• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.06a
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• pp.735-738
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• 2009

촉매 생산에서 마지막으로 중요한 단계는 촉매성형이다. 여기서 압출성형은 촉매 성형방법 중 저렴하고 비교적 간단한 방법 중 하나이다. 여기서 중요한 것은 바인더의 선택과 입자 사이즈가 가장 중요한 요인이 된다. 촉매 압출성형에서 많이 쓰이는 바인더로 PVA(Polyvinyl Alcohol)와 MC(Methyl Cellulose), CMC(Carboxymethyl Cellulose)가 있다. CMC 바인더의 경우, 촉매의 접착력이 현저히 떨어져 촉매의 바인더로 사용하기 어려웠다. PVA, MC 바인더의 경우, 촉매의 접착력이 우수하고 압출성형이 잘 되었다. 그러나 PVA 바인더의 경우, 열중량 분석을 통해 재 소성과정에서 바인더가 완전히 제거되지 않아서 촉매의 물성 변화 및 활성에 좋지 않은 영향을 주었다. 그러나 MC의 경우에는 재소성과정에서 바인더가 완전히 제거되어 촉매의 물성변화에 영향을 주지 않았으며, 촉매의 활성 변화에도 영향을 주지 않았다. 그래서 메탄 수증기 개질 촉매의 압출 성형에 적합한 바인더로 MC가 적합하다고 판단된다. 그리고 압출용 반죽 제조를 위한 미분쇄된 촉매 입자의 사이즈에서 너무 작은 입자를 사용하게 되면 반죽은 잘 되나 촉매의 물성변화로 인해 촉매 활성이 저하되는 것을 알 수 있었다. 그래서 볼밀로 정밀하게 입자 사이즈를 $10{\mu}m$ 이하로 조절하면 촉매 활성에 영향이 거의 없는 압출성형 촉매를 제조할 수 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.223.2-223.2
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• 2010

용융탄산염 연료전지(MCFC)는 $650^{\circ}C$에서 작동하는 고온형 연료전지 시스템이다. 이 시스템은 천연가스 등을 개질하여 생산된 수소를 바로 전기로 생산할 수 있는 시스템으로 열효율이 높으며, 현재 대체 발전시스템으로 각광을 받고 있다. MCFC는 개질방식에 따라 내부개질 방식과 외부개질 방식이 있다. 내부개질 방식은 수소를 생산하는 개질기가 스택내부에 장착된 형식으로 천연가스를 스택내부에서 개질하여 바로 전기를 생산하는 방식이다. 이 내부개질반응에 사용되는 촉매로는 알루미나에 담지된 니켈(Ni) 계열촉매이 주로 쓰이고 있다. 또한 내부개질촉매의 형태는 작은 원주형의 촉매형태로 성형되어 사용된다. 이 성형된 촉매의 크기가 바로 내부개질 스택의 크기를 결정하는 중요한 요소이다. 그래서 촉매의 크기는 되도록이면 작게 성형하는 것이 중요하다. 그러나 촉매의 크기가 너무 작으면 촉매를 성형하는데 큰 어려움이 생기게 된다. 본 연구에서는 니켈 촉매를 공침법이 아닌 균일용액침전법을 이용하여 제조하였으며, 이 촉매를 이용하여 지름이 약 2 mm 이하로 촉매를 압출성형하는 방법을 연구하였다. 먼저 요소(urea)를 이용한 균일용액침전법으로 촉매를 제조하였다. 최적의 촉매 합성조건을 살펴보기 위해서, 반응 온도를 80, 85, 90, 95, $100^{\circ}C$로 변화 시키면서 제조된 촉매의 특성을 살펴보았다. 그리고 촉매의 적절한 니켈 양을 알아보기 위해서 니켈의 양을 30, 40, 50, 60, 70 wt%로 변화 시켰으며, 조촉매로 사용되는 MgO 양을 5, 10, 15, 20 wt%로 변화 시켜서 제조된 촉매의 특성을 살펴보았다. 물성을 비교하기 위해서, X-선 회절분석(XRD) 및 TPR, 물리화학흡착을 하였다. 그 결과 침전반응온도가 $80^{\circ}C$에서 촉매가 가장 좋은 물성을 보였으며, 우수한 개질성능을 보였다. 그리고 촉매 활성물질인 니켈의 함량은 50 wt% 정도가 가장 적절한 함량이었으며, MgO의 함량이 15 wt%일 때 가장 우수한 물성과 개질 성능을 보여주었다. 이 촉매들은 공침법으로 제조된 상용촉매와 비교하였을 때, 보다 우수한 물성과 개질성능 보였다. 그래서 이 촉매를 균일침전법을 이용하여 대량으로 제조한 다음 압출성형 방법을 이용하여 촉매를 원주형으로 제조하였다. 먼저 제조된 촉매는 별도의 분쇄작업(볼밀 혹은 제트밀)을 거치지 않아도 입자사이즈가 약 $4{\mu}m$ 수준이 나오도록 촉매 제조조건을 조절 하였다. 그리고 소량의 Methyl cellulose(MC) 바이더와 물만 사용하여 촉매를 혼합한 다음 스크류 압출기를 이용하여 촉매를 성형하였다. 이 촉매는 지름이 약 2 mm 이하로 제조할 수 있었으며, 기계적 강도는 타정기로 성형한 상용촉매보다 우수하였다. 그리고 촉매 성능 또한 상용촉매와 비교하였을 때, 우수한 성능 보였다. MCFC용 내부개질 촉매로 균일용액침전법을 사용한 촉매가 적합하다고 판단되며, 압출성형에도 적합하다고 판단되었다.

• Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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• 2001.11a
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• pp.143-144
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• 2001

질소산화물(NOx) 제거기술 중, 선택적촉매환원(Selective Catalytic Reduciton: SCR)공정은 배기가스 중에 포함되어 있는 질소산화물을 암모니아와 촉매상에서 반응시켜 무해한 질소와 물로 전환하는 기술로 높은 탈질율 및 안정적인 기술로 인하여 상업적으로 널리 이용되고 있다(Bosch, 1988). 귀금속촉매, Cu/Zeolite 촉매 및 V$_2$O$_{5}$/TiO$_2$ 등 다양한 촉매들이 SCR 공정에 적용되는데 V$_2$O$_{5}$/TiO$_2$ 촉매가 높은 활성과 황 등 피독 물질에 대한 우수한 내구성으로 인하여 가장 효과적인 촉매로 알려져있다(Heck, 1999). (중략)

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.49 no.6
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• pp.726-731
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• 2011

The technology enabling the large-scale production of catalysts by extrusion is very important for the commercialization of the Fischer-Tropsch process. In this study, the influence of the binder on the extrudate of Fe-based catalyst well known as FT catalysts has been studied. Inorganic binders such as kaolin, bentonite, alumina sol and silica sol and organic binders were added during extrudate preparation. The extrudates have been prepared with various compositions, and the physicochemical properties of the extrudates have been examined by XRD, BET, PSD, TPR and UTM. The optimum binder composition of extrudate was established by comparing the FT reaction activity.

• Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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• 2003.11a
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• pp.475-476
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• 2003

• Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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• 2004.11a
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• pp.445-446
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• 2004

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.28 no.2
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• pp.193-197
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• 2017

In this study, we report on the catalyst process installed in conjunction with a wet plasma electrostatic precipitator to remove the oil mist and fine dust emitted from large-size grill restaurants. The multi-stage catalyst module reduced odor through catalytic reaction of acetaldehyde on catalysts even at an ambient temperature with ozone as an oxidant readily produced in a wet plasma electrostatic precipitator. Two types of manganese-based catalysts, $Mn_2O_3$ and $CuMnO_x$ were fabricated by extrusion molding for structured catalysts in practical applications, and the optimum conditions for high removal efficiencies of acetaldehyde and ozone were determined. When two optimized catalysts were applied in a two-stage catalyst module, the removal efficiency of acetaldehyde and ozone were ${\geq}85%$ and 100% respectively at the space velocity of $10,000h^{-1}$ and the reaction temperature of $100^{\circ}C$.

• Clean Technology
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• v.23 no.2
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• pp.133-139
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• 2017

Bio-based plastics containing the biomass content higher than 25 wt% have been considered as environment-friendly materials due to their effects on the reduction in the $CO_2$ emission and petroleum consumption as well as biodegradability after use. In this study, poly vinyl chloride, plant-derived plasticizers, by adding a biodegradable catalyst was observed a change in the biodegradability and physical properties. To produce the oxidative decomposition transparent bio film, which is broken down in the initial percent elongation and physical properties such as tensile strength, it was to test the safety of the product as a food packaging material. Poly vinyl chloride, primary plasticizer, secondary plasticizer, anti fogging agent, the combined stabilizer were mixed in a high speed mixer, then extruded using an extrusion molding machine, after cooling, winding, to produce a oxidative decomposition transparent bio film and the control film, with a thickness of $12{\mu}m$ through winder role. Mechanical properties tensile strength, elongation, and the maximum load elongation and biodegradation test. Transparent bio film produced by biodegradation catalyst is compared with the control film. Tensile strength and elongation of films were found to be no significant difference. Further, as a result of the biodegradation test for 45 days based on the ASTM D6954-04 method, biodegrability of film is 61.4%.

• Clean Technology
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• v.29 no.2
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• pp.126-134
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• 2023

Direct catalytic decomposition is a promising method for controlling the emission of nitrous oxide (N₂O) from the semiconductor and display industries. In this study, a γ-Al₂O₃ catalyst was developed to reduce N₂O emissions by a catalytic decomposition reaction. The γ-Al₂O₃ catalyst was prepared by an extrusion method using boehmite powder, and a N₂O decomposition test was performed using a catalyst reactor that was approximately 25.4 mm (1 in) in diameter packed with approximately 5 mm of catalysts. The N₂O decomposition tests were carried out with approximately 1% N₂O at 550 to 750 ℃, an ambient pressure, and a GHSV=1800-2000 h^-1. To confirm the N₂O decomposition properties and the effect of O₂ and steam on the N₂O decomposition, nitrogen, air, and air and steam were used as atmospheric gases. The catalytic decomposition tests showed that the 1% N₂O had almost completely disappeared at 700 ℃ in an N₂ atmosphere. However, air and steam decreased the conversion rate drastically. The long term stability test carried out under an N₂ atmosphere at 700 ℃ for 350 h showed that the N₂O conversion rate remained very stable, confirming no catalytic activity changes. From the results of the N₂O decomposition tests and long-term stability test, it is expected that the prepared γ-Al₂O₃ catalyst can be used to reduce N₂O emissions from several industries including the semiconductor, display, and nitric acid manufacturing industry.