• Korean Chemical Engineering Research
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• 제44권2호
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• pp.187-192
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• 2006

폴리페닐렌 옥사이드(PPO)를 이용하여 헤테로폴리산(HPA)을 고정시킨 박막 제조를 통해 새로운 고분자 복합막을 제조하고 특성을 분석하였다. 헤테로폴리산인 텅스토인산(PWA)이나 몰리브도인산(PMA)을 혼합한 PPO 박막은 서로 같은 용매에 녹지 않으므로 혼합용매를 사용하여 제조하였다. 본 연구에서는 PWA를 녹이기 위한 용매로 메탄올을 PPO를 녹이기 위한 용매로 클로로포름을 사용하였으며, 혼합된 PPO-PWA 용액을 유리판 위에서 제막하였다. 다공성의 PPO-PWA 박막에 나피온 혼합물을 사용하여 복합막을 제조하였고, 제조된 복합막은 이온 전도도와 메탄올 투과도를 측정하여 특성화하였다. PPO-PWA 복합막의 형태와 구조는 SEM(scanning electron microscopy)과 EDS(energy dispersive spectrometer)로 관찰하였고, 복합막은 직접 메탄올 연료전지(DMFC)용 전해질로서의 성능을 시험하였다. PPO-PWA 구조를 가지고 있는 복합막을 이용함으로써 DMFC 내에서의 메탄올 투과 현상을 66％ 줄일 수 있었다.

• 공업화학
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• 제5권5호
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• pp.819-824
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• 1994

Dimethylformamide를 공통용매로 하여 $H_3PMo_{12}O_{40}$와 polysulfone를 동시에 녹여 분리막 형태의 $H_3PMo_{12}O_{40}$-polysulfone 필름을 제조하였다. SEM 및 EDX 분석 결과 필름 촉매상에서 $H_3PMo_{12}O_{40}$는 매우 고른 상태로 잘 분산되어 있음을 확인되었다. ESCA 분석결과에 의하면 Mo의 산화상태에는 변화가 없었다. 에탄을 전환반응에서 $H_3PMo_{12}O_{40}$-polysulfone 필름 촉매는 $H_3PMo_{12}O_{40}$보다 낮은 산반응특성과 높은 산화반응 특성을 보였으며, 산화반응의 활성은 약 10배 정도 크게 나타났다. 산 특성의 감소는 $H_3PMo_{12}O_{40}$의 산점과 강하게 결합된 dimethylformamide에 기인하여, 산화특성의 증가는 촉매의 고른 분산에 기인하였다. 흡착실험 결과 블랜딩 후 $H_3PMo_{12}O_{40}$의 표면 특성은 크게 증가하였으나 내부 특성은 큰 변화가 없는 것으로 나타났다. 따라서 헤테로폴리산을 고분자와 블랜딩시킬 경우 헤테로폴리산이 지니는 산 및 산화환원 특성의 제어는 물론 촉매의 표면 및 내부 특성 제어가 가능할 것으로 여겨진다.

• 청정기술
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• 제25권1호
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• pp.91-97
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• 2019

산화탈황반응은 디벤조티오펜(dibenzothiophenes, DBTs)과 같이 제거하기 어려운 구조의 황화합물들을 선택적으로 산화하여 설폭사이드(sulfoxide)와 설폰(sulfone) 등의 형태로 전환하고, 이들을 추출과 흡착에 의해 제거할 수 있기 때문에 최근 많은 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 선박용 경유의 산화탈황반응을 회분식반응기에서 산화제 과산화수소($H_2O_2$)와 함께 다양한 헤테로폴리산 담지촉매에 의해 수행하였다. 제조 촉매들은 X-선 회절분석(XRD), X-선 형광분석(XRF), X-선 광전자분광분석(XPS) 및 질소 흡착등온선 등의 기법에 의해 특성분석이 이루어졌다. 유망한 지지체인 실리카에 30 wt% 담지된 헤테로폴리산 촉매 활성 순위는 황 제거율 기준으로, $30\;H_3PW_{12}/SiO_2$ > $30\;H_3PMo_{12}/SiO_2$ > $30\;H_4SiW_{12}/SiO_2$ 순으로 나타났으며, 이는 헤테로폴리산의 고유 산세기에 기인한 것으로 판단된다. $30\;H_3PW_{12}/SiO_2$ 촉매는 반응 온도 $30^{\circ}C$, 촉매량 $0.025g\;mL^{-1}$ (cat./oil), 반응 시간 1 h의 반응조건 하에서 약 66%의 가장 높은 초기 황 제거율을 보였다. 그러나 $H_3PW_{12}/SiO_2$ 촉매의 재사용성 실험을 통해 확연하게 활성이 저하됨을 확인하였으며 이는 활성 성분인 $H_3PW_{12}$의 용출에 기인한 것으로 보인다. $H_3PW_{12}/SiO_2$ 촉매로의 세슘 양이온($Cs^+$) 도입에 의한 용해도의 변화와 함께 촉매의 안정성이 개선되었으며, $Cs^+$ 이온교환 된 촉매는 최소 5회 이상 재사용이 가능함을 확인하였다.

• 공업화학
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• 제9권7호
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• pp.1018-1022
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• 1998

본 연구에서는 테트라하이드로퓨란(THF)의 개환중합반응에 의해 변형된 12-몰리브도인산의 특성 및 촉매 반응성을 살펴보았다. 기상 에탄올 전화반응에서 THF에 의해 변형된 12-몰리브도인산은 모산 촉매보다 매우 우수한 전환율 및 생성물 수율을 보였다. 변형된 12-몰리브도인산의 증가된 반응성은 변형된 헤테로폴리음이온의 구조적 유연성과 약화된 수소결합에 기인하는 것으로 판단된다. THF는 양성자 또는 결정수를 매개로 헤테로폴리산과 상호작용을 하는 것으로 나타났는데, 결정수를 중심으로 한 THF와 헤테로폴리음이온간의 상호작용이 변형된 12-몰리브도인산의 촉매 활성을 결정하는 주된 요인이었다.

• 공업화학
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• 제4권1호
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• pp.162-170
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• 1993

TBA(tert-butyl alcohol)와 ethanol로부터 고체산 촉매상에서 가솔린 옥탄가 향상제인 ETBE(ethyl tert-butyl ether)의 기상 합성반응에 관하여 연구하였다. 헤테로폴리산 촉매가 제올라이트계 촉매보다 활성이 우수하였으며, $H_4SiW_{12}O_{40}$촉매는 현재 공업적으로 이용되고 있는 Amberlyst-15 수지촉매의 대체가능성을 보였다. 또한 전이금속 양이온으로 교환된 헤테로폴리산 촉매는 수소환원에 의한 새로운 산점의 생성 및 증가에 따라 촉매활성이 크게 증가되었다. 이러한 수소환원 효과는 촉매의 환원특성과 관계되며, 환원 용이성은 $Ag^+$>$Cu^{2+}$>$Fe^{2+}$의 순서였다.

• 공업화학
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• 제10권7호
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• pp.1020-1027
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• 1999

헤테로폴리산(HPW)을 표면적이 서로 다른 담체인 $SiO_2$ MCM-41, MCM-48에 담지농도와 소성온도를 달리하며 담지시켰다. X-선 회절분석, 질소 흡착법, 적외선 흡수 스펙트럼, $^{31}P$ 고체 핵자기 공명을 통해서 이 담지촉매의 특성을 조사하였다. IR과 NMR의 결과로부터 HPW가 담체안에서 케긴 구조를 유지하면서 존재함을 확인할 수 있었다. MCM-41의 경우에는 35 wt %, MCM-48의 경우에는 65 wt %로 담지시킨 경우에도 X-선 회절패턴에서 HPW 고유의 피크가 나타나지 않았으며, 이와 같은 특성을 통해서 HPW가 고분산 되어 있음을 알 수 있었다. Di, bis, tri-pentaerythritol의 가수분해 반응에서 이들 담지 촉매는 높은 촉매 활성을 보였으며 HPW, $HPW/SiO_2$보다 HPW/MCM-41, 48의 촉매 활성이 더 우수하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.85.2-85.2
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• 2010

There is widespread effort to develop polymer membranes in place of Nafion for high temperature polymer electrolyte membrane fuel cell(PEMFC). In our study, SiO2 membranes are arranged by electrospinning method. For impregnation solution, the modified sulfonated poly(ether ether ketone)(SPEEK) polymer is prepared from sulfonation, sulfochlorination, partial reduction and lithiation reaction. The modified polymer is cross-linked with 1,4-diiodobetane in NMP solvent and then blended with Heteropoly acid(HPA). The characterization of membranes is confimed by FT-IR, Thermogravimetry(TGA), water uptake test and single cell performance test for PEMFC, etc. The composite membrane shows satisfactory thermal and mechanical properties. Beside, The membrane exhibits good ion exchange capacity and high proton conductivity. As a result, The composite membrane is promising as an alternative membrane in high temperature PEMFC.

• 청정기술
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• 제19권1호
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• pp.13-21
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• 2013

다른 분율의 Cs이 포함된 Pt/$Cs_xH_{3-x}PW_{12}O_{40}$ 촉매를 제조하여 셀룰로우스의 폴리올로의 수소화분해반응를 수행하였다. 촉매의 비표면적과 Pt의 분산도는 Pt/$Cs_xH_{3-x}PW_{12}O_{40}$ 촉매의 Cs 함량이 증가함에 따라 증가하였다. 그러나 Pt/$Cs_xH_{3-x}PW_{12}O_{40}$ 촉매의 Cs의 함량이 변함에도 불구하고 비슷한 폴리올 수득률을 보였다. Pt/$Cs_xH_{3-x}PW_{12}O_{40}$ 촉매의 반응 활성은 Ni/W/SBA-15와 두 가지의 복합촉매(Pt/AC+$H_3PW_{12}O_{40}$과 Pt/AC+$Cs_{3.0}PW_{12}O_{40}$)와 비슷하였다. 이 반응을 진행하는 동안 Pt/$Cs_xH_{3-x}PW_{12}O_{40}$ 촉매로부터 헤테로폴리 음이온이 침출되는 것을 확인하였다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1992년도 춘계 총회 및 학술발표회
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• pp.35-36
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• 1992

화학반응이 주로 고온에서 일어나기 때문에 polymer membrane의 화학반응에의 적용은 거의 없었으며, 연구의 대부분은 열적 안정성이 좋은 inorganic membrane reactor에 대하여 이루어져 왔다. 산 및 산화환원 촉매로써의 12-텅스토인산은 반응물의 종류에 따라 특이한 흡착 특성을 보이며, 헤테로폴리산만이 지니는 특징적인 surface, bulk 특성 때문에 바능물의 종류에 따라 반응은 촉매의 surface and/or bulk에서 일어난다. 무기 축합산인 12-텅스토인산이 지니는 또 하나의 특징은 물, 알콜, ether 같이 산소를 포함하는 organic solvent에 매우 잘 녹는다는 사실이다.

• 공업화학
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• 제8권2호
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• pp.211-219
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• 1997

1-부텐과 i-부탄의 알킬화반응에 의한 i-옥탄 생성반응을 Cs 혹은 $NH_4$가 치환된 $H_3PW_{12}O_{40}$ 촉매상에서 액상 및 기상으로 수행하였다. 액상알킬화반응의 경우 반응전 촉매의 전처리 온도가 헤테로폴리산 촉매의 반응성에 매우 중요한 역할을 하였다. 액상알킬화반응에서 치환염은 모산보다 매우 우수한 총수율과 i-옥탄 선택도를 보였으며, $(NH_4)_{2.5}H_{0.5}PW_{12}O_{40}$ 촉매는 $Cs_{2.5}H_{0.5}PW_{12}O_{40}$ 보다 1-옥탄 선택도면에서 더욱 효과적인 것으로 나타났다. 기상알킬화반응의 경우 Cs 혹은 $NH_4$가 치환된 $H_3PW_{12}O_{40}$ 촉매의 활성은 촉매의 산특성(산점의 비활성화)과 관련이 있었다. 기상알킬화반응에서 반응초기에는 촉매의 강한 산특성 때문에 $C_5-C_7$가 주로 생성되나 반응이 진행되면서 촉매 산점의 비활성화가 진행되어 $C_8$ 및 $+C_9$가 주로 생성되었다. 기상알킬화반응에서 대상 촉매중 $Cs_{2.5}H_{0.5}PW_{12}O_{40}$이 가장 우수한 총수율을 나타내었다.