• 한국가스학회지
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• 제19권5호
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• pp.69-74
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• 2015

본 연구의 목적은 촉매가 삽입된 단일 개질관 내 가스의 주입 속도와 버너의 고온공기 주입온도에 따른 3차원 전산 유체 해석(Fluent ver. 16.1)을 수행하여, 열유동 및 화학반응 특성을 파악하는 것이다. 개질관 내부 촉매는 니크롬 재질의 다공성 영역으로 가정하였다. 메탄-수증기 개질반응은 1000 K 이상의 고온 환경에서 작동하므로 전도, 대류 및 복사를 고려한 복합열전달을 해석했다. 수소 개질량을 비교하기 위한 두 개의 레이놀즈 수는 49,000과 88,000이고, 레이놀즈 수가 88,000인 경우, 고온공기의 온도를 각각 1100 K, 1200 K 및 1300 K로 설정하였다. 수치해석 결과, 레이놀즈 수가 낮을 경우 개질관 내부의 온도가 상승하였으며, 수소 개질량도 증가하였다. 레이놀즈 수가 높을수록 상대적으로 온도가 낮은 가스의 대류 열전달량이 증가하여 개질관 내의 온도는 낮아져 수소 개질량은 감소한다. 그리고 고온 공기의 온도가 높을수록 개질관 내부의 온도가 증가하므로, 수소 개질량도 증가한다.

• 한국가스학회지
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• 제22권1호
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• pp.26-36
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• 2018

기존 건식 개질 반응에 사용되는 니켈 기반 촉매 공정은 활성화 온도가 높고, 촉매 표면의 활성점에 탄소 침착 및 금속 소결 현상 등의 문제점이 있다. 이에 본 연구에서는 촉매공정에 DBD 플라즈마 공정이 결합된 촉매+플라즈마 공정을 이용하여 뷰테인 건식 개질 반응 특성을 조사하고 기존 촉매 공정과 비교 분석하였다. 촉매의 특성을 파악하기 위해 비표면적 분석기, XRD, SEM 및 TEM 등을 사용하여 물리 화학적 특성을 조사 하였다. $580^{\circ}C$에서 $10%Ni/{\gamma}-Al_2O_3$촉매를 사용한 경우 촉매+플라즈마 공정의 경우 촉매 단독 공정에 비해 이산화탄소와 뷰테인 전환율이 각각 27%, 39%향상되었다. 촉매+플라즈마 공정의 경우 플라즈마에 의해 생성된 다양한 활성종의 영향으로 이산화탄소와 뷰테인 전환율 및 생성되는 수소 농도가 증가하였으며, 뷰테인 건식 개질 반응 과정에서 플라즈마에 의해 니켈 촉매의 크기가 감소하고 분산도가 증가하여 반응 효율이 향상되는 것으로 판단되었다.

• 자원리싸이클링
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• 제29권2호
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• pp.62-68
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• 2020

2000년대에 접어들면서 선택적 촉매 환원(SCR) 촉매에 대한 광범위한 수요가 점차 증가하고 있다. SCR 촉매는 환경보호를 위해 질소산화물(NOx)의 배출 방지에 사용 된다. 일반적으로 SCR 촉매의 주성분은 TiO₂(70~80 %), WO₃(7~10 %), V₂O₅(~1 %) 등으로 구성되어있다. SCR 폐촉매는 대개 매립되어 폐기 되는데, 분해도가 극히 낮아 매립지에 영구적으로 남아있게 된다는 문제점을 가지고 있다. 따라서 환경을 보호하고 페촉매에 함유되어 있는 유가금속의 회수를 위하여 새로운 첨단기술의 개발이 필요하다. 이러한 SCR 폐촉매의 처리를 위해 침출 및 액-액 추출과 같은 습식제련법이 설계되고 개발되었다. 첫 번째 단계에서 SCR 폐촉매로부터 바나듐과 텅스텐을 선택적으로 침출한 후, 액-액 추출 공정에 의해 처리되었다. 바나듐과 텅스텐의 선택적 추출을 위해 D2EHPA, PC 88A, TBP, Cyanex 272, Aliquat 336과 같은 다양한 상용 용매추출제를 이용한 실험을 수행하였다. 바나듐과 텅스텐의 추출 및 분리를 위해 세정(scrubbing) 및 탈거(stripping) 연구가 수행되고 최적화 되었다. 3상의 생성을 억제하기 위해 iso-decanol 시약을 사용하여 최적화 하였다.

• 공업화학
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• 제16권6호
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• pp.737-741
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• 2005

본 연구에서는 제조한 MCM-41에 Cu의 함량에 따른 NO의 전환율을 고찰하였다. MCM-41은 실리카 원으로 colloid silica를 사용하였고, template로 cetyltrimethylammonium chloride (CTMACl)를 사용하여 수열 합성하였으며, Cu/MCM-41은 Cu(II) acetylacetonate를 사용해서 Cu의 농도를 5, 10, 20 그리고 40%로 변화시켜 제조하였다. 표면 특성은 pH, FT-IR로 분석하였고, 육방배열의 1차원 기공 구조는 XRD로 고찰하였다. $N_2/77K$ 등온흡착 특성은 BET식과 t-plot을 이용하여 확인하였으며, NO 제거 효율은 가스크로마토그래프를 이용하여 측정하였다. 실험 결과, Si-OH와 Si-O-Si의 stretching vibration peak가 관찰되었으며, (100), (110), (200) 그리고 (210)의 육방배열의 1차원 구조를 확인하였다. Cu 금속이 도입된 MCM-41은 Cu 도입량이 증가할수록 비표면적과 미세기공부피는 감소한 반면에 NO 제거 효율은 증가하였다. 결과적으로 Cu/MCM-41의 Cu의 함량이 증가함에 따라 전체 촉매작용 반응과 NO 제거율이 증가하였다.

• 공업화학
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• 제9권5호
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• pp.639-647
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• 1998

알루미늄 함유 티타늄 실리카라이트-1 ([Al]-TS-1) 촉매를 수열합성하고 실리카원, 알루미늄원, $SiO_2/TiO_2$ 몰비, 및 숙성처리와 같은 합성인자들의 영향을 살펴 보았다. 제조한 촉매의 구조, 결정의 크기 및 모양은 X-선 회절분석 및 주사전자 현미경으로 살펴보았으며, UV-vis DRS 분석으로 제올라이트 구조 내로 치환된 티타늄의 상태를 확인하였다. [Al]-TS-1의 합성에 있어서는 약 24시간의 숙성과정이 필수적이었으며, Cab-O-Sil을 실리카원으로 사용한 경우가 Ludox 및 TEOS를 사용한 경우보다 더욱 빠른 결정화 속도를 나타내었다. 알루민산나트륨을 알루미늄원으로 사용한 경우가 질산알루미늄을 사용한 경우보다 더 높은 결정화도를 나타내었고 결정화 시간도 단축되었다. 합성한 촉매의 산화/환원 특성은 과산화수소를 산화제로 2-butanol의 액상 산화를 모델 반응으로 선택하여 검토하였다. 산촉매반응으로 톨루엔 알킬화반응을 수행한 결과, [Al]-TS-1의 산세기는 구조내에 존재하는 티타늄에 기인하여 약해졌으며 para-에틸톨루엔의 선택도는 향상됨을 알 수 있었다.

• 한국식품과학회지
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• 제40권2호
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• pp.146-151
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• 2008

불용성 ${\beta}$-1,3-glucan의 물에 대한 수용성과 젤 형성능을 향상시키기 위해 회분식 혹은 반연속식 반응과 촉매로서 NaBr 첨가 및 무첨가 조건을 연구하였다. NaBr 무첨가 반응의 경우 회분식 및 반연속식에서 NaBr 첨가반응에 비해 반응종결시간이 각각 100, 150%씩 늦어졌으나 물에 대한 용해도, 젤 형성능 등의 이화학적 성질은 NaBr 첨가 조건과 동일하게 향상 되었다. 반응시간의 차이는 나타나지만 회분식 반응에서 NaBr 첨가 여부에 관계없이 0.5 N NaOH 20 mL를 소비하여 ${\beta}$-1,3-glucan의 특이적 산화 전환의 이론적 수준인 100% 수율을 보였으나 회수된 산화물은 NaBr 무첨가 반응의 수율이 NaBr 첨가 반응보다 약 7-8% 낮았다. 높은 산화수율을 보인 ${\beta}$-1,3-glucan의 반연속식 공정 연구를 통해 산화반응물의 대량 생산이 가능하여 천연 소재, 기능성식품, 음료 및 주류 등의 산업에 널리 응용될 수 있을 것으로 기대된다. 특히 NaBr을 첨가하지 않고서도 특이적인 산화반응을 유도함으로써 안전성이 확보된 산화 ${\beta}$-1,3-glucan을 생산할 수 있음을 확인하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제13권5호
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• pp.28-36
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• 2004

산화제로 질산 또는 하이포아염소산나트륨을 사용하는 염산침출에 의하여 자동차 폐촉매로부터 백금, 필라듐 및 로듐 등의 백금족 금속을 추출하는 연구를 수행하였다. 산화제의 종류 및 주입량, 반응시간, 광액농도가 백금족 금속의 추출에 미치는 영향을 조사하였다. 침출액으로부터 백금족 금속은 알루미늄을 환원제로 사용하는 세멘테이션법으로 회수하였다. 하이포아염소산나트륨을 산화제로 사용하였을 때 백금족 금속의 추출율이 더 높았으며 최적침출조건은 염산농도 8M, 하이포아염소산나트륨 첨가량 1.4mole, 침출온도 $90^{\circ}C$, 침출시간 180분, 광액농도 400 g/L 이었다. 이 조건에서 백금, 필라듐 그리고 로듐의 추출은 각각 96.1%, 93.6%, 77.3%이었다. 백금족 금속의 28당량인 2.0g의 알루미늄을 첨가하였을 때 백금, 필라듐 그리고 로듐은 각각 98%, 98.8% 그리고 65.3%가 환원되었다.

• 자원리싸이클링
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• 제20권4호
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• pp.36-45
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• 2011

금속분말을 환원제로 사용하는 시멘테이션에 의하여 자동차 폐촉매의 침출액과 침출잔사의 세척액으로부터 백금족 금속을 환원 석출시켜 회수하는 연구를 수행하였다. 환원제로 사용한 알루미늄, 마그네슘 그리고 아연이 백금족 금속의 시멘테이션에 미치는 영향을 조사하였으며 알루미늄을 최적 환원제로 선정하였다. 침출액에 19.3 당량의 알루미늄을 첨가하고 $50{\sim}60^{\circ}C$에서 10분간 시멘테이션을 행하였을 때 백금, 팔라듐, 로듐의 환원석출율은 각각 99.3%, 99.4%, 90.2% 정도 이었다. 또한 세척액에 알루미늄을 45 당량 투입한 후 시멘터이션 반응을 통해 백금, 팔라륨, 로듐을 각각 97%, 97%, 90% 회수할 수 있었다. 그리고 회수한 환원석출물의 금속불순물들을 질산침출로 제거함으로써 백금족 금속의 품위를 약 10% 정도 향상시킬 수 있었다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제15권11호
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• pp.961-966
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• 1994

Oligomerization of phenylacetylene is catalyzed by $Rh(ClO_4)(CO)(PPh_3)_2$ (Rh-1), $[Rh(CO)(PPh_3)_3]ClO_4$ (Rh-2), $[Rh(COD)L_2]ClO_4 (L_2=(PPh_3)_2$, Rh-3; $(PPh_3)(PhCN)$, Rh-4; $(PhCN)_2$, Rh-5), $[Rh(C_3H_5)(Cl)(CO)(SbPh_3)_2]ClO_4$ (Rh-6), $[Ir(COD)L_2]ClO_4 (L_2=(PPh_3)_2$, $Ir-1; (PPh_3)(PhCN)$, $Ir-2; (PhCN)_2$, Ir-3; (AsPh_3)(PhCN)$, $Ir-4; Ph_2PCH_2CH_2PPh_2$, Ir-5; COD, Ir-6 and 2,2'-dipyridyl, Ir-7), $Ir(ClO_4)(CO)(PPh_3)_2$, $Ir-8, [Ir(PhCN)(CO)(PPh_3)_2]ClO_4$, Ir-9 to produce dimerization products, 1,3-diphenylbut-1-yn-3-ene, 1, (E)-1,4-diphenylbut-1-yn-3-ene, 2 and (Z)-1,4-diphenylbut-1-yn-3-ene, 3, and cyclotrimerization products, 1,3,5-triphenylbenzene, 4 and 1,2,4-triphenylbenzene, 5. Product distribution of the oligomers varies depending on various factors such as the nature of catalysts, reaction temperature, counter anions and excess ligand present in the reaction mixtures. Increasing reaction temperature in general increases the yield of the cyclotrimerization products. Exclusive production of dimer 1 and trimer 4 can be obtained with Ir-1 at 0 $^{\circ}$C and with Ir-2 in the presence of excess PhCN (or $CH_3CN$) at 50 $^{\circ}$C, respectively. Dimer 2 (up to 81%) and trimer 5 (up to 98%) are selectively produced with Rh-1 at 50 and 100 $^{\circ}$C respectively. Production of 3 is selectively increased up to 85% by using $PF_6$- salt of $[Ir(COD)(PPh_3)_2]$+ at 25 $^{\circ}$C. Addition of $CH_3I$ to Rh-1 produces $CH_3PPh_3^+I-$ and increases the rate of oligomerization(disappearance of phenylacetylene). Among the metal compounds investigated in this study, Ir-1 catalyzes most rapidly the oligomerization where the catalytically active species seems to contain lr(PPh3)2 moiety. The stoichiometric reaction of phenylacetylene wth Ir-9 at 25 $^{\circ}$C quantitatively produces hydridophenyl-ethynyl iridium(III) complex, $[lr(H)(C{\equiv}CPh)(PhCN)(CO)(PPh_3)_2]ClO_4$ (Ir-11), which seems to be an intermediate for the oligomerization.

• 공업화학
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• 제30권5호
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• pp.620-626
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• 2019

본 연구에서는 $Cu/CeO_2$ 촉매의 함량과 소성온도를 제어함으로써 촉매의 구조적 특성이 CO 산화반응에 미치는 영향과, $100{\sim}300^{\circ}C$의 온도범위에서 촉매의 CO 전환율을 평가하였다. 촉매의 구조적 특성이 변화함에 따라 촉매의 화학적 특성에 미친 영향을 확인하기 위해 XRD, Raman, BET, $H_2-TPR$, XPS 분석을 수행하였다. 이때, Cu와 Ce의 치환 결합이 형성되는 것을 확인하였고, Cu를 5 wt.% 담지한 촉매를 $400^{\circ}C$로 소성하였을 때 Cu와 Ce의 결합을 많이 이루고 있는 것으로 판단하였다. Cu와 Ce의 결합은 Raman 분석 상에서 peak의 이동과, $H_2-TPR$에서 나타난 peak를 통해 확인하였다. 또한 산화상태 분석을 통하여 치환 결합을 쉽게 이룰 수 있다고 알려져 있는 $Ce^{3+}$종과 반응에 더욱 쉽게 기인할 수 있는 표면 산소종(surface labile oxygen)이 많이 형성되어 있는 것을 확인하였다. 이때, 본 연구에서 사용한 촉매의 CO 전환율은 $150^{\circ}C$에서 100%에 가까운 수치를 나타내는 것을 확인하였다.