• 자원리싸이클링
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• 제16권2호
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• pp.48-55
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• 2007

석탄화력발전소에서 부산물로 발생하는 비산재를 이용하여 저밀도 폴리에틸렌 열분해용 저가 크래킹 촉매를 합성하였다. 석탄비산재에 포함되어 있는 실리카와 알루미나를 NaOH와의 융합을 통해 용출시키고 이를 공침시킴으로써 비정질 실리카알루미나 촉매로 합성하였다. NaOH/석탄비산재 중량비와 활성화 시간 등의 합성조건이 촉매 합성에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 열중량분석기를 사용하여 저밀도 폴리에틸렌 촉매 열분해를 수행하였다. 열분해 온도 변화와 열분해 생성물의 비점분포를 분석하여 합성 촉매의 성능을 평가하였으며 합성된 촉매의 물리적 특성과 촉매 활성간의 관계를 고찰하였다. NaOH/석탄비산재의 중량비가 1.2이고 활성화 시간이 8시간일 때 합성된 촉매가 가장 우수한 성능을 나타내었다. 최적 조건에서 합성된 촉매는 상용촉매와 유사한 활성을 나타내어 우수한 효과를 나타내었으며 폐플라스틱 재활용에 효과적으로 사용할 수 있으리라 예측된다.

• 청정기술
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• 제27권3호
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• pp.232-239
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• 2021

본 연구는 '열매체 및 가스 순환형 열분해 시스템'이라는 새로운 시스템 개발을 위해 열분해 실험을 수행하기 전에 공정 모사를 위한 기본 데이터를 얻기 위하여 수행되었다. 기초 열분해 실험에서는 폐플라스틱 대신 폴리프로필렌(PP)을 모델 물질로 선택하였고, '열매체 및 가스 순환형 열분해 시스템'에서 열전달 매체로 활용되는 유동사(이하 sand로 표기)를 사용하였다. Ni은 촉매 열분해를 촉진하기 위해 모래에 활성 촉매로 담지하였다. 열중량분석기(thermogravimetric analyzer, TGA)를 이용하여 PP의 기본 물성을 분석하고, N₂ 분위기 600 ℃에서 열분해하여 액상 오일을 생산하였다. 촉매 열분해 반응을 통해 생성된 액상 오일은 GC/MS를 이용하여 탄소 수 분포를 분석하였다. 이번 연구에서는 열분해 공간 속도와 촉매량의 변화가 열분해 후 생성되는 액상 오일 수율과 액체 연료의 탄소수 분포에 미치는 영향을 조사하였다. Ni/sand를 이용하면 열분해 오일 수율은 공간속도 30,000 h^-1에서 10 wt% Ni/sand 하나의 조건을 제외하고 오일 수율이 증가하였고, C₆ ~ C₁₂사이의 탄화수소의 비율은 증가하였다. 공간속도가 증가하면 더 높은 열분해 오일 수율을 얻었으나, C₆ ~ C₁₂사이의 탄화수소의 비율은 감소하였다. 1 wt% Ni/sand를 이용한 경우, 10 wt% Ni/sand를 사용할 때 보다 액상 오일 수율은 더 높았다. 결론적으로 공간속도 10,000 h^-1에서 1 wt% Ni/sand를 이용하였을 경우 오일 수율은 60.99 wt%이고, 42.06 area%의 가장 높은 C₆ ~ C₁₂ 탄화수소의 비율이 나타났다.

• Carbon letters
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• 제4권2호
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• pp.74-78
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• 2003

Four kinds of plasma blacks were prepared by plasma pyrolysis under various metallic catalysts coated on honeycomb, and investigated the catalytic effect on the characteristics of the plasma blacks prepared under plasma pyrolysis condition. Pt, Pt-Rh, and Pd catalysts were employed as active materials to prepare the plasma blacks. In the experimental range studied, the metallic catalysts influenced on surface area, particle size, surface oxygen content and electrical conductivity of the plasma blacks prepared. It was showed that more dense particle of plasma blacks were prepared under existence of metallic catalysts. Presence of the metallic catalyst reduces the electrical resistivity of plasma blacks due to the decrease in the amount of oxygen functional groups. The highest electrical conductivity of plasma black was observed in the Pt catalyst and then followed by those Pt-Rh, Pd and bare cordierite honeycomb.

• 공업화학
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• 제22권6호
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• pp.627-630
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• 2011

본 연구에서는 원료의 직접 주입법과 다양한 탄소수를 갖는 화합물을 이용하여 휘발유와 등유 등의 고급 유분을 생성할 수 있는 상업용 촉매 공정의 반응특성을 평가하고자 하였다. 이를 통하여 순간주입 반응기(spouted bed reactor) 상에서 상용촉매를 사용하여 반응 특성을 평가하였다. 또한 decane과 pentadecane을 이용하여 고정층 반응기와 순간주입 반응기의 특성을 비교하였다. 본 연구 결과, 반응온도 $550^{\circ}C$에서 가장 높은 휘발유 및 등유 수율을 기록하였다. 또한 순간 주입 반응기의 경우 주입량을 분할하여 주입하는 것보다 1회에 주입하는 것이 보다 효과적이었으며, 탄소수가 큰 물질을 사용할수록 반응활성이 증가하였다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제34권1호
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• pp.1-11
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• 2017

바이오오일은 고품질 화학물질로 이용이 가능하며 차세대 탄화수소 연료와 석유정제업 공급원료로 사용할 수 있기 때문에 촉망받는 신재생에너지의 하나로 상당한 관심을 받고 있다. 또한 제올라이트는 급속열분해 과정에서 크래킹 반응을 효과적으로 촉진시켜 탈산소 반응을 증가 시키고 탄화수소가 많은 안정된 바이오오일을 만든다. 그래서 본 연구에서는 백합나무 바이오오일 품질개선을 위해 촉매열분해(Control, Blackcoal, Whitecoal, ZeoliteY 및 ZSM-5)를 적용하여 특성을 조사하였다. 바이오오일의 특성 변화를 알아보기 위하여 0.3~1.4 mm 크기의 백합나무 시료 500 g을 $465^{\circ}C$에서 1.6초 동안 촉매열분해하여 바이오오일을 제조하였다. 촉매 조건 상태에서 바이오오일의 수율은 Control(54.0%)과 비교하여 Blackcoal(56.2%)를 제외하면, Whitecoal(53.5%), ZeoliteY (51.4%), 및 ZSM-5(52.0%)로 모두 감소했다. 수분 함량이 Control(37.4%)에서 촉매 처리후 37.4~45.2%로 증가함에 따라 발열량((High heating value)은 감소했다. 그러나 다른 다른 바이오오일 특성은 개선되었다. 촉매 적용 결과 바이오오일의 회분과 전산가(TAN)가 감소했고, 특히 수송연료로 중요한 특성인 점도는 Control cP(6,933) 에서 2,578 ~ 4,627 cP로 감소했다. 또한 ZeoliteY는 방향족탄화수소를 생산하고 점도를 개선시키는데 가장 효과적이였다.

• 자원리싸이클링
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• 제15권5호
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• pp.17-25
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• 2006

본 연구는 Al-MCM-48을 이용하여 HDPE를 촉매 분해하는 것으로, Al-MCM-48의 촉매 활성을 Al-MCM-41, Beta, ZSM-5와 비교하였다. Al-MCM-48를 사용한 열분해 활성은 무촉매 열분해의 활성보다 매우 높았다. 다른 촉매와 비교했을 때 Al-MCM-48의 활성화 에너지는 거의 차이가 없었다. 촉매의 점진적인 비활성화 경향도 조사하였다. ZSM-5와 Al-MCM-48은 Al-MCM-41과 Beta보다 비활성화 경향이 낮았다. Py-GC/FID(pyrolyzer)를 이용하여 열분해 생성물의 특성에 대하여 분석하였다. 그 결과 ZSM-5 촉매를 사용한 경우에는 $C_1-C_4$ 범위의 기상 생성물이 많이 생성되었다. Al-MCM-41과 Beta를 사용한 경우에는 주로 $C_5-C_{12}$ 범위의 화합물이 생성되었다. Al-MCM-48은 다른 촉매들에 비해 $C_5-C_{22}$ 범위의 오일 생성물에 대해서 높은 선택도를 나타내었다.

• 유기물자원화
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• 제30권4호
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• pp.141-150
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• 2022

가축분뇨의 대량 발생에 따른 환경적 부담을 완화하기 위해 가축분뇨의 열분해를 가축분뇨 처리 방법 중 하나로 제시하였다. 탄소 활용 측면에서, 열분해는 분뇨로부터 유용한 탄소 기반 물질을 생산할 수 있다는 장점이 있다. 본 연구는 우분 열분해 과정에서 이산화탄소 적용에 따른 합성가스 발생 특성을 연구하기 위해 수행되었다. 실험결과, 이산화탄소 조건에서 600 ℃이상에서 일산화탄소 가스 발생량이 증가하는 것으로 나타났는데, 이는 이산화탄소와 우분 유래 휘발성물질의 균질반응에 기인한다. 우분 열분해 시 합성가스 증대를 위해, Co/SiO₂를 활용하여 촉매 열분해 실험을 추진하였다. 촉매를 이용한 우분 열분해 시 합성가스인 수소와 일산화탄소가 모든 온도 영역에서 크게 증가하는 것으로 나타났으며, 이를 통해 이산화탄소가 가축분뇨 열분해를 통한 합성가스 생산에 활용 가능함을 알 수 있었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.105-113
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• 2003

The pyrolysis for production of hydrogen and high quality carbon black from natural gas were studied. The reactivities in tubular reactor and FVR(free volume reactor) for the methane pyrolysis were compared, in order to prevent the formation of undesirable carbon product such as pyrocarbon, the FVR was designed. The hydrogen yield and the formation of carbon black from methane pyrolysis in this reactor were investigated at temperature range between 1443 and 1576K. From the result of TEM (transmission electron microscopy) analysis, it was confirmed that the CFC(catalytic filamentous carbon) was formed without pyrocarbon.

• 공업화학
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• 제30권6호
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• pp.707-711
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• 2019

The feasibility of waste concrete as a catalyst for the effective pyrolysis of polyethylene terephthalate (PET) was examined using thermogravimetric (TG) and pyrolyzer-gas chromatography/mass spectrometry (Py-GC/MS) analyses. TG analysis results indicated that the maximum decomposition temperature of PET is not altered by the use of waste concrete, showing similar values (407 ℃ and 408 ℃ at 5 ℃/min). Meanwhile, the volatile product distribution data obtained from the Py-GC/MS analysis revealed that the use of waste concrete promoted the deoxygenation reaction via converting the oxygen containing products such as benzoic acids, benzoates, and terephthalates to valuable deoxygenated aromatic hydrocarbons including benzene, toluene, ethylbenzene, and styrene. This suggests that the waste concrete can be used as a potential catalyst for the production of valuable aromatic hydrocarbons from PET pyrolysis.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제23권8호
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• pp.1127-1134
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• 2002

Fine ceramic particles of zirconia toughened alumina (ZTA), titania toughened alumina (TTA), and zirconia-titania toughened alumina (ZTTA) have been synthesized by ultrasonic spray pyrolysis (USP) at various temperatures from starting salt solutio ns of various compositions aiming for the development of catalytic material. These particles were characterized for properties such as shape, size and size distribution, diffraction pattern, and chemical and phase composition of elements by scanning electron microscopy (SEM), particle size analyzer (PSA), x-ray diffraction (XRD), and inductively coupled plasma-atomic emission spectroscopy (ICP-AES). Chemical compositions and sizes of ceramic composites have been controled by the stoichiometry of salt solutions and the flow rate of spraying solutions. The optimum experimental conditions for the various composite particle syntheses have been proposed.