• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.128-128
• /
• 2013

Fabrication of heterogeneous catalysts using Atomic Layer Deposition (ALD) has recently been attracting attention of surface chemists and physicists. In this talk, I will present recent results about structures and chemical activities of various catalysts prepared by ALD, particularly focusing on Ni-based catalysts. Ni has been considered as potential catalysts for $CO_2$ reforming of methane (CRM); however, Ni often undergoes rapid decrease in catalytic activity with time, and therefore, application of Ni as catalysts for CRM has been regarded as difficult so far. Deactivation of Ni catalysts during CRM reaction is from either coke formation on Ni surface or sintering of Ni particles during reaction. Two different strategies have been used for enhancing stability of Ni-based catalysts; $TiO_2$ nanoparticles were deposited on micrometer-size Ni particles by ALD, which turned out to reduce coke formation on Ni surfaces. Ni nanoparticles deposited by ALD on mesoporous silica showed high activity and long-term stability from CRM without coke deposition and sintering during CRM reaction. Ni-based catalysts have been also used for oxidation of toluene, which is one of the most notorious gases responsible for sick-building syndrome. It was shown that onset-temperature of Ni catalysts for toluene oxidation is as low as $120^{\circ}C$. At $250\circ}C$, total oxidation of toluene to $CO_2$ with a 100% conversion was found.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제44권4호
• /
• pp.329-339
• /
• 2006

원유가 급등으로 메탄올에서 저급 올레핀을 제조하는 공정에 대한 관심이 높아지고 있다. 제올라이트와 SAPO 분자체 촉매에서 메탄올의 탄화수소로 전환 반응을 저급 올레핀 생성 단계에 중점을 두고 고찰하였다. 구조가 명확한 중간체를 근거로 하는 직접(direct) 반응기구와 구조가 애매한 탄화수소 뭉치를 활성점으로 보는 탄화수소 활성체(hydrocarbonpool) 반응기구의 합리성을, 메탄올 전환 반응의 유도기간, 생성물의 선택성, 활성 저하 등과 연계지어 비교하였다. 탄화수소 활성체의 구조 규명과 메탄올 전환 반응에서 촉매 활성점으로서 기능에 대한 1999년 이후 연구 결과를 검토하였으며, 메탄올에서 저급 올레핀을 생산하는 공정에 대한 전망도 기술하였다.

• 에너지공학
• /
• 제6권1호
• /
• pp.34-40
• /
• 1997

자동차 촉매인 Pd/cordierite 촉매상에서 메탄의 연소시험을 통하여 천연가스 이용기술 활용가능성에 대해서 고찰하였다. 중고온 연소에서 알맞은 비표면적 18.7$m^2$/g 을 갖으며 안정한 구조를 확인하였다. 메탄 연소 반응시 활성화에너지는 19.2 kcal/mol로써 비교적 우수한 활성을 보여주었으며, 메탄 연소 반응의 승온과 온도를 내리면서 촉매의 비활성 특성을 보여주는 활성 히스테리시스 현상을 관찰하였다. Pd/cordierite 촉매상에서 반응온도 $700^{\circ}C$이하에서 공간속도와 공연비를 변화시키면서 메탄 연소특성을 수행하였다.

• 동력기계공학회지
• /
• 제14권6호
• /
• pp.13-19
• /
• 2010

이 논문에서는 디젤자동차용 LNT와 SCR 촉매의 NO, $NH_3$ 흡착 및 탈리의 기본 특성과 수열화 온도와 시간 및 정량화된 황피독 농도에 대한 de-$NO_x$ 촉매의 내구성을 평가하였다. LNT 촉매는 열적으로 열화됨에 따라 Pt 및 Ba의 소결 및 응집으로 활성이 떨어져 $NO_x$ 전환율은 감소하였다. 반면에 Pt의 비활성화로 중간생성물인 $NH_3$ 생성량은 증가하였으며, 이때 생성된 $NH_3$는 LNT+SCR 복합시스템의 SCR 촉매의 환원제 역할을 담당한다. 1.0 g/L 이상의 황이 피독된 LNT 촉매는 탈황을 하여도 질소 산화물 흡장물질(Ba) 의 성능이 회복이 되지 않아 $NO_x$ 전환율은 회복되지 않았으며, 탈황 후 Pt 재활성화로 인해 NO2 및 SCR 환원제인 $NH_3$ 생성량은 증가하였다. SCR 촉매의 $NO_x$ 전환율은 $700^{\circ}C$ 36h, $800^{\circ}C$ 24h로 수열화 시킨 촉매는 전이금속 입자 성장 및 zeolite 구조 파괴로 인하여 급격하게 떨어졌으며, 0.36 g/L 황 피독된 촉매는 zeolite가 가지는 강산성 특정으로 내피독성이 강하여 탈황시 $NO_x$ 전환율은 회복되었다.

• 청정기술
• /
• 제23권2호
• /
• pp.213-220
• /
• 2017

HY 제올라이트에 담지된 Ni 촉매 및 Mg, Ca, K 그리고 Mn 등이 조촉매로 함께 담지된 Ni/HY 촉매상에서 메탄의 건식 개질 반응을 수행하였다. 촉매는 초기 함침법으로 제조하였으며 제조된 촉매는 XRD, BET, SEM 및 TGA 분석을 통하여 반응 전후 의 촉매 변화를 고찰하였다. Ni의 담지량이 증가함에 따라 메탄의 전환율 및 생성물의 수율이 증가하였으며 Ni의 담지량이 13 wt% 일 때 메탄의 전환율이 최대를 나타내었다. Mg를 조촉매로 함께 담지하였을 때 촉매의 탄소에 대한 저항성이 크게 증가하였으며 이에 따라 촉매의 장기 안정성이 크게 향상되었다. 이는 조촉매로 담지된 Mg가 Ni의 입자 크기를 작게 하여 Ni의 분산도를 향상시키고 촉매의 비활성화를 방지하기 때문인 것으로 나타났다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제22권5호
• /
• pp.81-87
• /
• 2018

극초음속 비행체에서는 공기와의 마찰열과 엔진열의 증가로 기체 내부의 열적 부하가 발생한다. 이는 비행체 내부 구조물의 변형을 일으키고 오작동을 발생시킬 수 있다. 흡열연료는 액체 탄화수소 연료로써 흡열반응을 통해 열을 흡수할 수 있는 연료이다. 본 연구에서는 실제 반응조건과 비슷한 고정층 흐름형 반응기에서 Exo-tetrahydrodicyclopentadiene(exo-THDCP)를 연료로 사용하여 흡열 촉매 종류에 따른 흡열 반응 시 생성물, 코크 생성량과 촉매 특성 변화 간 관계에 대한 연구를 수행하였다.

• Advances in nano research
• /
• 제12권1호
• /
• pp.49-63
• /
• 2022

Nanocatalysts are usually used in the synthesis of petrochemical products, fine chemicals, biofuel production, and automotive exhaust catalysis. Due to high activity and stability, recyclability, and cost-effectiveness, nanocatalysts are a key area in green chemistry. On the other hand, water as a common by-product or undesired element in a range of nanocatalyzed processes may be promoting the deactivation of catalytic systems. The advancement in the field of hydrophobicity in nanocatalysis could relatively solves these problems and improves the efficiency and recyclability of nanocatalysts. Some recent developments in the synthesis of novel nanocatalysts with tunable hydrophilic-hydrophobic character have been reviewed in this article and followed by highlighting their use in catalyzing several processes such as glycerolysis, Fenton, oxidation, reduction, ketalization, and hydrodesulfurization. Zeolites, carbon materials, modified silicas, surfactant-ligands, and polymers are the basic components in the controlling hydrophobicity of new nanocatalysts. Various characterization methods such as N2 adsorption-desorption, scanning and transmission electron microscopy, and contact angle measurement are critical in the understanding of hydrophobicity of materials. Also, in this review, it has been shown that how the hydrophobicity of nanocatalyst is affected by its structure, textural properties, and surface acidity, and discuss the important factors in designing catalysts with high efficiency and recyclability. It is useful for chemists and chemical engineers who are concerned with designing novel types of nanocatalysts with high activity and recyclability for environmentally friendly applications.

• 공업화학
• /
• 제7권4호
• /
• pp.645-652
• /
• 1996

본 연구는 $H_2S$를 $TiO_2/SiO_2$ 촉매상에서 산소와의 직접 산화 반응을 통해 원소 황의 형태로 제거하는 반응에 관한 것이다. 순수한 $TiS_2$와 $Ti(SO_4)_2$를 사용한 반응 실험과 순수한 $TiO_2$에 대한 주기적 온도 조작 실험 결과로부터 $TiO_2$는 황 회수 공정에서 사용되는 촉매의 비활성화의 주원인으로 알려진 sulfation이나 sulfidation에 대해 매우 안정한 것으로 나타났다. $TiO_2/SiO_2$촉매에서 $TiO_2$의 담지랑이 증가함에 따라 $H_2S$의 전화율이 증가하였고, 원소 황의 선택도는 아주 소폭으로 감소하였다. 반응 실험 결과 $O_2/H_2S$의 비가 증가할수록 원소 황의 선택도는 크게 감소하였다. 10 wt.% $TiO_2/SiO_2$ 촉매는 화학 양론비의 조성($H_2S$=5 vol.% $O_2$=2.5 vol.%)의 반응물에 10 vol.%의 수증기를 첨가한 경우 활성과 선택도가 감소하였으나 여전히 80% 이상의 원소 황 수율을 유지하고 있었다.

• 공업화학
• /
• 제32권3호
• /
• pp.305-311
• /
• 2021

DTO (dimethyl ether to olefins) 반응에서 촉매의 성능 향상을 목적으로 SAPO-34 촉매의 메조 세공 유도제로서 키토산의 효과를 연구했다. 합성된 촉매의 특성은 XRD, SEM, N₂ adsorption-desorption isotherm 및 NH₃-TPD로 분석하였다. 키토산 첨가량을 변수로 하여 개조된 SAPO-34 촉매는 기존의 SAPO-34 촉매와 동일한 입방체 형태와 카바자이트 구조를 나타내었다. 키토산의 첨가량을 3 wt%까지 증가함에 따라 제조된 촉매의 표면적 및 메조 세공 부피는 향상되었으며 약산 점의 농도 또한 증가하는 것으로 나타났다. 개조된 SAPO-34 촉매는 DTO 반응에서 향상된 촉매 수명과 높은 경질 올레핀 선택도를 나타냈다. 특히, SAPO-CHI 3 촉매(3 wt%)는 기존의 SAPO-34 촉매 수명(82 min)과 비교하여 가장 우수한 촉매 수명(140 min)을 나타냈다. 따라서 키토산이 SAPO-34 촉매의 비활성화를 억제하기 위한 메조 세공 유도제로 사용하기에 적합한 물질임을 확인했다.

• 한국응용과학기술학회지
• /
• 제35권3호
• /
• pp.757-767
• /
• 2018

고온에서 진행되는 프로판 탈수소 반응에서 촉매의 불활성화의 주된 원인은 코크 침적, 소결현상이 있다. 이러한 불활성화를 줄이는 촉매를 연구하기 위해, 본 연구에서는 열적 안정성이 높은 $MgAl_2O_4$ 를 담체로 적용하여 프로판 탈수소 반응용 촉매로의 활용성을 확인하고자 하였다. Alcohthermal method로 $MgAl_2O_4$를 소성온도 800, 900, $1000^{\circ}C$로 달리하여 제조하였고, Pt와 Sn을 공동함침법으로 담지하여$Pt-Sn/MgAl_2O_4$촉매를 제조하였다. 열적안정성의 확인을 위해 반응온도를 고온의 650, $600^{\circ}C$에서 진행하였다. 반응실험 결과 반응온도에 상관없이 담체의 소성온도가 $800^{\circ}C$인 담체적용 촉매일 때 프로판 탈수소반응 실험의 전환율과 수율이 담체소성온도가 900, $1000^{\circ}C$인 담체적용 촉매보다 높은 것을 확인하였고, 반응온도가 고온인 $650^{\circ}C$일 때는 $Pt-Sn/{\theta}-Al_2O_3$보다도 더 높은 수율을 가지는 것을 볼 수 있었다. 특성분석으로는 TGA, BET, XRD, CO-화학흡착, SEM-EDS 분석을 실시하였다. $MgAl_2O_4-800^{\circ}C$가 좋은 수율과 Pt분산도 및 적은 불활성화 정도의 관계를 서로 연관 지어 확인하였다.