• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1992.10a
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• pp.43-44
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• 1992

촉매막반응기란 반응기와 분리막이 동시에 하나의 과정으로 결합된 unit로, 촉매막반응기를 사용할 경우 가역 반응에서 막을 통한 생성물의 선택적 제거는 화학 평형이동을 유발시켜 열역학적으로 얻을수 있는 평형 전환율보다 높은 전환유을 얻을 수 있다. 본 연구는 이러한 촉매막반응기의 성능에 대한 실험적 연구로, 산 촉매하에서 일어나는 MTBE 분해반응을 12-텅스토인산 촉매상에서 수행하였다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1997.10a
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• pp.53-60
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• 1997

1. 서론 : 촉매막기술은 반응과 분리공정을 동시에 하나의 장치에서 수행할 수 있기 때문에 한 개의 공정을 줄일 수 있는 효과적인 에너지 절약형 기술이다. 생성물중의 적어도 하나가 선택적으로 막을 통해 투과되기 때문에 가역반응의 경우에는 비가역반응에 가까운 거동을 보이게 된다[1-5]. 본 연구는 12-텅스토인산($H_3PW_{12}O_{40}$)를 촉매로 사용하고 막반응시를 비활성촉매막반응기(IMRCF, Inert membrane reactor with catalyst in the feed side)형태, 막으로는 PSF(Polysulfone), PPO(Polyphenylene Oxide)를 사용하여 MTBE(Methyl tert-butyl ether)분해반응을 모사하였다. 막반응기에서 생성된 생성물을 선택적으로 분리해냄으로 인하여 전환율은 고정층보다 증가하였는데 반응온도가 증가할수록, 반응물의 분압은 낮을수록 증가하였다. 반응온도가 높아짐에 따라 막반응기에서의 전환율은 고정층반응에서 나타나는 전환율과의 차이가 줄어드는 것을 볼 수 있었다. 위와같은 결과에 따라서 MTBE 반응물의 분해로 생성되는Isobutene의 수율이 90$\circ$C 이상의 반응온도에서 촉매/반응물비에 대한 최적조건이 나타나는 것을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1994.04a
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• pp.49-50
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• 1994

상호 불용성인 용매에 녹아있는 반응물들 간의 반응은 각 물질이 상 경계면을 뛰어 넘기가 어려워 매우 느린 속도로 진행된다. 그러나 상호 불용성인 비균질계에 상이동 촉매라는 제 3의 물질을 첨가하면 반응은 급격히 향상된다[1, 2]. 따라서 본 연구에서는 클로로벤젠 상의 브로모 옥탄이 TBABr(Tetra Butyl Ammonium Bromide) 이온 촉매의 존재 하에 수용액상의 요오드 이온과 반응하는 평판형 막반응기를 대상으로 수치모사를 수행하여 그 결과를 Stanley와 Quinn[3]의 실험값 및 수치모사치와 비교하였으며, 막 반응기의 모듈 선택, 설계 및 운영, scale-up시 고려되어야 할 사항들을 탐색연구하여 보았다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1993.04a
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• pp.39-40
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• 1993

부분 산화반응에 주촉매로 사용되는 바나듐($V_2O_5$)을 담체 내부에 코팅하기위한 방법과 조건을 찾고, 제도된 바나듐막의 구조적 전자적 특성과 투과도 특성을 알아보며 이 바나듐막을 코팅한 막반응기를 이용하여 탄화수소의 부분 산화반응을 수행하여 그 반응특성을 알아보았다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 2005.11a
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• pp.196-199
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• 2005

원자력 고온가스의 열물 이용하여 수소를 생산을 하는 IS(Iodine-Sulfur)공정 중 HI분해-분리반응은 높은 열적-화학적 안정성이 요구되는 공정이다. 이러한 공정분위기에서 사용 될 분리막반응기의 촉매를 선정하고자 다양한 담체내에 백금(Platinum)의 함유량이 각각 다른 촉매를 사용하였다. HI 분해실험온도는 $300-500^{\circ}C$ 의 범위이며 일정량의 HI 용액을 기화시켜 촉매반응기에 정량적으로 공급하여, 가스크로마토그래피를 이용하여 분석하였다. 분해온도 변화와 다양한 담체내백금의 함유량 변화에 따른 HI전환율 확인하였으며, 반응 후 촉매에 대한 SEM과 XRD분석의 수행으로 촉매의 내구성과 변화를 확인하였다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1992.04a
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• pp.35-36
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• 1992

화학반응이 주로 고온에서 일어나기 때문에 polymer membrane의 화학반응에의 적용은 거의 없었으며, 연구의 대부분은 열적 안정성이 좋은 inorganic membrane reactor에 대하여 이루어져 왔다. 산 및 산화환원 촉매로써의 12-텅스토인산은 반응물의 종류에 따라 특이한 흡착 특성을 보이며, 헤테로폴리산만이 지니는 특징적인 surface, bulk 특성 때문에 바능물의 종류에 따라 반응은 촉매의 surface and/or bulk에서 일어난다. 무기 축합산인 12-텅스토인산이 지니는 또 하나의 특징은 물, 알콜, ether 같이 산소를 포함하는 organic solvent에 매우 잘 녹는다는 사실이다.

• Clean Technology
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• v.19 no.4
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• pp.379-387
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• 2013

Ethanol steam reforming reaction considered as a clean hydrogen production method is introduced in this paper. Reactivity and reaction rate equation of ethanol steam reforming reaction using various catalysts, reaction temperature, and molar ratio of ethanol and water will be discussed. In addition to introducing a membrane reactor combining a reactor and a separator, the effect of the use of a membrane reactor on an ethanol conversion and hydrogen yield will be compared to those from a conventional packed-bed reactor.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1995.04a
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• pp.56-57
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• 1995

막반응기는 반응물이나 생성물을 선택적으로 분리함으로써 반응과 분리를 동시에 수행한다. 이러한 막반응기는 주로 열역학적인 평형에 의해 전화율이 제약되는 반응의 전화율을 높이기 위해서 연구되어 왔다. 수소의 저장 방법의 하나인 액상 하이드라이드법에서 저장된 수소를 다시 분리해 내기 위해 사용되는 사이클로헥산의 탈수소화 반응에 대해 많은 연구가 이루어졌다. 그러나 앞선 연구자들의 결과는 막의 투과도가 낮아서 반응기의 performance가 투과율에 의해 결정된다고 보고하였다. 본 연구에서는 막의 투과도와 촉매 양의 변화에 따른 사이클로헥산 탈수소화 반응의 전화율 변화를 전산모사함으로써, 최적 혹은 최대의 전화율을 나타내는 투과도 및 촉매 양을 결정하는 방법을 제시한다.

• Membrane Journal
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• v.28 no.5
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• pp.297-306
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• 2018

This review focused carbon-free hydrogen productions from ammonia decomposition including inorganic membranes, catalysts and the presently studied reactor configurations. It also contains general information about hydrogen productions from hydrocarbons as hydrogen carriers. A Pd-based membrane (e.g. a porous ceramic or porous metallic support with a thin selective layer of Pd alloy) shows its efficiency to produce the high purity hydrogen. Ru-based catalysts consisted of Ru, support, and promoter are the efficient catalysts for ammonia decomposition. Packed bed membrane reactor (PBMR), Fluidized bed membrane reactor (FBMR), and membrane micro-reactor have been studied mainly for the optimization and the improvement of mass transfer limitation. Various types of reactors, which contain various combinations of hydrogen-selective membranes (i.e. Pd-based membranes) and catalysts (i.e. Ru-based catalysts) including catalytic membrane reactor, have been studied for carbon-free hydrogen production to achieve high ammonia conversion and high hydrogen flux and purity.

• Clean Technology
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• v.20 no.4
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• pp.425-432
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• 2014

The effect of two important parameters of a catalytic membrane reactor (CMR), hydrogen selectivity and hydrogen permeance, coupled with an Ar sweep flow and an operating pressure on the performance of a water gas shift reaction in a CMR has been extensively studied using a one-dimensional reactor model and reaction kinetics. As an alternative pre-combustion $CO_2$ capture method, the feasibility of capturing a pressurized and concentrated $CO_2$ in a retentate (a shell side of a CMR) and separating a purified $H_2$ in a permeate (a tube side of a CMR) simultaneously in a CMR was examined and a guideline for a hydrogen permeance, a hydrogen selectivity, an Ar sweep flow rate, and an operating pressure to achieve a simultaneous capture of a concentrate $CO_2$ in a retentate and production of a purified $H_2$ in a permeate is presented. For example, with an operating pressure of 8 atm and Ar sweep gas for rate of $6.7{\times}10^{-4}mols^{-1}$, a concentrated $CO_2$ in a retentate (~90%) and a purified $H_2$ in a permeate (~100%) was simultaneously obtained in a CMR fitted with a membrane with hydrogen permeance of $1{\times}10^{-8}molm^{-2}s^{-1}Pa^{-1}$ and a hydrogen selectivity of 10000.