으로써 광전압 및 전류를 일으키는 티타니아 물질을 금속지지체 표면에 양극산화로 튜브형 $TiO_2$(anodized tubular $TiO_2$; ATT)로 제조한 후 나노크기의 금속 혹은 $WO_3$입자를 담지하여 광감응 재료로 활용하였다. 이는 기존의 입자나 콜로이드 형태로 광촉매 물질을 고정화하여 사용한 재료의 탈리현상 및 효율저하를 극복하기 위함이다. ATT는 전해질 내에 전기화학적 에칭율과 화학적 용해율의 비율에 의해 나노튜브 길이 성장에 영향을 미치는데 이를 유기 전해질과 불산 전해질을 사용하여 정전압 혹은 정전류의 조건에서 다양한 길이의 $TiO_2$ 나노튜브를 제조하였다. 여기에 전기분해담지(electrolytic deposition; ELD)를 통하여 정전류 조건에서 다양한 금속(Pt, Pd, Ru)을 나노크기의 형태로 담지하여 광촉매 내 생성된 전자 정공의 재결합을 줄이고자 하였고 $WO_3$의 담지를 통하여 가시광 감응을 높이고자 하였다. 제조된 여러 조건의 시료는 SEM과 EDAX를 통하여 형태와 길이, 담지량을 확인 하고 XRD를 이용하여 열처리 온도에 따른 결정화상태를 확인하였으며 광전류 측정 및 Cr(VI)의 광환원과 MB의 광분해를 통하여 광효율을 관찰하였다. 금속이 도핑되었을 경우 순수 ATT보다 보통 3배의 흡착률과 UV광원 아래 2배의 광효율을 관찰할 수 있었는데 이 중 Pt의 담지가 가장 효율이 좋았으며 흡착률에서는 담지량의 증가에 따른 증가선을 관찰 할 수 있었으나 광원 사용시 3%담지율에서 최적을 확인 할 수 있었다. 또한 $TiO_2$외 가시광감응 활성을 높이기 위한 다양한 광촉매제조가 진행 중에 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.1579-1584
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• 2015

광촉매반응에서 티타니아에 금속물질을 담지하면 광촉매표면이 변화되며 담지된 금속물질은 반응속도를 증가시킨다. 회분식 광반응기를 이용하여 $TiO_2$ 광촉매에 대한 금속물질 담지와 담지된 촉매의 소성조건 영향을 조사하였다. 광분해 효율을 증진시키기 위해 $TiO_2$ 촉매에 여러 종류의 금속물질을 담지하였다. 모든 실험에서의 수분함량은 3wt%, 반응기 온도는 $40^{\circ}C$이었다. $TiO_2$에 팔라듐을 담지한 경우가 가장 우수하였으며, Pt와 W을 첨가한 경우도 양호하였다. Pd/$TiO_2$ 촉매에 백금 또는 텅스텐을 부가적으로 담지하여도 제거효율에서의 증가는 없었다. 적절한 소성조건을 얻기위해 소성온도와 소성시간에 대하여 다양하게 실험을 수행하였으며, 실험결과 최적의 소성조건은 소성온도 $400^{\circ}C$, 소성시간 1시간이었다.

• 공업화학
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• 제20권4호
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• pp.381-385
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• 2009

비균일계 촉매의 일반적인 형태는 촉매로서 활성이 있는 금속 혹은 금속 화합물을 표면적이 넓은 다공성 물질인 지지체에 분산 담지시켜서 금속의 표면적을 높이고 이로부터 금속의 분산이 높아지면서 촉매로서의 활성도 높아져 일반적인 반응에 응용되고 있다. 그러나 본 연구에서는 금속염을 이용한 액상 촉매의 제조 및 응용에 초점을 맞추었다. 일반적인 금속염들은 높은 온도에서도 용융되지 않지만 이 금속염 화합물에 다른 금속염 화합물을 함께 섞어 혼합시키면 이 혼합물이 보통의 비균일 촉매 반응온도인 $200^{\circ}C$에서 $400^{\circ}C$의 범위에서 액상으로 존재할 수 있게 된다. 고온에서 액상형태가 되는 용융된 금속염 혼합물(molten salt)을 지지체의 세공 내에 담지시켜 담지된 액상 촉매로서의 가능성을 알아보고 이들의 촉매 제조와 표면 연구에 초점을 맞추었다. 이들 금속염 혼합물은 종류가 매우 다양하여 여러 종류의 금속에 대하여 혼합염을 선택하여 응용할 수 있다. 본 연구에서는 일반적인 촉매로 많이 이용되고 있는 구리를 선정하고 이의 염화물인 염화구리(CuCl)와 함께 혼합되어 용융될 수 있는 금속염 혼합물을 만들기 위해 칼륨 염화물을 선택하여 CuCl-KCl 혼합염을 촉매 제조에 이용하였다. 이 금속염 혼합물을 지지체에 첨가시킨 양은 담지 시킬 알루미나 세공 부피의 약 25%로 하여 용융된 금속염의 표면적이 넓어지도록 하였고 제조 후의 표면은 SEM와 EDS를 이용하여 분석하였다. 금속염 혼합물은 염산 수용액을 이용하여 함침법으로 담지 시켰으며 제조한 직후와 제조한 후 금속염 혼합물을 용융점 이상으로 3 h 동안 열처리 한 후의 표면을 비교하였다. 실험 결과 표면에서의 CuCl-KCl의 조성은 일정하지 않았지만 이 열처리가 표면에서 금속염 혼합물의 형성을 촉진시키고 있음을 알 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제37권11호
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• pp.642-648
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• 2015

수계에 존재하는 인산염의 흡착제거 용량을 향상시키기 위하여, 참나무 기반 활성탄을 제조하였으며, 이때 $Fe^{3+}$와 $Al^{3+}$이온의 혼합물을 흡착제 표면에 담지 하였다. 금속담지 활성탄의 인산염의 흡착용량은 금속이온으로 표면을 개질 하지 않은 활성탄에 비해 약 8배 높게 나타났다. 흡착평형량은 흡착반응의 온도가 증가할수록 증가하였으며, Langmuir 흡착등온식의 경향과 일치하였다. 제조된 금속담지 활성탄의 인산염 흡착제거공정은 흡열의 자발반응으로 진행되었음을 확인하였다. 흡착공정의 거동과 제거속도를 평가하기 위하여, 세공확산모델을 통해 내부 확산계수를 산출하였으며, 이는 실험결과와 매우 일치하였다.

• 공업화학
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• 제7권5호
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• pp.913-924
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• 1996

본 연구에서는 소량의 네오디뮴이 첨가된 니켈 촉매에 대하여 티오펜 탈황 반응을 조사하였으며, 촉매 제조 방법에 따라, 공침법으로 제조된 비담지 NdNi 촉매, 비담지 금속간 화합물 $NdNi_5$ 촉매, 활성탄에 담지된 NdNi 촉매 등이 연구되었다. 공침법으로 제조된 비담지 NdNi 촉매의 경우 소량의 네오디뮴이 첨가되면 티오펜 탈황 반응성이 급격히 증가하여 니켈 촉매에서 네오디뮴의 역할이 아주 큼을 알 수 있다. 비담지 금속간 화합물 $NdNi_5$ 촉매는 소성, 황화 처리의 과정을 거치면서 금속간 화합물이 파괴되고 산화물, 황화물로 각각 변하였다. 비담지 촉매의 경우 티오펜 탈황 반응성은 촉매의 표면적으로 설명이 가능하고 네오디뮴의 역할은 니켈 촉매의 표면적을 높게 유지시키는 구조 촉진제(structural promoter)로 작용한다. 니켈의 분산도가 다른, 금속간 화합물 $NdNi_5$ 촉매, 공침법으로 제조된 NdNi 촉매, 활성탄에 담지 된 NdNi 촉매 순으로 니켈을 기준으로 할 때 티오펜 탈황 반응활성이 각각 10배씩 증가하였다.

• 공업화학
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• 제23권2호
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• pp.153-156
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• 2012

본 연구에서 직접 메탄올형 연료전지용 담지 촉매의 전기 화학적 효율을 높이기 위하여 담지 촉매의 합성을 위한 2가지 다른 방법을 조사하였다. 담지 촉매에 있어서 합금을 형성하여 동시 담지하는 방법과 금속을 순차적으로 담지하는 방법을 비교하였다. 금속의 총 함량을 20 wt%를 사용하였으며, Pt-Pd의 금속비를 1 : 2로 하였다. 순환 전류-전압곡선(CVs), TEM 이미지와 XRD분석을 이용하여 두가지 다른 방법으로 제조된 촉매 간의 전기화학적 특성, 입자의 평균 크기 및 결정의 구조 변화를 비교 분석하였다. 그 결과, 순차적 금속 담지 촉매가 동시 담지 촉매보다 단위 무게당 산화전류 수치를 나타내어 보다 높은 전기활성 특성을 보였다.

• 환경정보
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• 제16권11호
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• pp.60-63
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• 1994

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.227.2-227.2
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• 2010

본 연구에서는 양극산화된 $TiO_2$ 전극(anodized tubular $TiO_2$ electrode, ATTE)을 수소제조용 PEC(Photoelectrochemical)시스템에서 광어노드와 기존의 백금전극을 대체하고 $H^+$ 환원능을 향상시키기 위하여 엔자임(Pyrococcus furiosus, Pfu)을 고정화한 후 캐소드로 동시에 활용하였으며, 엔자임 고정을 위한 crosslinker 종류 및 금속담지 여부, ATTE 길이를 통한 수소발생양에 미치는 영향을 연구하였다. ATTE 표면과 엔자임의 amine group의 연결을 위하여 heterobifunctional crosslinker로써 사슬 길이가 상대적으로 짧은 Sulfo-SDA가 유리하였으며, 금속담지의 경우 짧은 튜브의 경우 1% 내에서 효과가 증진되었으나 긴 튜브의 경우는 오히려 광전류 및 궁극적으로 수소발생속도에 불리하게 작용하였다. 또한, 튜브 길이가 긴 ATTE가 짧은 ATTE 보다 수소발생양에서 더욱 효율적임을 알 수 있었다. 텅스텐산화물 담지의 가시광감응에의 담지 효과는 예비 실험 결과로 나타나지 않아, 추가적인 연구가 필요한 것으로 판단된다.

• 폴리머
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• 제37권5호
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• pp.600-605
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• 2013

본 연구에서는 polylactide(PLA) 중합 촉매로 알루미늄계 유기금속화합물인 triethylaluminium(TEAL)을 이용하여 실리카에 담지하고 이를 이용하여 L-lactide 벌크중합을 진행하였다. TEAL을 실리카에 담지하기 위해 촉매 투입량, 담지시간, 담지온도를 변화시켜 촉매를 합성하고 이를 이용하여 생성된 PLA의 중합특성을 확인하였다. 담지된 촉매 투입량이 증가할수록 전환율이 높고 촉매 투입량이 8 mmol/g-silica일 경우에 가장 높은 분자량을 보였다. 담지시간을 변화시켜 합성된 담지촉매를 이용하여 중합한 결과 담지시간이 증가할수록 전환율 및 분자량이 증가하였다. 담지온도를 변화시켜 촉매를 합성하기 위해 용매로 hexane과 toluene을 사용하였다. 담지온도를 변화시켜 합성된 촉매로 L-lactide 중합한 결과, hexane을 용매로 사용하고 담지온도가 $50^{\circ}C$일 경우에 전환율 및 분자량이 높았다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권2호
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• pp.143-148
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• 2007

도시가스를 원료로 수소를 제조하여 연료전지에 활용할 경우에 도시가스에 포함된 황화합물이 개질기의 촉매와 연료전지의 전극에 독으로 작용하므로 금속이온이 담지 된 $\beta$-제올라이트(BEA)로 황화합물 흡착 제거를 수행하였다. 담지 된 금속염의 농도, 종류에 따라 파과흡착량이 달라졌으며, $AgNO_3$이 담지 된 흡착제가 실험에 사용된 흡착제 중 가장 높은 파과흡착량을 나타내었다(41.1 mg/g). 그러나 $Ni(NO_3)_2$, $Fe(NO_3)_3$, $Co(NO_3)_2$와 같은 금속염이 담지 된 BEA도 $AgNO_3/BEA$와 비교할 수준의 황화합물 흡착량을 나타냈다. $AgNO_3/BEA$ 흡착제 특성 분석과 온도 영향성 실험 및 X선 광전자 분광기(x-ray photoelectron spectroscopy, XPS) 분석을 통하여 흡착제와 황화합물 사이에 작용하는 힘은 금속이온과 황화합물간의 화학적 상호작용보다 물리적 상호작용이 우세한 것으로 나타났다.