• 제목/요약/키워드: 환원반응성

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니켈촉매에 의한 크로톤 알데히드의 액상 수소첨가반응 (Liquid Phase Hydrogenation of Croton Aldehyde with Nickel Catalysts)

  • 이학성;박영해;김용섭
    • 공업화학
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    • 제5권3호
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    • pp.509-516
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    • 1994
  • 에탄올의 제조시 불순물로서 미량 생성되는 크로톤 알데히드를 수소와 반응시켜 n-부틸알콜로 전환하여 불포화 탄화수소를 제거하는 공정에 액상수소 첨가반응을 이용하고자 하며, 기존의 기상 수소첨가반응보다 월등한 에너지 절약 효과가 있다. 반응촉매는 내구성 및 가격 등 경제적인 측면을 고려하여 니켈촉매를 선택하였으며, 반응전화율의 측정은 PMT(permanganate time) test 방법을 적용하였다. PMT는 에탄올에 미량으로 함유되어 있는 크로톤알데히드의 초기농도 증가에 따라 급격히 감소하였으며, 크로톤 알데히드로부터 n-부틸알콜로의 수첨반응은 탄소-탄소 이중결합의 환원 후, 알데히드의 환원 과정이 연속적으로 일어나고, 각 반응단계는 0차 반응속도 상수를 가진다. 실험조건 범위 내에서는 반응 온도가 높을수록, LHSV가 느릴수록 PMT는 길어지고, 반응압력은 PMT와 거의 무관함을 보였다.

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수증기-이산화탄소 복합개질 반응에서 Ce가 증진된 Ni-Ce/$MgAl_2O_4$ 촉매의 탄소 침적저항성 향상에 관한 연구 (Ce addition into Ni/$MgAl_2O_4$ catalysts in combined $H_2O$ and $CO_2$ reforming of $CH_4$ for improvement of coke resistance)

  • 이성훈;구기영;정운호;노현석;이득기;윤왕래
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.226.1-226.1
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    • 2010
  • 본연구에서는 GTL(gas to liquids)공정의 합성가스 생산을 위해 수증기-이산화탄소 복합개질반응(Combined Steam and Carbon dioxide Reforming of Methane, CSCRM)을 수행하였다. CSCRM은 수증기와 이산화탄소의 공급비 조절을 통해 $H_2$/CO비를 2로 맞추기 용이한 장점을 지니고 있어 다른 단일 개질 반응과 달리 합성가스 생산 시 $H_2$/CO 비율을 조절하기 위한 부가적인 공정이 필요하지 않아 경제적인 공정이다. 일반적으로 사용되는 Ni개질촉매는 가격대비 우수한 성능을 보이지만 S/C비가 낮은 CSCRM의 경우 촉매표면의 탄소침적에 의한 비활성화가 야기되는 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 산소저장능력과 산소전달능력이 우수한 $CeO_2$를 조촉매로 첨가하여 표면에 형성된 코크 제거가 용이하도록 하였다. Ni-Ce/$MgAl_2O_4$촉매는 동시함침법(co-impregnation)으로 제조하였으며, Ni의 함량을 10wt%로 고정한 상태에서 Ce의 함량을 조절하여 Ce/Ni 최적비를 찾고자 하였다. XRD, TPR, BET, $H_2$-Chemisorption과 같은 촉매의 특성분석을 통해 촉매의 비표면적, 환원특성과 Ni입자의 분산도 등을 확인하였다. Ce를 첨가함에 따라 Ce2.5wt%까지는 비표면적이 증가하다가 이후 점차 줄어드는 경향성을 보였다. 또한, $H_2$-Chemisorption 결과 역시 비표면적과 유사한 경향성을 보였는데, Ce5.0wt%까지 Ni 분산도가 증가 하다가 다시 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 반응실험은 $H_2O:CO_2:CH_4:N_2$ = 0.8:0.4:1:1의 공급조건에서 수행하였으며, 질소와 수소 환원분위기로 $700^{\circ}C$에서 1시간 환원 후 $650^{\circ}C$에서 $550^{\circ}C$범위로 온도를 떨어뜨려가면서 반응을 수행하였다. Ce를 첨가함에 따라 $CH_4$ 전환율이 증가를 하다가 Ce2.5wt% 이후 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 높은 촉매 활성은 Ce 첨가로 인해 환원특성이 좋아지고 Ni분산도가 증가하여 담체와 강한 상호작용(SMSI)을 형성함으로 탄소침적 저항성 강화에 기인한 것이다.

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고품질 금속 이온 첨가 MCM-41 분자체 촉매의 제법, 특성화 및 응용 반응 (Synthesis, Characterizations, and Applications of Metal-Ions Incorporated High Quality MCM-41 Catalysts)

  • 임상윤
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제51권4호
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    • pp.443-454
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    • 2013
  • 콜로이드 실리카와 가용성 실리카를 이용하여 나트륨이 첨가되지 않은 다양한 금속이온 첨가 MCM-41 촉매를 제조하였다. 전이금속 이온인 $V^{5+}$, $Co^{2+}$$Ni^{2+}$이 MCM-41에 첨가되었을 경우 기공벽 내의 실리콘 이온과 등방치환을 하여 실리카 기공벽 내에서 독립된 단일 활성점을 형성하여 우수한 환원 및 활성 내구성을 보였다. 수소 승온 환원법을 이용하여 Co-MCM-41 촉매의 기공 곡률 반경효과에 대해 검토해 본 결과, 적절한 환원 처리와 기공 크기 및 pH 조절에 따라 코발트 금속입자의 크기를 1nm 이하의 범위에서 조절할 수 있었으며, 이 미세 금속 입자들은 표면 금속이온들과의 결합으로 인해 상당한 고온 안정성이 있음을 발견하였다. 완전 환원 후에도 비정형 실리카의 부분 덮힘으로 인해 금속 입자들의 표면 이동 및 뭉침 현상이 현저히 저하되는 것을 볼 수 있었다. 이들 촉매의 반응 예로 금속 입자 크기에 민감한 단일층 탄소 나노튜브의 합성을 Co-MCM-41을 이용하여 실시하였고, 금속 입자의 안정성 시험반응으로 Co 및 Ni-MCM-41을 이용한 CO 메탄화 반응, V-MCM-41을 이용한 메탄올 및 메탄의 부분 산화반응 및 기공곡률 반경이 촉매활성에 미치는 영향 등을 살펴보았다.

금속 프탈로시아닌 유도체의 제조 및 그의 소취 특성(1)

  • 김애경;최창남;조동련
    • 한국섬유공학회:학술대회논문집
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    • 한국섬유공학회 1998년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.338-341
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    • 1998
  • 악취의 주원인은 염기성 취기의 대표인 암모니아, 산성 취기의 대표인 황화수소, 그리고 트리메틸아민이며, 이들은 법정 악취물질로써 지정되어 있다$^1$. 이와 같은 악취를 없애는 소취기구는 활성탄 및 제오라이트 등과 같은 물질에 대한 물리적 흡착에 의한 것, 산화제 및 환원제에 의한 화학반응에 의한 것, 미생물 및 효소에 의한 생물학적 반응에 의한 것으로 대별되지만, 물리 흡착은 재방출의 문제가 있고 화학 및 생물학적 반응에는 소취성분 자체의 유해성 및 반응후 물질의 유해성이 문제가 되는 경우가 있다.(중략)

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마이크로 추력기 응용을 위한 과산화수소 촉매 분해 반응 (Catalytic Decomposition of Hydrogen Peroxide for Application on Micro Propulsion)

  • 안성용;이종광;랑성민;권세진
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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    • pp.266-271
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    • 2005
  • 과산화수소를 단일추진제로 사용하는 마이크로 추력기를 위한 실험적 연구를 수행하였다. 연구에서 은촉매 활성화 방법과 촉매 반응 챔버의 성능평가에 관한 실험을 하였다. 활성화를 위해 수소 환원법을 실시하였으며 $500^{\circ}C$의 환원 온도의 경우 가장 좋은 반응성을 가짐을 확인하였다. 촉매 분해 반응 연구를 위해 촉매 반응기가 제작되었다. 촉매 베드를 위해 지지체로 20 mm 길이의 유리 웨이퍼를 준비하여 은촉매를 스퍼터링 하였다. 추진제의 체류시간, 촉매 베드 온도, 촉매 코팅 면적을 변화시키며 추진제 전환율을 측정하였다.

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유기주석화합물이 해산 어류의 간장 MFO 효소계에 미치는 영향 (Effects of Tributyltin in vitro on Hepatic Monooxygenase System in Marine Fishes)

  • 전중균;이미희;이지선;심원준;이수형;허형택
    • 환경생물
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    • 제21권1호
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    • pp.18-25
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    • 2003
  • 본 연구는 내분비교란물질로 알려진 TBTC가 해양생물에게 미치는 영향을 조사하는 연구의 일환으로, 이 화합물에 노출시킨 어류의 간장 MFO 효소계의 반응을 in vitro로 조사하였다. 대상 어류는 개복치(Mola mola), 숭어(Mugil cephalus), 강도다리(Ptatichthys stellatus), 청어(Clupeu pallasii), 붕장어(Astroconger myriaster), 조피볼락 (Sebastes schlegeli), 참돔(Pugrus major), 넙치(Paralichthys olivaceus)이며, 이들의 간장 미크로좀을 2mM의 TBTC와 in vitro (3$0^{\circ}C$, 20분)로 배양하고 cytoch-rome P45O (CYP), cytochrome b5, NAD(P)H -cytochro-me c 환원효소를 비롯한 탈알킬화 효소들(EROD, PROD, MROD, ECOD)의 변화를 조사하였다. TBTC는 환원효소의 측정 시에는 DMSO에, 그리고 그 밖의 효소 측정시에는 메탄올에 녹여 2% 농도로. 첨가하였다. 어류의 간장 CYP 함량은 TBTC와 배양 후 대부분(6 어류/8어류)에서 10% 이하로 크게 저해되었으나, cyto-chrome b5함량은 변함이 없었다. 하지만 NAD(P)H 의존성 환원효소의 반응은 어류에 따라 달랐고, CYP 외에 두 환원효소도 모두 영향을 받아 저해되는 타입 1(개복치, 조피볼락, 청어, 강도다리, 참돔), CYP 외에 NADH 의존성 환원효소만 저해되는 타입 2(붕장어, 숭어)및 CYP 저해되지만 두 환원효소는 영향을 받지 않거나 오히려 유도되는 타입 3 (넙치)으로 구분되었다. 그리고 대부분(7/8)의 어류에서는 NADH 의존성 환원효소가 NADPH 의존성 환원효소에 비해 더욱 저해되는 경향을 보였다. TBTC는 어류의 탈알킬화 효소에도 영향을 미쳤고, 어류별 EROD활성의 저해는 개복치, 참돔, 붕장어, 조피볼락(잔존율 1~7%)>숭어, 청어 (14~30%)>넙치, 강도다리(56~65%)의 순이었으며, ECOD 활성의 저해도 개복치, 참돔, 붕장어 (36~38%)>조피볼락(63%))숭어, 청어, 넙치, 강도다리(90%)의 순으로 비슷한 경향이었다. 한편, 넙치와 강도다리에서는 PROD가 MROD보다 더욱 심하게 저해되었다. 이처럼 어류 간장의 약물대사 효소계는 TBTC에 의한 저해 정도가 어류에 따라 심한 차이를 보였다.

IC 배선재료로서 무전해 도금된 Cu 박막층의 열적 안정성 연구 (Thermal Stability of the Electroless-deposited Cu Thin Layer for the IC Interconnect Application)

  • 김정식
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.111-118
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    • 1998
  • 본 연구에서는 차세대 집적회로 device의 배선재료로서 사용될 가능성이 높은 Cu 금속을 무전해 도금으로 증착시킨 후 집적회로 공정에 필요한 열적 안정성에 대하여 고찰하 였다. MOCVD방법으로 Si 기판위에 TaN 박막을 확산 방지막으로 증착시킨 다음 무전해도 금으로 Cu막을 증착시켜 Cu/TaN/Si 구조의 다층박막을 제조하여 H2 환원 분위기에서 열처 리시킴으로서 열처리 온도에 따른 Cu 박막의 특성과 확산방지막 TaN와의 계면반응 특성에 대하여 고찰하였다. 활성화 처리와 도금용액의 조절을 적절히 행함으로서 MOCVD TaN 박 막위에 적당한 접착력을 지닌 Cu 박막층을 무전해 도금법을 사용하여 성공적으로 증착시킬 수 있었다. XRD, SEM 분석결과에 의하면 H2 환원분위기에서 열처리시켰을겨우 35$0^{\circ}C$~ $600^{\circ}C$ 범위에서 결정립 성장이 일어나 Cu 박막의 미세구조 특성이 개선됨을 알수 있었다. 또한 XRD, AES 분석에 의하여 열처리 온도에 따른 계면반응 상태를 조사해본 결과 $650^{\circ}C$ 온도에서는 Cu 원자가 TaN 확산방지막을 통과하여 Si 기판내로 확산함으로서 계면에서 Cu-Si 중간화합물을 형성하였다.

Dendrite 형상 구리 입자의 무전해 은 도금에 의한 열적 안정성 향상에 관한 연구 (Study on Improvement of Thermal Stability of Dendrite-shape Copper Particles by Electroless Silver Plating)

  • 황인성;남광현;정대원
    • 공업화학
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    • 제33권6호
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    • pp.574-580
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    • 2022
  • Dendrite 형태의 구리 입자 표면을 은으로 무전해 도금을 하는 과정에서, 치환도금(displacement plating)과 화학 환원도금(reducing electroless plating)을 병용하여 다양한 silver-coated copper (Ag@Cu) 입자들을 제조하였다. Ag@Cu 입자들의 물리화학적 특성은 SEM-EDS, TGA, XPS, XRD 및 BET 등으로 분석하였으며, 환원반응에 의하여 코팅되는 은은 구리 입자 표면에 나노 입자 형태로 형성되는 것을 확인할 수 있었다. Ag@Cu 입자들을 에폭시 수지와 복합화하여 도전성 필름을 제조하고 그의 열적 안정성을 평가하였다. 치환 반응과 환원 반응의 차이가 Ag@Cu 필름의 초기 저항 및 열적 안정성에 미치는 영향에 관하여 연구하였다.

과잉 산소 존재 하에서 Ru-HZSM-5촉매를 사용한 NO 분해 반응 및 선택적 촉매 환원 반응에 관한 연구 (A Study on Direct Decomposition and Selective Catalytic Reduction of NO over Ru-HZSM-5 Catalyst in the Presence of Excess Oxygen)

  • 배재용;정상철;이화영
    • 공업화학
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    • 제9권3호
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    • pp.355-360
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    • 1998
  • 본 연구에서는 여러 귀금속 이온 교환 HZSM-5 촉매상에서 NO의 선택적 환원 반응 및 과잉 산소 존재 하에서 탄화수소 환원제를 첨가하지 않은 조건에서의 직접 분해 반응을 수행하여 NO 제거 활성을 비교 검토하였으며, Cu-HZSM-5 촉매의 활성과도 비교하였다. 사용한 촉매 중 Ru-HZSM-5 상에서 탄화수소 환원제 없이 $NO+O_2$반응을 수행한 결과 최대 45%의 NO에서 $N_2$로의 전환율을 얻을 수 있었으며 수증기의 첨가에 대해서도 상당한 저항성을 나타내었다. 이러한 Ru-HZSM-5의 높은 활성은 NO를 과잉 산소 존재 하에서 $NO_2$로 전환시키는 능력이 우수하기 때문이라고 생각된다. Ru-HZSM-5 촉매상에서 NO는 기상 탄화수소 환원제가 없는 과잉 산소 존재 하에서는 먼저 $NO_2$로 산화된 후 이어 $N_2$로 분해되는 반응 경로를 거치는 것으로 생각되며 촉매 표면에 흡착되는 $NO_2$는 이 반응의 일종의 중간 생성물이라 판단된다.

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산화환원 촉매에 의한 Pentachlorophenol의 Transformation (Transformation of Pentachlorophenol by Oxidoreductive Catalysts)

  • 박종우;이윤기;김장억
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제42권4호
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    • pp.330-335
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    • 1999
  • Peroxidase, laccase, tyresinase와 같은 산화환원효소와 birnessite와 같은 무기촉매로 매개되는 oxidative coupling을 통한 PCP의 효율적인 제거 가능성을 규명하고자 하였다. 산화환원 촉매를 이용하여 PCP를 반응시켰을 경우 peroxidase로 매개되었을 때 transformation이 가장 높게 나타났고, tyrosinase로 매개된 반응에서는 거의 관찰되지 않았다 사용된 산화환원 촉매중 가장 높은 활성을 나타낸 peroxidase를 이용하여 반응조건에 따른 PCP의 transformation정도를 조사한 결과 PCP의 transformation은 pH 5.6 그리고 $16^{\circ}C$의 반응조건에서 가잘 높았다. 그리고 PCP의 transformation은 반응 30분까지 급속하게 증가되며 30분 이후부터 180분까지는 서서히 증가되다가 180분 이후에는 transformation의 증가가 관찰되지 않았다. 또한 peroxidase의 처리량을 증가시킴에 따라서 PCP의 transformation이 증가되는 것으로 나타났다. 보조 기질물질로서 다양한 humic monomer를 이용하여 PCP의 transformation에 미치는 보조 기질물질의 영향을 조사한 결과 보조 기질물질의 존재시 PCP의 transformation은 peroxidase, laccase 또는 birnessite로 매개되었을 경우에는 대부분의 경우 PCP의 transformation이 감소되었다. 그러나 tyrosinase로 매개된 경우에는 보조 기질물질이 존재할 때 PCP의 transformation이 대부분의 경우 증가되었다. 이상의 결과들로부터 PCP는 수중에서 biotic또는 abiotic 산화환윈 촉매로 매개된 oxidative coupling을 통해 제거될 수 있는 것으로 사료된다.

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