• 공업화학
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• 제32권4호
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• pp.385-392
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• 2021

본 연구에서는 Co/CeO₂ 촉매 제조 시 코발트의 첨가 함량 및 세리아의 소성온도에 따른 물리·화학적 특성 및 일산화질소 산화 성능을 비교하였다. Co/CeO₂ 촉매의 구조적 특성은 XRD, BET 분석을 통하여 확인하였으며, 코발트 표면밀도에 따른 표면 결정 상태를 제안하였다. 또한, Raman, XPS 분석을 통하여 촉매의 산화가 및 산소 결합 상태를 확인하였으며, 일산화질소 산화 성능과의 관계를 제안하였다. H₂-TPR 분석을 통하여 촉매의 특성 변화에 따른 산소전달특성을 확인하였으며, 일산화질소 산화를 위한 촉매의 활성점(Co³⁺)을 제안하였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제23권6호
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• pp.799-803
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• 2002

Partial oxidation of methane has been conducted over $CeO_2$and it has been found that $CeO_2$has an extraordinary catalytic activity in the reaction. Its activity was strongly dependent on the $CH_4/CO_2$ ratio. Total combustion was dominant with stoichiometric feed ratio$(CH_4/O_2=$ 2.0) but partial oxidation was achieved between the $CH_4/O_2$ ration of 3.8 4.3 and the period depended upon the feed composition. The proposed raaction mechanism it that oxygen vacancies in raduced deria are supplied with oxygen molecules from the reactant, and then activate adsorbed oxygen, followed by releasing activated axygen species reacting with methane to produce $H_2$ and CO.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제34권8호
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• pp.2461-2465
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• 2013

Pd-$Ce/{\gamma}-Al_2O_3-TiO_2$ catalysts were prepared by combined sol-gel and impregnation methods. Transmission electron microscopy, X-ray diffraction, $H_2$-temperature-programmed reduction, $O_2$-temperature-programmed desorption, and ethanol oxidation experiments were conducted to determine the properties of the catalysts. Addition of an optimal amount of Ce improved the performance of the $Pd/{\gamma}-Al_2O_3-TiO_2$ catalyst in promoting the complete oxidation of ethanol. The catalyst with 1% Ce exhibited the highest activity, and catalyzed complete oxidation of ethanol at $175^{\circ}C$; its selectivity to $CO_2$ reached 87%. Characterization results show that addition of appropriate amount of Ce could enrich the PdO species, and weaken the Pd-O bonds, thus enhancing oxidation ability of the catalyst. Meanwhile, the introduction of $CeO_2$ could make PdO better dispersed on ${\gamma}-Al_2O_3-TiO_2$, which is beneficial for the improvement of the catalytic oxidation activity.

• 청정기술
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• 제13권1호
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• pp.54-63
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• 2007

고분자 전해질 연료전지에 사용되는 개질 수소 속에는 미량의 일산화탄소가 존재할 수 있으며, 이는 연료전지의 백금 성분의 양극 전극을 비활성화로 이끌며, 그로 인하여 전기 출력이 급격히 떨어지게 된다. 본 연구는 담체의 조성을 달리한 여러 가지 $Cu/Ce_xZr_{1-x}O_2$ (x=0.0-1.0) 촉매들을 합성하고 그들 특성이 분석되었으며, 또한 일산화탄소의 산화반응과 수소 분위기에서의 일산화탄소에 대한 선택적 산화반응을 수행하였다. 이들 촉매들은 수열합성법과 침적-침전법을 조합하여 제조되었으며, XRD, XRF, SEM, TEM, BET, $N_2O$ 분해실험, 산소저장능력 측정 기법 등에 의해 그들의 물리화학적 성질들이 분석되었다. 담체의 조성과 반응물 산소의 과잉정도에 따른 영향들이 여러 반응온도에서 반응활성과 이산화탄소 선택도 등에 의해 조사되어졌다. 합성된 여러 조성을 달리한 $Cu/Ce_xZr_{1-x}O_2$ 촉매들 가운데 $Cu/Ce_{0.9}Zr_{0.1}O_2$와 $Cu/Ce_{0.7}Zr_{0.3}O_2$ 두 가지 촉매는 $170^{\circ}C$ 반응온도 부근의 PROX 반응에서 99% 이상의 CO 전환율과 50% 내외의 선택도를 나타내었다. 이와 같은 비교적 완화된 조건에서의 우수한 활성은 높은 산소저장능력을 지닌 $Ce_xZr_{1-x}O_2$ 담체를 사용함으로서 구리촉매의 산호-환원 활성이 증가한 것에 기인하며, 결국 수소분위기에서의 일산화탄소의 산화 반응에 대한 높은 활성과 선택도를 이끌었다.

• 한국재료학회지
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• 제20권7호
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• pp.379-384
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• 2010

The usual ceramic process of mixing and milling in state of oxides $ZrO_2$ and $CeO_2$ was adopted in this study in a wet process to manufacture Ce-TZP. $CeO_2$-$ZrO_2$ ceramics containing 8~20 mol% $CeO_2$ were made by heat treatment at $1250\sim1500^{\circ}C$ for 5hr. The maximum dispersion point of every slurry manufactured with a mixture of $ZrO_2$ and $CeO_2$ was neat at pH10. A stable slurry with average particle size of 90 nm can be manufactured when it is dispersed with the use of ammonia water and polycarboxylic acid ammonium. The sintered Ce-TZP ceramics manufactured with the addition of $CeO_2$ in a concentration of less than 10 mol% progressed to the fracture of the specimen due to the existence of a monoclinic phase of more than 30% at room temperature. More than 99% of the tetragonal phase was created for the sintered body with the addition of $CeO_2$ beyond 18 mol%, but the degradation of the mechanical properties on the entire specimen was brought about due to the $CeO_2$ existing in a percentage above 3%. Consequently, the optimal Ce-TZP level combined in the oxide state was identified to be 16 mol% of $CeO_2$ contents.

• 공업화학
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• 제28권6호
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• pp.720-725
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• 2017

메탄의 부분 산화반응으로부터 합성가스를 제조하기 위해 M(10)-Ni(5)/SBA-15(M=Ce, Nd, Sm)를 제조하였다. 촉매는 BET, TEM, XPS의 기기를 사용하여 특성화하였다. M(10)-Ni(5)/SBA-15(M=Ce, Nd, Sm)의 BET 비표면적, 평균 기공 크기는 각각 538.8, 504.3, $447.3m^2/g$과 6.4, 6.8, 7.1 nm이었다. SBA-15 담체의 TEM 이미지는 중기공성 육방정계 구조를 보여주었고, Ce(10)-Ni(5)/SBA-15 촉매는 Ni와 Ce의 금속 입자가 SBA-15 담체의 구속효과에 의해서 담체 표면상에 균일하게 분포하고 있었다. XPS 분석으로 촉매 표면상에 격자산소($O^{2-}$, $O^-$)와 $Ce^{4+}$과 $Ce^{3+}$의 두개의 산화상태가 존재함을 알 수 있었다. 촉매상에서 메탄의 부분 산화 반응으로부터 합성가스의 수율은 1 atm, 973 K, $CH_4/O_2=2$, $GHSV=1.08{\times}10^5mL/g_{cat.}{\cdot}h$에서 52.9% $H_2$와 21.7% CO이었으며, 75 h의 반응에서도 이 값을 일정하게 유지하였다. M(10)-Ni(5)/SBA-15(M=Ce, Nd, Sm)촉매는 합성가스 수율이 같은 경향을 보여주었다. 이러한 결과는 조촉매인 Ce, Nd, Sm의 Redox 반응이 촉매의 수율과 안정성을 향상시킨다는 것을 보여주었다.

• 청정기술
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• 제24권1호
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• pp.35-40
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• 2018

$N_2O$ 촉매 분해 반응을 위한 $Co_3O_4$ 촉매는 공침법을 이용하여 제조하였으며, 조촉매로서 Ce 및 Zr의 양을 (Ce 또는 Zr)/Co = 0.05의 몰비로 고정하여 제조하였다. 또한 K가 촉매에 미치는 영향을 조사하기 위해 1 wt%의 $K_2CO_3$를 함침하여 촉매를 제조하였다. 제조된 촉매의 특성은 BET, SEM, XRD, $H_2-TPR$, XPS를 통해 분석하였다. $Co_3O_4$ 촉매는 스피넬 결정상을 나타냈으며, 조촉매의 첨가는 입자 크기와 결정 크기를 감소시켜 비표면적을 증가시키는 것으로 나타났다. K의 도핑은 촉매 활성 물질인 Co의 활성 종인 $Co^{2+}$의 농도를 증가시켜 촉매 활성을 향상시키는 것으로 확인되었다. $N_2O$ 분해 반응 테스트는 $GHSV=45,000h^{-1}$, $250{\sim}375^{\circ}C$에서 수행되었으며 $Co_3O_4$ 촉매에 조촉매를 첨가하였을 때도 반응성이 증가하였지만, K를 함침하면 활성이 더욱 크게 증가하는 것으로 나타났다. K의 도핑이 활성 종인 $Co^{2+}$의 농도를 증가시키며, 환원온도를 낮춰 주어 활성에 큰 영향을 주는 것으로 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권3호
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• pp.319-324
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• 2013

합성가스를 생산하기 위한 메탄의 부분산화반응 특성을 $Ni/CeO_2-ZrO_2$, $Ni-Ru/CeO_2-ZrO_2$와 $Ni-Pd/CeO_2-ZrO_2$ 촉매체를 이용하여 조사하였다. 메탄의 부분 산화 개질 반응에서 촉매의 높은 활성과 안정성을 위하여 허니컴 구조의 금속모노리스 촉매 체를 적용하였다. 촉매분석은 XRD와 FE-SEM을 사용하였으며, 제조된 촉매들의 합성가스 제조 특성은 반응물 비(O/C), GHSV와 온도를 변화시키면서 연구하였다. 개질 실험에서 사용된 촉매 중에서 $Ni-Pd/CeO_2-ZrO_2$ 촉매 체가 가장 높은 활성을 보여 주었으며, $900^{\circ}C$, GHSV=10,000 $h^{-1}$과 O/C=0.55에서 99%의 메탄 전환율을 얻었다. O/C 비가 증가함에 따라 수소 yield는 증가되고, 반면에 CO yield는 거의 일정하게 유지됨을 확인할 수 있었다. 또한 GHSV가 증가할수록 메탄의 전환율은 감소하였으며, 높은 메탄의 전환율을 얻을 수 있는 GHSV의 범위는 10,000 $h^{-1}$ 이하임을 알 수 있었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.759-764
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• 2011

Mixed-conducting oxide powders, $BaCe_{0.9}Y_{0.1}O_{2.95}$ (BCY) and $SrCe_{0.9}Y_{0.1}O_{2.95}$ (SCY) powders have been prepared by a solid-state reaction method. Xray diffraction patterns of the prepared powders showed the sharp peaks of the $BaCe_{0.9}Y_{0.1}O_{2.95}$ and $SrCe_{0.9}Y_{0.1}O_{2.95}$ phases. The oxide powders that were prepared by attrition milling showed rather large particles and severe necking between particles in FE-SEM images as well as residual reactant ($BaCO_3$) and secondary phases ($SrCeO_3$ and $CeO_2$) in XRD patterns. The oxide powders prepared using ball milling showed particles under approximately 500 nm and typical XRD patterns of the $BaCe_{0.9}Y_{0.1}O_{2.95}$ and $SrCe_{0.9}Y_{0.1}O_{2.95}$ phases. Ceramic membranes of the $BaCe_{0.9}Y_{0.1}O_{2.95}$ and $SrCe_{0.9}Y_{0.1}O_{2.95}$ phases were fabricated by the aerosol deposition method using the oxide powders synthesized.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회 2012년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.260-266
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• 2012

Syngas and hydrogen from the $CeO_2/ZrO_2$ coated foam devices were investigated under simulated solar radiation. The $CeO_2/ZrO_2$ coated SiC, Ni and Cu foam device were prepared using drop-coating method. Syngas production step was performed at $900^{\circ}C$, and hydrogen production process was performed for ten repeated cycles to compare the CeO2 conversion in syngas production step, $H_2$ yield in hydrogen production step and cycle reproducibility. The produced syngas had the $H_2$/CO ratio of 2, which was suitable for methanol synthesis or Fischer-Tropsch synthesis process. In addition, syngas and hydrogen production process is one of the promising chemical pathway for storage and transportation of solar heat by converting solar energy to chemical energy. After ten cycles of redox reaction, the $CeO_2/ZrO_2$ was analyzed using XRD pattern and SEM image in order to characterize the physical and chemical change of metal oxide at the high temperature.