• 제목/요약/키워드: 촉매분해반응

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에폭사이드 가수분해효소에 의한 동력학적 가수분해반응을 이용한 광학활성 에폭사이드 생산 (Epoxide Hydrolase-catalyzed Hydrolytic Kinetic Resolution for the Production of Chiral Epoxides)

  • 이은열
    • KSBB Journal
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    • 제17권4호
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    • pp.321-325
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    • 2002
  • 광학활성 에폭사이드는 다양한 반응성으로 인하여 고부가 가치 광학활성 의약품 및 농약 합성용 중간체로 널리 이용되고 있다. 광학활성 에폭사이드는 에폭사이드 가수분해효소 (epoxide hydrolase, EH)를 이용하여 저가의 라세믹 기질에 대한 입체선택적 가수분해 반응을 통해 제조할 수 있으며, EH는 유도과정 없이 발현되고 보조인자가 필요 없으며 비교적 효소 안정성도 높아 상업적으로 유용한 효소이다 EH에 대한생화학 및 분자생물학 관련 최근 연구 결과를 바탕으로 촉매활성 증대 및 기질 선택성을 변경시킨 tailer-made형 EH 생촉매 개발이 가능할 것이며, 실규모의 비대칭 광학분할 생물공정 시스템 개발을 통해 EH에 의한 동력학적 가수분해반응을 이용한 광학활성 에폭사이드 생산기술의 상업화가 가능할 것으로 기대된다.

SAPO-11을 이용한 억새와 Random Polypropylene의 촉매 열분해 (Catalytic Pyrolysis of Miscanthus and Random Polypropylene over SAPO-11)

  • 강현구;유미진;박성훈;전종기;김상채;박영권
    • 폴리머
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    • 제37권3호
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    • pp.379-386
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    • 2013
  • SAPO-11을 억새와 random polypropylene(random PP)의 촉매 열분해에 최초로 적용하였다. 열중량 분석 결과 SAPO-11은 억새의 탈수 반응을 촉진시키고, char의 생성을 억제하는 것으로 나타났다. Random PP의 열분해 결과, random PP의 분해온도와 활성화에너지는 촉매를 사용함에 따라 크게 감소하였다. 억새의 무촉매 열분해 반응에 의해 생성되는 oxygenate 생성물들 중에서 levoglucosan이 주 생성물이었다. SAPO-11 촉매 열분해 결과, 상당 부분의 levoglucosan이 furans, phenolics, aromatics 등의 부가가치가 큰 화합물로 전환하였다. 반면, random PP는 가솔린, 디젤 범위의 탄화수소를 생성하였다.

녹색 촉매반응을 위한 코발트 옥사이드/그래핀의 계층적 다공성 3D 젤 (Hierarchical Porous 3D gel of the Co3O4/graphene with Enhanced Catalytic Performance for Green Catalysis)

  • 정재민;장석현;김윤수;김현빈;김도현
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제56권3호
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    • pp.404-409
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    • 2018
  • 나노사이즈의 유기물과 무기물을 조합하여 계층적인 크기의 기공을 가지는 촉매의 개발은 서로 다른 특징을 갖는 물질의 구조제어를 통한 반응물의 이동 통로를 만들어 주어 다양한 촉매에 적용 될 수 있다. 본 연구에서는 계층적 크기의 기공을 가지기 때문에 PET 글리콜리시스에서 우수한 촉매 활성을 보일 수 있는 코발트 옥사이드/그래핀 3D 젤을 수열합성법에 의하여 제조하였다. 코발트 옥사이드와 그래핀 시트의 상호작용에 의하여 3D 젤을 얻었고, 다양한 크기의 기공 구조는 넓은 활성 면적을 주어 코발트 옥사이드의 효과적인 촉매반응을 가능하게 하였다. 촉매로 사용하였을 때 코발트와 그래핀의 시너지 효과는 제조한 물질의 구조적 장점을 가지도록 하였고, 제조한 물질을 PET 분해반응의 BHET의 높은 전환률(97.5%), 빠른 PET 분해속도(94.5%, 60 min), 반응 안정성(93.1%, 18회 재사용) 등 우수한 촉매 활성능을 보였다.

Aryl Phenylacetate류의 염기촉매 가수분해 반응 (Base Catalysed Hydrolysis of Aryl Phenylacetates)

  • 정덕영;여수동;최재환;심광택
    • 대한화학회지
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    • 제36권3호
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    • pp.446-452
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    • 1992
  • 80% acetonitrile-20% water(v/v) 용액에서 piperidine에 의한 aryl phenylacetate류의 가수분해 반응 속도를 측정하였다. 이탈되는 phnol의 치환기가 전자받개인 경우, 가수분해는 일반 염기촉매로 진행되며 $30^{\circ}C$에서 Hammett $\rho_{LG}$값은 5.28, Bronsted $\beta$값은 -2.72이었다. 이와 같이 매우 큰 Hammett 및 Bronsted 값은 이 반응이 $E1_{C}B$ 메카니즘으로 가수분해됨을 나타낸다. 한편, 전자주개 치환기의 경우는 특수 염기촉매에 의해 가수분해되며 $B_{AC}2 메카니즘이 우세하게 나타났다. Phenylacetic acid ester의 $pK_{SH}를 구하였으며, piperidine에 의한 ester 반응의 가수분해 속도 상수 $k_1$, $k_{-1)$, $k_2$도 계산하였다.

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수산화인회석을 지지체로 사용한 은 나노 입자의 합성과 촉매 활성 연구

  • 표은지;권기영
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.164.1-164.1
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    • 2016
  • 본 연구에서 지지체로 사용된 단결정 형태의 수산화인회석(Hydroxyapatite)은 칼슘과 인산염으로 구성된 무기물이다. 염기 조건 (10 M NaOH)에서 수열합성법 (Hydrothermal method)을 이용하여 단결정 형태의 수산화인회석을 합성하였다. 합성된 단결정 수산화인회석의 표면에 이온 교환 반응을 통하여 은 원자를 도입하였으며, 아르곤 및 수소 기류 (96% Ar, 4% $H_2$) 조건에서 가열하는 온도를 조절하는 것으로 은 나노 입자를 생성시켰다. 합성된 샘플은 XRD 패턴 및 TEM 이미지 분석을 통하여, 수산화인회석의 합성 및 은 나노 입자가 형성된 것을 확인하였다. 합성된 샘플을 유기 반응 촉매로 사용하여 여러 가지 알코올 (1차, 2차 알코올)의 산화 반응에 응용하였으며, UV-Visble light 영역에서의 메틸렌 블루 분해 반응 실험에 광촉매로서 사용하였다.

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분말 광촉매를 이용한 광전기화학 공정에서 Rhodamine B의 색 제거 (Color Removal of Rhodamine B by Photoelectrochemical Process using Powder TiO$_2$)

  • 김동석;박영식
    • 대한환경공학회지
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    • 제30권8호
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    • pp.823-830
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    • 2008
  • Rhodamine B(RhB) 탈색에 대한 광전기촉매 공정의 적용가능성을 분말 TiO$_2$를 충전한 슬러리 광전기촉매 반응기에서 연구하였다. 광전기촉매 공정의 반응기 시스템은 분말 TiO$_2$, Pt 전극 및 3개의 8 W UV-C 등으로 구성되어 있다. 전류, 전해질, 공기 유량 및 전극 재질과 같은 운전 인자의 영향을 고찰하였다. 광전기촉매 공정의 최적 광촉매 량과 전류는 각각 0.4 g/L과 0.02A이었다. 광촉매 공정과 전기분해 단독 공정에 의해 분해되는 RhB의 합보다 광전기촉매 공정에 의해 더 빨리 분해되었는데, 광촉매 공정과 전기분해 공정의 결합에 의한 시너지 효과를 나타내는 것으로 사료되었다. 광전기촉매 공정은 공기 유량에 의해 영향을 받는 것으로 나타났고 최적 공기 유량은 2 L/min이었다. RhB 탈색에 대한 전극 재질과 NaCl 효과는 본 실험범위에서는 크지 않은 것으로 나타났다.

벤젠술핀아미드의 가수분해반응에서 산 및 할라이드 이온의 촉매작용 (Acid and Nucleophile Catalysed Hydrolyses of Benzenesulfinamides)

  • 이종팔;조영수
    • 생명과학회지
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    • 제20권12호
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    • pp.1906-1909
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    • 2010
  • Benzenesulfinamide류의 가수분해반응에서 산 및 할라이드 이온의 촉매작용을 속도론적으로 조사하였다. 반응속도는 산 및 할라이드 이온의 농도가 증가함에 따라 증가하였고, benzenesulfinyl group에 전자주게기와 이탈기에 전자받게기를 가진 반응기질에서 빠르게 나타났다. 할라이드 이온의 반응성은 브롬 이온이 염소이온 보다 크게 나타남을 알 수 있었다. 반응 메카니즘은 초원가 중간체와 술포늄 양이온을 거쳐 진행 될 것으로 예상 할 수 있었다.

굴참나무 촉매열분해에 바이오매스 반탄화가 미치는 영향 (The Effect of Biomass Torrefaction on the Catalytic Pyrolysis of Korean Cork Oak)

  • 이지영;이형원;김영민;박영권
    • 공업화학
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    • 제29권3호
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    • pp.350-355
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    • 2018
  • 본 연구에서는 굴참나무의 열분해 및 촉매 열분해에 바이오매스 반탄화가 미치는 영향에 대한 연구를 수행하였다. 굴참나무와 반탄화된 굴참나무의 열분해 및 촉매 열분해 거동은 열중량분석 결과와 회분식반응기를 이용한 급속열분해 반응에서 얻어진 바이오오일의 생성물분포를 비교하여 평가하였다. 굴참나무와 반탄화된 굴참나무의 열중량 곡선 및 미중열중량곡선은 굴참나무 내 헤미셀룰로오스의 제거량은 반탄화 온도 및 시간을 증가시킴에 따라 증가됨을 나타내었다. 굴참나무의 반탄화과정에서 헤미셀룰로오스의 제거로 굴참나무 내 셀룰로오스와 리그닌의 함량이 증가되기 때문에 열분해 과정에서 오일의 수율은 감소하고 고형 촤 수율은 증가하였다. 반탄화 굴참나무의 열분해 오일 중 레보글루코산과 페놀류의 선택도는 굴참나무 열분해 오일에 비해 높았다. 바이오오일 중 방향족 화합물의 함량은 HZSM-5 ($SiO_2/Al_2O_3=30$) 상에서 굴참나무 및 반탄화된 굴참나무의 촉매열분해를 적용함으로써 증가되었다. 굴참나무에 비해, 반탄화 굴참나무는 HZSM-5를 이용한 촉매 열분해를 통한 방향족화합물 형성에 더 높은 효율을 보였고 더 높은 반탄화 온도($280^{\circ}C$) 및 반응온도($600^{\circ}C$)를 적용함으로써 극대화되었다.

과산화수소에 의한 시안의 분해특성 (Characteristics of Cyanide Decomposition by Hydrogen Peroxide Reduction)

  • 이진영;윤호성;김철주;김성돈;김준수
    • 자원리싸이클링
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    • 제11권2호
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    • pp.3-13
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    • 2002
  • 본 연구에서는 시안 성분을 제거함에 있어 처리수의 재활용이 가능한 과산화수소에 의한 시안분해 특성을 규명하기 위한 실험을 수행하였다. 수용액중의 과산화수소의 자가분해반응은 pH와 금속촉매(Cu) 유무에 크게 좌우된다. pH 10 이하에서는 자가분해반응은 미미하여 90%이상의 과산화수소가 잔류하지만 pH 12에서는 90경과시 잔류 과산화수소가 9%이하로 낮아졌다. 금속촉매 첨가(5 g Cu/L)한 경우 pH 12에서도 40분 경과후 대부분의 과산화수소가 분해되었다. 유리시안의 휘발성은 용액의 pH에 크게 좌우된다. 동일한 240분 경과시 pH 8이하에서 대부분의 시안이 휘발하는데 반하여 pH 10이상에서는 10%미만이 휘발하였다. 비촉매반응에 의한 과산화수소의 시안분해실험에서는 $H_2$$O_2$/CN 몰비 4까지 과다하게 증가하여도 8%가량의 시안이 잔류하였다. 그러나 구리촉매반응에 의한 과산화수소의 시안분해 실험에서는 과산화수소 및 구리 첨가량이 증가함에 따라 분해속도가 증가하였다. 그러나 일정량 이상 첨가시 과산화수소의 자체분해 반응에 의해 $H_2$$O_2$의 시안분해 효율이 감소하며 과산화수소와 구리의 적정투입량은$ H_2$$O_2$/CN 몰비 2, Cu 몰비 0.05로서 이때의 분해속도는 22 mM/min, $H_2O$$_2$효율은 57%이었다. 또한 이러한 적정조건에서 70분 반응시 완전제거가 가능하였다.

고농도 NaBH4 수용액에서 비담지 촉매의 가수분해 반응 특성 (Characteristics of Hydrolysis Reaction Using Unsupported Catalyst at High Concentration of NaBH4 Solutions)

  • 이혜리;나일채;박권필
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제54권5호
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    • pp.587-592
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    • 2016
  • 휴대용 고분자전해질 연료전지의 수소발생용으로써 $NaBH_4$는 많은 장점을 갖고 있다. 본 연구에서는 고농도 $NaBH_4$ 용액에서 비담지 Co-P-B, Co-B 촉매의 $NaBH_4$ 가수분해 특성에 대해 연구하였다. 고농도에서 수소 발생 수율을 높이기 위해 $NaBH_4$ 가수분해 반응의 수소 발생 수율에 미치는 촉매 형태, $NaBH_4$ 농도, 응축수 회수 등의 영향에 대해 실험하였다. Co-P-B 제조과정에서 붕소의 비가 높아질수록 수소 발생 수율이 증가하였다. Co-P:B = 1:5 촉매를 사용해 $NaBH_4$ 수용액 농도를 20 wt%에서 25 wt%로 증가시켰을 때 수소 발생 수율이 감소하였다. Co-P-B와 Co-B 촉매를 같이 사용한 반응기에서 촉매 팩의 두께를 감소시키고 응축수를 회수하여, $NaBH_4$ 25 wt% 수용액으로 최고 수소 발생수율 96.4%를 얻었다.