• 공업화학
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• 제21권1호
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• pp.104-110
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• 2010

국내에서 가동 중인 석탄, 오리멀젼, LNG 등의 화력발전소에서 선택적 촉매 환원(SCR) 공정에 사용되고 있는 촉매의 재생을 연구하기 위하여 이들 촉매의 활성 저하를 고찰하였다. XRD, ICP-AES, BET, SEM 분석 등으로 촉매의 특성분석을 수행하였고 이들 촉매에 대하여 암모니아 SCR을 행하였다. 석탄 화력발전소의 SCR 촉매는 연료 성분과 관련된 황산염과 분진의 침적에 의한 기공 폐색에 기인하여 활성저하가 발생하였다. 오리멀젼 화력발전소의 SCR 촉매는 연료에 함유된 바나듐과 황 성분 그리고 연료에 첨가된 마그네슘 화합물의 침적에 의한 기공 폐색에 기인하여 촉매 표면적이 크게 감소하였다. 그러나 촉매의 암모니아 SCR 활성은 약간 감소하였다. LNG 화력발전소의 SCR 촉매는 사용 기간이 2년 이상임에도 불구하고 활성저하는 거의 일어나지 않았다.

• Environmental Engineering Research
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• 제10권1호
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• pp.31-37
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• 2005

The selective catalytic experiments using both sulfated/sulfur-free titania and V2O5/TiO2 catalysts have been conducted for NO reduction by NH3 in a packed-bed, down-flow reactor. The sulfated and vanadia loaded titania exhibited higher activity for NO removal than the sulfur-free catalysts, where > 90% NO removal was achieved over the sulfated V2O5/TiO2 catalyst between 280∼500 C. The surface structure of vanadia species on the catalyst surface played a critical role in the high performance of catalysts in which the existence of monomeric/polymeric vanadate is revealed by Raman spectra studies. Water vapor and SO2 were added to the reacting system for the catalyst deactivation tests. At higher temperatures (T ≥ 350 C), little deactivation was observed over the sulfated V2O5/TiO2 catalysts, showing good durability against SO2 and water vapor, which is compared with deactivation at lower temperatures.

• Journal of Industrial and Engineering Chemistry
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• 제68권
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• pp.69-78
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• 2018

A study has been carried out of the regenerability of a commercial Ni catalyst used in the steam reforming of the volatiles from biomass pyrolysis (gases and bio-oil), determining the evolution of the reaction indices (conversion, product yields and $H_2$ production) in successive reaction-regeneration cycles. The causes of catalyst deactivation (coke deposition and Ni sintering) have been ascertained characterizing the deactivated and regenerated catalysts by TPO, TEM, TPR and XRD. Catalyst activity is not fully recovered by coke combustion in the first cycles due to the irreversible deactivation by Ni sintering, but the catalyst reaches a pseudo-stable state beyond the fourth cycle, reproducing its behaviour in subsequent cycles.

• 청정기술
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• 제22권2호
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• pp.82-88
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• 2016

코크에 의한 촉매의 불활성화는 산업현장에서 촉매가 사용되는 동안 매우 중요하다. 본 연구에서는 프로판 탈수소 반응을 위한 Pt-Sn 촉매에서 반응조건인 수소의 비율이 코크생성에 미치는 영향과 코크버닝에 의한 촉매 활성의 회복여부, 그리고 코크양에 따른 코크버닝 중의 백금소결여부, Pt-Sn-K 촉매에서 Sn의 함량이 코크생성과 불활성화에 미치는 영향을 확인하고자 하였다. Pt-Sn-K는 Pt와 Sn, K를 순차적으로 각각 θ-알루미나와 γ-알루미나에 담지 하여 제조하였다. 프로판 탈수소 반응은 먼저 반응물중의 수소비를 달리하여 620 ℃에서 수행한 후, 코크버닝을 통해 재생하고 다시 프로판 탈수소 성능을 비교하였다. 재생촉매의 B.E.T 분석과 코크분석, XRD (X-ray diffraction)와 같은 물리분석을 동시에 수행하였다. 촉매의 활성테스트와 특성분석을 통하여 반응물 상에서 수소의 비와 촉매의 Sn함량이 촉매표면의 코크 형성에 영향을 줄 수 있다는 것을 알 수 있다. 또한, 과량의 코크는 Air 재생 과정에서의 백금입자의 소결을 일으키고 촉매의 활성을 저하시킬 수 있다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.61-69
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• 2002

To meet stringent LEV and ULEV emission standards, a considerable amount of development work was necessary to ensure suitable efficiency and durability of catalyst systems. The main challenge is to cut off the engine cold-start emissions. It is known that up to 80% of the total hydrocarbons(THC) are exhausted within the first five minutes in case of US FTP 75 cycle. Close-Coupled Catalyst(CCC) provides fast light-off temperature by utilizing the energy in the exhaust gas. However, if some malfunction occurred at engine operation and the catalyst temperature exceeds 1050$\^{C}$, the catalytic converter is deactivated and shows the poor conversion efficiency. This paper presents effEcts of engine operating conditions on catalytic converter temperature in a SI engine, which are the indications of catalytic deactivation. Exhaust gas temperature and catalyst temperature were measured as a function of air/fuel ratio, ignition timing and misfire rates. Additionally, light-off time was measured to investigate the effect of operating conditions. It was found that ignition retard and misfire can result in the deactivation of the catalytic converter, which eventually leads the drastic thermal aging of the converter. Significant reduction in light-off time can be achieved with proper control of ignition retard and misfire, which can reduce cold-start HC emissions as well.

• 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.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.212-212
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• 2011

In addition to the catalysts' activity and selectivity, the deactivation of catalysts during use is of practical importance. It is crucial to understand the phenomena of the deactivation to predict the loss of activity during catalyst usage so that the high operational costs associated with catalyst replacement can be reduced. In this study, the activity of Ru catalysts, such as nanoparticles (3~6 nm) and polycrystalline thin film (50 nm), have been investigated under CO oxidation and oxidative/reductive reaction conditions at various temperatures with the ambient pressure X-Ray photoelectron spectroscopy (APXPS). With APXPS, the surface oxides on the catalyst are measured and monitored in-situ. It was found that the Ru film exhibited faster oxidation-and-reduction compared to that of nanoparticles showing mild oxidative-and-reductive characteristics. Additionally, the larger Ru nanoparticles showed a higher degree of oxide formation at all temperatures, suggesting a higher stability of the oxide. These observations are in agreement with the catalytic activity of Ru catalysts. The loss of activity of Ru films is correlated with bulk oxide formation, which is inactive in CO oxidation. The Ru nanoparticle, however, does not exhibit deactivation under similar conditions, suggesting that its surface is covered with a highly active ultrathin surface oxide. Since the active oxide is more stable as nanoparticles than as a film, the nanoparticles showed mild oxidative/reductive behavior, as confirmed by APXPS results. We believe these simultaneous observations of both the surface oxide of Ru catalysts and the reactivity in real time enable us to pinpoint the deactivation phenomena more precisely and help in designing more efficient and stable catalytic systems.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.45-50
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• 2002

Use of a phenomenological model, developed far prediction of catalytic deactivation, is demonstrated in comparing harshness of different driving cycles that are currently used to rapidly age catalytic converters on engine test benches. The model shows that seemingly equivalent driving cycles cause the catalytic converters to reach significantly different levels of deactivation. The comparison of the model prediction with the limited vehicle data seems encouraging despite the simplicity of the model at the current stage of its infancy.

• 공업화학
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• 제19권3호
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• pp.259-263
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• 2008

소각로에서 발생한 다이옥신 및 질소산화물 제거용 폐탈질 촉매($V_2O_5/TiO_2$)의 비활성화 원인을 규명하고자 반응 활성 실험 및 물리 화학적 특성 분석을 수행하였으며, 다양한 재생방법을 통한 폐탈질 촉매의 재생효율을 연구하였다. 고정층 실험 결과 $260^{\circ}C$를 기준으로 약 60% 정도 질소산화물 제거 활성 차이를 보였으며, 허니컴 실험의 경우 1, 2-Dichlorobenzen (1, 2-DCB) 분해효율이 $200^{\circ}C$에서 약 14% 정도 차이가 나타났다. 또한 촉매의 비활성화 원인을 연구하기 위해서 신촉매와 폐촉매에 대하여 XRD, TGA, 그리고 ICP의 특성 분석을 실시한 결과 황산 암모늄염, 중금속(Pb, As 등), 전이금속(Fe 등), 알칼리 금속(Ca), 그리고 상전이가 촉매의 비활성화 원인으로 조사되었다. 또한, 폐촉매의 재생을 위해 다양한 방법으로 처리한 결과 수세과정을 배제한 공기분위기에서 열처리한 경우 우수한 재생효과를 나타내었다.

• 공업화학
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• 제10권7호
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• pp.963-968
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• 1999

CFCs(chlorofluorocarbons)에 의한 여러 지구 환경문제들이 발생되고 있는 가운데, 사용후 회수된 CFCs에 대하여 보다 안전한 파괴방법이 요구되고 있다. 이런 관점에서 CFC-113의 분해를 위한 보다 좋은 조건을 개발하고자 접촉 산화분해반응하에서 솔-젤법으로 만들어진 에어로젤 $TiO_2-SiO_2(ATS)$ 촉매에 대하여 본 연구를 행하였다. 솔-젤법으로 만들어진 ATS 촉매가 초기 활성에서 우수하였지만 반응시간이 경과함에 따라 침전법에 의해 제조된 촉매보다 급격한 활성저하를 나타내었다. 이런 비활성화의 원인은 SEM-EDX와 XRD의 분석으로부터 생성가스 $F_2$에 의한 촉매표면의 Si 원자에 대한 결합, 유출에 기인된 것으로 판단되었다. 그리고 ATS 촉매제조과정에서 prehydrolysis 방법으로 처리된 촉매가 촉매 표면의 산성도가 증가됨에 따라 촉매활성이 지속적으로 유지되고 촉매 피독에 의한 비활성화가 느리게 진행되는 것이 관찰되었다. 또한 ATS 촉매 반응에 있어서 Ti의 mol 비가 80%까지 증가함에 따라서도 산성도가 증가되어 본 반응에서 활성 유지와 비활성화 진행속도가 느리게 됨을 발견할 수 있었다. 한편, ATS 촉매에 대해 황산이온처리된 $ATS/SO_4{^{2-}}$ 촉매가 촉매의 활성유지와 비활성화 방지에 있어서 우수한 성질을 나타내었다. 그러므로 본 반응에 있어서 촉매 표면에 대한 황산이온의 처리가 촉매의 비활성화 방지에 기여할 수 있음을 알 수 있었다.