• Applied Chemistry for Engineering
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• v.33 no.5
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• pp.466-470
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• 2022

The catalytic thermal oxidizer process has recently attracted considerable attention for the oxidation and decomposition of volatile organic compounds at low temperatures (< 450 ℃) with high efficiency (> 95%). Although many noble metal catalytic materials are well established, they are expensive and hazardous. Herein, highly active and low-cost Cu-Mn bimetallic catalysts were prepared using a simple and facile synthesis method involving the co-precipitation of Cu and Mn precursors. The synthesis of the catalyst was optimized by controlling the composition ratio of Cu and Mn. The optimized catalyst exhibited a large surface area of 230.8 m²/g with a mesoporous structure. To demonstrate the catalytic performance, the Cu-Mn catalyst was tested for the oxidation reaction of ethyl acetate, showing a high conversion efficiency of 100% at a low temperature of 250 ℃.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2006.11a
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• pp.463-466
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• 2006

직접 알콜 연료전지는 액체인 알콜을 직접 연료전지에 공급하여 연소시킴으로써 높은 효율을 갖는 휴대용전원으로 주목받는 장치이다. 직접 알콜 연료전지에 담지체로 사용되는 탄소 소재는 넓은 표면적과 우수한 전기전도도를 가지고 있다는 장점 있으나 금속 촉매와의 상호작용이 약하여 촉매 활성에 영향을 주지 못한다. 산화물을 담지체로 사용할 경우 이러한 금속-담지체 간의 상호작용으로 인한 촉매활성 증가 및 입자성장 억제의 효과를 기대할 수 있다. 본 연구에서는, 안티몬 도핑된 주석산화물 (Sb-doped SnO2 : ATO nanoparticle)을 직접 메탄올 연료전지용 담지체어 적용하였으며 합성 과정은 다음과 같다. SnC14 5H2O SbC13, NaOH, HCl 수용액 혼합물을 삼구 플라스크에 넣고 $100^{\circ}C$ 온도에서 환류(reflux) 시킨 후 세척 및 건조하여 Air 분위기에서 열처리하였다. 합성된 산화물 수용액에 폴리올 방법으로 합성된 백금 콜로이드를 담지하였으며, 세척과 건조를 통하여 산화물에 담지된 백금 촉매를 촉매를 합성하였다. 촉매의 구조분석을 위해 XRD, TEM을 사용하였으며, 전극촉매로서의 활성을 평가하기 위해 cyclic voltammetry을 평가하였다. 본 연구에서는 백금의 담지량에 따른 Costripping voltammetry특성과 메탄올 및 에탄올 산화 반응 특성에 대하여, 탄소를 담지체로 사용한 Pt/C 촉매와 비교 평가하였다. 알콜 산화반응 평가결과, 주석산화물에 담지한 촉매가 탄소를 담지체로 사용한 촉매보다 우수한 활성을 나타내었으며 활성증가는 메탄올에 비해 에탄올 산화 반응의 경우 크게 증가하였다. 막과 비교해 보았다. $ZrO_2$ 입자는 전도성이며 동시에 친수성을 나타내기 때문에 상용 막에 비하여 함수율 및 수소이온 전도도가 우수하게 나타났다. 복합막의 이러한 물성은 $100^{\circ}C$이상의 고온에서 전해질 막 내의 물 관리를 용이하게 한다. 단위 전지 운전 온도 $130^{\circ}C$, 상대습도 37%의 운전 조건에서도 상당히 우수한 전지 성능을 보임에 따라 고온/저가습 조건에서 상용 Nafion 112 막보다 우수한 막 특성을 나타냄을 확인하였다.소/배후방사능비는 각각 $2.18{\pm}0.03,\;2.56{\pm}0.11,\;3.08{\pm}0.18,\;3.77{\pm}0.17,\;4.70{\pm}0.45$ 그리고 $5.59{\pm}0.40$이었고, $^{67}Ga$-citrate의 경우 2시간, 24시간, 48시간에 $3.06{\pm}0.84,\;4.12{\pm}0.54\;4.55{\pm}0.74 $이었다. 결론 : Transferrin에 $^{99m}Tc$을 이용한 방사성표지가 성공적으로 이루어졌고, $^{99m}Tc$-transferrin의 표지효율은 8시간까지 95% 이상의 안정된 방사성표지효율을 보였다. $^{99m}Tc$-transferrin을 이용한 감염영상을 성공적으로 얻을 수 있었으며, $^{67}Ga$-citrate 영상과 비교하여 더 빠른 시간 안에 우수한 영상을 얻을 수 있었다. 그러므로 $^{99m}Tc$<

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.27 no.8
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• pp.859-869
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• 2005

The commercial $V_2O_5-WO_3/TiO_2$ catalysts which had been exposed to the off gas from incinerator for a long time were regenerated by physical and chemical treatment. The catalytic properties and NOx conversion reactivity of those catalysts were examined by analysis equipment and NOx conversion experiment. The characterization of the catalysts were performed by XRD(x-ray diffractometer), BET, POROSIMETER, EDX(energy dispersive x-ray spectrometer), ICP(inductively coupled plasma), TGA(thermogravimetric analyzer) and SEM (scanning electron microscopy). NOx conversion experiment were performed with simulated off gas of the incinerator and $NH_3$ was used as a reductant of SCR reaction. Among the regeneration treatment methods which were applied to regenerate the aged catalysts in this study, it showed that the heat treatment method had excellent regeneration effect on the catalytic performance for NOx conversion. The catalytic performance of the regenerated catalysts with heat treatment method were recovered over than 95% of that of fresh catalyst. For the regenerated catalysts with the acid solution(pH 5) and the alkali solution(pH 12), the catalytic performance were recovered over than 90% of that of fresh catalyst. From the characterization results of the regenerated catalysts, the specific surface area was recovered in the range of $85{\sim}95%$ of that of fresh catalyst. S and Ca element, which are well known as the deactivation materials for the SCR catalysts, accumulated on the aged catalyst surface were removed up to maximum 99%. Among the P, Cr, Zn and Pb elements accumulated on the aged catalyst surface, P, Cr and Zn element were removed up to 95%. But the Pb element were removed in the range of $10{\sim}30%$ of that of fresh catalyst.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.32 no.3
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• pp.305-311
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• 2021

Effects of chitosan as a mesopore directing agent of SAPO-34 catalysts were investigated to improve the catalytic lifetime in DTO reaction. The synthesized catalysts were characterized by XRD, SEM, N₂ adsorption-desorption isotherm and NH₃-temperature programmed desorption (TPD). The modified SAPO-34 catalysts prepared by varying the added amount of chitosan showed the same cubic morphology and chabazite structure as the conventional SAPO-34 catalyst. As the added amount of chitosan increased to 3 wt%, the surface area, mesopore volume and concentration of weak acid sites of modified SAPO-34 catalysts increased. The modified SAPO-34 catalysts showed enhanced catalytic lifetime and high selectivity for light olefins in the DTO reaction. In particular, the SAPO-CHI 3 catalyst (3 wt%) exhibited the longest catalytic lifetime than that of the conventional SAPO-34. Therefore, it was confirmed that chitosan was a suitable material as a mesopore directing agent to delay deactivation of the SAPO-34 catalyst.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.30 no.5
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• pp.513-522
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• 2019

Catalysts based on organic compounds, transition metal and metal-organic frameworks (MOFs) have been applied to degrade or remove organophosphorus toxic compounds (OPs). During the last 20 years, various MOFs were designed and synthesized to suit application purposes. MOFs with $Zr_6$ based metal node and organic linker were widely used as catalysts due to their tunability for the pore size, porosity, surface area, Lewis acidic sites, and thermal stability. In this review, effect on catalytic efficiency between MOFs properties according to the structure, stability, particle size, number of connected-ligand, organic functional group, and so on will be discussed.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.53 no.6
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• pp.802-807
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• 2015

In this study, we synthesized a new biocatalyst consisting of glucose oxidase (GOx), polyethyleneimine (PEI) and carbon nanotube (CNT) with addition of terephthalaldehyde (TPA) (TPA/GOx/PEI/CNT) for fabrication of glucose sensor that shows improved sensing ability and stability compared with that using other biocatalysts. Main bonding of the new TPA/GOx/PEI/CNT catalyst is formed by Aldol condensation reaction of functional end groups between GOx/PEI and TPA. Such formed bonding structure promotes oxidation reaction of glucose. Catalytic activity of TPA/GOx/PEI/CNT is evaluated quantitatively by electrochemical measurements. As a result of that, large sensitivity value of $41{\mu}Acm^{-2}mM^{-1}$ is gained. Regarding biosensor stability of TPA/GOx/PEI/CNT catalyst, covalent bonding formed between GOx/PEI and TPA prevents GOx molecules from becoming leaching-out and contributes improvement in biosensor stability. With estimation of the biosensor stability, it is found that the TPA/GOx/PEI/CNT catalyst keeps 94.6% of its initial activity even after three weeks.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.72-72
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• 2010

탄소나노튜브(carbon nanotubes : CNTs)는 뛰어난 전기적, 물리적인 특성을 가지고 있기 때문에 다양한 분야에서 이를 활용하려는 노력들이 활발히 이루어지고 있다. CNTs의 전기적인 특성은 직경에 의해 결정되므로, 직경을 균일하게 제어하는 일이 CNTs를 기반으로 한 전자소자 응용에 가장 중요한 사항이라 할 수 있다. 일반적으로 화학기상증착법(chemical vapor deposition, CVD)으로 합성된 CNTs의 직경은 촉매의 크기에 의존하기 때문에, 촉매의 크기를 제어하기 위한 다양한 연구들이 활발히 진행되고 있다[1-3]. 하지만 CNTs의 성장온도 근처에서 촉매 입자는 표면 확산(surface diffusion)에 의해 응집(agglomeration)되기 때문에 작고 균일한 크기의 촉매를 얻기 어렵다. 본 연구에서는 Si(001) 기판 위에 지지층(supporting layer)인 Al의 두께를 변화시켜 증착하고, 열적산화과정을 통해 $Al_2O_3$ 층을 형성한 후 Fe을 증착하여 CNTs를 합성하였다. $Al_2O_3$ 지지층과 Fe 촉매입자의 구조와 화학적 상태를 원자힘현미경 (atomic force microscopy, AFM), 주사전자현미경 (scanning electron microscopy, SEM), 투과전자현미경 (transmission electron microscopy, TEM), X-선 광전자 분광기(X-ray photoelectron spectroscopy)를 통해 분석하였고, 성장된 CNTs는 SEM, TEM, 라만 분광법 (Raman spectroscopy)을 통해 분석하였다. 그 결과, $Al_2O_3$ 층은 두께에 따라 각기 다른 표면 거칠기(RMS roughness)와 결정립(grain)의 크기를 갖게 되며, 이러한 표면구조가 Fe 촉매입자의 표면확산에 의한 응집에 관여하여 CNTs의 직경에 영향을 미치는 것을 확인하였다. 또한 $Al_2O_3$ 지지층의 두께가 15 nm인 경우, Fe의 응집현상이 억제되어 좁은 직경분포를 지닌 고순도 단일벽 탄소나노튜브(Single-walled CNTs)가 성장되는 것을 확인하였다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.21 no.1
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• pp.63-70
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• 2010

Transition metal based spent catalysts (Ni-Mo and Co-Mo), which were scrapped from the petrochemical industry, were reused for the removal processes of volatile organic compounds (VOCs). Especially the optimum regeneration procedures were determined using the removal efficiency of VOCs. In this work, the spent Ni-Mo and spent Co-Mo catalysts were pretreated with different physic-chemical treatment procedure: 1) acid aqueous solution, 2) alkali solution, 3) chemical agent and 4) steam. The various characterization methods of spent and its regenerated catalysts were performed using nitrogen adsorption, X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) equipped with an energy dispersive spectrometry (EDS). It was found that all spent catalysts were found to be potentially applicable catalysts for catalytic oxidation of benzene. The experimental results also indicated that among the employed physico-chemical pretreatment methods, the oxalic acid aqueous (0.1 N, $C_2H_2O_4$) pretreatment appeared to be the most efficient in increasing the catalytic activity, although the catalytic activity of spent Ni-Mo and spent Co-Mo catalysts in the oxidation of benzene were greatly dependent on the pretreatment conditions. The pretreated spent catalysts at optimum condition could be also applied for removing other aromatic compounds (Toluene/Xylene).

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.75-75
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• 2010

단일벽 탄소나노튜브(SWNT)는 뛰어난 물리적 성질과 화학적 안정성을 가지고 있어서 다양한 분야의 응용이 기대되어 폭넓은 연구가 진행 되고 있다. 특히 SWNT의 전기적 및 기계적 특성들은 SWNT의 직경 및 뒤틀림도(chirality)에 의해 크게 좌우되기 때문에, 합성하는 단계에서 직경 또는 chirality를 제어에 관한 많은 이론적 연구가 진행되어 왔으며, 최근에는 초기 SWNT의 핵생성 단계에서의 촉매의 거동 및 상호 연관성 등에 관한 실험적인 연구결과들이 속속 보고되고 있는 실정이다. 하지만, 아직도 이에 관한 더욱 다양하고 활발한 연구 접근 및 결과들이 필요한 시점이다. 상기 배경을 바탕으로 본 연구에서는 균일한 직경을 갖는 SWNT의 합성을 위한 기초연구로서 SWNT의 직경과 촉매나노입자의 크기의 상호 연관성에 대해 체계적으로 조사하였다. 우선 SWNT합성을 위한 촉매나노입자를 얻기 위해 페리틴(ferritin)용액의 농도 및 스핀코팅 조건을 변화시킴으로써 기판 위에 분산농도를 제어한 후, 대기 열처리를 통하여 촉매나노입자의 농도를 제어하였다. 나노입자의 평균직경은 4 nm 정도로 비교적 균일하였으며, 고농도의 촉매입자는 SWNT의 다발화(bundling)를 유발하였다. 따라서, SWNT와 나노입자 직경의 상호연관성을 조사하기 위해서는 단분산(monodispersed) 된 나노입자를 이용하였으며, 아르곤 분위기에서 추가적으로 고온($900^{\circ}C$) 열처리를 실시함으로써 나노입자의 크기감소를 도모하였다. 실험결과, 열처리 시간의 증가에 따라 입자크기가 감소함을 확인하였으며, 이는 나노입자의 증발에 의한 것으로 예상된다. 다음으로는 열처리를 통하여 직경이 제어된 나노입자를 이용하여 SWNT를 합성한 후 SWNT와 촉매크기 사이의 크기 관계를 조사하였다. SWNT의 합성은 메탄을 원료가스로 열화학증기증착법을 이용하였고, 합성기판으로는 산화실리콘웨이퍼와 퀄츠기판을 이용하였다. 성장한 SWNT의 직경은 AFM을 이용하여 측정하였으며, 퀄츠기판에 수평배향 성장시킨 SWNT를 3차원 구조의 기판으로 전사(transfer)하여, 라만분석이 용이하도록 하였다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.21 no.6
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• pp.697-701
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• 2010

We investigate the cell performance and characteristics of a direct formic acid fuel cell (DFAFC) using palladium (Pd) as a catalyst for anode. Pd is deposited on the electrolyte using the "direct paint" method. From a continuous three time-test of the polarization curve of the DFAFC, it is found that the catalytic activity of Pd and the cell performance of DFAFC steadily degrade as the tests are proceeded. This behavior may be due to the deactivation of Pd by formate (COOH) and hydroxyl (OH) groups, which are electrochemically dissociated from formic acid solution. Estimations of the degradation, followed by reactivation in activity of Pd catalyst and DFAFC cell performance are implemented by linear voltage sweep tests going in both positive and negative directions. When the maximum voltage of 1.0 V versus DHE is applied to the cell while a linear voltage sweep test going in negative directions, the activity of Pd catalyst and the DFAFC cell performance recover by the rehabilitation in activity of the deactivated Pd.