• 제목/요약/키워드: Chemical reaction kinetics

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Kinetics and Mechanism of Substitution Reaction of $PPN^+(\eta^n-MeCp)Mn(CO)_2\;Cl^-$ with $PR_3$(R=Me, Et, OEt, $C_6H_5$)

  • 박용광;이용구;김규식
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제17권2호
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    • pp.138-142
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    • 1996
  • The transition metal carbonylate, PPN+(${\eta}^5-MeCp)Mn(CO)_2Cl^-$ undergoes a novel ligand substitution reaction with PR3 (R=Me, Et, OEt, $C_6H_5$ in THF at elevated temperatures (40 $^{\circ}C$ up to 60 $^{\circ}C)$ under the pseudo-first-order reaction conditions (usually 20-fold excess of PR3 with respect to metal carbonylate concentrations) where chloride is displaced by PR3. The reaction follows overall first order dependence on [(${\eta}^5-MeCp)Mn(CO)_2Cl^-$]; however, the negative entropy changes of activation (${\Delta}S^{\neq}$=-19.3 e.u. for $P(OEt)_3$; ${\Delta}S^{\neq}$=-16.4 e.u. for $PPh_3$) suggest the existence of the intermediate, ((η3-MeCp)Mn(CO)2(THF)Cl-, which eventually transforms to the product (${\eta}^5-MeCp)Mn(CO)_2(PR_3)$.

외부 및 내부 확산을 적용한 인도네시아 석탄촤의 연소 반응율 분석 (Reaction Rate Analysis of Combustion for Indonesian Coal Char Applied by External/Internal Diffusion)

  • 황찬원;김량균;류광일;오택림;전충환
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제52권1호
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    • pp.133-140
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    • 2014
  • 본 연구의 목적은 국내 화력발전소에서 사용중인 인도네시아 석탄촤의 연소반응율을 연구하는 것이다. 석탄촤의 반응율은 External, Internal effectiveness factor를 고려하여 입자 내부 및 외부확산을 정량적으로 정리하였으며, Random pore model을 사용하여 탄소변환율에 따른 입자내부비표면적의 변화를 반영하였다. 가열 및 측정이 가능한 WHR(Wire Heating Reactor)를 활용하여 반응시간을 측정함으로써 석탄촤의 반응율을 도출하였고 BET(Brunauer-Emmett-Teller) 및 TGA(Thermo-Gravimetric Analysis) 장비를 활용하여 석탄촤의 물리적인 특성인 내부비표면적과 Random pore model의 구조변수(${\Psi}$)를 측정하였다. 석탄 종에 따른 활성화에너지 및 빈도인자를 도출하기 위해 아역청탄인 BARAMULTI, ENERGYMAN, AGM탄을 사용하였다. 본 연구 결과에서 External, Internal effectiveness factors를 통해 확산에 따른 kinetics를 비교한 결과 외부 확산 보다 내부 확산의 영향이 지배적임을 확인하였다. 최종적으로 내부 및 외부 확산에 대한 영향을 고려한 3종의 석탄촤 Intrinsic kinetics의 활성화에너지는 110~118 kJ/mol의 값을 보였다.

에틸렌글리콜을 이용한 PET 해중합 특성 (Depolymerization of PET by Ethylene Glycol)

  • 황휘동;김보경;우대식;한명완
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제47권6호
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    • pp.683-687
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    • 2009
  • 본 연구에서는 촉매 존재 하에서 에틸렌글리콜(EG)를 이용하여 글리콜리시스를 통해 PET(Poly ethylene terephthalate)을 해중합하여 BHET(bis-hydroxyethyl terephthalate)를 얻기 위한 방법에 대하여 연구하였다. 촉매는 zinc acetate가 사용되었고, 생성물은 high performance liquid chromatography(HPLC)으로 분석하였다. 반응 시간, 반응 온도, EG양과 같은 조건들의 영향을 알아보았으며, 반응 속도식을 구하였다. 그 결과 반응 온도와 반응 시간이 증가함에 따라 BHET의 수율과 해중합 속도는 증가하였지만, 너무 높은 반응 온도 $250^{\circ}C$에서는 BHET가 중합반응을 일으켜 $230^{\circ}C$ 보다 수율이 낮게 나타났다. 1차 반응속도 모델을 가정하여 반응 활성화에너지를 구하였다. 얻어진 활성화 에너지는 $210^{\circ}C$ 이상과 $210^{\circ}C$ 이하에서 각각 37.8, 149.6 kJ/mol이었다. 이는 이 반응이 다단 연속 반응임을 보여준다. BHET의 최대 수율은 반응 온도 $230^{\circ}C$, 반응 시간 6시간 그리고, EG/PET의 비율이 4일 때 가장 높은 71%의 수율을 나타내었다.

전기산화공법을 이용한 고농도폐수 처리공정의 모델링 및 최적화 (Modeling and Optimization of High Strength Wastewater Treatment Using the Electro Oxidation Process)

  • 이홍민;이상선;황성원;진동복
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제54권3호
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    • pp.340-349
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    • 2016
  • 본 연구에서는 정유산업의 유지 및 보수기간에 배출되는 고농도폐수의 COD (Chemical Oxygen Demand)를 효과적으로 제거하기 위해 전기산화공법을 적용하였다. 우선 산업에서 배출되는 실제 폐수를 처리하기 위하여 BDD전극을 개발하고, 개발된 전극을 이용하여 전류밀도, pH, 전해질농도, 반응시간 등과 같은 다양한 운전조건하에 실험을 진행하였다. 둘째, 이러한 실험결과를 이용하여 전기분해의 kinetic parameter를 산출한 후에, 이를 토대로 전기산화 처리설비를 수학적으로 모델링 하였다. 마지막으로, 기존에 정상운전 조건 시 사용하던 저 농도 폐수를 처리하는 공정의 유입조건에 맞추기 위하여 전기산화 처리설비의 설계 및 운전의 다양한 변수들을 최적화함으로써 보다 효율적인 폐수 전처리 시스템을 개발하였다. 본 연구를 통해 개발된 모델의 결정계수($R^2$)는 0.982로 상당히 작은 오차범위를 보여줌으로써 모델의 높은 정확도를 입증하였다.

NiFe2O4의 수소환원에 의한 나노구조 Fe-Ni 합금의 제조 및 자성특성 (Synthesis and Magnetic Properties of Nanocrystalline Fe-Ni Alloys During Hydrogen Reduction of NiFe2O4)

  • 백민규;도경효;;박종진
    • 대한금속재료학회지
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    • 제49권1호
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    • pp.52-57
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    • 2011
  • Nickel ferrite ($NiFe_2O_4$) powder was prepared through the ceramic route by calcination of a stoichiometric mixture of nickel oxide (NiO) and iron oxide ($Fe_2O_3$). The pressed pellets of $NiFe_2O_4$ were isothermally reduced in pure hydrogen at 800, 900, 1000 and $1100^{\circ}C$. Based on thermogravimetric analysis, the reduction behavior and the kinetic reaction mechanisms of the synthesized ferrite were studied. The initial ferrite powder and various reduction products were characterized by XRD, SEM, reflected light microscope and VSM to reveal the effect of hydrogen reduction on the composition, microstructure, magnetic properties and reaction kinetics of the produced Fe-Ni alloy. Complete reduction of the $NiFe_2O_4$ was achieved with synthesis of homogeneous nanocrystalline Fe-Ni alloys. Arrhenius equation with the approved mathematical formulations for a gas-solid reaction was applied for calculating the activation energy ($E_a$) values and detecting the controlling reaction mechanism.

Curing Behavior of Epoxy Resins Using Aminolysis Products of Waste Polyurethanes as Hardeners

  • Lee, Dai-Soo;Hyun, Song-Won;Seo, Seung-Wook;Kim, Kyoung-Jong
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2001년도 The 6th International Symposium of East Asian Resources Recycling Technology
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    • pp.738-741
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    • 2001
  • We carried out aminolyses of various rigid polyurethane foams (PUFs) using diethylene triamine and studied application of the aminolysis products as hardners of epoxy resins. Diglycidyl ether of bisphenol A was used for the study on the curing behavior of epoxy resin with the aminolysis product employing differential scanning calorimeter. Curing reaction of the epoxy resin is generally known to be autocatalytic second order reaction. We found that the curing reaction of the epoxy resin with the aminolysis product of rigid PUF did not show autocatalytic characteristics but followed the n-th order kinetics. The activation energy of the curing reaction of the epoxy resin with the aminolysis product of rigid PUF made from sugar based polyol was slightly lower than that of the epoxy resin with aminolysis product of rigid with made from amine based polyol.

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Furfurylidene acetophenone유도체에 대한 Thiourea의 친핵성 첨가반응 메카니즘과 그 반응속도론적 연구 (The Kinetics and Mechanism of the Nucleophilic Addition of Thiourea for Furfurylidene Acetophenone derivatives)

  • 이기창;목갑영;오세영;류정욱
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.27-32
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    • 1997
  • Furfurylidene acetophenone derivatives were synthesis, it was measured that nucleophilic addition made use of UV at a wide pH 1.0${\sim}$13.0 range in 30% dioxane-$H_2O$ solution, 25$^{\circ}C$. On the basis of general base catalysis, substitutent effect, confirmation of nucleophilic addition products, it was measured the reaction rate of furfurylidene acetophenone derivatives for the pH change. It may be concluded that a part was unrelated to pH and another part was in proportion to concentration of hydroxide ion: Above pH 10.0. sulfide anion adds to the double bond (Michael type addition), a part having no concern with pH, addition reaction to double bond is initiated by addition of neutral thiourea molecule. From the result of measurement the reaction rate, nucleophilic addition of furfurylidene acetophenone derivatives confirmed to the irreversible first order. Through measurement the substituent effect. It found that reaction rate was accelerated by electron attracting group. On the basis of these findings, nucleophilic addition of thiourea for the furfurylidene acetophenone derivative was proposed a fitting mechanisms.

DAEM 분석 방법을 통한 국내 수입탄의 탈휘발화 반응특성 비교연구 (Application of a DAEM Method for a Comparison of Devolatilization Kinetics of Imported Coals)

  • 김량균;송주헌;이병화;장영준;전충환
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제48권1호
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    • pp.110-115
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    • 2010
  • 본 연구 목적은 두가지 종류의 국내 수입탄에 대한 열분해 반응율을 구하고 이를 비교하는 것이다. 이를 위해 TGA를 통하여 열분해 실험을 수행하였으며, 반응상수 분석은 New DAEM 방법을 이용하였다. 서로 다른 가열속도에서 각각 얻어진 TGA 질량변화 곡선으로부터, 활성화 에너지의 분포함수를 구한 후 최고빈도를 나타내는 활성화 에너지를 평균 활성화 에너지로 결정하였다. 그 결과 석탄의 종류에 따라 상기 반응에 대한 반응속도상수가 확실한 차이를 보였다. 이 같은 New DAEM 분석기법을 통해 얻은 반응상수를 적용시킨 CPD 모델을 가지고 예측한 결과가 TGA 실험치와 비교할 때보다 더 잘 일치함도 확인할 수 있었다.

Kinetically Controlled Growth of Gold Nanoplates and Nanorods via a One-Step Seed-Mediated Method

  • Hong, Soonchang;Acapulco, Jesus A.I. Jr.;Jang, Hee-Jeong;Kulkarni, Akshay S.;Park, Sungho
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제35권6호
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    • pp.1737-1742
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    • 2014
  • In this research, we further developed the one-step seed mediated method to synthesize gold nanoparticles (GNPs) and control their resulting shapes to obtain hexagonal, triangular, rod-shaped, and spherical gold nanostructures. Our method reveals that the reaction kinetics of formation of GNPs with different shapes can be controlled by the rate of addition of ascorbic acid, because this is the critical factor that dictates the energy barrier that needs to be overcome. This in turn affects the growth mechanism process, which involves the adsorption of growth species to gold nanoseeds. There were also observable trends in the dimensions of the GNPs according to different rates of addition of ascorbic acid. We performed further analyses to investigate and confirm the characteristics of the synthesized GNPs.

Succinic Acid과 1,4-butanediol의 에스테르화반응에서 무독성 유기금속 화합물의 촉매 활성에 관한 연구 (A Study on the Catalytic Activity of Nontoxic Organometallic Compound in Esterification Reaction between Succinic Acid and 1,4-Butanediol)

  • 박근호
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.6-13
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    • 2010
  • Esterification reaction between succinic acid and 1,4-butanediol was kinetically investigated in the presence of nontoxic organometallic compound catalyst(ESCAT-100E) at $150-190^{\circ}C$. The reaction rates measured by the amount of distilled water from the reaction vessel. The Esterification reaction was carried out under the first order conditions respect to the concentration of reactants, respectively. The overall reaction order was 2nd. The linear relationship was shown between apparent reaction rate constant and reciprocal absolute temperature. By the Arrhenius plot the activation energy have been calculated as 376.13 kJ/mol under nontoxic organometallic compound catalyst and also apparent reaction rate constant, k' was found to obey first kinetics with respect to the concentration of catalyst.