• Title/Summary/Keyword: 산화속도

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다양한 활성제 이온이 치환 고용된 MgNb2O6 형광체의 특성

  • Kim, Ji-Seon;Jo, Sin-Ho
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.08a
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    • pp.167-167
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    • 2013
  • 최근에 산화물 형광체는 황화물 형광체에 비해 높은 화학적 안정성을 나타내기 때문에 백색 발광 다이오드, 전계방출 디스플레이와 플라즈마 디스플레이 패널에 그 응용성을 넓히고 있다. 마그네슘 니오베이트(magnesium niobate, MgNb2O6)는 우수한 유전 특성(상대 유전상수=18.4)을 나타내기 때문에 마이크로파 유전체로 응용 가능하며, 단일상 릴랙서 페라브스카이트(relaxor perovskite) Pb(Mg1/3Nb2/3)O3을 합성하기 위한 전구체 (precursor)로 널리 사용되고 있으며, 나이오븀산염 이온에서 다양한 색상을 방출하는 활성제 이온으로 효율적인 에너지 전달이 일어남으로써 Sm3+, Dy3+, Eu3+와 같은 희토류 이온의 좋은 모체 격자로 개발할 수 있다. 본 연구에서는 마그네슘 니오베이트 MgNb2O6 모체 결정에 다양한 활성제 이온, 즉 Eu3+, Sm3+, Dy3+, Tb3+를 선택적으로 주입하여 발광 효율이 높은 천연색 형광체를 합성하고자 한다. 특히, 모체 결정에 주입되는 활성제 이온 주위의 국소적인 환경이 반전 대칭에서 변형되는 척도를 조사하여 활성제의 주 발광 파장의 세기가 최대가 되는 최적의 조건을 결정하고자 한다. Mg1-1.5xNb2O6:REx3+ 형광체 분말 시료는 초기 물질 MgO, Nb2O5와 희토류 이온을 화학 반응식에 맞게 정밀 저울로 측량하여 플라스틱 용기에 ZrO2 볼과 함께 넣고, 소정의 에탄올을 채운 뒤 밀봉하고서, 300 rpm의 속도로 20시간 볼밀 (ball-mill) 작업을 수행하였다. 그 후, 체(sieve)로 ZrO2 볼을 걸러낸 다음에 혼합된 용액을 각 비커에 담아서 $40^{\circ}C$의 건조기에서 24시간 건조하였고, 건조된 시료를 막자 사발에 넣고 잘게 갈고 80 ${\mu}m$의 체로 걸러낸 후에, 알루미나 도가니에 활성제 이온별로 각각 담아, 전기로에 장입하여 매분당 $5^{\circ}C$의 비율로 온도를 상승시켜 $350^{\circ}C$에서 5시간 동안 하소 공정을 실시한 후에, 온도를 계속 일정한 율로 증가시켜 $1,200^{\circ}C$에서 5시간 동안 소성하여 합성하였다. 합성된 형광체 분말의 결정 구조는 $Cu-K{\alpha}$ 복사선(파장: 1.5406)을 사용하여 X-선회절장치로 측정하였으며, 형광체의 표면 형상은 전계형 주사전자현미경으로 관측하였다. 흡광와 발광스펙트럼은 제논 램프를 광원으로 갖는 형광 광도계를 사용하여 측정하였다. 모체 결정에 활성제 이온 Eu3+, Sm3+, Dy3+, Tb3+가 도핑된 형광체 분말은 각각 적색, 주황색, 황색, 녹색 발광이 관측되었다. 각 발광 스펙트럼과 결정 입자의 크기와 형상 사이의 상호 관계를 조사하였다. 실험 결과로부터, 각 형광체의 발광 파장은 활성제 이온의 종류 와 서로 밀접하게 관련되어 있으며, 형광체 시료 합성시 활성제 이온의 농도를 선택적으로 조절함으로써 발광의 세기를 제어할 수 있음을 확인하였다.

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Effects of the Thickness and the Morphology of a ZnO Buffer Layer in Inverted Organic Solar Cells

  • Lee, Hyeon-U;O, Jin-Yeong;Baek, Hong-Gu
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.08a
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    • pp.151-151
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    • 2013
  • 무기물 기반, Si-based 태양전지에 비해 가볍고 저렴하다는 관점에서 유기태양전지에 대한 연구가 진행되고 있다. 유기태양전지는 Si-based 태양전지에 비해 그 효율이 낮다는 점이 문제로 제기되어 왔지만, 억셉터와 도너의 nanocomposite 구조인 bulk-heterojunction (BHJ) 구조가 개발이 되면서 유기물의 짧은 엑시톤(exciton) 거리를 극복할 수 있게 되어 그 효율이 비약적으로 증가되는 결과를 낳았다. 또한 넓은 범위의 파장을 흡수 할 수 있는 작은 band-gap을 갖는 물질이 개발됨으로써 유기 태양전지의 효율은 점차 증가하고 있다. 최근에는 독일 회사인 Heliatek에서 12%가 넘는 유기태양전지를 발표함으로써 유기태양전지가 Si-based 태양전지를 대체할 수 있는 차세대 에너지 공급원으로의 가능성을 충분히 보였다. 이런 유기 태양전지는 하부 투명전극인 인듐주석산화물(ITO)/정공이동층(PEDOT:PSS)/광흡수층/전자이동층(LiF)/낮은 일함수를 갖는 상부전극인 Al 구조의 일반적인 구조; ITO/전자이동층/광흡수층/정공이동층/높은 일함수를 갖는 상부전극(Ag), 전하의 이동방향이 반대인 역구조 태양전지, 두 가지로 분류할 수 있다. 하지만 소자 안정성의 관점에서 일반적인 구조의 태양전지는 ITO/PEDOT:PSS 계면에서의 화학적 불안정성과, 낮을 일함수를 갖는 상부전극이 쉽게 산화되는 등의 문제가 있어 상부전극으로 높은 일함수를 갖는 전극을 사용하는 역구조 태양전지가 더 유리하다. 이러한 역구조 태양전지에서 효율을 높일 수 있는 요인 중 하나는 전자이동층에 있다. 광흡수층에서 형성되어 분리된 전자가 전극으로 이동하기위해서는 전자이동층을 거쳐야 한다. 하지만 이 전자이동층 내에서의 전자 이동속도가 느리다면, 즉 저항이 크다면 광흡수증과의 계면에서 Back electron trasnfer현상으로 재결합이 일어나게 되어 전극으로 도달하는 전자의 양이 줄어들게 되고, 이는 유기태양전지 효율을 낮추는 요인이 된다. 전자이동층 자체의 저항뿐만 아니라, 전자이동층의 표면 거칠기(morphology) 또한 유기 태양전지의 효율을 좌우하는 요인 중 하나이다. 광흡수층과 전자이동층의 계면에서 전자의 이동이 일어나는데, 전자이동층의 표면 거칠기가 크게되면 그 위에 박막으로 형성되는 광흡수층과의 계면저항이 증가하게 되고, 이는 광흡수층에서 전자이동층으로의 원활한 전자이동을 저해함으로써 소자 효율의 감소를 일으키게 된다. 따라서 우리는 전자이동층인 ZnO 박막의 스퍼터링 조건을 변화시킴으로써 ZnO 층의 두께에 따른 광투과도, 전기전도성 변화 및 유기태양전지의 효율변화와, 표면 거칠기에 따른 광변환 효율 변화를 관찰하고자 한다.

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Structural and Optical Properties of Sol-gel Derived ZnO:Cu Films

  • Bae, Ji-Hwan;Park, Jun-Su;Jo, Sin-Ho
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.08a
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    • pp.199-199
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    • 2013
  • 최근 단파장 광전 소자와 고출력 고주파 전자 소자에 대한 수요 때문에 넓은 밴드갭 에너지를 갖는 반도체에 관심이 많다. 이중에서, ZnO는 우수한 화학 및 역학적 안정성, 수소 플라즈마 내구성과 저가 제조의 장점 때문에 광전자 소자 개발 분야에 적합한 산화물 투명 전극으로 관심을 끌고 있다. 불순물이 도핑되지 않은 ZnO는 본질적으로 산소 빈자리 (vacancy)와 아연 격자틈새 (interstitial)와 같은 자체의 결함으로 말미암아 n형의 극성을 갖기 때문에, 반도체 소자로 응용하기 위해서는 도핑 운반자의 농도와 전도성을 제어하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 박막 제조시 제어성, 안정성과 용이하게 성장이 가능한 졸겔 (sol-gel) 방법을 사용하여 사파이어와 석영 기판 위에 Cu가 도핑된 ZnO 박막을 성장시켰으며, 그것의 구조, 표면 형상, 평균 투과율, 광학 밴드갭 에너지를 계산하였다. 특히, Cu의 몰 비를 0, 0.01, 0.03, 0.05, 0.07, 0.1 mol로 변화시키면서 ZnO:Cu 박막을 성장시켰다. ZnO:Cu 졸은 zinc acetate dihydrate, 2-methoxyethanol (용매), momoethanolamine (MEA, 안정제)을 사용하여 제조하였다. 상온에서 2-methoxyethanol과 MEA가 혼합된 용액에 zinc acetate dihydrate (Zn)을 용해시켰다. 이때 MEA와 Zn의 몰 비는 1로 유지하였다. 이 용액을 $60^{\circ}C$ 가열판 (hot plate)에서 24 h 동안 자석으로 휘젓으며 혼합하여 맑고 균일한 용액을 얻었다. 이 용액을 3000 rpm 속도로 회전하는 스핀 코터기의 상부에 장착된 사파이어와 석영 기판 위에 주사기 (syringe)를 사용하여 한 방울 떨어뜨려 30 s 동안 스핀한 다음에, 용매를 증발시키고 유기물 찌꺼기를 제거하기 위하여 $300^{\circ}C$에서 10분 동안 건조시킨다. 기판 위에 코팅하는 작업에서 부터 건조 작업까지를 10회 반복한 다음에, 1 h 동안 전기로에 장입하여 석영 기판 위에 증착된 시료는 $550^{\circ}C$에서, 사파이어 기판은 $700^{\circ}C$에서 열처리를 수행하였다. Cu의 몰 비 0, 0.01, 0.03, 0.05, 0.07, 1로 성장된 ZnO:Cu 박막에 대한 x선 회절 분석의 결과에 의하면, 모든 ZnO:Cu 박막의 경우에 관측된 34.3o의 피크는 ZnO (002) 면에서 발생된 회절 패턴을 나타낸다. 이것은 JCPDS #80-0075에 제시된 회절상과 일치하였으며, ZnO:Cu 박막이 기판에 수직인 c-축을 따라 우선 배향됨을 나타낸다. 사파이어 기판 위에 증착된 박막의 경우에, Cu의 몰 비가 점점 증가함에 따라(002)면 회절 피크의 세기는 전반적으로 증가하여 0.07 mol에서 최대를 나타내었으나, 석영 기판 위에 증착된 박막의 경우에는 0.05 mol에서 최대를 보였다. 외선-가시광 분광계를 사용하여 서로 다른 Cu의 몰 비로 성장된 ZnO:Cu 박막에서 광학 흡수율 (absorbance) 스펙트럼을 측정하였으며, 이 데이터를 사용하여 평균 투과율을 계산한 결과, 투과율은 Cu의 몰 비에 따라 현저한 차이를 나타내었다. Cu의 몰 비가 0.07 mol일 때 평균 투과율은 80%로 가장 높았으며, 0.03 mol에서는 30%로 최소이었다. 광학밴드갭 에너지는 Tauc 모델을 사용하여 계산하였고, 결정 입자의 형상과 크기와의 상관 관계를 조사하였다.

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Property Change of Heat-reservoir Refractory Brick With Varying Compositions and Sintering Conditions Utilizing Mill-scale and Red-firing Clay As Raw Materials (밀스케일과 적점토를 원료로한 축열재에서 원료성분과 소성조선에 따른 특성 변화)

  • Kim, Jeong-Seog;Kim, Hong
    • Resources Recycling
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    • v.8 no.1
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    • pp.23-28
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    • 1999
  • Firing characteristics, transverse rupture strength, and heat capacity were studied of the heat-reservoir refractory materials made of red-firing clay, mill scale, and water glass. The firing shrinkage increased with increase of the clay proportion in samples. The volume of fired bodies showed shrinkage by drying up to $300^{\circ}C$, steady expansion in the 300-$700^{\circ}C$ range due to phase transition of iron oxides. and drastic expansion above $1200^{\circ}C$. Flexural strength decreased from 5.6 Mpa to 2.35 Mpa with the decrease of the ratio of clay to mill scale from 1:1 to 1:3 Heat capacities changed from 1.1 Joul/g$^{\circ}$C to 1.35 Joul/g$^{\circ}$C with the ratio of millscale to clay ratio from 1:1 to 1:3. Mill scale in the specimen appears to exist as liquid phase during firing. Firing the specimens in air leads to the eruption of the molten mill scale to the sample surfaces. Contrarily, firing samples in a refractory sagger with a cover suppressed the eruption of the molten mill scale to the surfaces. The addition of mill scale gave rise to porous sintered bodies which would delay cooling rates of heat-reservoir brick.

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Phase Transition and Surface Morphological Characteristics of Intermediate Product Feitknechtite According to Aging Time during the Synthesis of Birnessite (버네사이트 합성 시 에이징 시간에 따른 중간생성물 페이크네타이트 상전이 및 표면 형태학적 특성)

  • Min, Soyoung;Kim, Yeongkyoo
    • Journal of the Mineralogical Society of Korea
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    • v.32 no.3
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    • pp.213-222
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    • 2019
  • Birnessite (birnessite, $7{\AA}$ manganate, ${\delta}-MnO_2$) is a major mineral comprising manganese nodule. Various synthetic methods have been studied and evaluated because it can be used as an ion exchange agent and a battery recharging material. However, it is difficult to obtain a single birnessite phase because it does not have a stoichiometric chemical composition. Feitknechtite (${\beta}-MnOOH$) is formed as an intermediate product during birnessite synthesis and in this study, the transition of this phase to birnessite was compared by using XRD and SEM. Two different methods, Feng et al. (2004) and Luo et al. (1998), based on redox reaction were used. It was possible to obtain the impurity-free birnessite for the sample aged 60 days at $27^{\circ}C$ by Feng et al. (2004) method and 3 days at $60^{\circ}C$ by Luo et al. (1998) method. The phase transition rate of the feitknechtite phase was slower in the case of $Mg^{2+}$ doped birnessite which was synthesized by Luo et al. (1998) method, and almost single phase almost single phase birnessite was identified at high temperature. Crystal surface and morphology also confirmed the difference between the samples synthesized by two methods.

Processing and MAP(modified atmosphere packaging) Storage of Fresh-cut Apples using CA Stored Apples (CA저장 사과를 이용한 Fresh-cut Apple의 제조 및 MAP저장)

  • 정헌식;문광덕;최종욱
    • Food Science and Preservation
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    • v.6 no.4
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    • pp.351-356
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    • 1999
  • To develop and extend the shelf-life of vitamin C enriched fresh-cut apples using CA stored Fuji apples, dipping in 10% L-ascorbic acid and packaging with 0.03 mm LDPE, 0.04 mm PP and 0.08 mm Nylon/PE film(N$_2$displacement) were carried out. The changes of gas concentrations in the packaging and quality attributes of fresh-cut apples were examined during storage at 10$^{\circ}C$. The concentrations of O$_2$was maintained lower in Nylon/PE film than the other film, the level of O$_2$was in the range of 1∼3%. The increase of C$_2$H$_4$ concentrations in Nylon/PE film bag was more suppressed than the others. The vitamin C content of fresh-cut apples was enriched by dipping in L-ascorbic acid solution up to 241 mg$.$100 g-1 f.w., and the loss or that content was retarded differently by the package conditions of lower O$_2$level during storage. Browning in fresh-cut apples was shown after 6 days of storage in LDPE and PP film. but it was not shown by 14 days of storage in Nylon/PE film. Spoilage and off odor in fresh-cut apples were not detected up to 14 days of storage in Nylon/PE film. The results indicated that the vitamin C enriched fresh-cut apples can be processed from the long-term CA stored apples, and maintaining high quality of the products ill be possible in cases of the application of sealing packaging after O$_2$removal with film having low O$_2$permeability.

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Evaluation of pure oxygen with MBR(Membrane Bio Reactor) process for anaerobic digester effluent treatment from food waste (순산소의 MBR(Membrane Bio Reactor) 공정 적용을 통한 음식물류 폐기물 혐기성소화 유출수 처리 평가)

  • Park, Seyong;Kim, Moonil;Park, Seonghyuk
    • Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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    • v.29 no.3
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    • pp.5-16
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    • 2021
  • In this study, the applicability of the MBR(Membrane Bio Reactor) process of oxygen dissolve was evaluated through comparison and evaluation of the efficiency of oxygen dissolve device and conventional aeration device in the explosive tank within the MBR process. The organic matter and ammonia oxidation by oxygen dissolve device were evaluated, and the efficiency of persaturation was evaluated by applying real waste water (anaerobic digester effluent treatement from food waste). SCOD and ammonia removal rates for oxygen dissolve device and conventional aeration device methods were similar. However, it was determined that the excess sludge treatment cost could be reduced as the yield of microorganisms by oxygen dissolve device is about 0.03 g MLSS-produced/g SCOD-removed lower than that of microorganisms by conventional aeration device. The removal rates of high concentrations of organic matter (4,000 mg/L) and ammonia (1,400 mg/L) in anaerobic digester effluent treatment from food waste were compared to the conventional aeration device and the oxygen dissolve device organic matter removal rate was approximately 13% higher than that of the conventional aeration device. In addition, for MLSS, the conventional aeration device was 0.3 times higher than for oxygen dissolve device. This is believed to be due to the high progress of sludge autooxidation because the dissolved oxygen is sufficiently maintained and supplied in the explosive tank for oxygen dissolve device. Therefore, it was determined that the use of oxygen dissolve device will be more economical than conventional aeration device as a way to treat wastewater containing high concentrations of organic matter.

The Mechanical Properties of SMA Concrete Mixture Using Steel Slag Aggregate (제철 슬래그 골재를 이용한 SMA 혼합물의 역학적 특성)

  • Kim, Hyeok-Jung;Na, Il-Ho
    • Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
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    • v.9 no.1
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    • pp.109-116
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    • 2021
  • In order to replace mineral aggregate used as road pavement materials with steel slag aggregate, this present study evaluated mechanical properties of SMA Concrete mixtures using steel slag aggregate as oxidized slag from electric furnace in iron works. The variables of this experiment are the aggregate type of mineral and steel slag and the sieve sized of 10mm and 13mm. The physical properties inclu ding the specific gravity and absorption rate etc. of the slag aggregate mixtu res satisfied the KS standard as asphalt mixtu re. As a resu lt of evalu ating the mechanical properties of the asphalt mixtures, the optimum asphalt content of the slag aggregate mixtures were lower than that of the mineral aggregate mixtures, but other quality standards were all satisfied. In the deformation strength evaluation, the slag aggregate mixtures were measu red slightly higher than that of the mineral aggregate mixtu res, and the dynamic stability test satisfied the 2,000pass/mm standard value in all specimens. And, the moduli of resilient of the slag aggregate mixtures showed an improved value compared with the mineral aggregate mixtures. Therefore, as the resilient rate of the slag aggregate mixtures improved, it is speculated that there will be an effect of improving public performance according to the repeated traffic load of the vehicle.

Thermal and UV Resistance of Polytrimethylene Terephthalate Bulked Continuous Filament (PTT BCF) dyed with Vat Dye via Pad-steam Method and its Dyeing Properties (Pad-steam 법을 활용한 PTT BCF에 대한 vat 염료의 염색 특성과 내열성 및 내광성 효과)

  • Lee, Hun
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.21 no.12
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    • pp.23-32
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    • 2020
  • This study investigated the thermal degradation and fading behavior of PTT dyed with vat dye and its dyeing ability. The PTT sample was dyed with vat dye using an acid treatment and pad-steam method to improve the dyeing performance. This method made dye particle nanosize and allowed it to penetrate the polymer material easily. The sample dyed using the pad-steam method showed level dyeing and enhanced dyeing affinity, compared to the batch-dyeing method. The degradation behavior of PTT dyed with vat dye after each heat and UV treatment was examined with the change in tensile strength or K/S value on the sample. The tensile strength and K/S values of the sample dyed with vat dye after the heat and UV treatment decreased with increasing temperature and exposure time. Although they showed high degradation under severe conditions, its rate constant was improved compared to the samples dyed with disperse dye. Consequently, acid treatment and the pad-steam method resulted in the introduction of vat dye on PTT. In addition, the PTT dyed with vat dye showed enhanced thermal and UV resistance because of their high molecular weight and chemical structure for stable adsorption behavior.

Selective Catalytic Reduction (SCR) of NOx with NH3 on Sb-promoted VWTi Catalysts (Sb 첨가에 따른 VWTi 촉매의 암모니아 선택적 촉매 환원(SCR)을 통한 질소산화물 저감)

  • Kim, Su Bin;Choi, Gyeong Ryun;Shin, Jung Hun;Hong, Sung Chang
    • Applied Chemistry for Engineering
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    • v.32 no.1
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    • pp.35-41
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    • 2021
  • VWTi, which is used as a commercial catalyst in NH3-SCR, exhibits excellent denitrification performance at 300 to 400 ℃, but there is a problem that efficiency decreases at low temperatures below 300 ℃. Research on catalysts containing promoter to increase low-temperature denitrification efficiency is steadily progressing. However, research on the cause of the improvement in low-temperature denitrification efficiency of the catalyst and the catalyst properties is insufficient. In this study, it was confirmed that by adding Sb to VWTi, denitrification performance was improved by more than 10% in NH3-SCR reaction below 300 ℃. At this time, the space velocity and the size of the catalyst particles were controlled to exclude the influence of external/internal diffusion. In addition, the catalytic properties according to the presence or absence of Sb were investigated by performing BET, TEM/EDS, O2-TPD, H2-TPR and DRIFTs analysis. It was judged that the addition of Sb increased the adsorbed oxygen species on the surface of the catalyst, thereby enhancing the redox properties of the catalyst at low temperature and exhibiting excellent denitrification performance.