• 제목/요약/키워드: 하이드로탈사이트

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전이금속 산화물이 고정된 하이드로탈사이트에 이산화질소 흡착 (Adsorption of Nitrogen Dioxide on Transition-Metal-Oxide-Incorporated Hydrotalcites)

  • 박지원;서곤
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제46권6호
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    • pp.1029-1038
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    • 2008
  • 전이금속 산화물의 전구체가 들어있는 합성모액을 수열 반응시켜 전이금속 산화물이 고정된 하이드로탈사이트를 제조하여 이들에 대한 이산화질소의 흡착 성질을 조사하였다. 전이금속 산화물의 분산도, 이산화질소의 흡착량 및 흡착상태를 XRD, SEM, XPS, 질소 흡착등온선, 중량식 흡착법, FT-IR, 승온탈착법으로 조사하였다. 전이금속 산화물은 주로 하이드로탈사이트의 표면에 분산 담지되었으며, 철과 니켈 산화물이 고정된 하이드로탈사이트에 이산화질소가 많이 흡장되었다. 철 산화물이 표면에 분산되어 담지되면 이산화질소의 흡장량이 많지만, 철 산화물이 지나치게 많이 담지되면 덩어리져서 표면의 염기점을 차폐하므로 이산화질소의 흡장량이 오히려 줄어들었다. 철 산화물의 고정량이 적절하면 하이드로탈사이트에서 이산화질소의 흡장세기는 약해지지만, 흡장량은 많아지고 수열 안정성이 증진되었다.

전이금속으로 치환된 하이드로탈사이트 촉매에 의한 메탄의 부분산화 (Partial Oxidation Of Methane over Transiton metal-substituted Hydrotalcite Catalysts)

  • 이승환;곽정훈;남석우;임태훈;홍성안;윤기준
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.85-88
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    • 2007
  • 고정층반응기에서 여러 가지 전이금속으로 치환된 하이드로탈사이트($[M_xMg_{6-x}Al_2(OH)_{16}(CO_3)^{2-}]{\cdot}H_2O;$ M: 전이금속(Ni, Mn, Co, Cu, Zn) x: 전이금속 치환비($x=0.5{\sim}6$))를 합성하고 이를 소성한 후 메탄의 부분산화 반응에 사용하였다. 반응 시 도입되는 $CH_4/O_2$비는 2로 하고 $VHSV=120,000cm^3/g$ h, 온도를 $500^{\circ}C$ 부터 $50^{\circ}C$ 간격으로 하여 $800^{\circ}C$까지 수행하였다. 실험결과 다른 전이금속들 중에서 니켈로 치환된 촉매가 대체적으로 부분산화반응을 촉진시키는데 좋은 것으로 나타났으며, 실험 결과 니켈의 hydrotalcite 중의 치환비(x)에 따른 차이는 별로 없었다.

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세리아가 첨가된 니켈 치환 하이드로탈사이트로부터 유도된 촉매에 의한 메탄의 부분산화 (Partial oxidation of methane over ceria-promoted catalysts derived from Ni-substituted hydrotalcite)

  • 이승환;김미소;곽정훈;임태훈;남석우;홍성안;윤기준
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.499-502
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    • 2008
  • 고정층반응기에서 니켈이 치환된 하이드로탈사이트($Ni_3Mg_3Al_2(CO_3)(OH)_{{16}{\cdot}n}H_2O$ ; n=3$\sim$5)를 합성하고 여기에 세리아를 첨가 후 소성하여 얻은 촉매를 사용하여($Ce_xNi_3$-HTlc ; x=0.3$\sim$1.2) 메탄의 부분산화 반응실험을 수행하였다. 세리아가 첨가되지 않은 촉매는 반응 초기 활성이 세리가가 소량 첨가된 ($Ce_{0.3}Ni_3$-HTlc) 촉매보다 우수하였으나 장시간 반응에서는 차차 활성이 저하되었으나, $Ce_{0.3}Ni_3$-HTlc의 활성은 30시간까지 일정하게 유지 되었다. 세리아 함량이 많아 질수록 촉매 활성은 점차 저하되었으며, $Ce_{1.2}Ni_3$-HTlc 는 촉매활성이 매우 낮았다.

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저급탄화수소 수증기 개질에 의한 수소 제조용 니켈계 촉매개발 (Development of Ni-based Catalyst for Hydrogen Production with Steam Reforming of Light Hydrocarbon)

  • 김대현;;강정식;이병권;최재석;김명준;홍석인;문동주
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.387-390
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    • 2008
  • Ni/MgAl 촉매상에서 LPG의 수증기 개질반응을 반응온도 $700{\sim}800^{\circ}C$, 공간속도 $20,000h^{-1}$, 수증기/탄소 비율 $1.0{\sim}3.0$인 조건으로 대기압하에서 수행하였다. 본 연구에서 사용된 촉매들은 공침법으로 제조하였으며, 하이드로탈사이트 구조에서 Ni-MgO 구조로 변환되는 과정에서 활성금속인 니켈이 고분산되는 장점을 지니고 있다. 제조된 촉매는 함침법으로 제조된 촉매보다 활성이 잘 유지되었으며 탄소침적에 대한 내구성 또한 향상되었으나 완벽하게 해결되지는 못하였다. 따라서 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 귀금속이 modified된 Ni/MgAl 촉매를 제조하고 반응 특성을 비교하였다. Rh-Ni/MgAl 촉매는 LPG 수증기 개질 반응에서 1024시간동안 활성이 유지됨을 확인하였을 뿐만 아니라 탄소침적 또한 발생하지 않음을 확인하였다.

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메탄올 수증기 개질반응에서 구리가 함침된 하이드로탈사이트 촉매를 이용한 키네틱 연구 (Kinetic Study of Copper Hydrotalcite Catalyst in Methanol Steam Reforming)

  • 이재혁;장승수;안호근
    • 한국가스학회지
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    • 제26권5호
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    • pp.16-21
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    • 2022
  • 메탄올 수증기 개질 반응을 이용하여 수소를 제조하는 촉매의 반응 속도에 대해서 연구하였다. 다공성 및 열적 안정성이 우수하고, 높은 비표면적, 약한 루이스 산점과 염기성을 가지고 있는 하이드로탈사이트를 지지체로 하여 메탄올 합성 시 자주 사용되는 구리를 주 활성금속으로 함침시켜서 제조하였으며, 제조된 촉매의 고유한 활성화 에너지 및 전 지수 인자에 대해서 파악하였다. 본 연구에서는 20wt%의 구리가 함침된 하이드로탈사이트 촉매에서 활성화 에너지는 97.4 kJ/mol, 전 지수 인자는 5.904 × 1010으로 계산되었으며, 계산된 값을 이용하여 공정모사를 수행한 결과는 실험결과와 유사함을 보여주었다.

구리가 함침된 하이드로탈사이트 촉매의 고유 키네틱 데이터를 이용한 메탄올 수증기 개질반응의 고정층 반응기 CFD 시뮬레이션 (FBR CFD Simulation of Steam Methanol Reforming Reaction using Intrinsic Kinetic Data of Copper-impregnated Hydrotalcite Catalyst)

  • 이재혁;신동일;안호근
    • 한국가스학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.78-85
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    • 2023
  • 구리가 함침된 하이드로탈사이트 촉매의 고유 키네틱 데이터를 이용하여 메탄올 수증기 개질 반응의 고정층 반응기 Computational Fluid Dynamics(CFD) 시뮬레이션을 수행하였다. 이전 연구결과로부터 얻어진 20wt%의 구리가 함침된 하이드로탈사이트 촉매의 활성화 에너지는 97.4 kJ/mol, 전 지수 인자는 5.904 × 1010를 이용하였다. 그리고 고유의 키네틱 데이터를 사용하여 반응온도 (200-450 ℃) 및 메탄올과 물의 몰비 변화에 따른 전환율을 관찰하였다. 또한 위의 키네틱 상수를 power law 모델을 사용하여 Axial 2D Symmetry 시뮬레이션을 통해 상용반응기(I.D. 0.05 - 0.1 m, Length 1 m)의 열 및 물질유동해석을 예측하였다.

세리아가 첨가된 니켈 치환 하이드로탈사이트로부터 유도된 촉매에 의한 메탄의 부분산화 (Partial Oxidation of Methane Over Ceria-promoted Catalysts Derived from Ni-substituted Hydrotalcite)

  • 이승환;김미소;곽정훈;임태훈;남석우;홍성안;윤기준
    • 신재생에너지
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    • 제4권2호
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    • pp.39-44
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    • 2008
  • Partial oxidation of methane was carried out by ceria-promoted Ni-substituted hydrotalcite-derived catalysts ($Ce_xNi_3$-HTlc ; x=$0.3{\sim}1.2$) in a fixed-bed reactor. The Ce/Ni ratio of 0.3/3 in the catalyst showed the best catalytic activity but the Ce/Ni ratio became higher above 0.3/3, the catalyst became less active in short-term tests. No ceria promoted catalyst was started to decrease $CH_4$ conversion after 20 h but the Ce/Ni ratio 0.3/3 catalyst was kept its stability in long-term tests.

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하이드로탈사이트계 방청제를 혼입한 콘크리트의 염화물확산계수 및 철근부식특성 (Chloride Diffusion Coefficient and Steel Corrosion Properties of Concrete containing Hydrotalcite-based Corrosion Inhibitor)

  • 강인영;김규용;윤민호;황의철;서원우;남정수
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2017년도 추계 학술논문 발표대회
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    • pp.90-91
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    • 2017
  • Concrete can be used semi-permanently unless the steel is corroded. However, the concrete exposed to the marine environment is exposed to sea breeze, so chloride ions penetrate into the concrete and the steel is corroded accordingly. In order to solve these problems, there is a method of increasing the covering depth of the concrete and an application of the epoxy paint to the steel. In this study, the hydrotalcite type corrosion inhibitor was mixed with the concrete and the compressive strength, chloride diffusion coefficient and the corrosion properties of the steel were examined.

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소성온도에 따른 Ni/MgO-$Al_2O_3$ 촉매의 탈산소 반응 활성 (Activity of Deoxygenation Reaction on Ni/MgO-$Al_2O_3$ : Effect of Calcination Temperature)

  • 엄익환;정대운;김기선;노현석;이보은;나정걸;고창현
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.243.2-243.2
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    • 2010
  • 현재 바이오디젤(Bio diesel)은 유지와 메탄올을 염기촉매를 넣고 전이에스테르화(Trans-esterification)반응하여 생산한다. 생산된 1세대 바이오 디젤은 분자 내 산소가 다량 함유되어 여러 가지 단점을 가지기 때문에 전이에스테르화 반응을 대체한 탈산소(Deoxygenation)반응이 주목 받고 있다. 본 연구에서는 유리지방산(Free fatty acid, FFA)인 올레익 산(Oleic acid)의 탈산소반응을 수행하였다. 하이드로탈사이트(Hydrotalcites) 구조인 MgO-$Al_2O_3$(MgO=70 wt%)를 6시간 동안 $500^{\circ}C$에서 예비소성(Pre-calcination)하여 담체로 사용하였다. 제조된 MgO-$Al_2O_3$ 담체에 함침법(Incipient wetness method)으로 20 wt% Ni을 담지 시켰다. 제조된 Ni/MgO-$Al_2O_3$촉매는 소성온도를 변화시켜 반응 실험을 수행하였다. TPR 분석을 통해 산화-환원특성을 분석하였고 생성물의 원소분석을 통해 생성물의 산소함량을 측정하였다.

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