• 공업화학
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• 제22권5호
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• pp.479-485
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• 2011

다양한 비율의 Pt와 Bi를 carbon black (Vulcan XC-72R)에 담지시킨 Pt-Bi/C 촉매를 환원법을 이용하여 합성하였다. Pt와 Bi의 전구체로는 염화백금산($H_2PtCl_6{\cdot}xH_2O$)과 비스무스트리질산($Bi(NO_3)_3{\cdot}5H_2O$) 수용액을 각각 사용하였으며, 금속을 carbon에 담지하기 전, 금속물질의 분산도를 높여주기 위해 열처리와 산처리를 수행한 carbon black을 사용하였다. XRD (X-ray Diffraction) 분석과 XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy) 분석을 통하여 Pt-Bi/C 촉매 내에 Pt와 Bi가 소성시키기 전에는 BiPt 혹은 $Bi_2Pt$로 존재하지만 $500^{\circ}C}$에서 소성을 한 후에는 Pt 격자구조 안으로 Bi가 침투하여 alloy을 형성하는 것을 확인하였다. 합성한 전극의 메탄올 산화반응은 전기화학분석장치(Potentiostat; Princeton applied research, VSP)를 사용하여 0.5 M $CH_3OH$와 0.5 M $H_2SO_4$의 혼합수용액에서 순환전압법(cyclic voltammetry, CV)을 이용해 측정하였다. 메탄올 산화에 대한 전기화학적 촉매 활성을 평가한 결과 적절한 양의 Bi를 첨가한 경우, 메탄올 산화반응에 대한 높은 촉매활성을 나타냄을 확인하였다. 메탄올 산화에 대한 활성은 전극과 전해질 사이의 안정성과 밀접한 관련이 있다. 정전압법(Chronoamperometry, CA)을 이용하여 전극의 안정성을 평가한 결과 메탄올 산화반응에 높은 활성을 나타내는 촉매일수록 전극의 안정성도 높은 것을 확인하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.75.2-75.2
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• 2010

Polymer electrolyte fuel cells (PEFCs) have received a lot of attention as a power source for both stationary and mobile applications due to their attractive feature. In general, the performance of PEFCs is highly affected by the property of the electrodes. A PEFC electrode essentially consists of a gas diffusion layer and a catalyst layer. The gas difusion layer is highly porous and hydrophobicized with PTFE polymer. The catalyst layer usually contains electrocatalyst, proton conducting polymer, even PTFE as additive. Particularly, the proton conducting ionomer helps to increase the catalytic activity at three-phase boundary and catalyst utilization. Futhermore, it helps to retain moisture, resulting in preventing the electrodes from membrane dehydration. The most widely used proton conducting ionomer is perfluorinated sulfonic acid polymer, namely, Nafion from DuPont due to its high proton conductivity and good mechanical property. However, there are great demands for alternative ionomers based on non-fluorinated materials in terms of high temperature availability, environmental adaptability and production cost. In this study, the electrodes with the various content of the sulfonated poly(ether sulfone) ionomer in the catalyst layer were prepared. In addition, we evaluated electrochemical properties of the prepared electrodes containing the various amount of the ionomers by using the cyclic voltammetry and impedance spectroscopy to find an optimal ionomer composition in the catalyst layer.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권12호
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• pp.1297-1303
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• 2015

장축의 내부 크롬도금은 크롬산 용액에 황산을 촉매로 경질의 후막 도금층을 형성시키는 기술로서 산업뿐만 아니라 군사적 목적으로도 널리 사용되고 있다. 대구경의 포신내부에 경질크롬도금을 처리하면 강성과 내마성을 증대시켜 고압의 폭발력에 견딜 수 있다. 탄자의 높은 운동에너지와 탄 폭발로 생긴 고압력에 의해 포신 내부의 크롬도금층이 탈락되는 문제가 있어 도금 공정 전반에 걸친 검토가 이루어졌다. 크롬도금은 탈지, 수세, 전해연마, 에칭, 도금, 수세 및 수소취성제거 등 여러 공정으로 이루어진다. 크롬도금 탈락은 도금의 밀착성과 연관이 있으며, 그 중에 전해연마액의 Fe 농도가 도금 밀착성에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 도금부위의 요철상태를 SEM으로 조사하여 도금탈락을 방지할 수 있는 최적의 Fe 농도를 설정하고, 밀착성 시험 등으로 그 효과를 입증하였다.

• 한국재료학회지
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• 제17권7호
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• pp.382-385
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• 2007

[ $LaFeO_3$ ] powders were prepared as the oxidation catalyst materials to reduce the emission of particulate matters from diesel engine and their catalytic effects on the oxidation of carbon were investigated. Solution combustion method was employed for the powder synthesis, which uses highly exothermic and selfsustaining reactions. In this study $LaFeO_3$ powders were synthesized at $400^{\circ}C$ as varying the ratio ($\Phi$) of fuel (citric acid) and oxidizer (metal nitrate), and their phase and carbon ignition property were examined. As $\Phi$ decreases, the crystallinity of synthesized $LaFeO_3$ powders enhanced. By calcining at $700^{\circ}C$, all the powders synthesized at various $\Phi$ fully crystallized. The calcined $LaFeO_3$ powders showed carbon ignition temperature as low as $501{\sim}530^{\circ}C$, which implied the decrease of the ignition temperature by $120{\sim}150^{\circ}C$.

• 공업화학
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• 제10권8호
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• pp.1161-1168
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• 1999

3주기 전이금속(Cr~Zn)의 산화물 및 V, Mo, W의 산화물에 대하여 temperature-programmed reduction/trmperature-programmed oxidation(TPR/TPO) 실험을 통하여 그 산화-환원 특성을 조사하였다. TPO 곡선의 산화피크는 TPR 곡선의 환원피크와 비슷하거나 약간 낮은 온도에서 나타났으며, 환원피크에 비하여 온도 폭이 넓었다. 3주기 전이금속한화물의 산화 및 환원 과정의 활성화에너지는 33~149 kJ/mol 범위에 있는 반면, V, Mo, W 산화물에서는 더 컸다. 금속산화물의 산화 및 환원 과정의 활성화에너지 변화는 금속-산소 결합세기에 비례하였다. 환원(TPR) 및 산화(TPO) 과정에 대한 활성화에너지 차이(${\Delta}E_a$)가 작을수록 o-자일렌 산화반응에서 금속산화물 촉매의 활성화에너지도 작았다. 금속한화물 촉매에서 o-자일렌 산화반응은 금속산화물 표면의 산화-환원 과정을 반복하는 Mars-van Krevelen 반응 메카니즘으로 설명될 수 있음을 확인하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.39-50
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• 2001

Vanadium based solid solution alloys have been studied as a potential negative electrode of Ni/MH battery due to their high hydrogen storage capacity. In order to improve the kinetic property of V-Ti alloy in KOH electrolyte, the ball-milling process with Ni, which has a catalytic effect of hydrogen absorption/desorption, was carried out to modify the surface properties of V-Ti-Cr alloys with high hydrogen storage capacity. Moreover, to overcome the problem of poor cycle life, V-Ti alloy substituted by Cr, V0.68 Ti0.20 Cr0.12, has been developed showing a good cycle performance (keeping about 80 % of initial discharge capacity after 200 cycles). The cycle life of surface-modified V0.68 Ti0.20 Cr0.12 alloy was improved by suppressing the formation of TiO2 layer on the alloy surface while decreasing the amount of dissolved vanadium in the KOH electrolyte. In order to promote the effect of Ni coating on the surface property of V0.68 Ti 0.20 Cr 0.12 alloy by ball-milling, filamentary-typed Ni, which has higher surface coverage area than sphere-typed Ni was used as a surface modifier. Consequently, the surface-modified V0.68 Ti0.20 Cr0.12 alloy electrode showed a improved discharge capacity of 460 mAh/g.

• 한국광물학회지
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• 제18권1호
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• pp.1-9
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• 2005

몇 가지 점토광물과 메틸바이올로젠 또는 메틸렌블루를 함유시킨 점토수식전극을 이용하여 산소환원에 대한 전기화학적 촉매성을 검토하였다. 점토광물로는 Na-몬모릴로나이트, Ca-몬모릴로나이트, 카오리나이트를 사용하였다. 점토수식전극은 유리탄소전극 표면에 점토 현탁액을 입히고 메틸바이올로젠을 흡착시킨 것을 사용하였으며, 전기화학적 산소환원의 정도는 순환 전압전류법(cyclic voltammetry)으로 측정하였다. 실험결과, 다른 점토시료에 비하여 Na-몬모릴로나이트가 메틸바이올로젠의 흡착효과가 가장 크게 나타났고, 메틸바이올로젠을 흡착시킨 점토수식전극이 산소환원에 대한 촉매성이 월등히 우수하였다. 즉 촉매산소환원 피크가 242.6 mV 만큼 +방향으로 이동하였다. 메틸바이올로젠을 흡착시킨 점토수식전극이 메틸렌블루를 흡착시킨 점토수식전극보다 산소환원에 대한 촉매성이 더 높게 나타났다. Ca-몬모릴로나이트의 경우는 변화가 없었으나 Na-몬모릴로나이트의 구조는 메틸바이올로젠의 흡착으로 변화되었다. 메틸바이올로젠- Na-몬모릴로나이트 점토수식전극은 현탁액의 점토 농도가 약 0.87 g/10 mL이고. 메틸바이올로젠의 수용액의 농도가 대략 2.5 mM일 때 산소환원 촉매 효과가 가장 탁월하였다. 지지전해질의 pH에 따른 점토수식 전극의 산소 환원 촉매성은 중성의 pH 범위(6.3과 8.3)에서보다 산성인 pH 3.7과 알칼리성인 pH 12.7에서 월등히 크게 나타났다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권6호
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• pp.566-572
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• 2007

본 연구에서는 DME 직접 합성을 위한 혼성촉매가 두 가지 방법으로 제조되었으며, 이들의 촉매적 활성이 조사되었다. DME 합성을 위한 혼성촉매는 메탄올 합성과 메탄올 탈수반응에 촉매적 활성을 가진 성분들로 제조되었다. 메탄올 합성촉매는 Cu와 Zn이 함유된 전구물질로부터 합성되었으며, 메탄올 탈수촉매는 ${\gamma}-Al_2O_3$를 이용하였다. 두 촉매는 물리혼합법과 침전법에 의해서 혼성촉매로 제조되었다. 물리혼합법은 두 촉매를 분말상태에서 혼합하는 것이며, 침전법은 ${\gamma}-Al_2O_3$ 촉매상에 Cu-Zn 또는 Cu-Zn-Al 성분을 퇴적시키는 방법이다. 제조된 촉매의 물리적 특성을 조사하기 위하여 X선 회절법에 의한 결정구조, 질소흡착에 의한 BET 표면적, $N_2O$ 화학흡착에 의한 Cu의 표면적 그리고 주사전자현미경에 의한 표면형상 등이 조사되었다. 또한 이들 혼성촉매의 촉매적 활성은 여러 가지 반응조건을 변화시키면서 조사되었다. 이때 반응온도는 $250{\sim}290^{\circ}C$, 반응압력은 30~70 atm, $[H_2]/[CO]$ 몰비는 0.5~2.0, 그리고 공간속도는 $1,500{\sim}6,000 h^{-1}$ 촉매활성이 조사되었다. 반응성 실험 결과로부터 침전법으로 제조된 혼성촉매(CP-CZA/D)가 물리혼합법으로 제조된 혼성촉매(PM-CZ+D)보다 우수한 반응성을 나타냄을 확인할 수 있었으며, 특히 반응 온도, 압력, $[H_2]/[CO]$ 비, 공간속도가 각각 $260^{\circ}$, 50 atm, 1.0, $3,000h^{-1}$인 조건에서 침전법에 의해 제조된 촉매의 CO 전화율이 72%로 물리혼합법으로 제조된 촉매보다 약 20% 이상 높았다. $N_2O$ 화학흡착실험으로부터 Cu 표면적을 측정한 결과, PM-CZ+D 혼성촉매보다 CP-CZA/D 혼성촉매의 Cu 표면적이 더 높았다. 그러므로 침전법으로 제조된 혼성촉매상의 Cu입자가 더 잘 분산되었기 때문에 촉매의 활성이 개선된 것으로 판단된다.

• Advances in nano research
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• 제1권2호
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• pp.71-82
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• 2013

A simple chemical precipitation technique is reported for the synthesis of a hybrid nanostructure of single-wall carbon nanotubes (SWCNT) and titania ($TiO_2$) nanocrystals of average size 5 nm, which may be useful as a prominent photocatalytic material with improved functionality. The synthesized hybrid structure has been characterized by transmission electron microscopy (HRTEM), energy-dispersive X-ray analysis (EDAX), powder X-ray diffractometry (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and Raman spectroscopy. It is clearly revealed that nearly monodispersed titania nanocrystals (anatase phase) of average size 5 nm decorate the surfaces of SWCNT bundles. The UV-vis absorption study shows a blue shift of 16 nm in the absorbance peak position of the composite material compared to the unmodified SWCNTs. The photoluminescence study shows a violet-blue emission in the range of 325-500 nm with a peak emission at 400 nm. The low temperature electrical transport property of the synthesized nanomaterial has been studied between 77-300 K. The DC conductivity shows semiconductor-like characteristics with conductivity increasing sharply with temperature in the range of 175-300 K. Such nanocomposites may find wide applications as improved photocatalyst due to transfer of photo-ejected electrons from $TiO_2$ to SWCNT, thus reducing recombination, with the SWCNT scaffold providing a firm and better positioning of the catalytic material.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제33권8호
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• pp.2546-2552
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• 2012

A novel biguanide-functionalized $Fe_3O_4/SiO_2$ magnetite nanoparticle with a core-shell structure was developed for utilization as a heterogeneous organosuperbase in chemical transformations. The structural, surface, and magnetic characteristics of the nanosized catalyst were investigated by various techniques such as transmission electron microscopy (TEM), powder X-ray diffraction (XRD), vibrating sample magnetometry (VSM), elemental analyzer (EA), thermogravimetric analysis (TGA), $N_2$ adsorption-desorption (BET and BJH) and FT-IR. The biguanide-functionalized $Fe_3O_4/SiO_2$ nanoparticles showed a superpara-magnetic property with a saturation magnetization value of 46.7 emu/g, indicating great potential for application in magnetically separation technologies. In application point of view, the prepared catalyst was found to act as an efficient recoverable nanocatalyst in nitroaldol and domino Knoevenagel condensation/Michael addition/cyclization reactions in aqueous media under mild condition. Additionally, the catalyst was reused six times without significant degradation in catalytic activity and performance.