• 대한환경공학회지
• /
• 제31권11호
• /
• pp.965-974
• /
• 2009

본 연구는 가시광선 조건에서 질소 및 황 도핑 $TiO_2$를 활용하여 악취유발 황화유기화합물질의 분해능을 평가하고, 광촉매 분해시 발생하는 촉매 비활성화와 비활성화된 촉매의 재생에 대해 조사하였다. 적외선 분광법을 이용하여 촉매 표면의 특성을 조사하였다. 가시광선을 이용한 광촉매 기술이 낮은 농도의 황화 이메틸(0.039 ppm)과 이황화 이메틸 (0.027 ppm)은 97% 이상의 높은 효율로 처리할 수 있으나, 촉매 비활성으로 인해 높은 농도(황화 이메틸, 7.8 ppm 및 이황화 이메틸, 5.4 ppm)에 대해서는 광촉매 공정 시간 5시간만에 처리 효율이 황화 이메틸은 84% 그리고 이황화 이메틸은 23%까지 매우 낮게 나타났다. 황화 이메틸에 비하여 황 원소가 하나 더 결합된 이황화 이메틸의 광촉매 분해시 촉매가 빠르게 비활성화되었다. 높은 유입 농도 조건에서 이황화 이메틸 또는 황화 이메틸의 광촉매 반응기의 출구 농도가 유 입농도와 비슷하거나, $CO_2$의 생성률이 제로에 가깝거나, FTIR 스펙트럼 상에서 촉매 표면의 비활성을 유발하는 황 이온 화합물의 피크들이 강하게 나타나, 촉매의 비활성화를 확인하였다. 광촉매 반응기의 유출구에서의 최대 $CO_2$ 농도인 8 ppm에 대해서 황화 이메틸의 광물화 효율을 계산한 결과 144%로서 100%를 초과한 것으로 나타났다. 건조-공기 및 습윤-공기 재생 방법에 비해 고온 소성에 의한 촉매의 재생효율이 높게(이황화 이메틸, 53% 그리고 황화 이메틸, 58%) 나타났으나, 이 또한 촉매 비활성을 유발시키는 황 이온 화합물과 같은 부산물들을 완전히 제거되지는 못하는 것으로 확인되었다.

• 에너지공학
• /
• 제2권1호
• /
• pp.114-122
• /
• 1993

A model describing the reaction rate and catalyst deactivation in a simplified reaction system was developed to investigate the significance of catalyst pore structure in terms of porosities, porosity ratios, and size ratios of reactants to pores. The model showed that the unimodal catalyst could give a better performance than the bimodal in certain circumstances and the crossover found in the reactivity curves resulted from a trade-off between surface area and diffusivity. Under the assumption of uniform coke buildup, the bimodal catalyst appeared to provide better resistance to deactation than unimodal catalyst.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제23권1호
• /
• pp.1-7
• /
• 2012

This study was performed to develop a low Pt content catalyst as a catalyst for HI decomposition in S-I process. Bimetallic catalysts added various amounts of Pt on a silica supported Ni catalyst were prepared by impregnation method. HI decomposition was carried out using a fixed bed reactor. As a result, Ni-Pt bimetallic catalyst showed enhanced catalytic activity compared with each monometallic catalyst. Deactivation of Ni-Pt catalyst was not observed while deactivation of Ni monometallic catalyst was rapidly occurred in HI decomposition. The HI conversion of Ni-Pt bimetallic catalyst was increased similar to Pt catalyst with increase of the reaction temperature over a temperature range 573K to 773K. From the TG analysis, it was shown that $NiI_2$ remained on the Ni(5.0)-Pt(0.5)/$SiO_2$ catalyst after the HI decomposition reaction was decomposed below 700K. It seems that small amount of Pt in bimetallic catalyst increase the decomposition of $NiI_2$ generated after the decomposition of HI. Consequently, it was considered that the activity of Ni-Pt bimetallic catalyst was kept during the HI decomposition reaction.

• 공업화학
• /
• 제19권4호
• /
• pp.376-381
• /
• 2008

화력 발전소에서 발생되는 질소산화물(NOx)을 제거하기 위하여 환원제로써 $NH_3$를 이용한 선택적 촉매환원법(Selective Catalytic Reduction: SCR)에 사용되는 $V/TiO_2$ 촉매의 활성저하에 관하여 연구하였다. 장기간 배기가스에 노출된 촉매(Used-cat)의 활성과 비표면적이 상당히 감소되었다. 촉매의 특성분석은 XRD, FT-IR, FE-SEM, IC/ICP 등을 이용하여 수행하였다. 분석결과 배기가스에 노출되지 않은 사용 전 촉매(Fresh-cat)와 사용 후 촉매(Used-cat) 두 촉매 모두 $TiO_2$의 결정구조는 변하지 않았다. 그러나, FT-IR, FE-SEM, IC/ICP에 의한 촉매의 특성분석결과 사용 후 촉매(Used-cat) 표면에 $(NH_4)HSO_4$가 침적이 되었음을 확인하였다. 또한, $SO_2$에 대한 내구성이 우수한 촉매일수록 표면에 형성되는 황산염($SO_4^{-2}$)이 적게 형성됨을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제16권11호
• /
• pp.7433-7438
• /
• 2015

암모니아를 환원제로 사용하는 선택적 촉매 환원법에서 $V_2O_5/TiO_2$ 촉매를 사용하여 황산화물에 대한 비활성화 특성을 연구하였다. 반응온도와 황산화물 농도를 변경시키면서 촉매의 활성변화를 측정하였다. 촉매의 활성은 황산화물의 농도와 반응시간이 증가할수록 감소하였다. 또한 황산화물에 대한 촉매의 활성감소 정도는 반응온도 $250{\sim}300^{\circ}C$의 범위에서 반응온도가 증가할수록 크게 감소하였다. BET, XRD, SEM, TPD분석을 통해 비활성화된 촉매의 물리화학적인 특성을 조사하였다. 분석결과, 비활성화현상은 황산화물이 존재하는 상태에서 미반응 암모니아, 수분 등이 반응하여 황산암모늄이 생성되기 때문이다. 황산암모늄은 촉매의 기공을 막으며 활성물질에 침적된다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제57권2호
• /
• pp.185-197
• /
• 2019

Deactivation of porous photocatalytic materials was studied using three types of microstructured particles: macroporous titania particles, titania microspheres, and porous silica microspheres containing CNTs and $TiO_2$ nanoparticles. All particles were synthesized by emulsion-assisted self-assembly using micron-sized droplets as micro-reactors. During repeated cycles of the photocatalytic decomposition reaction, the non-dimensionalized initial rate constants (a) were estimated as a function of UV irradiation time (t) from experimental kinetics data, and the results were plotted for a regression according to the exponentially decaying equation, $a=a_0\;{\exp}(-k_dt)$. The retardation constant ($k_d$) was then compared for macroporous titania microparticles with different pore diameters to examine the effect of pore size on photocatalytic deactivation. Nonporous or larger macropores resulted in smaller values of the deactivation constant, indicating that the adsorption of organic materials during the photocatalytic decomposition reaction hinders the generation of active radicals from the titania surface. A similar approach was adopted to evaluate the activation constant of porous silica particles containing CNT and $TiO_2$ nanoparticles to compare the deactivation during recycling of the photocatalyst. As the amount of CNTs increased, the deactivation constant decreased, indicating that the conductive CNTs enhanced the generation of active radicals in the aqueous medium during photocatalytic oxidation.

• 대한환경공학회지
• /
• 제30권1호
• /
• pp.54-60
• /
• 2008

본 연구에서는 오리멀젼 연소 발전소 SCR 설비의 최적 운전과 폐촉매의 재생 기술개발을 위해 기초가 되는 촉매의 피독정도와 원인을 촉매의 특성 분석 및 반응 시험을 통해 규명하였다. 시험 결과 비활성화된 촉매의 활성은 350$\sim$450$^{\circ}C$의 반응온도에서 약 5$\sim$10% 감소하였으며 SO$_2$의 산화율은 약 0.59% 증가하였다. 성분 분석 결과, 다량의 V, Mg, S 성분이 비활성화된 촉매에서 증가하였으며 이중 V 성분과 S 성분은 오리멀젼 연료 성분에 기인하고 Mg 성분은 V에 의한 SO$_2$의 SO$_3$로의 산화를 방지하기 위해 주입되는 MgO 성분에 기인한다. 촉매담체의 결정구조는 신촉매의 결정구조와 같은 anatase 형태의 결정구조를 유지하여 운전에 따른 촉매의 열적 소결현상은 관찰되지 않았다.

• 공업화학
• /
• 제24권2호
• /
• pp.161-164
• /
• 2013

본 연구에서는, 폐건전지로부터 회수된 특정 성분들을 이용하여 오존분해 촉매로서의 적용성을 평가하였다. 폐건전지에서 축출된 성분 중, Mn의 함량이 오존분해 반응에 주요 인자임을 보였다. 또한, Zn 함량에 따라 deactivation rate와 높은 상관성을 나타냈으며, K 함량은 오존분해 반응과 상관성이 없음을 나타냈다. 그리고 $TiO_2$를 첨가하여 제조한 촉매는 Mn 함량의 감소로 인한 효율 저하를 나타냈으며, Mn 구조상의 특징은 오존분해 반응과 상관성이 없음을 나타냈다.

• Journal of Industrial and Engineering Chemistry
• /
• 제68권
• /
• pp.196-208
• /
• 2018

The effect of channel-system of zeolite on methanol-to-DME reaction was studied. Results revealed that channels size and topology affect catalyst lifetime, type and location of coke precursors. FER and MFI showed the best resistance towards coke deposition, whilst fast deactivation was observed on MOR. Although the higher concentration and strength of acid sites, FER structure formed a lower coke amount, preferably located within the pores, while coke cluster deposited on the external surface of MOR. Analysis of acid sites distribution and strength was performed during deactivation-regeneration process. Coke location assessment was also supported by molecular simulations.

• 한국자동차공학회논문집
• /
• 제5권3호
• /
• pp.86-94
• /
• 1997

Quick aging of catalysts has done with IAE(Institute for advanced engineering) AGING MODE suggested by IAE. To estimate the effects of number of aging cycle, temperature and $H_2O$, characteristics of surfaces, mechanical properties and weibull modulus were estimated. Also, the conversion efficiency of aged catalysts was evaluated with model gas bench test. The area of surface and pore volume were decreased according to the number of aging cycle. The precious metal which is well dispersed in fresh state was sintered and agglomerated with aging. The mechanical of deactivation and sintering of catalysts are discussed on the basis of mechanical tests. The conversion efficiency was decreased with the repeats of aging. Especially, the existence of $H_2O$ in supply gas had a main role in catalyst deactivation withy high temperature.