• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 2004년도 첨단 분리막 연구동향
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• pp.61-75
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• 2004

최근, 분리막의 응용에서 가장 활발하게 연구되고 있는 것이 반응과 분리를 동시에 수행하는 분리막 반응기(막 반응기)이다. 분리박 반응기 (membrane reactor)는 분리박과 반응기를 결합하여 분리와 반응의 단위공정을 하나로 결합하여 전체공정을 단순화하고 반응 효율을 높이고자 하는 새로운 기술이다. 반응과 분리를 동시에 수행할 수 있는 막 반응기를 도입하면, 생성물이 분리막을 이용하여 선택적으로 제거함으로서, 열역학적 평형을 뛰어넘는 전환율과 부반응물(by-product) 억제에 의한 반응 효율을 향상시킨다. (중략)

• 청정기술
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• 제23권2호
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• pp.121-132
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• 2017

온실가스 배출과 지구온난화 문제로 인하여 화석연료를 대체할 수 있는 신재생에너지 개발 및 확산의 필요성이 증가하고 있는데, 청정에너지원인 수소가 주목을 받고 있다. 수소는 지구상에서 가장 많이 존재하는 원소이며, 화석연료, 바이오매스 및 물 등 다양한 형태로 존재한다. 수소를 연료로 사용하기 위해서는 경제적인 방법뿐만 아니라 환경에 미치는 영향을 최소화하는 방법으로 생산하는 것이 중요하다. 수소생산방법에는 전통적 방법인 화석연료 개질반응을 통한 생산과 재생가능한 방법인 바이오매스 및 물을 이용한 생산으로 나뉜다. 화석연료를 이용한 수소생산은 습윤개질반응, 자열개질반응, 부분산화반응 및 가스화반응 등 열화학적 방법으로 가능한데, 이를 청정에너지원으로서 사용하기 위해서는 수소생산과 더불어 이산화탄소 포집이 필요하다. 바이오매스를 이용한 수소생산은 그 양이 매우 미미한 수준이며, 특히 생물학적 전환법은 효율증가를 위한 반응기 구성, 수소생산미생물 배양 등 효과적으로 수소를 생산하기 위한 연구가 더욱 진행되어야 한다. 물분해를 통한 수소생산이 가장 청정한 수소생산기술이지만 태양광, 태양열, 풍력 등 재생 가능한 에너지원으로부터 충분한 에너지공급이 가능해야 한다.

• 청정기술
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• 제9권3호
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• pp.145-151
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• 2003

청정생산방법론을 적용하여 염료생산공정의 청정화를 꾀하고자 하였다. 본 고에서는 반응중에 사용되는 공정수와 유기용매인 DMF의 회수방안을 모색하고, 고급산성염료 제조공정 보완을 통한 제품질 향상 방안을 마련하고자 하였다. 청정생산방법론의 적용순서는 기업경영진의 결정, 대안도출, 대안평가 및 우선순위 결정, 실행, 모니터링 및 지속적 실행단계의 절차를 따라 수행하였으며, 이의 수행결과 DMF의 회수와 함께 용수사용량을 25% 이상 절감할 수 있었으며, 고급산성염료의 경우 2배 이상의 용해도 향상을 통하여 제품의 가치를 상승시킬 수 있었다.

• 청정기술
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• 제13권3호
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• pp.188-194
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• 2007

급속한 성장에 따른 디스플레이 산업에서의 생산량 증가는 원료 사용의 증가와 배출액의 증가를 야기하고 있으며 이에 따른 폐액 처리양이 증가되어 환경적, 경제적 문제점을 안고 있다. 본 연구에서는 브라운관 소재인 shadow mask의 식각공정 시 사용한 식각용액의 피로도를 감수시키기 위하여 산화반응을 이용하여 신액 사용량과 구액 배출량을 최소화해주는 GRS(Green Recycling System)공정의 수율을 향상시키기 위해 실험실 및 현장적용 실험을 통하여 공정의 최적화를 하기위한 방법을 연구하였다. 공정변수들과 GRS 공정의 수율과의 관계를 규명하였으며 GRS 반응기의 내부구조 개선으로 인해 약 10%의 수율증가를 확인하였으며 공정의 수율 향상과 최적화에 큰 도움이 되었다.

• 청정기술
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• 제22권3호
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• pp.161-167
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• 2016

여러 가지 금속이온이 치환된 제올라이트에서 벤젠의 촉매연소 반응에 대해 연구하였다. 사용한 제올라이트 중 Y(4.8)형 제올라이트가 가장 높은 활성을 보여주었고, Y(4.8)형 제올라이트에 치환된 금속 이온 중 구리이온이 가장 높은 활성을 보여주었다. 촉매의 활성은 산소 TPD에 의해 얻어진 흡착산소의 양에 비례하였다. Cu/Y(4.8) 촉매에서 Cu 이온의 농도가 커질수록 반응활성이 증가하였다. 벤젠의 연소반응의 전환율은 반응물 중 벤젠의 농도보다는 산소 농도의 영향을 많이 받았다. 또한, 반응물에 첨가된 물은 촉매 활성을 감소시켰다.

• 청정기술
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• 제29권4호
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• pp.321-326
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• 2023

최근 탄소중립과 관련하여 연소 시 이산화탄소 배출이 없어 청정한 수소에너지에 대한 관심이 증가하고 있다. 이에 따라 수소 생산에 관련된 연구가 계속되고 있으며 본 연구에서는 폐기물을 처리함과 동시에 고순도 수소를 생산하기 위해 폐기물 유래 합성가스를 수성가스전이반응에 적용하였다. 마그네슘을 세륨과 함께 지지체로 사용하여 고온수성가스전이(HT-WGS)반응에서 촉매의 활성을 향상시키고자 하였다. HT-WGS 반응의 활성물질로 구리를 사용해 Cu-CeO₂-MgO 촉매를 제조하였으며, 제조방법에 따른 촉매활성 연구를 진행하였다. HT-WGS 반응 결과 함침법으로 제조된 Cu-CeO₂-MgO 촉매가 가장 높은 활성을 보였으며, 이는 가장 높은 산소 저장능과 많은 활성 Cu 종을 가지는 특성에 기인한 결과이다.

• 청정기술
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• 제16권3호
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• pp.220-228
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• 2010

과당(fructose)로부터 간단한 공정을 통하여 바이오디젤보다 우수한 청정에너지 연료로 알려진 5-하이드록시메틸퍼퓨랄(HMF)을 제조하는 청정공정을 개발하였다. 이 연구에서는 중심원소와 배위원소가 치환된 네 종류의 헤테로폴리산 $H_nXM_{12}O_{40}$ (중심원소 X = P, Si, 배위원소 M = W, Mo.)을 과당으로부터 HMF로 전환하는 탈수반응에 적용하고, 그 반응활성을 비교하였다. 헤테로폴리산의 산 세기는 중심원소가 P, 배위원소가 W일 때 더 높았으며 산 점의 수는 이와 반대되는 경향을 보였다. 과당의 HMF로의 탈수반응은 헤테로폴리산의 산 특성과 음이온의 연성(softness)과 밀접한 관련이 있으며, 촉매 활성점과 전환율이 상쇄 작용하여 네 종류의 헤테로폴리산 촉매는 서로 비슷한 활성을 보였다. 또한 반응에 사용된 헤테로폴리산을 반응온도보다 높은 $200^{\circ}C$에서 열처리한 후에도 그 결정구조가 유지되는 것을 확인하였으며, 이를 통하여 헤테로폴리산의 반응활성이 안정적으로 유지됨을 확인할 수 있었다.

• 청정기술
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• 제19권1호
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• pp.51-58
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• 2013

니켈 촉매 상에서 에탄의 수증기 개질 반응과 수성가스 전환반응 반응에 대한 반응속도 데이터를 얻기 위하여 반응온도와 반응물의 분압을 변화시키면서 반응 실험을 수행하였다. 반응속도 데이터를 사용하여 거듭제곱 속도식 모델(power law kinetic model)과 랭미어-힌쉘우드 모델(Langmuir-Hinshelwood model)의 매개변수를 구하였다. 또한 반응 속도 모델식을 적용하여 PRO/II를 이용한 공정 모사를 통해서 에탄의 수증기 개질 반응기 사이징(sizing)을 수행하였다. 에탄을 반응물로 하여 수증기 개질 반응을 수행한 결과, 단순한 거듭제곱 속도식 모델보다 표면반응에 의하여 반응속도가 결정되는 랭미어-힌쉘우드 모델이 보다 적합하였고, 수성가스 전환반응에 대한 반응속도식은 거듭제곱 속도식 모델이 적합함을 보였다. PRO/II 시뮬레이션을 통해서 수소 생산량에 필요한 반응기의 크기를 결정할 수 있었다.

• 청정기술
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• 제4권2호
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• pp.23-31
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• 1998

수용액에서 벤젠의 광증감 분해반응을 증감제로서 과황산 이온, 질산 이온, 아질산 이온, 황산 이온, 연소 이온을 이용하여 수행하였다. 과황산 이온, 질산 이온 및 아질산 이온은 벤젠의 광산화 분해 반응에서 증감효과를 나타내었으나, 황산 이온 및 염소 이온은 증감효과를 나타내지 못하였다. 아질산 이온의 경우 농도가 증가함에 따라 벤젠의 광증감 분해반응 효율은 증가하다가 다시 감소하는 경향을 보였으며, 이는 생성된 ${\cdot}OH$라디칼이 아질산 이온에 의해 소멸되기 때문인 것으로 생각된다. 또한 아질산 이온은 다른 이온과 공존할 때 벤젠의 광증감 산화분해 반응을 저해하는 것으로 나타났다. 반응 중간생성물로는 phenol과 biphenyl이 확인되었다.

• 청정기술
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• 제15권2호
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• pp.130-136
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• 2009

상용촉매인 Johnson Matthey사 KATALCO 83-3 촉매를 이용하여 마이크로 채널 반응기 (micro-channel reactor: MCR) 형태에 따른 메탄올 수증기 개질반응을 통한 수소제조반응 특성 연구를 수행하였다. 반응온도 200${\sim}$300$^{\circ}C$, 공간속도 3,000${\sim}$10,000 $hr^{-1}$, 촉매 크기 0.05${\sim}$2.2 mm 조건을 갖는 고정층 반응기에서 반응활성 실험을 수행한 결과, 촉매 크기 0.35 mm에서 최적의 반응활성을 나타났다. 이 결과를 토대로 stacked bed, boat bed 등 마이크로 채널 반응기 형태에 따른 반응활성을 연구한 결과, stacked bed type 마이크로 채널 반응기가 더 좋은 반응활성을 가짐을 알 수 있었다.