• 제목/요약/키워드: Catalytic support

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감광유리를 이용한 MEMS 촉매 연소기의 제작 및 성능 평가 (Fabrication and Performance Test of MEMS Catalytic Combustors Using Photosensitive Glass Wafer)

  • 진정근;권세진
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제33권3호
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    • pp.237-242
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    • 2009
  • MEMS catalytic combustors were fabricated to use in micro-power sources as a heat source. The combustor was fabricated by photolithography and anisotropic wet etching of photosensitive glass wafers. Two different catalyst loading methods were used to complete the fabrication of the combustors. For thin film type, the $Al_2O_3$ was washcoated on the surface of the combustion chamber as a catalyst support, and for packed-bed type, ceramic foam was inserted after Pt was coated. The volume of the combustors was 1.8 $cm^3$ and 16W of heat was generated using the fabricated combustors with hydrogen. The energy density of combustor was about 8.9 W/$cm^3$.

Carbon Dioxide Reforming of Methane Over Mesoporous $Ni/SiO_2$ Catalyst

  • Kim, Dae Han;Sim, Jong Ki;Seo, Hyun Ook;Jeong, Myung-Geun;Kim, Young Dok;Lim, Dong Chan;Kim, Sang Hoon
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.166-166
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    • 2013
  • Mesoporous $SiO_2$-supported Ni catalysts (Ni/$SiO_2$ and Ni/$TiO_2$/$SiO_2$) were fabricated by atomic layer deposition (ALD), and their catalytic activity and stability were investigated in carbon dioxide reforming of methane (CRM) reaction at $800^{\circ}C$ The Ni/$SiO_2$ catalysts showed high stability as a result of confinement of Ni particles with a mean size of ~10 nm within the pores of $SiO_2$ support. Besides, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM) results showed that the Ni nanoparticles were partially buried inside the $SiO_2$ support. The strong interaction between Ni and the $SiO_2$ support could also be advantageous for long-term stability of the catalyst. In case of the Ni/$TiO_2$/$SiO_2$ catalyst, it was found that the catalytic activity of 10 nm-sized Ni nanoparticles was not much influenced by $TiO_2$ addition.

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The effect of the modification methods on the catalytic performance of activated carbon supported CuO-ZnO catalysts

  • Duan, Huamei;Yang, Yunxia;Patel, Jim;Burke, Nick;Zhai, Yuchun;Webley, Paul A.;Chen, Dengfu;Long, Mujun
    • Carbon letters
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    • 제25권
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    • pp.33-42
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    • 2018
  • Activated carbon (AC) was modified by ammonium persulphate or nitric acid, respectively. AC and the modified materials were used as catalyst supports. The oxygen groups were introduced in the supports during the modifications. All the supports were characterized by $N_2$-physisorption, Raman, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), transmission electron microscopy (TEM), and thermogravimetric analysis. Methanol synthesis catalysts were prepared through wet impregnation of copper nitrate and zinc nitrate on the supports followed by thermal decomposition. These catalysts were measured by the means of $N_2$-physisorption, X-ray diffraction, XPS, temperature programmed reduction and TEM tests. The catalytic performances of the prepared catalysts were compared with a commercial catalyst (CZA) in this work. The results showed that the methanol production rate of AC-CZ ($23mmol-CH_3OH/(g-Cu{\cdot}h)$) was higher, on Cu loading basis, than that of CZA ($9mmol-CH_3OH/(g-Cu{\cdot}h)$). We also found that the modification methods produced strong metal-support interactions leading to poor catalytic performance. AC without any modification can prompt the catalytic performance of the resulted catalyst.

Surface-functionalized Hexagonal Mesoporous Silica Supported 5-(4-Carboxyphenyl)-10,15,20-triphenyl Porphyrin Manganese(III) Chloride and Their Catalytic Activity

  • Zhang, Wei-Jie;Jiang, Ping-Ping;Zhang, Ping-Bo;Zheng, Jia-Wei;Li, Haiyang
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제33권12호
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    • pp.4015-4022
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    • 2012
  • Manganese(III) 5-(4-carboxyphenyl)-10,15,20-triphenyl porphyrin chloride (Mn(TCPP)Cl) was grafted through amide bond on silica zeolite Y (HY), zeolite beta ($H{\beta}$) and hexagonal mesoporous silica (HMS). XRD, ICP-AES, $N_2$ physisorption, SEM, TEM, FTIR and thermal analysis were employed to analyse these novel heterogeneous materials. These silica supported catalysts were shown to be used for epoxidation and good shape selectivity was observed. The effect of support structure on catalytic performance was also discussed. The catalytic activity remained when the catalysts were recycled five times. The energy changes about epoxidation of alkenes by $NaIO_4$ and $H_2O_2$ were also computationally calculated to explain the different catalytic efficiency.

촉매 담지 섬유형 세라믹 필터를 이용한 $NO_x$ 제거 ($NO_x$ Removal Using the Catalysts Impregnated Fibrous Ceramic Filters)

  • 정일철;홍민선;이동섭;이재춘
    • 한국대기환경학회:학술대회논문집
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    • 한국대기환경학회 1999년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.209-210
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    • 1999
  • 오존 precursor인 NOx의 배출기준은 점차 강화되고 있고 NOx의 처리기술로는 선택적 촉매환원법 (Selective Catalytic Reduction; SCR)이 가장 널리 사용되고 있다. 국내 SCR 적용공정의 경우, 100% 수입에 의존하고 있어 support 촉매의 국산화가 절실히 요구되고있다. 이에 본 연구에서는 support로 섬유형 세라믹 필터를 사용하여 CuO, V$_2$O$_{5}$ 촉매를 담지시켜 NOx의 제거실험을 수행하였다.(중략)

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Single Wall Carbon Nanotube - a catalyst support for PEMEC

  • Rajalakshmi N.;Ryu Hojin;Shaijumon M.M.;Ramaprabhu S.
    • 한국전기화학회:학술대회논문집
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    • 한국전기화학회 2003년도 연료전지심포지움 2003논문집
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    • pp.183-187
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    • 2003
  • Carbon nanotubes, prepared by the catalytic decomposition of acetylene at $700^{\circ}C$ over a Mm based $AB_5$ hydrogen storage alloy hydride catalysts, have been used as a support for platinum electrocatalysts. The performance of this electrocatalyst In proton exchange membrane fuel cells has been studied and discussed.

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NO 산화를 위한 Mn계 촉매상 과산화수소 분해를 이용한 건식산화제 생성 (Production of Dry Oxidant through Catalytic H2O2 Decomposition over Mn-based Catalysts for NO Oxidation)

  • 장정희;최희영;한기보
    • 청정기술
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    • 제21권2호
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    • pp.130-139
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    • 2015
  • 본 연구에서는 배가스 내 존재하는 비교적 처리가 어려운 오염물질인 NO 기체에 대하여 처리효율을 증대시키기 위하여 NO 산화공정이 필요하며, 이에 필요한 건식산화제를 제조하는 방법으로 H2O2 촉매분해가 도입되었다. H2O2 분해공정 상에서 적용 가능한 촉매로서 다양한 Mn 기반의 불균일계 고체 산 촉매들이 제조되었으며, 이들이 지니는 물리화학적 특성이 주로 H2O2 분해반응에 미치는 영향이 조사되었다. 그 결과, Mn 기반의 고체산 촉매들이 지니는 산점 특성이 H2O2 촉매분해에 영향을 미침을 알 수 있었으며, 산점이 낮은 온도영역에서 많은 양의 산점의 특성을 지니는 촉매가 H2O2 분해반응에서 가장 높은 성능을 나타냄과 동시에 제조된 건식산화제로 인해 높은 NO 산화율을 나타내었다. 대표적인 결과로서 K 성분이 첨가된 Mn 기반의 Fe2O3 지지체 촉매가 적용될 경우, 가장 높은 H2O2 분해효율과 더불어 가장 높은 NO 전환율을 나타내었다.

세라믹 시트 필터에 부착된 V2O5-WO3/TiO2 촉매의 NO 환원 성능 (NO Reduction Performance of V2O5-WO3/TiO2 Catalyst Supported on a Ceramic Sheet Filter)

  • 최주홍
    • 청정기술
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    • 제24권1호
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    • pp.27-34
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    • 2018
  • 분진과 질소 산화물을 동시에 처리할 수 있는 이원적 기능을 가진 촉매 필터는 산업체 적용에 많은 장점을 갖고 있다. 통기성이 높은 시트 형 세라믹 필터를 촉매 필터 소재로 활용하면 배기가스 처리 공정의 타당성을 더욱 높일 것이다. 그러나 시트 필터는 두께가 얇아서 촉매 지지층에 촉매를 부착할 수 있는 공간이 부족하므로 효과적인 촉매필터를 제조하기가 쉽지 않다. 본 연구에서는 국산 시트 필터를 사용하여 촉매 필터를 제조하고 실험실 장치에서 제조된 촉매 필터의 NO 환원 성능이 평가되었다. 현재 시판되고 있는 시트 필터로 촉매 필터를 제조할 경우 여과속도 $2m\;s^{-1}$에서 700 ppm NO 농도에 대한 NO 전환율이 92% 이하로써 촉매 필터 재료로써 좋은 특성을 나타내지 못했다. 이와 같이 저조한 특성을 보이는 이유는 시트 필터의 촉매 지지층의 기공이 균일하지 못하여 필요 이상의 큰 기공이 존재하기 대문으로 해석되었다. 필터에 존재하는 큰 기공의 사이즈를 줄이기 위하여 필터를 제조하는 원재료에 작은 입자를 혼합하여 시트 필터의 기공을 줄이는 효과를 통하여 NO 전환율 96% 이상을 달성하였다. 또한 촉매 지지체로써 큰 입자의 $TiO_2$를 혼합하여 촉매층의 기공을 팽창시켜서 개선된 촉매 필터는 상용 요구에 충족되는 98% 이상의 NO 전환율을 보였다. 위 두 경우 모두 촉매층 내에 존재할 수 있는 큰 기공을 효과적으로 메워서 적절한 촉매층이 형성되면 촉매 필터의 성능이 향상되는 결과를 보인 것이다. 따라서 이와 같이 통기도가 우수한 장점을 가진 시트 필터가 촉매 필터의 소재로 잘 활용될 수 있음을 보였다.

텅스텐(W) 원료에 따른 WO3/TiO2 SCR 촉매의 제조 및 촉매능 (Synthesis of WO3/TiO2 catalysts from different tungsten precursors and their catalytic performances in the SCR)

  • 이병우;이진희
    • 한국결정성장학회지
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    • 제24권5호
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    • pp.213-218
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    • 2014
  • Anatase $TiO_2$에 각기 다른 텅스텐(W) 함유원료와 제조방법을 적용하여 $WO_3$ 촉매가 첨가된 SCR(selective catalytic reduction)용 분말을 합성하였으며, W 촉매 첨가가 합성분말의 상합성 및 SCR 촉매능에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 촉매의 지지체인 $TiO_2$는 침전법으로 anatase 상으로 합성되었으며, anatase에서 고온상인 rutile로의 상전이 온도는 $1200^{\circ}C$였으나, $WO_3$를 10 wt% 첨가할 경우 이 상전이 온도는 $900^{\circ}C$로 낮아졌다. 건식으로 $WO_3$ 분말을 직접 첨가하여 $WO_3(10wt%)/TiO_2$를 제조한 경우 $350^{\circ}C$에서 $NO_X$ 제거 촉매능이 최고점에 이르나 온도증가에 따라 그 효율이 상당히 감소하였다. 암모늄-메타-텅스테이트를 습식으로 첨가하여 제조한 경우, 보다 고온인 $450^{\circ}C$에서 촉매능이 최고점에 이르렀으며 온도에 따른 효율감소 폭도 적었다. 이와 같은 경향은 $WO_3$$V_2O_5$를 동시 첨가하여 제조한 $V_2O_5(5wt%)-WO_3(10wt%)/TiO_2$ 촉매에서도 나타났다. 즉, 암모늄-메타-텅스테이트를 습식으로 첨가한 경우, $WO_3$를 직접 첨가한 경우에 비해 넓은 온도범위($300^{\circ}C{\sim}500^{\circ}C$)에 걸쳐 90 %에 이상의 우수한 $NO_X$ 변환효율을 보였다.

중형 기공성 실리카 담체에 담지된 Pd-Cu 촉매를 활용한 수중 질산성 질소 저감 반응 (Catalytic Nitrate Reduction in Water over Mesoporous Silica Supported Pd-Cu Catalysts)

  • 김민성;정상호;이명석;이대원;이관영
    • 청정기술
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    • 제19권1호
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    • pp.65-72
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    • 2013
  • 본 연구에서는 중형 기공성 실리카 담체인 MCM-41과 SBA-15를 활용하여 팔라듐과 구리를 담지한 후, 제조 촉매의 수중 질산성 질소 저감 반응 활성을 평가하였다. 순수 수소 공급 반응 조건에서, 질산성 질소의 농도는 반응 시간에 따라 점차 저감되었지만, 반응기 내부에 높게 형성된 pH로 인해 질소의 선택도가 매우 낮은 문제점이 발견되었다. 이를 해결하기 위해 이산화탄소를 수소와 함께 공급하여 pH의 안정화를 도모하였고, 질소 선택도를 40% 가량 증가시켰다. 상기 두 반응 조건에서 모두 Pd-Cu/MCM-41가 Pd-Cu/SBA-15보다 높은 활성을 나타냈다. 이와 같이 수중 질산성 질소 저감 반응의 활성에 차이를 보이는 두 촉매에 대하여, 질소 흡-탈착, XRD, $H_2$-TPR, XPS 등과 같은 특성 분석을 수행하여 제조 촉매의 구조와 물성이 반응활성에 미치는 영향을 검토해보았다.