• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.224.1-224.1
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• 2010

본 연구에서는 천연가스 수증기 개질반응에 니켈 촉매가 코팅된 금속 구조체 촉매를 적용하여 수소를 생산하였다. 금속구조체 촉매는 기존 펠릿 촉매가 충진 된 촉매반응기에 비해 열 및 물질 전달 특성이 우수하여 이를 여러 개질반응에 적용하고자하는 연구가 수행되어 왔다. 하지만, 기존 금속구조체 촉매의 개발에 있어 촉매와 금속 지지체간의 안정한 결합을 통한 열안정성 확보에 대한 문제는 여전히 해결과제로 남아 있다. 따라서, 본 연구에서는 니켈 촉매를 금속 지지체에 안정하게 부착하기 위한 금속 지지체 표면 처리 방법을 개발하였으며 금속 구조체의 형상에 상관없이 균일한 표면처리가 가능하였다. 개발된 표면 처리방법을 적용한 금속 구조체 촉매는 촉매와 금속지지체간의 결합력 향상으로 인해 120시간 이상 안정한 반응활성을 보였다. 또한, 빠른 공간속도에서도 펠릿촉매와 표면처리를 적용하지 않은 금속 구조체 촉매에 비해 높은 촉매 활성을 보였다. 뿐만 아니라, 본 연구에서 개발된 표면처리를 모노리스와 폼을 비롯한 다양한 형상의 금속구조체 촉매에 적용하여 기하학적 표면 특성에 따른 촉매의 활성 차이를 살펴보았다. 겉보기 표면적이 넓은 금속구조체일 수록 촉매의 고분산 코팅에 유리하여 높은 활성을 보였다.

• Proceedings of the Korean Society For Composite Materials Conference
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• 2003.10a
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• pp.37-41
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• 2003

열화학 기상합성법을 이용한 탄소나노튜브의 성장에서 촉매 금속 층의 형성 공정은 탄소나노튜브의 직경 및 길이를 제어해주는 가장 중요한 요소이다. 탄소나노튜브의 대량합성을 위해 자성유체를 이용한 촉매 금속 층의 손쉬운 형성공정을 개발하였다. 수용성 폴리비닐알코올과 마그네타이트 나노 입자들이 혼합된 자성유체를 다양한 기판에 스핀 코팅하여 촉매 금속 층을 간편하게 형성할 수 있었다. 자성유체 제조 시 혼합된 수용성 폴리비닐알코올은 자성유체용액의 점성을 증가 시켜 주었으며, 이러한 점성의 증가는 스핀 코팅 시 용액과 기판간의 접착력을 증대시켜 주었다. 또한 건조 과정 이후에도 잔류되어 탄소나노튜브 합성 공정 중에 촉매금속이 응집되는 현상을 방지 차여 균일한 입자 크기를 유지하도록 하였다. 이는 고밀도의 수직 배열된 탄소나노튜브의 성장의 직접적인 원인으로 생각된다. 또한 탄소나노 튜브의 대량 합성을 위해서 Si 기판 치에 알루미나와 금속 기판에서도 탄소나노튜브의 성장을 시도하였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 2010.05a
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• pp.446-447
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• 2010

최근 개발된 니켈 초합금 금속폼은 기존의 매연저감장치 신소재로 여겨지고 있다. 금속폼은 세가지 두드러진 특징을 갖고 있다. 첫째, 금속폼은 큰 기공의 다공성 매질로써 매연을 포집하여 축적할 수 있는 용량이 기존 필터에 비해 상대적으로 크며 그로인하여 재생 시 연소 안전성이 두드러진다. 둘째, 복잡하고 굴곡있는 기공 구조와 큰 비표면적은 물질전달 특성을 향상시켜 촉매 적용 시 촉매의 전환성능을 향상시키고 그로 인하여 귀금속 촉매량을 줄일 수 있는 장점이 있다. 셋째, 금속폼은 다양한 기공크기를 가지며, 다양한 조합의 금속폼을 개발할 수 있어 요구 성능에 따른 최적의 필터 설계를 가능케 한다. 이번연구에서는, 금속폼의 필터 성능을 다양한 실험을 통하여 측정 평가하며, 이런 이해를 기반으로 필터로 제작하여 엔진실험벤치에서 그 성능을 검증하였다. 필터의 성능은 수트 포집효율과 그에 따른 필터의 압력강하와 촉매 활성 능력으로 평가되었다. 이러한 실험과 병행하여 금속폼에서의 수트 포집과정을 모델링하고 이를 상용 프로그램인 CFD-ACE+에 추가하여 설계전용 프로그램을 개발하였으며, 엔진실험결과와 비교 검증하였다. 본 논문에서는 금속폼의 높은 매연축적용량과 향상된 물질전달 특성이 어떻게 필터의 귀금속 촉매와 체적을 줄일 수 있는지 제시하고 있다.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.41 no.9
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• pp.502-517
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• 1997

This review deals with (1) the catalytic systems and mechanisms for the dehydropolymerization of silanes to polysilanes, (2) the dehydropolymerization of versatile silanes, (3) the preparation of polysilane derivatives, and (4) the applications of catalytic dehydropolymerizing systems to ceramics. The efforts to maximize the catalytic efficiency of group 4 metallocenes were introduced. Finally, the future of this dehydropolymerizing techniques of silanes was foreseen.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.20 no.4
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• pp.381-385
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• 2009

A basic objective is the preparation and surface studies of supported molten salt catalysts because molten salts can stay as the liquid phase in the range of the ordinary reaction temperature. Many kinds of metal salt mixtures for the formation of molten salt phase are appliable but CuCl and KCl were selected in this study because Cu is considered catalytically reactive in many reactons. The loading of the molten salt was selected as 25 vol% of the total pore volume of ${\gamma}-alumina$ to provide reasonable exposed surface area. The surface structure of catalysts containing molten salts in the ${\gamma}-alumina$ was studied using scanning electron microscopy (SEM) and energy-dispersive spectroscopy (EDS). CuCl and KCl were added into the ${\gamma}-alumina$ using concentrated hydrochloric acid solution by the impregnation technique. The surfaces of the prepared catalysts before and after heat treatments were compared and they suggested that the heat treatment of catalysts helped the formation of molten-salt although the surface compositions of CuCl and KCl were not uniform.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.230.2-230.2
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• 2010

천연가스 수증기 개질 반응에 사용되는 펠릿 촉매의 단점인 열 및 물질 전달 제한, 낮은 effectiveness factor, 압력강화와 channeling 등의 문제점을 해결 하고자 모노리스 형태의 금속 구조체 촉매를 본 연구에 적용 하였다. Fecralloy 재질의 금속 구조체에 Ni 촉매를 워시코팅 (wash coating) 하여 제조 하였으며, 이를 천연가스 수증기 개질 반응에 적용하여 수소를 생산하였다. 실험 조건으로는 S/C ratio를 3으로 고정하여 온도를 $600^{\circ}C{\sim}800^{\circ}C$로 변화 시켰으며, GHSV $3000{\sim}30000h^{-1}$에서 진행 되었다. 구조체 촉매 코팅에 사용된 Ni 촉매의 BET, TPR, H2-chemisorption, SEM, EDS의 특성분석을 수행 하였다. 온도별 테스트에서 모노리스 형태의 금속 구조체 촉매가 펠릿 형태의 촉매에 비해 우수한 열전달 효과로 인해 낮은 퍼니스 온도와 높은 반응 활성을 나타내었으며, GHSV 변화에 따른 성능평가 결과도 15wt% $Ni/MgAl_2O_4$펠릿 촉매와 비교하여 금속 구조체 촉매가 높은 활성을 보였다.

• Proceedings of the Korean Environmental Sciences Society Conference
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• 2004.05a
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• pp.46-48
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• 2004

현재 섬유산업에서 배출되는 톨루엔을 제어하기 위해 고가의 귀금속을 제외한 다양한 전이금속촉매를 사용하여 촉매산화반응을 모사가스로 평가하였다. 전이금속촉매의 톨루엔 촉매산화반응 및 표면특성을 요약 정리하면 다음과 같다. 반응온도 160~$640^{\circ}C$에서 톨루엔의 완전산화반응을 나타내었으며 이중 Cu와 Cr 촉매는 $340^{\circ}C$에서 99% 이상의 제어효율을 보여주는 활성이 우수한 촉매로 평가되었다. 또한 $­Al_2O_3$와 5%wt Cr/ $­Al_2O_3$의 FE­SEM을 측정한 결과 전이금속을 첨가 시 지지체 표면에 균일하게 분산되어 있음을 알 수 있었다.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.13 no.5
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• pp.33-38
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• 2009

Synthetic natural gas was producd by the reaction of carbon monoxide and hydrogen via methanation. Ni-Co bimetallic catalyst supported on $Al_2O_3$ for methanation was prepared using deposition-precipitation method. For the comparison, Ni, Co monometallic catalyst was prepared using the same method. The prepared catalysts were characterized by TEM, XRD and TPR and applied to methanation reaction. The catalysts prepared using deposition-precipitation method showed the high metal dispersion. The activity of Ni-Co bimetallic catalyst was higher than that of Ni, Co monometallic catalyst. TPR measurements indicated that Ni-Co bimetallic catalyst had more active hydrogen species than Ni, Co monometallic catalyst due to the synergetic effect in the presence of Ni and Co.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1996.05a
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• pp.577-581
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• 1996

고분자 촉매를 이용하여 용존산소를 제거하는 실험을 수행하였다. 고분자 촉매는 높은 비표면적과 좋은 금속의 분산도를 갖도록 제조하였다. 컬럼에서 제조된 촉매를 사용하여 용존산소-수소의 반응을 수행한 결과 용존산소를 35 ppb까지 감소시킴으로서 제조된 촉매의 용존산소제거에의 적합성을 확인하였다. 컬럼에서의 촉매의 거동을 적절한 모델을 통하여 해석하였으며 또한 활성탄에 담지된 금속 촉매 및 현재 상용화되고 있는 Lewatit촉매를 이용하여 실험을 수행함으로서 촉매성능을 비교하였다. 활성탄의 경우 초기에 활성탄의 표면에 산소가 많이 흡착되어 있기때문에 이를 제거하기 위하여 전처리가 필요한 것으로 나타났으며 Lewatit촉매의 경우 가장 우수한 성능을 보였다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.3 no.1
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• pp.24-34
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• 1992

Recent studies dealing with the fundamental understanding and applications of bimetallic catalysts are discussed. Bimetallic catalysts have had a major industrial impact, specifically for the reforming of petroleum naphtha, for the hydrogen reduction of carbon monoxide, and for the three way catalytic converter system. The action of the bimetallic catalysts in these reactions may be interpreted in terms of ensembles, electronic influences and surface structure. Various combinations of metal pairs have been considered in order to evaluate the role played by the added metals. For catalyst selectivity control, the possibility of surface enrichment of one element has been recognised. More generally, the influence of preparative variables on the formation of supported catalysts has been clarified, In particular by temperature programmed reduction (TPR). Information on the structure of bimetallic catalysts has been obtained with chemical probes, such as chemisorption and reaction rate measurement and physical probes, such as extended X-ray absorption fine structure (EXAFS), scanning transmission electron microscopy (STEM) and Xe-NMR.