• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.166-173
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• 2006

Catalytic reforming of $CO_2$ by $CH_4$ over Ni-YSZ based catalysts was investigated to produce syngas as raw material of high valued chemicals and develop high performance catalyst electrode for an internal reforming of $CO_2$ in SOFC system. Ni-YSZ based catalysts were prepared using physical mixing and maleic acid methods to improve catalytic activity and inhibition of carbon deposition. The catalysts before and after the reaction were characterized by $N_2$ physisorption, TPR(temperature programed reduction), XRD and impedance analyzer. The conversions for $CO_2$ and $CH_4$ over Ni-MgO catalyst showed 90% but much amount of carbon deposition was detected on catalyst surface. On the other hand, the conversions for $CO_2$ and $CH_4$ over NiO-YSZ-$CeO_2$ catalyst showed 100% and 85% respectively, and carbon deposition on catalyst surface was inhibited under the tested condition. It was concluded that NiO-YSZ-$CeO_2$ catalyst is a promising candidate for the catalytic reforming of $CO_2$ and the internal reforming in SOFC system.

• 공업화학
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• 제30권5호
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• pp.620-626
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• 2019

본 연구에서는 $Cu/CeO_2$ 촉매의 함량과 소성온도를 제어함으로써 촉매의 구조적 특성이 CO 산화반응에 미치는 영향과, $100{\sim}300^{\circ}C$의 온도범위에서 촉매의 CO 전환율을 평가하였다. 촉매의 구조적 특성이 변화함에 따라 촉매의 화학적 특성에 미친 영향을 확인하기 위해 XRD, Raman, BET, $H_2-TPR$, XPS 분석을 수행하였다. 이때, Cu와 Ce의 치환 결합이 형성되는 것을 확인하였고, Cu를 5 wt.% 담지한 촉매를 $400^{\circ}C$로 소성하였을 때 Cu와 Ce의 결합을 많이 이루고 있는 것으로 판단하였다. Cu와 Ce의 결합은 Raman 분석 상에서 peak의 이동과, $H_2-TPR$에서 나타난 peak를 통해 확인하였다. 또한 산화상태 분석을 통하여 치환 결합을 쉽게 이룰 수 있다고 알려져 있는 $Ce^{3+}$종과 반응에 더욱 쉽게 기인할 수 있는 표면 산소종(surface labile oxygen)이 많이 형성되어 있는 것을 확인하였다. 이때, 본 연구에서 사용한 촉매의 CO 전환율은 $150^{\circ}C$에서 100%에 가까운 수치를 나타내는 것을 확인하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.43-49
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• 2001

In order to satisfy the ULEV emissions regulation, fast light-off of a catalyst is essential for reduction of HC and CO emissions during the cold start. Cranking Exhaust Gas Ignition(CEGI) method developed in this study showed that the catalyst reaches the light-off temperature in a few seconds. The CEGI stops the ignition signal for a few seconds during the cranking period, so the unburned fuel-air mixture bypasses the combustion chamber and flows through the exhaust manifold. When the unburned mixture reaches two glow plugs installed upstream of the catalyst, it burns and releases the thermal energy to heat up the catalyst, In the FTP-75 vehicle tests, the CEGI showed that the exhaust emissions reduced by 47.7% for THC and by 88.6% for CO in the cold-transient phase of the test.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 1998년도 제17회 KOSCI SYMPOSIUM 논문집
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• pp.69-77
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• 1998

In order to meet the stringent emission regulations, fast light-off of a catalyst is essential to reduce the HC and CO emissions during cold start. Cranking Exhaust Gas Ignition (CEGI) method developed in this study showed that the catalyst reaches the light-off temperature in a few seconds after cold start. The CEGI system cuts off the ignition signal for a few seconds during the cranking period. so the unburned fuel-air mixture bypasses the combustion chamber and flows through the exhaust manifold. When the unburned mixture reaches two glow plugs installed upstream of the catalyst, it burns and releases the thermal energy to heat up the catalyst. Results from the FTP-75 tests showed that the exhaust emissions with the CEGI reduced by 47.7% for THC and by 88.6% for CO in the cold-transient phase of the test.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.588-595
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• 2020

반도체 산업용 9N 이상의 초고순도 N₂, Ar 등 불활성 가스 제조를 위해 가스 정제공정에 사용되고 있는 Ni 촉매의 물성 평가 및 촉매적 특성을 확인하였다. 조성이 다른 원기둥 형태의 C1, 츄러스 형태의 C2의 두 가지 Ni 촉매에 대해 비교 평가를 진행하였다. Ni 촉매의 형상과 미세구조를 분석하기 위해 광학현미경과 FE-SEM을 이용하였으며, 조성 확인 및 물성을 분석하기 위해 EDS, XRD, 그리고 micro-Raman 분석을 이용하였다. 또한 Ni 촉매의 비표면적 및 촉매적 특성을 확인하기 위해 BET, Pulse Titration 분석을 진행하였다. 조성 분석결과, C1의 경우, 상대적으로 graphite가 불순물로 다량 포함되어 있는 것을 확인하였으며, C2는 C1에 비해 Ni의 함량이 높은 것을 확인하였다. 비표면적 분석 결과, C2의 비표면적이 C1보다 약 1.69배 정도 큰 것을 확인할 수 있었다. 촉매적 특성분석 결과, 상온에서 O₂와 CO 불순물 제거 정도가 C2가 우수함을 확인하였다. 따라서 반도체 산업용 초고순도 불활성 기체 제조를 위한 Ni 촉매로는 불순물이 적고, 비표면적이 크며, 상온에서 O₂와 CO 제거 성능이 우수한 C2가 적합함을 확인하였다.

• 공업화학
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• 제23권2호
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• pp.176-182
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• 2012

메탄 개질반응($CH_4$ reforming)은 온실가스($CH_4$와 $CO_2$)를 합성가스(CO, $H_2$)로 전환시켜 온실가스를 자원화 한다는 점에서 활발하게 연구가 진행되고 있다. 그러나 촉매 비활성화와 고온 반응으로 인해 아직 상업화된 공정이 없는 상황이다. 본 연구에서는 Co, Ru, Zr 금속과 담지체로 $SiO_2$를 이용해 Co-Ru-Zr-Si (CRZS)촉매를 제조하고 이를 성형하여 메탄개질반응 특성을 연구하고, 공정 개발을 위한 기초 자료를 얻고자 하였다. 성형촉매의 특성을 알아보기 위해 XRD, BET 그리고 EDS로 분석하였고, 메탄 및 이산화탄소 전환율은 GC (TCD detector)로 분석하였다. 또한 반응속도론적 연구로 부터 반응속도상수를 구하였으며 반응물의 물질전달영향을 받지 않는 촉매크기를 선정하였다. 선정된 성형촉매는 $850^{\circ}C$, 720 h에서도 활성을 유지하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.1348-1353
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• 2010

신디오탁틱 폴리스타이렌의 벌크 중합 시, 반응의 초기단계에서 균일하던 반응혼합물은 반응이 진행됨에 따라 점차 침전된 고형 sPS와 액체 반응생성물로 형성된 슬러리 상태로 변해간다. 반응이 더 진행되면 고형 침전물의 양이 많아지고 반응물이 엉겨 붙는 현상을 적절한 방법으로 해소하면 슬러리 상태에서 젖은 분말 형태 더 나가서는 마른 분말 형태의 반응 생성물을 얻게 된다. 전화율을 높이기 위해 촉매와 조촉매의 양을 늘리는 경우 반응성생물은 어느 순간 한 덩어리가 되어 더 이상의 반응 제어가 불가능해진다. 이 연구에서는 이렇게 덩어리로 응집되는 현상을 막고 고 전화율의 반응이 가능하도록 특별한 방법을 사용하였다. 촉매와 조촉매를 한 번에 투입하지 않고 여러 단계로 나누어 투입하는 경우 반응물의 응집을 막고 전화율을 높게 유지할 수 있었다. 또한 이 방법은 sPS의 분자량을 높이는데도 도움이 되는 것을 알 수 있었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.390-397
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• 2010

0.5wt% Ru/$\alpha-Al_2O_3$ catalysts are prepared by deposition-precipitation method for the preferential CO oxidation In order to investigate the effect of pH on the Ru dispersion and particle size, the pH of precursor solution is adjusted to between 5.5 and 9.5. 0.5wt% Ru/$\alpha-Al_2O_3$ catalyst prepared at the pH of 6.5 has high Ru dispersion of 17.9% and small particle size of 7.7nm. In addition, 0.5wt% Ru/$\alpha-Al_2O_3$ catalyst prepared at the pH 6.5 is easily reduced at low temperatures below $150^{\circ}C$ due to high dispersion of $RuO_2$ particle and shows high CO conversion over 90% in the wide temperature range between $100^{\circ}C$ and $160^{\circ}C$. Moreover, the deposition-precipitation is a feasible method to improve the Ru dispersion as compared to the impregnation method. The 0.5wt% Ru/$\alpha-Al_2O_3$ catalyst prepared by deposition-precipitation exhibits higher CO conversion than 0.5wt% Ru/$\alpha-Al_2O_3$ catalysts prepared by impregnation due to higher metal dispersion and better reducibility at low temperature.

• 청정기술
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• 제30권1호
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• pp.62-67
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• 2024

본 연구에서는 이산화탄소를 기반으로한 피셔-트롭시 반응에 사용되는 철계 촉매에 알칼리 금속인 Na를 함침 및 물리적 혼합 방식으로 도입하여 각각의 성능을 비교하였다. 제조된 촉매는 3.5 MPa, 330 ℃, H₂/CO₂ = 3의 가스 조성비에서 공간속도 4,000 mL h^-1 g_cat^-1 조건으로 반응성을 평가하였다. 두 가지 촉매를 비교한 결과 Na를 함침한 경우 Na가 촉매 전체에 균일하게 분산되어 있지만 물리적 방법으로 혼합한 촉매는 상대적으로 표면에 위치하였다. 또한 Na를 함침한 촉매가 더 높은 액체 탄화수소(C₅₊) 수율과 낮은 CO 선택도를 보였다. 결론적으로 촉매 내의 Na 분포가 반응에 미치는 영향을 파악하였으며 도입 방식을 통해 이를 조절할 수 있음을 확인하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제26권6호
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• pp.238-242
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• 2016

알칼리(토)금속이 SCR(Selective Catalytic Reduction) 촉매 비활성화에 미치는영향을 미세구조, 촉매 비표면적, 기공 부피 변화, 탈질 성능 분석을 통해 규명하였다. 신촉매를 $350^{\circ}C$에서 6시간 동안 $H_3PO_4$, $K_2CO_3$, $Na_2CO_3$, $Ca(CH_3COO)_2{\cdot}H_2O$, $C_4H_6MgO_4{\cdot}4H_2O$ 수용액을 분사 시켜, 모사 피독된 SCR 촉매를 제조하였다. 피독 촉매 표면의 미세구조는 신촉매와 거의 유사한 형태를 보이지만, 비표면적과 기공 부피 변화를 신촉매와 비교하였을 때, Na < Mg < K < Ca < P 순으로 감소하는 것으로 나타났다. 특히 Na에 의해 피독된 촉매는 비표면적은 $10.20m^2/g$, 기공부피는 $0.061cm^2/g$ 정도 감소하였다. $150{\sim}450^{\circ}C$에서 신촉매 및 피독 촉매의 탈질성능을 평가한 결과, 알칼리 금속(K, Na)에 피독된 SCR 촉매가 가장 낮은 탈질효율을 보였으며, 알칼리 토금속(Ca, Mg)에 피독된 SCR 촉매는 알칼리 금속(K, Na)에 피독된 촉매에 비해 상대적으로 높은 탈질 효율을 보였으며, 인(P)에 의해 피독된 촉매는 SCR 신촉매와 거의 유사한 탈질 성능을 나타내는 것을 확인하였다. 이러한 결과는 SCR 촉매 비표면적이나 기공 부피 감소에 따른 물리적인 비활성화가 SCR 촉매 탈질 성능에 영향을 미치는 것으로 보인다.