• 공업화학
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• 제7권6호
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• pp.1181-1191
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• 1996

본 연구는 고온용 열구동형 화학열펌프에 있어서 폐열 및 태양에너지를 유용하게 이용하기위한 목적으로 $Ca(OH)_2$ 탈수반응시 원주형 반응기 충진층내 핀을 주입 전열촉진한 경우의 전열 및 반응촉진효과에 대해 이론적 평가를 행하였다. 그 결과 탈수흡열 반응시 반응층내 온도분포변화, 반응완결시간, 방열량에 대한 수치해석 결과 구리판 전열핀을 설치한 경우 입자 충전층의 탈수반응 소요시간을 크게 단축시킬 수 있었으며, 본 실험조건 하에서는 전열핀을 주입하지 않았을 때보다 탈수반응 소요시간이 1/2정도 단축됨을 알 수 있었다. 또한 해석결과 열화학반응은 온도 및 농도에 주로 의존하였고, 경계조건과 입자충전층의 열전도도에 의해 크게 좌우되었음을 알 수 있었다.

• 공업화학
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• 제4권3호
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• pp.569-575
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• 1993

담지된 백금촉매에 주석의 첨가는 포화탄화수소의 탈수소고리화 반응에 대한 촉매의 활성 및 안정도의 현저한 증가를 가져왔다. n-octane의 탈수소고리화 반응에서 0.75wt%의 Pt에 대해 주석의 몰비가 약 4일 때 가장 높은 촉매적 활성을 나타냈다. 또한 K의 첨가도 n-hexane의 탈수소고리화 반응에 대해 주석과 비슷한 효과를 나타내었다. n-octane의 전환반응의 경우에는, K의 첨가 효과가 적게 나타났다.

• 공업화학
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• 제7권4호
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• pp.698-706
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• 1996

메탄올로부터 HCHO를 생성하기 위하여 연속흐름 장치하에서 알칼리금속이 혼입된 여러가지 실리카-알루미나 촉매상에서 메탄올 탈수소반응을 수행하였다. HCHO의 생성은 촉매상의 Br${\ddot{o}}$nsted산보다는 Lewis산에 의존하였다. 이를 통해 메탄올의 탈수소촉매반응은 전자반응임을 알았고, 실리카-알루미나상의 Br${\ddot{o}}$nsted산은 알칼리금속의 혼입에 의해서 중화되었으며, Br${\ddot{o}}$nsted산의 중화효과는 혼입된 알칼리금속의 전자주게능력(electron-donating capacity)에 따라 다르게 나타났다. 그리고 메탄올 탈수소반응의 활성화에너지는 촉매의 Br${\ddot{o}}$nsted산점이 K에 의해 중화되었을 때 감소하는 경향을 보여주었다.

• 유기물자원화
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• 제22권1호
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• pp.27-34
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• 2014

하수슬러지의 처리 및 재활용에 관한 다양한 연구가 진행되었지만 하수슬러지 내에 포함된 80% 이상의 함수율에 따른 높은 에너지 소비 비용으로 저비용의 처리 기술의 요구가 높다. 이에 본 연구에서는 슬러지 처리 시 적은 양에 에너지를 소비하는 열가용화 반응을 적용하여 열가용화 반응온도에 따른 하수슬러지의 점도를 정량화하고자, 반응온도에 따른 탈수슬러지의 토크를 연속적으로 측정하였다. 반응온도가 증가하면 높은 반응온도와 압력에 의해 탈수슬러지는 열가용화 진행되고 슬러지 세포내의 결합수가 자유수로 용출되어 고상의 탈수슬러지는 액상의 슬러리로 변환된다. 이에 반응온도에 따른 점도 측정 결과 293K에서는 $270,180kg/m{\cdot}sec$ 로 높은 점도 값을 보이지만 400K에서는 $12kg/m{\cdot}sec$ 급격히 감소하고 460K 이상에는 $4kg/m{\cdot}sec$로 물의 점도와 유사한 값을 나타낸다. 이 결과를 바탕으로 수치모델링으로 열가용화 반응기 최적 설계를 위한 경계조건으로 점도 함수를 확보하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권6호
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• pp.684-689
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• 2010

본 연구에서는 다양한 구조 유도제로 합성된 SAPO촉매를 이용하여 자일로오스의 탈수화 반응을 진행하였다. 구조 유도제로는 테트라에틸암모늄수산화물(TEAOH), 디프로필아민(DPA), 디에틸아민(DEA), 몰포린(Morpholine) 그리고 디에탄올아민(DEtA)을 사용하였다. 촉매의 특성을 파악하기 위하여 질소 흡착-탈착 등온선, 암모니아 승온탈착($NH_3$-TPD), 그리고 승온산화분석(TPO)을 이용하였다. 구조 유도제로 몰포린(Morpholine)을 사용하여 제조한 SAPO-34를 촉매로 사용하였을 경우 사용한 촉매중에서 푸르푸랄 수율이 가장 높았다. 고체산 촉매의 외부 표면적과 산농도가 자일로오스의 탈수화 반응에 영향을 주는 것으로 나타났다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권6호
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• pp.824-830
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• 2015

1-부텐의 산화탈수소화에서 다양한 인 전구체가 촉매의 반응활성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 $BiFe_{0.65}MoP_{0.1}$ 산화물 촉매를 모델 촉매로 선정하여 인산수소암모늄, 인산수소이암모늄, 인산, 트리에틸인산, 오산화인 등의 인 전구체를 사용하어 촉매를 제조하고 산화탈수소화 반응을 수행하였다. 제조한 촉매의 물리 화학적 특성을 알아보기 위하여 X-선 회절분석(XRD), 질소 흡착 탈착분석($N_2$ sorption), 원소분석(ICP), 전자주사현미경(SEM), 승온재산화분석(TPRD) 등의 특성분석을 수행하였다. 제조한 촉매의 물리적 특성은 인 전구체에 따른 큰 차이는 관찰되지 않았지만 산화탈수소화 반응에서 촉매의 활성은 사용된 인 전구체의 특성에 따라 다르게 관찰되었다. 인산을 전구체로 사용하여 제조한 $BiFe_{0.65}MoP_{0.1}$ 산화물 촉매가 사용된 촉매 중에서 가장 우수한 활성을 나타내었으며, 14시간 동안의 산화탈수소화 반응기준으로 n-부텐의 전환율은 79.5%, 1,3-부타디엔 수율은 67.7%의 수치를 보였다. 인 전구체의 양이온의 특성에 따라 촉매의 격자 구조가 영향을 받는 것으로 추측되며, 이러한 격자 구조의 차이는 촉매의 재산화 능력에 영향을 주는 것으로 사료된다. 환원 처리된 촉매의 승온재산화 실험으로부터 촉매의 반응활성은 촉매의 재산화 능력과 밀접하게 관련이 있었으며, 인산을 전구체로 사용하여 제조한 산화물 촉매가 다른 인 전구체와 비교하여 가장 좋은 재산화 능력을 나타내었다.

• 공업화학
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• 제10권6호
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• pp.885-888
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• 1999

본 연구에서는 $Na_2B_4O_7{\cdot}10H_2O/Na_2B_4O_7{\cdot}5H_2O$ 반응계의 열분해 탈수반응에 의한 반응속도상수를 결정하고 반응계의 재현성 및 화학축열재의 반복사용에 따른 내구성을 검토하였다. 반응계의 열분해 탈수반응의 차수는 1차이었고, 열분해 탈수 반응속도는 수증기의 분압차에 정비례하였다. 반응계의 반응속도상수는 약 0.27이었고, 반응속도상수와 반응차수에 대한 반응의 재현성이 우수하였다. 또한 화학축열재의 내구성은 연속적으로 반복 사용하여도 활성변화는 ${\pm}5%$ 범위 내에 있었다.

• 공업화학전망
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• 제24권2호
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• pp.22-30
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• 2021

현재 인류는 플라스틱(plastic) 세상에 살고 있다. 의류, 식품, 주거 생활 곳곳에 플라스틱이 존재하며, 플라스틱이 없는 세상은 상상조차 할 수 없다. 하지만, 플라스틱 사용량 증가에 따른 폐플라스틱의 배출량의 증가는 심각한 환경문제들을 야기하여 생태계뿐만 아니라 인간에게도 위협이 되고 있다. 이를 해결하기 위한 방법으로 단순히 폐플라스틱의 처리에 그치지 않고, 이를 활용하여 새로운 고부가가치의 생성물을 제조하는 플라스틱 업사이클링(plastic upcycling) 시스템이 최근 주목을 받고 있으며, 현재 다양한 형태로 연구개발이 진행되고 있다. 그 중의 한가지로 본 기고문에서는 알칸 교차 복분해(cross alkane metathesis) 반응을 소개한다. 알칸 교차 복분해 반응은 수소화/탈수소화(hydrogenation/dehydrogenation) 반응과 올레핀 복분해(olefin metathesis) 반응으로 이루어져, 탈수소화 반응 후 생성된 이중결합 탄소를 갖는 두 개의 알켄 화합물이 자리바꿈을 통해 새로운 이중 결합을 형성하는 반응이다. 이 촉매반응 과정이 반복되면 저분자화된 새로운 알칸 화합물을 생성되는데, 이는 기존의 플라스틱 처리방식인 열분해 및 촉매 분해 공정보다 낮은 반응온도를 요구한다. 또한 이를 통해 상대적으로 높은 순도의 가솔린 및 디젤을 생성할 수 있기 때문에 폐플라스틱 처리 공정의 새로운 대안기술이 될 수 있다. 본 기고문에서 폐플라스틱 중 가장 큰 비중을 차지하는 폴리에틸렌을 처리하는 대안기술로써 알칸 교차 복분해 반응의 메커니즘과 및 촉매의 역할, 그리고 반응성에 영향을 주는 인자에 대해 기술한다.

• 유기물자원화
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• 제30권4호
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• pp.27-40
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• 2022

본 연구에서는, 탈수슬러지 및 음식물류폐기물의 효율적인 병합혐기성소화를 위해 폐기물의 혐기성소화 가능성 및 열화학적 전처리 방법에 대해 평가하였다. 폐기물의 혐기성소화 가능성 평가 결과, 음식물류폐기물이 탈수슬러지에 비해 혐기성미생물에 의해 분해 가능한 유기물 농도 및 methane yield가 각각 2.2배, 1.3배 더 높게 평가되었다. 바이오가스 발생량의 증대를 위해서는, 음식물류폐기물의 혼합비율을 증가시키는 것이 필요할 것으로 판단되었으며, 열화학적 전처리 효율은 반응온도, NaOH 주입량, 반응시간, 혼합비율 조건에 대해 평가하였다. 전처리 효율 및 탈수능을 통해 평가한 결과, 최적 열화학적 가용화 전처리 조건은 반응온도 140℃, NaOH 주입량 60 meq/L, 반응시간 60 min, 혼합비율 1:5로 평가되었다. 최적 열화학적 가용화 전처리 조건 적용 전과 후의 methane yield를 비교한 결과, 전처리를 적용한 경우에서, 가스발생속도 및 methane yield가 각각 1.6, 1.5배 증가하였다. 따라서, 탈수슬러지 및 음식물류폐기물의 효율적인 병합혐기성소화를 위해서는 음식물류폐기물의 혼합비율을 증가시키며, 폐기물의 전처리를 통해 가용화 효율을 증대시키는 것이 필요하다고 판단된다.

• KSBB Journal
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• 제8권5호
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• pp.417-423
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• 1993

생촉매의 수분함량이 기상에서의 연속반응기의 성능에 미치는 영향을 물질전달제한에 대한 연구와 함께 조사하였다. 각각 46.2%와 37.2%의 수분을 함유한 생촉매가 알코올 옥시데이즈 효소의 엠버라이트 IRA-400에로의 고정화 및 저속의 탈수화에 따라 준비되어져, 컬럼에 채워졌다. 연속식 기상반응에서의 상대생산속도(RPR)와 아세트알데하이드 조성($X_p$) 및 전환율(X)이 비교되었고 37.2%의 경우가 46.2%의 경우보다 우수하였는데 이는 기상에서의 물질전달 향상에 따른 것으로 판단되었다.