• 한국재료학회지
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• 제22권6호
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• pp.316-320
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• 2012

$Co_3O_4$, $Al_2O_3$ and $Co_3O_4$/$Al_2O_3$ mesoporous powders were prepared by a sol-gel method with starting matierals of aluminum isopropoxide and cobalt (II) nitrate. A P123 template is employed as an active organic additive for improving the specific surface area of the mixed oxide by forming surfactant micelles. A transition metal cobalt oxide supported on alumina with and without P123 was tested to find the most active and selective conditions as a heterogeneous catalyst in the reaction of styrene epoxidation. A bBlock copolymer-P123 template was added to the staring materials to control physical and chemical properties. The properties of $Co_3O_4$/$Al_2O_3$ powder with and without P123 were characterized using an X-ray diffractometer (XRD), a Field-Emission Scanning Electron Microscope (FE-SEM), a Bruner-Emmertt-Teller (BET) surface analyzer, and $^{27}Al$ MAS NMR spectroscopy. Powders with and without P123 were compared in catalytic tests. The catalytic activity and selectivity were monitored by GC/MS, $^1H$, and $^{13}C$-NMR spectroscopy. The performance for the reaction of epoxidation of styrene was observed to be in the following order: [$Co_3O_4$/$Al_2O_3$ with P123-1173 K > $Co_3O_4$/$Al_2O_3$ with P123-973 K > $Co_3O_4$-973 K>$Co_3O_4$/$Al_2O_3$-973 K > $Co_3O_4$/$Al_2O_3$ with P123-1473 K > $Al_2O_3$-973 K]. The existence of ${\gamma}$-alumina and the nature of the surface morphology are related to catalytic activity.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제31권10호
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• pp.2830-2834
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• 2010

The degradation efficiencies of phenol in aqueous solution were studied by semi-continuous experiments in the processes of ozone alone, ozone/bulky $Co_3O_4$ and ozone/$Co_3O_4$ nanoparticles. Catalyst samples (bulky $Co_3O_4$ and $Co_3O_4$ nanoparticles) were characterized by X-ray diffraction and transmission electron microscopy. The Brunauer-Emmett-Teller surface area, $pH_{pzc}$ and the density of surface hydroxyl groups of the two catalyst samples were also measured. The catalytic activity of $Co_3O_4$ nanoparticles was investigated for the removal of phenol in aqueous solutions under different reaction temperatures. Tert-butyl alcohol had little effect on the catalytic ozonation processes. Based on these results, the possible catalytic ozonation mechanism of phenol by $Co_3O_4$ nanoparticles was proposed as a reaction process between ozone molecules and pollutants.

• 공업화학
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• 제28권3호
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• pp.326-331
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• 2017

캐스터오일은 수소화반응을 통해 계면활성제의 중간체 등 유용한 화학산업의 원료로 활용 가능하다. 본 연구에서는 캐스터오일의 수소화용 니켈촉매의 제조조건과 전처리 조건에 대한 영향을 연구하였다. 니켈촉매는 침전제와 pH를 다르게 하여 실리카 담체상에 침전법으로 담지되었고, 다시 산화와 환원의 반복된 전처리를 행하였다. 니켈촉매의 활성은 캐스터오일의 요오드 가를 측정하여 비교하였고, 니켈촉매의 분산도는 XRD, BET, TEM을 통하여 분석하였다. 니켈촉매의 활성을 CO산화반응실험을 통하여도 비교하였다. 산화와 환원 사이클의 반복에 의해 니켈의 재분산이 실리카 상에서 발생하였고, 이것이 캐스터오일 수소화반응 활성을 증진시키는데 기여하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.191.2-191.2
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• 2014

Cu/ZnO/$Al_2O_3$ is widely used methanol synthesis catalyst at elevated pressures P (50 to 100 bar) and temperatures T (473 to 573 K) using $CO_2$, CO, $H_2$ syngas mixture. Although Cu step and planar defects have been regarded as active sites in this catalyst, detailed $CO_2$ hydrogenation procedure has been still unknown and debated as well as initial intermediate. In this study, we investigated the mechanism of $CO_2$ hydrogenation on Cu(111) model surface at P (1 bar) and T (298 to 450 K) using reflection absorption infrared spectroscopy (RAIRS). Two distinct formates by hydrogenation of $CO_2$, on step and on terrace, show different behavior with elevating temperature. The peak intensity of on step formate was continuously decreased above 360 K up to 450K in contrast to the increase of on terrace formate. These phenomena are strong possibilities that the formate is initial intermediate and is desorbed by hydrogenation reaction because thermal desorption temperature of formate (~470 K) is much higher than desorption of on step formate. And the formate production peak of on step site was weakly correlated with CO formation.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권3호
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• pp.391-396
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• 2015

n-부텐의 산화탈수소화에서 제조방법이 촉매의 반응활성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 $BiFe_{0.65}MoP_{0.1}$ 산화물 촉매를 모델 촉매로 선정하여 공침법, 시트르산법, 수열합성법, 주형법 등의 방법으로 촉매를 제조하였다. 제조한 촉매의 물리 화학적 특성을 알아보고 반응 활성과 연관시키기 위하여 X-선 회절분석(XRD), 질소 흡착 탈착분석($N_2$ sorption), 암모니아/1-부텐-승온탈착분석($NH_3/1$-butene-TPD) 등의 특성분석을 수행하였다. 공침법으로 제조한 촉매의 활성이 가장 높게 관찰되었으며, 14시간 동안의 산화탈수소화 반응 기준으로 n-부텐의 전환율은 79.5%, 1,3-부타디엔의 선택도는 85.1%, 1,3-부타디엔 수율은 67.7%의 수치를 보였다. 암모니아 승온탈착 실험으로부터 촉매의 반응 활성은 촉매의 산특성과 밀접하게 관련이 있으며, 공침법으로 제조한 산화물 촉매가 다른 합성방법으로 제조한 촉매와 비교하여 가장 큰 산량을 갖는 것으로 관찰되었다. 또한, 1-부텐의 승온탈착 분석결과, 촉매의 활성은 흡착된 1-부텐과 촉매의 표면반응에 기인한 중간체의 흡 탈착 특성, 즉 약하게 흡착된 중간체(< $200^{\circ}C$)의 상대적인 양과 강하게 흡착된 중간체의 탈착 온도(> $200^{\circ}C$)와 밀접하게 관련이 있었다.

• 한국환경과학회지
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• 제14권2호
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• pp.221-230
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• 2005

Catalytic wet oxidation of trichloroethylene (TCE) in water has been conducted using $TiO_2-supported$ cobalt oxides at $36^{\circ}C$ with a weight hourly space velocity of $7,500\;h^{-1}.\;5\%\;CoO_x/TiO_2$, prepared by using an incipient wetness technique, might be the most promising catalyst for the wet oxidation although it exhibited a transient behavior in time on-stream activity. Not only could the bare support be inactive for the wet decomposition reaction, but no TCE removal also occurred by the process of adsorption on $TiO_2$ surface. The catalytic activity was independent of all particle sizes used, thereby representing no mass transfer limitation in intraparticle diffusion. XPS spectra of both fresh and used Co surfaces gave different surface spectral features for each $CoO_x,\;Co\;2P_{3/2}$ binding energy for Co species in the fresh catalyst appeared at 781.3 eV, which is very similar to the chemical states of $CoTiO_x$ such as $CO_2TiO_4\;and\;CoTiO_3$. The used catalyst exhibited a 780.3-eV main peak with a satellite structure at 795.8 eV. Based on XPS spectra of reference Co compound, the TCE-exposed Co surfaces could be assigned to be in the form of mainly $Co_3O_4$. XRD patterns for $5\%\;CoO_x/TiO_2$ catalyst indicated that the phase structure of Co species in the catalyst even before reaction is quite comparable to the diffraction lines of external $Co_3O_4$ standard. A model structure of $CoO_x$ present predominantly on titania surfaces would be $Co_3O_4$, encapsulated in thin-film $CoTiO_x$ species consisting of $Co_2TiO_4$ and $CoTiO_3$, which may be active for the decomposition of TCE in a flow of water.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권2호
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• pp.229-237
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• 2012

Fischer-Tropsch 합성용 Co/$Al_2O_3$ 촉매에서 알루미나 지지체에 인산 용액으로 알루미나 표면을 개질하여 촉매적 활성은 물론이고, 기계적 강도와 수열 안정성을 개선하였다. FT-IR과 같은 촉매 표면 분석법을 통하여 P 첨가로 알루미나 표면에 $AlPO_4$ 상이 생성되어 촉매인 코발트와 지지체인 알루미나 사이의 상호작용이 약화되어 촉매의 환원도가 높아졌음을 보였다. 이에 따른 촉매성능을 평가하기 위하여 $C_{5+}$ productivity와 turnover frequency를 계산하였다. 또한, 2 wt.% P 첨가 알루미나를 대상으로 지지체의 소성온도가 촉매활성에 미치는 영향도 살펴보았다. 한편, 고온 가압 하에서 물을 이용하여 P 첨가 알루미나(P-알루미나)를 지지체로 한 촉매의 수열 특성을 살펴보았으며, 실험 전후의 XRD 패턴을 분석함으로써 P 첨가 알루미나 기반 촉매가 수열 안정성이 우수하다는 것을 증명하였다. 뿐만 아니라, 촉매의 기계적 강도를 측정하기 위하여 유동화 반응기를 직접 제작하여 P-알루미나 기반 촉매의 P 함량이 증가할수록 마모도가 감소함을 확인하였다. 촉매 활성, 수열 안정성, 그리고 기계적 강도를 모두 고려하면, 알루미나에 첨가된 P의 함량이 1~2 wt.% 이고, 지지체를 $500^{\circ}C$에서 소성하여 제조한 촉매가 가장 좋은 성능을 보였다.

• 한국가스학회지
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• 제13권4호
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• pp.8-14
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• 2009

하이브리드 촉매를 이용하여 합성가스로부터 디메틸에테르(DME)를 1단계 공정으로 합성하였다. 하이브리드 촉매는 메탄올 합성반응을 위하여 Cu-ZnO-$Al_2O_3$, 메탄올 탈수반응을 위하여 aluminum phosphate 혹은 $H_3PO_4$-modified $\gamma$-alumina로 구성되었다. 제조한 촉매들은 XRD, BET, SEM, FT-IR, $NH_3$-TPD를 이용하여 특성분석을 하였다. XRD 분석을 통해 aluminum phosphate가 잘 합성되었음을 알 수 있었다. BET 분석을 통해 aluminum phosphate의 비표면적이 P/Al의 비에 따라서 달라짐을 확인할 수 있었다. 반응실험 결과 메탄올 탈수 촉매로 사용된 aluminum phosphate의 P/Al의 비가 1.2인 하이브리드 촉매에서 55%의 CO 전환율과 70%의 DME 선택도를 보여 주었다. $\gamma$-alumina를 인산으로 처리한 경우 촉매활성 감소를 막을 수 있었다. 하지만 85%의 진한인산으로 처리한 경우에는 촉매 활성 및 DME 선택도가 낮아짐을 확인할 수 있었다.

• 대한화학회지
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• 제32권5호
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• pp.501-506
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• 1988

본 연구에서는 알칼리화합물의 첨가가 Co/NaY촉매의 반응성과 선택도에 미치는 영향을 관찰하였다. 촉매는 제올라이트 NaY에 알칼리화합물을 첨가한 후 $Co_2(CO)_8$을 담지시켜 제조하였고, 온도 = 200∼$250^{\circ}C$, GHSV = 120∼$160hr^{-1}$, 압력 = 1atm, $H_2$/CO = 1 에서 반응하였다. 첨가된 알칼리이온의 염기도가 클수록 올레핀선택도, probability of chain growth(${\alpha}$), $CO_2$의 생성율은 증가하고 메탄의 생성율은 감소하였으며, 알칼리용액의 염기도가 클수록 반응활성은 증가하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제30권1호
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• pp.14-20
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• 2019

The power to gas (P2G) is one of the energy storage technologies that can increase the storage period and storage capacity compared to the existing battery type. One of P2G technologies produces hydrogen by decomposing water from renewable energy (electricity) and the other produces $CH_4$ by reacting hydrogen with $CO_2$. The objective of this study is the reaction of $CO_2$ methanation which synthesized methane by reacting carbon dioxide and hydrogen. The effect of $CO_2$ conversion and $CH_4$ selectivity on reaction temperature, pressure, and methane contents over 40% Ni catalyst was mainly investigated throughout this study. As a result, the activity of this catalyst appeared to be the highest in $CH_4$ yield at around $400^{\circ}C$ and the selectivity of $CH_4$ increased with increasing reaction pressure. The methane content was not significantly influenced below 3% of all componets. As the space velocity increases from 10,000 to 30,000/hr, the $CO_2$ conversion rate tends to decrease.