• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.11a
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• pp.85-88
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• 2007

고정층반응기에서 여러 가지 전이금속으로 치환된 하이드로탈사이트($[M_xMg_{6-x}Al_2(OH)_{16}(CO_3)^{2-}]{\cdot}H_2O;$ M: 전이금속(Ni, Mn, Co, Cu, Zn) x: 전이금속 치환비($x=0.5{\sim}6$))를 합성하고 이를 소성한 후 메탄의 부분산화 반응에 사용하였다. 반응 시 도입되는 $CH_4/O_2$비는 2로 하고 $VHSV=120,000cm^3/g$ h, 온도를 $500^{\circ}C$ 부터 $50^{\circ}C$ 간격으로 하여 $800^{\circ}C$까지 수행하였다. 실험결과 다른 전이금속들 중에서 니켈로 치환된 촉매가 대체적으로 부분산화반응을 촉진시키는데 좋은 것으로 나타났으며, 실험 결과 니켈의 hydrotalcite 중의 치환비(x)에 따른 차이는 별로 없었다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.8 no.1
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• pp.34-47
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• 1999

본 연구에서는 촉매상에서 메탄의 산화시 발생되는 반응열을 이용하고 반응생성물과 미반응 메탄과의 개질반응에 의해 합성가스의 수율을 증대시키기 위하여 연소촉매와 개질촉매를 연속적으로 배치한 hybrid 촉매상에서 개질촉매에 따른 메탄의 부분산화반응의 반응 특성과 합성가스 수율에 미치는 영향을 관찰하였다. 메탄의 산화를 위해서 Pt-Rh/cordierite 촉매를 사용하였으며, 개질촉매로는 상업용 개질촉매인 R67, ICI46-1, 수성가스 전환반응촉매인 LX821 촉매와 6 wt% Ni/cordierite 촉매를 사용하였다. 실험결과 연소촉매와 개질촉매를 연속적으로 사용한 경우 메탄의 산화 과정에서 생성된 CO2 및 H2O가 미반응 메탄과의 개질반응 촉진으로 인하여 합성가스이 수율이 증가됨을 확인할 수 있었다. 이때 생성되는 합성가스의 H2/CO 몰비는 온도에 따라 감소하는 것으로 나타났으며, 80$0^{\circ}C$에서 촉매에 따라 2.2~2.8의 값을 가짐을 알 수 있었다. 개질촉매로 R67 및 Ni/cordierite 촉매를 사용하였을 경우 가장 높은 합성가스의 수율을 얻을 수 있었으며, 연소촉매와 개질촉매의 질량비는 1:1~1:2에서 가장 높은 수율의 합성가스를 얻을 수 있었다. 메탄과 산소의 몰비가 2:2에서 메탄의 전환율과 수소 수율이 가장 높게 나타났으며 메탄의 몰비 증가에 따라 감소되는 경향을 보였다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.8 no.2
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• pp.256-264
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• 1999

The performance of the Pt-B/cordierite catalysts (2 wt%) Pt, 70 wt% Alumina, 28 wt%) Ceria and Zirconia, B: base metal) loaded with 6∼12 wt% Mn, Cu, V, Co, Cr and Ba, respectively was studied for partial oxidation of methane reaction and compared with that of Ni loaded catalyst. As a results, it was found that Ba, Co, Cr as well as Ni loaded catalysts showed higher activity for methane partial oxidation of methane than the Mn, Cu and V loaded catalyst. But it was known that catalysts having good activity for methane showed the good activity for coke formation, too. A XRD analysis of the catalyst before and after the reaction using 5 wt% Ni/Al$_2$O$_3$) showed that there were three Ni phases. In these results, it was found that methane oxidation reaction occulted at the front of the catalyst bed consisted of NiAl$_2$O$_4$and NiO and reforming reaction occurred at the rear part of the catalyst bed consisted of reduced Ni.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2008.05a
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• pp.499-502
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• 2008

고정층반응기에서 니켈이 치환된 하이드로탈사이트($Ni_3Mg_3Al_2(CO_3)(OH)_{{16}{\cdot}n}H_2O$ ; n=3$\sim$5)를 합성하고 여기에 세리아를 첨가 후 소성하여 얻은 촉매를 사용하여($Ce_xNi_3$-HTlc ; x=0.3$\sim$1.2) 메탄의 부분산화 반응실험을 수행하였다. 세리아가 첨가되지 않은 촉매는 반응 초기 활성이 세리가가 소량 첨가된 ($Ce_{0.3}Ni_3$-HTlc) 촉매보다 우수하였으나 장시간 반응에서는 차차 활성이 저하되었으나, $Ce_{0.3}Ni_3$-HTlc의 활성은 30시간까지 일정하게 유지 되었다. 세리아 함량이 많아 질수록 촉매 활성은 점차 저하되었으며, $Ce_{1.2}Ni_3$-HTlc 는 촉매활성이 매우 낮았다.

• Journal of the Korean Applied Science and Technology
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• v.30 no.4
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• pp.649-655
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• 2013

Methanol was directly produced by the partial oxidation of methane with perovskite and mixed oxide catalysts. Perovskite ($ABO_3$) catalysts were prepared by the malic acid method with changing A and B site components. Three-component mixed oxide catalysts that have Mo and Bi as a main component were prepared by the co-precipitation method. Among the perovskite catalysts, $SrCrO_3$ showed the highest methanol selectivity of 11% at $400^{\circ}C$. For the three-component mixed oxide catalysts, there were no remarkable changes in methane conversion. Among the mixed oxide catalysts, Mo-Bi-Cr mixed oxide catalyst showed the highest methanol selectivity of 15.3% at $400^{\circ}C$. The catalytic activity and methanol selectivity of the three-component mixed oxide catalysts were directly proportional to the surface area of the catalysts.

• Proceedings of the Korean Environmental Sciences Society Conference
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• 2007.05a
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• pp.526-529
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• 2007

본 연구에서는 일정선량(600kGy)에서 전자빔 에너지(0.7, 1, 2 MeV)를 달리하여 조사한 $Ni/g-Al_2O_3$ 촉매를 이용하여 세 가지 다른 종류의 합성가스 전환반응(메탄의 이산화탄소 개질반응, 메탄의 수증기 개질반응, 메탄의 부분산화반응)을 수행하였다. 전자빔 조사는 He 분위기, 실온에서 수행하였으며, 조사된 촉매의 표면상태 변화를 살펴보기 위하여 XRD, XPS 분석을 수행하였다. 고에너지 전자빔 처리된 $Ni/g-Al_2O_3$ 촉매의 표면 특성분석 결과 촉매 표면의 Ni종은 metallic Ni, NiO, $NiAl_2O_4$의 3가지 상태로 존재함을 알 수 있었으며, 전자빔 에너지 증가에 따라 촉매 표면의 전체적인 Ni 함량과 촉매 표면의 Ni 분산도를 나타내는 Ni/Al ratio가 증가하였다. 또한, 전자빔 에너지 증가에 따라 Ni에 결합된 산소가 더 크게 감소되어 표면에서 산소 vacancy가 증가하는 결과를 가져왔으며, 이는 결국 세 가지 Ni의 상태 중 metallic Ni과 $NiAl_2O_4$를 증가시켰다. 이러한 결과들은 메탄의 이산화탄소 개질 반응과 메탄의 수증기 개질반응에서 반응물($CH_4$, $CO_2$)의 전환율과 생성물(CO, $H_2$)의 수득율을 증가시켰으며 메탄의 부분산화반응은 반응의 특성상 메탄의 전환율은 증가하나 생성물인 CO, $H_2$는 오히려 감소하는 결과를 가져옴을 알 수 있었다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.16 no.5
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• pp.641-647
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• 2005

The partial oxidation of methane is one of important processes for hydrogen production. As a membrane reactor, palladium-silver (Pd-Ag) alloy membrane prepared by electroless plating technique was employed for partial oxidation of methane. The experimental variables were reaction temperature, $O_2/CH_4$ mole ratio, $CH_4$ feed rate, and $N_2$ sweep gas flow rate. The methane conversions increased with the reaction temperatures in the range of 350 to $730^{\circ}C$. The highest methane conversion and CO selectivity were obtained at the condition of $O_2/CH_4$ mole ratio of 0.5 and $730^{\circ}C$ using commercially available nickel/alumina catalyst. The Pd-Ag membrane reactor showed higher methane conversions, 10~40% higher, compared to those in a traditional reactor.

• New & Renewable Energy
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• v.4 no.2
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• pp.39-44
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• 2008

Partial oxidation of methane was carried out by ceria-promoted Ni-substituted hydrotalcite-derived catalysts ($Ce_xNi_3$-HTlc ; x=$0.3{\sim}1.2$) in a fixed-bed reactor. The Ce/Ni ratio of 0.3/3 in the catalyst showed the best catalytic activity but the Ce/Ni ratio became higher above 0.3/3, the catalyst became less active in short-term tests. No ceria promoted catalyst was started to decrease $CH_4$ conversion after 20 h but the Ce/Ni ratio 0.3/3 catalyst was kept its stability in long-term tests.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.15 no.3
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• pp.244-249
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• 2004

Pd catalyst have been used in hydrogenation, oxidation, and low temperature combustion reaction. Recently, it has been candidated as a possible reagents in the partial oxidation of methanol reformers of the fuel cell. Pd catalysts, even though it is very precious and expensive, catalytic functioning is good, but it still need to be improved in the matter of durability and low catalytic activity after calcination. In this study, we synthesize the improved Pd catalyst and study their chemical functioning.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.50 no.1
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• pp.41-49
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• 2012

This study was aimed at the development of catalysts for the direct methanol synthesis by partial oxidation of methane. Mo-Bi-V-Al mixed oxide catalysts were prepared and characterized and used in the direct methanol synthesis reaction. The catalysts prepared by the sol-gel method had much larger surface areas than those prepared by the co-precipitation method. The larger the surface area was, the less the methanol selectivity was. The catalysts having larger surface area facilitate the complete oxidation of methane, decreasing the selectivity of methanol. The catalysts prepared by the sol-gel method showed higher methanol selectivity of 13% at $20^{\circ}C$ lower temperature than those prepared by the co-precipitation method. Through XRD analysis, it was revealed that the structures of the catalysts prepared by the two methods were different. In the reaction, methanol selectivity increased and carbon dioxide selectivity decreased with pressure due to the suppression of complete oxidation reaction at a high pressure.