• 제목/요약/키워드: CO 산화반응

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Co/Nb 이중층 구조의 막역전을 이용한 박막 $CoSi_2$의 형성 (Formation of Thin $CoSi_2$by Layer Inversion of Co/Nb bi-layer)

  • 이종무;권영재;이병욱;김영욱;이수천
    • 한국재료학회지
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    • 제6권8호
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    • pp.779-785
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    • 1996
  • Co/Nb 이중층 구조의 RTA처리에 따른 층역전 현상을 이용하여 ${CoSi}_{2}$를 형성하였다. 중간에 삽입된 Nb층은 산화성향이 매우 커서 Si와 Co의 균일한 반응을 방해하는 Si 기판 표면의 산화막을 충분히 제거해 줄 수 있을 뿐만아니라 Co 의 실리사이드화 반응시에 Co와 결합하여 안정한 화합물을 형성해서 기판 Si의 과잉 소모를 막아 줌으로써 실리사이드화 반응을 제어하는 역할을 하는 것으로 나타났다. Co/Nb이중층 구조를 $800^{\circ}C$에서 열처리하여 얻은 최종 구조는 ${NB}_{2}{O}_{5}$/${Co}_{2}$Si.CoSi/${NbCo}_{x}$/Nb(O,C)/${CoSi}_{2}$/Si으로 이층들간의 역전과 안정한 ${CoSi}_{2}$상의 형성은 비교적 고온인 약 $700^{\circ}C$부터 시작되었으며, 전 열처리 온도구간에서 Nb의 실리사이드가 발견되지 않았는데, 이러한 점들은 모두 Nb 산화물이나 Co-Nb합금층과 같은 매우 안정한 중간 구조상들이 Co와 Si의 원활한 이동을 제한하기 때문으로 보인다.

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제일 원리 사용 Y-doped SrTiO3 연료극 특성 이해 및 3d 전위 금속 치환에 의한 표면 반응성 제어

  • 함형철;김희수;김용민;윤창원;윤성필;한종희;남석우
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.140-140
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    • 2012
  • 최근에 고체산화물 연료전지(SOFC) 연료극 조건에서 우수한 상 안정성, 높은 혼합 전자/이온 전도도 및 황/탄소 저항성 때문에 yttrium-doped strontium titanium oxide (Y-doped SrTiO3)가 대체 연료극 재료로 주목을 받아 왔다. 그러나 Y-doped SrTiO3는 연료 산화에 대해서 기존의 Ni 계열 연료극보다 낮은 전기화학적 활성을 보이는 단점이 있다. 따라서, 효율적인 Y-doped SrTiO3 계열의 연료극 재료를 개발하기 위해서는 Y-doped SrTiO3의 연료극 특성 및 반응성의 이해가 필수적이다. 본 발표에서는 SOFC 연료극에서 수소 산화 반응성을 결정함에 있어 표면 산소 vacancy 형성 에너지의 역할에 대한 spin-polarized DFT (density functional theory) 결과를 발표할 예정이다. 표면 산소 vacancy 형성 에너지는 수소 산화 반응[H2+O (surface) ${\rightarrow}$ OH+OH ${\rightarrow}$ H2O+O (vacancy)]과 밀접한 관계가 있다는 것을 확인하였다. 또한 Y-doped SrTiO3의 표면을 3d-전이금속을(Sc, V, Cr, Fe, Co, Mn, Ni, Cu) 도핑함으로써 표면 산소 vacancy 형성 에너지를 제어할 수 있다는 것을 보였다.

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CuO-ZnO-Al2O3 상업용 촉매에서의 메탄올 부분산화반응 (Methanol Partial Oxidation over Commercial CuO-ZnO-Al2O3 Catalysts)

  • 임미숙;서숭혁;하기룡;안원술
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제13권2호
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    • pp.119-126
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    • 2002
  • The methanol partial oxidation using commercial $CuO/ZnO/Al_2O_3$ catalysts in a plug flow reactor was studied in the temperature range of $200{\sim}250^{\circ}C$ at atmospheric pressure, It was achieved the high activities by Cu-based catalysts and the selectivity of $CO_2$/$H_2$ was 100% when $O_2$ was fully convened. The reactivity changes and their hysteresis with increasing/decreasing temperatures were observed due to the chemical state differences between the oxidation and the reduction on the Cu surface, It was suggested as the two-step reaction: the complete oxidation and the following steam reforming for methanol, which was indicated by the distributions of final products vs. the residence time. In addition, the complete oxidation step was shown to be extremely fast and the total reaction rate can be controlled by the steam reforming reaction.

고농도 페놀 폐수의 습식산화와 호기성 생물학적 통합처리 (Integrated Wet Oxidation and Aerobic Biological Treatment of the Wastewater Containing High Concentration of Phenol)

  • 최호준;이승호;유용호;윤왕래;서일순
    • KSBB Journal
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    • 제22권4호
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    • pp.244-248
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    • 2007
  • 고농도 페놀폐수 전처리 습식산화공정의 반응온도, 초기 pH 및 균일촉매 ($CuSO_4$) 등이 후처리 호기성 생물학적 공정에 미치는 영향을 조사하였다. 습식산화에서의 높은 반응온도와 산성 초기조건이 후처리 생물학적 산화공정에서 높은 산화속도와 최종 COD 제거율을 유발하였다. 습식산화에서 균일촉매를 사용하면 전처리 습식산화반응은 낮은 반응온도에서도 높은 COD 제거속도를 보였으나, 후처리 생물학적 산화공정에서는 낮은 최종 COD 제거율을 나타내었다.

고순도 수소 생산을 위한 CO 선택적 산화 반응용 Pt 촉매 연구 (A Study on Preferential CO Oxidation over Supported Pt Catalysts to Produce High Purity Hydrogen)

  • 전경원;정대운;장원준;나현석;노현석
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제24권5호
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    • pp.353-358
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    • 2013
  • To develop preferential CO oxidation reaction (PROX) catalyst for small scale hydrogen generation system, supported Pt catalysts have been applied for the target reaction. The supports were systematically changed to optimize supported Pt catalysts. $Pt/Al_2O_3$ catalyst showed the highest CO conversion among the catalysts tested in this study. This is due to easier reducibility, the highest dispersion, and smallest particle diameter of $Pt/Al_2O_3$. It has been found that the catalytic performance of supported Pt catalysts for PROX depends strongly on the reduction property and depends partly on the Pt dispersion of supported Pt catalysts. Thus, $Pt/Al_2O_3$ can be a promising catalyst for PROX for small scale hydrogen generation system.

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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Cu/CeO2 촉매의 구조적 특성이 일산화탄소 저온 산화반응에 미치는 영향 연구 (A Study on the Influence of the Structural Characteristics of Cu/CeO2 Catalyst on the Low-Temperature Oxidation of Carbon Monoxide)

  • 김민수;최경륜;김세원;홍성창
    • 청정기술
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    • 제26권4호
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    • pp.286-292
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    • 2020
  • 본 연구는 Cu/CeO2-X 촉매의 저온 CO 산화 활성에 미치는 영향을 촉매의 구조적 특성, 반응 특성을 통해 확인하였다. 사용된 촉매는 습윤 함침법으로 제조되었으며, 각기 다른 소성온도(300~600 ℃)에서 형성된 CeO2 (지지체)를 이용하여 Cu (활성금속)를 담지함으로써 Cu/CeO2-X 촉매를 제조하였다. 제조된 Cu/CeO2-X 촉매는 저온 CO 산화 활성을 평가하였다. 125 ℃에서 Cu/CeO2_300 촉매는 90% 이상의 활성을 나타냈으며, CeO2의 소성온도가 증가됨에 따라 활성이 점차 감소하여, Cu/CeO2_600 촉매는 65%를 나타냈다. 다음으로 촉매의 물리/화학적 특성을 Raman, BET, XRD, H2-TPR, XPS 분석으로 확인하였다. XPS 분석 결과, CeO2-X의 소성온도가 낮을 수록 불안정한 Ce3+ 종(비 화학양론 종) 비율이 증가하였다. 증가된 Ce3+종은 Cu와 결합함으로 써 치환결합을 형성하였으며 Raman 분석의 CeO2 peak 변화와 H2-TPR 분석의 치환결합 구조의 환원 peak를 통해 확인하였다. 결과적으로 Cu와 CeO2의 치환 결합 형성은 촉매의 redox 특성 및 저온 CO 산화 활성을 증진시켰다고 판단된다.

TCE의 분해를 위한 광촉매 산화반응조의 운전인자 도출에 관한 연구 (Determination of Operational Parameters for TCE Degradation in Photocatalytic Oxidative Reactors)

  • 허준무;전승렬;김종수
    • 한국환경농학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.124-129
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    • 2003
  • 광촉매 산화반응으로 인한 난분해성 유기오염물질의 분해효율을 증가시키기 위하여 산화반응의 매개체인 $TiO_2$ 광촉매의 새로운 제조방법을 개발하였고, 이를 이용하여 TCE의 효과적인 분해를 위한 광촉매 산화반응조의 최적 운영인자를 도출하였다. $TiO_2$ 광촉매는 해교제(Davan-C 0.24 wt%)와 결합제(PVA 0.16 wt%)를 첨가하여 슬립 캐스팅 방법으로 제조하였다. 촉매의 특성 변화에 따른 실험결과로 TCE 수용액의 분해효율이 가장 좋은 촉매의 상태는 $TiO_2$ 코팅 횟수가 1회이고 $TiO_2$ 슬립의 두께가 1 mm인 촉매로 확인되었다. 촉매 사용시간에 따른 비교에서는 사용시간이 250 시간인 촉매가 새로이 제작하여 사용한 촉매의 TCE분해효율보다 20% 정도 감소되었다. 광촉매 산화반응조의 물리적 운영인자 도출을 위한 실험결과로 산소의 전처리와 재순환을 실시하면 그렇지 않은 경우보다 TCE 분해효율이 증가되었다. 촉매의 단위 표면적당 수용액의 부피비가 $1.47\;mL/cm^2$ 이하에서 높은 TCE 분해효율을 보였으며 UV 광량의 조절시 광량이 $225\;W/cm^2{\times}100$에서 75.8%의 최대 TCE 분해효율을 보였다. TCE의 초기 농도를 조절했을 경우에는 농도가 2 mg/L 이하인 경우에 TCE의 분해효율이 높았다. 따라서 본 연구에서 제시한 방법으로 제조한 촉매를 이용하여 적절한 UV 광량과 상기한 운영조건하에 광촉매 산화반응조를 운영한다면 정수 및 폐수에 함유된 난분해성 유기성 오염물질을 제거하기 위한 공정으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

메탄올 용매에서 산소 첨가된 네자리 Schiff Base Cobalt(II) 착물들의 활성촉매에 의한 Hydrazobenzene의 산화반응 (제 2 보) (Oxidation Reaction of Hydrazobenzene by Activated Catalysts of Oxygen Adducted Tetradentate Schiff Base Cobalt(Ⅱ) Complexes in Methanol Solvent. (Ⅱ))

  • 조기형;최용국;김상복;박종기;박동화
    • 대한화학회지
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    • 제36권6호
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    • pp.894-905
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    • 1992
  • 산소가 포화된 메탈올 용액에서 Superoxo형인 [Co(Ⅲ)(SED)(Py)$O_2$]와 [Co(III)(SOPD)(Py)$O_2$]들의 균일 산화 활성 촉매에 의한 hydrazobenzene(H2AB)의 산화 주생성물은 trans-azobenzene (t-AB)이고 반응 속도상수 k = 7.692 ${\times}$ $10^{-2}$ M/sec 및 5.076 ${\times}$ $10^{-2}$ M/sec이나 ${\mu}$-peroxo형인 [Co(III)(SED)(Py)]$_2O_2$에 의한 주생성물은 cis-azobenzene (c-AB)이 선택적으로 생성되고 반은 속도상수 k = 1.266 ${\times}$ $10^{-2}$ M/sec로 주어짐을 UV-visible 흡광도법으로 알아보았다. 이들 산화반응은 다음과 같이 균일 산소 첨가 착물촉매에 의하여 산화주생성물이 선택적으로 다르게 생성된다. $H_2$AB + Co(II)(Schiff base)$(Py)_2$ + $O_2$ ${\rightleftharpoons}_{MeOH}^K$ Co(III)(Schiff base)(Py)$O_2$${\cdot}$$H_2$AB + Py $\longrightarrow^k$ Co(II)(Schiff base)$(Py)_2$ + t-AB + $H_2O_2$(Scchiff base : SED 및 SOPD). $H_2$AB + 2Co(II)(SND)$(Py)_2$ + $O_2$ ${\rightleftharpoons}_{MeOH}^K$ [Co(III)(SND)(Py)]$_2O_2$${\cdot}$$H_2$AB + 2Py $\longrightarrow^k$ (Co(II)(SND)$(Py)_2$ + c-AB + $H_2O_2$.

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실내오염물질 제거용 광촉매의 제조조건에 따른 반응활성 연구 (Production Conditions of the Photo-catalyst for Removing Indoor Pollutants)

  • 남기복;박인출;홍성창
    • 청정기술
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    • 제22권2호
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    • pp.106-113
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    • 2016
  • 본 연구에서는 UV 광을 이용하여 CO, C2H5OH 및 H2S에 해당하는 오염물질을 제어하기 위한 광촉매 연구를 수행하였다. 제조된 촉매들이 동일한 체적 및 표면적의 경우에는 촉매 구조 내부까지 UV 광이 조사될 수 있는 구조에서 우수한 반응활성을 보였다. 하지만 이러한 광촉매 TiO2의 CO에 대한 반응활성은 매우 저조하였으며, 이는 귀금속 계열의 Pt를 첨가하여 환원공정을 수행함으로써 해결할 수 있다. 특히 이러한 Pt/TiO2 광촉매는 환원공정을 통하여 표면 Pt0의 종의 생성 및 증가시킬 수 있으며, 이를 통해 CO의 반응활성이 우수해 짐을 확인하였다.