• 한국응용과학기술학회지
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• 제36권1호
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• pp.153-164
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• 2019

본 연구에서는 기존 상용 SCR 촉매보다 비표면적, 경량성 및 온도 응답성이 우수한 SCR 촉매의 개발을 목적으로 바나듐과 텅스텐의 함량과 바인더의 첨가량을 달리하여 Metal foam 형태의 지지체에 코팅하여 SCR 촉매를 제조한 후, 실험실 규모의 마이크로 상압반응기상에서 공간속도별로 NOx 저감 성능을 측정하였다. 촉매의 특성은 Porosimeter, SEM(scanning electron microscope), EDX(energy dispersive x-ray spectrometer) 및 ICP(inductively coupled plasma), 실체현미경(Stereomicroscope) 기기를 이용하여 분석하였다. 연구 결과 NOx 저감 성능은 공간속도가 증가할수록 감소하였고, 바나듐과 텅스텐의 함량이 3.5 wt.% 일 때 가장 우수한 것으로 확인하였다. 또한, 바인더 첨가량이 많을수록 NOx 저감 성능이 감소하는 것으로 나타났는데, 이는 촉매 표면상의 활성점 수가 바인더에 의해 점유되어 감소된 것에 따른 것으로 판단된다. 또한 표면 코팅 상태 분석을 통하여 바인더의 첨가량이 적절히 조절 되어야 함을 알 수 있었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제26권3호
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• pp.115-120
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• 2016

저온용 SCR 촉매인 $MnO_x$의 촉매 활성을 높이기 위해 $TiO_2$ 지지체와 함께 조촉매로서 $CeO_2$을 사용하였고, 제조된 나노 사이즈의 촉매 특성과 함께 질소산화물 제거 효율에 대해 고찰하였다. $MnO_x-CeO_2/TiO_2$ 촉매 내에서 $CeO_2$ 거동을 확인하기 위해 단일 조성의 $CeO_2$와의 차이점을 미세구조적으로 비교 분석하였다. $MnO_x-CeO_2/TiO_2$ 촉매가 졸겔법을 통해 제조되었으며 낮은 열적 특성으로 인해 평균 $285{\mu}m$ 정도의 큰 입도를 가진 단일 $CeO_2$와는 달리 Ti 지지체와 함께 합성된 촉매의 경우 130 nm 정도로 줄어들었음을 확인하였다. 투과 전자 현경을 이용한 EDS mapping를 통해 Ce-Ti의 강한 interaction이 nano-sized powder 제조의 원인인 것으로 확인하였다. 조촉매 첨가로 인해 $MnO_x/TiO_2$ 촉매에 비해 저온영역에서 20 % 이상의 효율 향상이 있었으며 이는 3성분계 촉매 내에서 $CeO_2$가 나노 사이즈로 잘 분산됨에 따라 촉매 반응에 필요한 산소이온의 교환이 활발히 일어날 수 있었기 때문이다.

• Composites Research
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• 제13권4호
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• pp.33-41
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• 2000

본 연구에서는 촉매지지체의 내구성과 내산화성을 향상시키기 위해 활성탄소에 SiC층을 형성하는 것에 관한 수치모사가 수행되었다. 이염화이메틸규소(DDS)로부터 탄화규소를 활성탄소 기공의 내부에 침투 증착시켜 기공성 구조를 유지하면서 활성탄소에 SiC층이 형성된다. 여러 다른 증착 조건에서 모사된 탄화규소의 물성을 연구함으로써 지지체 제조의 최적 증착 조건을 결정하였다. 정상상태하의 등온 반응기 안에서 대류, 확산 및 반응을 모사하여 시간의 경과에 따른 증착량, 기공 반경, 표면적의 변화 등을 구하였다. DDS의 농도가 낮고 반응압력이 작을수록 시료 기공내에 고른 증착이 얻어졌다. 또한 기공내부 증착에서 입자외부 표면 증착으로 바뀌므로 기공직경과 표면적들이 어느 시점에서 변곡점을 갖는 것이 관찰되었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.415-423
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• 2011

HI decomposition step certainly demand catalytic reaction for efficient production of hydrogen in SI process. Platinum catalyst can apply to HI decomposition reaction as well as hydrogenation or dehydrogenation. Generally, noble metal is used as catalyst which is loaded form for getting high dispersion and wide active area. In this study, Pt was loaded onto zirconia, ceria, alumina, and silica by impregnation method. HI decomposition reaction was carried out under the condition of $450^{\circ}C$, 1atm, and $167.76h^{-1}$ (WHSV) in a fixed bed reactor for measuring catalytic activity. And property of a catalyst was observed by BET, TEM, XRD and chemisoption analysis. On the basis of experimental results, we discussed about conversion of HI according to physical properties of the loaded Pt catalyst onto each support.

• 청정기술
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• 제25권3호
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• pp.256-262
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• 2019

Hydroxylammonium nitrate (HAN) 기반 액상 추진제는 발암물질이 아니며 연소가스 또한 독성이 거의 없어서 환경 친화적인 추진제로 주목을 받고 있다. 추력기에서 HAN 기반 액체추진제를 분해하는데 사용되는 촉매는 저온 활성 및 고내열성을 동시에 보유하고 있어야 한다. 본 연구의 목적은 metal foam 표면에 alumina slurry를 wash coating 방법으로 담지한 후, 루테늄(ruthenium) 전구체를 그 위에 담지하여 Ru/alumina/metal foam 촉매를 제조하고, 이 촉매의 HAN 수용액 분해 활성을 평가하는 것이다. Wash coating 방법으로 metal foam 지지체에 알루미나를 담지시키는 과정에서 wash coating 반복 횟수가 alumina/metal foam의 물리적 특성에 미치는 영향을 분석하였다. 알루미나 wash coating 횟수가 증가할수록 약 7 nm의 직경을 갖는 메조기공이 지속적으로 발달하여 표면적과 기공 부피가 증가하는데, metal foam에 알루미나를 코팅하는 과정을 12 회 반복하는 것이 최적이라고 판단하였다. 이 지지체에 Ru을 담지한 Ru/alumina/metal foam 촉매의 표면에도 메조기공이 잘 발달하였다. 활성금속과 알루미나를 담지하지 않은 metal foam 자체만으로도 HAN 수용액의 분해반응을 촉진할 수 있음을 알 수 있었다. Ru/alumina/metal foam-550촉매의 경우는 열분해 반응에 비해서 분해개시온도를 큰 폭으로 낮추었고, ${\Delta}P$를 크게 증가시킬 수 있어서, HAN 수용액 분해 반응에서 우수한 활성을 보였다. 그러나 이 촉매를 $1,200^{\circ}C$에서 소성하면 반응 활성이 저하되는데 이는 촉매의 표면적과 기공 부피가 급격하게 감소하고 Ru이 소결되기 때문이다. 추가적인 연구를 통해서 Ru/alumina/metal foam의 내열성을 개선할 필요성이 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권5호
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• pp.712-718
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• 2016

Y 제올라이트로부터 합성한 메조 포러스 물질을 지지체로 사용한 백금 촉매를 n-octadecane의 수첨업그레이딩 반응을 통한 항공유 제조에 적용 하였다. Y 제올라이트를 골격 구성물질로 사용하여 메조 포러스 알루미노실리케이트($MMZ_{HY}$)를 합성 하였다. $Pt/MMZ_{HY}$ 촉매상에서 Mg 첨가가 n-octadecane의 수첨업그레이딩 반응에 미치는 영향을 고찰 하였다. 촉매의 특성은 X 선 회절, 질소 흡착, 승온환원, 암모니아승온탈착 및 흡착 피리딘 적외선 분광법으로 수행 하였다. 본 연구에서 Mg가 2 wt% 첨가된 $Pt/MMZ_{HY}$ 촉매가 가장 높은 항공유 수율을 보였는데, 이는 Mg의 첨가에 의해 Pt금속의 분산도와 환원도가 증가할 뿐만 아니라, 산점의 양과 세기가 증가하기 때문이다. 또한 $PtMg/MMZ_{HY}$ 촉매 상에서 이소 파라핀에 대한 선택도가 80 % 이상임을 확인하였다.

• 공업화학
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• 제28권2호
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• pp.221-229
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• 2017

본 연구에서는 다양한 상용 알루미나 지지체의 수소 상온산화 반응특성을 확인하기 위하여 활성금속 Pt를 기본으로 한 촉매에 습식함침법으로 제조하였다. 제조된 촉매들은 XPS, CO-chemisorption, BET를 이용하여 특성분석을 수행하였다. 다양한 $Pt/Al_2O_3$계 촉매는 열처리 조건에 따라서 촉매를 제조할 경우 전자 전하의 이동으로 발생하는 전기음성도 특성이 Pt의 산소종을 제어하였다. Pt의 담지량이 증가함에 따라 분산도가 감소하는 이유는 Pt의 HT (Huttig Temperature)에 기인한 것으로 보인다. 또한 상온에서 제어할 수 있는 최소 수소농도는 metallic Pt가 촉매 내 70.09% 이상에서 1.0 vol%까지 수소를 제어할 수 있었다.

• 공업화학
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• 제25권3호
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• pp.300-306
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• 2014

본 연구에서는, HCHO를 상온에서 제거하기 위한 귀금속계열의 촉매 연구를 수행하였다. 제조된 촉매들은 XRD, FT-IR, CO-chemisorption을 이용하여 특성분석을 수행하였다. 그 결과, Pt와 Pd를 활성금속으로 하여 제조한 환원촉매가 상온조건에서 우수한 HCHO 산화 능력을 보였으며, 지지체의 경우 환원성지지체로 잘 알려진 $TiO_2$를 이용하여 촉매를 제조하였을 때 높은 반응활성을 나타냈다. 또한, 환원시간이 길어짐에 따라 활성금속의 응집현상으로 인해 반응활성의 저하를 나타내었으며 환원촉매의 경우 상온조건에서 HCHO 흡착 및 탈착 특성이 우수함을 확인하였다.

• 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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• 제28권4호
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• pp.331-338
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• 2022

본 연구의 목적은 열분해연료유(pyrolysis fuel oil, PFO)에 포함된 다환 방향족 탄화수소(polycyclic aromatic hydro, PAHs) 수소화 반응용 촉매로서 Pt(1wt%)/Kieselguhr 비드 촉매 및 펠렛 촉매를 제조하는 것이다. Trickle-bed 반응기에서 PFO-cut 수소화 반응을 통한 포화 고리 화합물(saturated cyclic compound)의 수율을 최대화하기 위한 최적의 반응 온도 및 수소/PFO-cut 유량비는 각각 250℃와 1800으로 결정하였다. PFO-cut의 공간속도(LHSV)가 감소할수록 포화 고리 화합물의 수율이 증가하였다. 펠렛 촉매와 비드 촉매의 수소화 반응 성능 차이는 크지 않았다. Kieselguhr 지지체를 성형한 후에 Pt를 담지한 촉매(AI 촉매)가 kieselguhr 분말에 Pt를 담지한 후에 성형한 촉매(BI 촉매)에 비해 수소화 활성이 높았으며, 이러한 경향은 펠릿 촉매와 비드 촉매에서 공통적으로 나타났다. 이는 AI 촉매의 Pt 활성점 수가 BI 촉매 보다 많기 때문이다. 본 연구에서 제조한 촉매 중에서 AI법으로 제조된 펠렛 촉매가 제조된 촉매 중 반응 활성이 가장 우수한 것을 확인하였다. PFO-cut 수소화 반응 생성물 중 C₈~C₁₅ 범위의 고리 화합물이 대부분을 차지했으며, C11 고리 화합물의 분포도가 가장 높았다. 수소화 반응과 더불어서 분해 반응도 함께 촉진되어 생성물의 탄소수 분포가 경질 탄화수소 쪽으로 이동함을 확인하였다.