Assisted by the highly sensitive confocal microprobe Raman spectrometer and proper surface roughening procedure, the Raman investigation on the adsorption and reaction of methanol was performed on Pt-Ru electrodes with different coverages. A detailed description of the roughening process of the Pt electrodes and the underpotential deposition of the Ru was given. Reasonably good Raman signal reflecting the metal-carbon vibration and CO vibration was detected. The appearance of vibrations of the Ru oxides, together with the existence of Ru-C, Pt-C and CO bands, clearly demonstrates the participation of the bi-functional mechanism during the oxidation process of methanol on Pt-Ru electrodes. The Pt-Ru electrode was found to have a higher catalytic activity over Pt electrodes. This preliminary study shows that electrochemical Raman spectroscopy can be applied to the study of rough electrode surface.
The effect of cobalt precursor on the structure of Co supported multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) were studied by using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). MWCNTs were treated with a mixture of nitric and sulfuric acids and decorated with cobalt and/or cobalt oxides via aqueous impregnation solutions of cobalt nitrate or cobalt acetate followed by reduction in hydrogen. XPS was mainly used to investigate the phase of cobalt on MWCNTs after reduction with $H_2$ flow at $400^{\circ}C$ for 2 h. Higher cobalt-nanoparticle dispersion was found in the MWCNTS prepared via cobalt nitrate decomposition. A typical XPS spectrum of Co 2p showed the peaks at binding energy (BE) values equal to 781 and 797 eV, respectively. It is found that cobalt nitrate supported MWCNTs is more dispersive and have catalytic activity than that of cobalt acetate supported MWCNTs at same preparation condition such as concentration of precursor solution and reduction environment.
We report the effective fabrication processes for more practical monolith catalysts consisting of washcoated alumina on a cordierite honeycomb monolith (CHM) and iron oxides nanoparticles in the alumina prepared by a simple dry coating method. It is confirmed that iron oxide nanoparticles were well deposited into the mesopore of washcoated alumina which is formed on the corner wall of honeycomb channel, and the effect of annealing temperature was evaluated for carbon monoxide oxidation catalysts. $Fe_2O_3/{\gamma}-Al_2O_3/CHM$ catalysts annealed at $350^{\circ}C$ exhibited the most enhanced catalytic activity, 100% conversion efficiency at more than $200^{\circ}C$ operating temperature.
In this study, the effect of physical properties of $Pt/TiO_2$ on $NH_3$-selective catalytic oxidation (SCO) reaction at $200{\sim}350^{\circ}C$ was investigated. CO-chemisoption and BET analysis were carried out to verify physical properties of $Pt/TiO_2$. By characterizing physical properties of $Pt/TiO_2$ with respect to the Pt loading, the metal dispersion degree decreased as a function of the Pt loading amount. Also, the catalyst having a higher metal dispersion showed an excellent conversion efficiency of $NH_3$ to $N_2$. Since the specific surface area of the support affects the metal dispersion, $Pt/TiO_2$ catalysts were prepared using $TiO_2$ with different physical properties. As a result, it was confirmed that the catalyst having a wide specific surface area exhibited a excellent conversion of $NH_3$ to $N_2$.
Jaeho Lee;Gwang-hun Cho;Geumyeon Lee;Changyong Yim;Young-Sei Lee;Taewook Kim
Applied Chemistry for Engineering
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v.34
no.4
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pp.357-364
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2023
Selective catalytic reduction (SCR) is the most effective method for reducing nitrogen oxide emissions, but the operating temperature range of V2O5-WO3/TiO2 catalysts is narrow (300~400℃). In this study, a new catalyst with an operating temperature range of 200~450℃ was developed. The catalyst poison, ammonium bisulfate, generated during the SCR process can be removed by heating above 350℃. To increase the number of active sites and promote the dispersion of active materials, titanium isopropoxide (TTIP) treatment was performed on the TiO2 support with various TTIP/TiO2 mass ratios. Among them, the 5 wt% TTIP loaded catalyst showed improved performance due to higher thermal stability caused by high W dispersion and the formation of V5+. In addition, the 5 wt% TTIP-loaded catalyst prepared by a one-step co-precipitation method showed greater V-OH and W-OH dispersion and enhanced interactions in contrast to conventional methods, resulting in higher catalytic activity at lower temperatures. This review article aims to provide an accessible explanation for researchers investigating how to improve the surface properties of TiO2 catalysts using TTIP.
In our previous study, a surfactant-coated Candida rugosa lipase immobilized in microemulsion-based organogels was exploited for the synthesis of ethyl isovalerate. In the present study, we are focusing on the effective reuse of lipase immobilized in microemulsion-based organogels (MBGs) in terms of retainment of the catalytic activity. As water is one of the co-products in esterification reactions, the removal of water becomes a priority to allow the reaction to work in the forward direction and to prevent back hydrolysis. Taking this fact into consideration, the lipase-containing microemulsion-based organogels were given pretreatment and/or several intermittent treatments with dry reverse micellar solution of AOT in organic solvent during repeated cycles of ester synthesis. The pretreated MBGs with dry reverse micellar solution exhibited lower water content and higher initial rates of esterification in comparison with untreated freshly prepared MBGs. The esterification efficiency of untreated MBGs started decreasing after 5 cycles of reuse and was almost completely lost by the end of the $8^{th}$ cycle. In contrast, pretreated MBGs exhibited a gradual decrease in esterification efficiency after 5 cycles and retained about 80% of the initial activity at the end of the $8^{th}$ cycle. The intermittent treatment of MBGs after every 3 cycles resulted in enhanced reusability of immobilized lipase for up to 9 cycles without significant loss in esterification activity, after which it resulted in a slow decrease in activity with about 27% lower activity at the end of the $12^{th}$ cycle. Furthermore, the treatment conditions such as concentration of AOT in liquid dessicant and time of treatment were optimized with respect to our system. The granulated MBGs proved to be better in terms of initial esterification rates (1.2-fold) as compared with the pelleted MBGs.
The catalytic activity and selectivity of metal loaded H-mordenite for transalkylation of $C_9$ aromatics were studied in a continuous flow fixed bed reactor under high pressure. Nickel loaded H-mordenite(T-Ni) catalyst showed high activity and slow decay of activity. Molybdenum and nickel loaded H-mordenite(T-NiMo) catalyst also showed high activity and suppressed coking of hydrocarbons. The selectivity of xylene for T-Ni and T-NiMo catalysts decreased with temperature, but that for T catalyst(commercial grade) monotonically increased with temperature within the experimental range. The performance of T-Ni and T-NiMo catalysts was better than that of T catalyst in terms of initial activity and its decay. The addition of Mo improved slightly stability of T-Ni catalyst.
Lin Ge;Yingying Liu;Fangming Zhou;Lingling Zhan;Linguo Zhao
Journal of Microbiology and Biotechnology
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v.33
no.11
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pp.1521-1530
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2023
An α-L-rhamnosidase gene from Thermoclostridium. stercorarium subsp. thermolacticum DSM 2910 (TstRhaA) was cloned and expressed. The maximum TstRhaA activity of the protein reached 25.2 U/ml, and the molecular mass was approximately 106.6 kDa. The protein was purified 8.0-fold by Ni-TED affinity with an overall recovery of 16.6% and a specific activity of 187.9 U/mg. TstRhaA activity was the highest at 65℃ and pH 6.5. In addition, it exhibited excellent thermal stability, better pH stability, good tolerance to low concentrations of organic reagents, and high catalytic activity for p-nitrophenyl-α-L-rhamnopyranoside (pNPR). Substrate specificity studies showed that TstRhaA exhibited a high specific activity for rutin. At 60℃, pH 6.5, and 0.3 U/ml enzyme dosage, 60 g/l rutin was converted to 45.55 g/l isoquercitrin within 150 min. The molar conversion rate of rutin and the yield of isoquercitrin were 99.8% and 12.22 g/l/h, respectively. The results suggested that TstRhaA could be used for mass production of isoquercitrin.
In this study, we investigated the structure and properties of a highly heat conductive metal-ceramic core-shell CoAl2O4@Al micro-composite for heterogeneous catalysts support. The CoAl2O4@Al was prepared by hydrothermal surface oxidation of Al metal powder, which resulted in the structure with a high heat conductive Al metal core encapsulated by a high surface area CoAl2O4 shell. For comparison, CoAl2O4 was also prepared by co-precipitation method and also utilized for a catalyst support. Rh catalysts supported on CoAl2O4@Al and CoAl2O4 were prepared by incipient wetness impregnation and characterized by N2 adsorption, X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), CO chemisorption, and temperature-programmed reduction (TPR). The properties of catalysts were investigated for glycerol steam reforming reaction for hydrogen production at 550 ℃. Rh/CoAl2O4@Al exhibited about 2.8 times higher glycerol conversion turnover frequency (TOF) than Rh/CoAl2O4 due to facilitated heat transport through the core-shell structure. The CoAl2O4@Al and CoAl2O4 also showed some catalytic activities due to a partial reduction of Co on the support, and a higher catalytic activity was also found on the CoAl2O4@Al core-shell than CoAl2O4. These catalysts, however, displayed deactivation on the reaction stream due to carbon deposition on the catalysts surface.
In this study, the reducing agent hydrazine and precipitator NaOH were used with $NiCl_2$ as a starting material in order to compound Ni-based material with spherical nano characteristics; resulting material was used as an anode for SOFC. Synthetic temperature, pH, and solvent amounts were experimentally optimized and the synthesis conditions were confirmed. Also, a 0 ~ 0.15 mole ratio of metal(Co, Fe) was alloyed in order to increase the catalyst activation performance of Ni and finally, spherical nano $Ni_{(1-x)}-M_{(x=0{\sim}0.15)}$(M = Co, Fe) alloy materials were compounded. In order to evaluate the catalyst activation for hydrocarbon fuel, fuel gas(10%/$CH_4$+10%/Air) was added and the responding gas was analyzed with GC(Gas Chromatography). Catalyst activation improvement was confirmed from the 3% hydrogen selectivity and 2.4% methane conversion rate in $Ni_{0.95}-Co_{0.05}$ alloy; those values were 4.4% and 19%, respectively, in $Ni_{0.95}-Fe_{0.05}$ alloy.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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