• 청정기술
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• 제25권1호
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• pp.1-6
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• 2019

본 연구에서는 Fischer-Tropsch 반응에서 Fe계 촉매의 환원조건과 Cu, K의 첨가에 대한 영향을 연속흐름 반응기를 통하여 살펴보았다. 반응을 위해 촉매는 균일상 침전에 의한 초기 습식함침법으로 제조하였으며 XRD, TPR, SEM 등의 기기를 통해 $Al_2O_3$에 담지 된 Fe 촉매에 대한 물리화학적 특성을 분석하였다. 216 h의 장시간 반응운전을 통해 Fe/Cu/K 촉매의 활성과 안정성에 대하여 조사하였다. $H_2$와 CO의 혼합물로 촉매를 환원시키면 촉매의 활성이 향상되었는데, 이는 촉매의 표면에 iron carbides가 형성되기 때문인 것으로 XRD 분석을 통해 확인되었다. 촉매에 Cu가 첨가되면 촉매의 환원성 향상으로 인하여 반응이 빠르게 안정되어 정상상태에 일찍 도달하였다. K를 첨가하게 되면 CO의 전화율은 향상되지만 함량을 5%까지 올리면 촉매의 물리적 안정성이 감소되었다. Fe/Cu (5%)/K (1%) 촉매로 Fischer-Tropsch 반응을 수행한 결과 120 h 이후에 약 15% 정도 CO의 전화율이 감소되었으나 장기간 안정된 반응을 수행할 수 있었다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제21권12호
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• pp.1233-1238
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• 2000

$Mo/{\gamma}-Al_2O_3catalysts$ modified with Fe, Co, and Ni were prepared by impregnation method and catalytic activity for water gas shift reaction was examined. The optimum amount of Mo loaded for the reaction was 10 wt% $MoO_3$ to ${\gamma}-Al_2O_3.$ The catalytic activity of $MoO_3/{\gamma}-Al_2O_3was$ increased by modifying with Fe, Co, and Ni in the order of Co${\thickapprox}$ Ni > Fe. The optimum amounts of Co and Ni added were 3 wt% based on CoO and NiO to 10 wt% $MoO_3/{\gamma}-Al_2O_3$, restectively. The TPR (temperature-programmed reduction) analysis revealed that the addition of Co and Ni enganced the reducibility of the catalysts. The results of both catalytic activity and TPR experiments strongly suggest that the redox property of the catalyst is an important factor in water gas shift reaction on the sulfided Mo catalysts, which could be an evidence of oxy-sulfide redox mechanism.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권6호
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• pp.824-830
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• 2015

1-부텐의 산화탈수소화에서 다양한 인 전구체가 촉매의 반응활성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 $BiFe_{0.65}MoP_{0.1}$ 산화물 촉매를 모델 촉매로 선정하여 인산수소암모늄, 인산수소이암모늄, 인산, 트리에틸인산, 오산화인 등의 인 전구체를 사용하어 촉매를 제조하고 산화탈수소화 반응을 수행하였다. 제조한 촉매의 물리 화학적 특성을 알아보기 위하여 X-선 회절분석(XRD), 질소 흡착 탈착분석($N_2$ sorption), 원소분석(ICP), 전자주사현미경(SEM), 승온재산화분석(TPRD) 등의 특성분석을 수행하였다. 제조한 촉매의 물리적 특성은 인 전구체에 따른 큰 차이는 관찰되지 않았지만 산화탈수소화 반응에서 촉매의 활성은 사용된 인 전구체의 특성에 따라 다르게 관찰되었다. 인산을 전구체로 사용하여 제조한 $BiFe_{0.65}MoP_{0.1}$ 산화물 촉매가 사용된 촉매 중에서 가장 우수한 활성을 나타내었으며, 14시간 동안의 산화탈수소화 반응기준으로 n-부텐의 전환율은 79.5%, 1,3-부타디엔 수율은 67.7%의 수치를 보였다. 인 전구체의 양이온의 특성에 따라 촉매의 격자 구조가 영향을 받는 것으로 추측되며, 이러한 격자 구조의 차이는 촉매의 재산화 능력에 영향을 주는 것으로 사료된다. 환원 처리된 촉매의 승온재산화 실험으로부터 촉매의 반응활성은 촉매의 재산화 능력과 밀접하게 관련이 있었으며, 인산을 전구체로 사용하여 제조한 산화물 촉매가 다른 인 전구체와 비교하여 가장 좋은 재산화 능력을 나타내었다.

• 공업화학
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• 제32권6호
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• pp.627-631
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• 2021

휘발성유기화합물을 제거하기 위한 기존 촉매 시스템의 문제를 해결하고자 유도가열 촉매 시스템에 대한 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 3종류의 Ni계 상용촉매를 적용하였으며, 촉매 부피, 조성, 열처리 분위기, 코일 내 위치를 포함한 유도가열 반응 특성을 조사하였다. 촉매의 조성 및 부피는 유도가열 시스템에 의한 발열 및 톨루엔 산화 성능에 영향을 미쳤다. 특히 철이 첨가된 촉매는 99% 이상의 Ni로 구성된 촉매에 비해 높은 발열을 나타내었으나 낮은 톨루엔 산화 성능을 나타내었다. 또한 Ni계 촉매의 열처리에 있어 공기 분위기는 촉매의 성능을 급격히 저하시킨다. 유도가열 시스템에서 촉매는 코일 내 중심에 위치하는 것이 최적 조건으로 나타났다. 연구를 통해 도출한 최적의 조건에서 촉매를 7회 반복 실험하였으며, 유사한 성능을 확인하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제51권4호
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• pp.367-373
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• 2014

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.

• 한국결정성장학회지
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• 제28권1호
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• pp.44-50
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• 2018

The improved high-performance Fe-based perovskite-type oxides ($La_{0.7}Sr_{0.3}M_xFe_{1-x}O_3$, M = Cu, Cr, Ni) were synthesized by a citrate method and characterized by SEM, EDS, XRD and NMR spectroscopy analyses. The characterization analyses revealed that the stoichiometric amounts of lattice oxygen were existed in all of perovskite samples except for a nickel-doped perovskite. Fe-based perovskites exhibited a surprising result for ortho-para $H_2$ spin conversion reaction, indicating two orders of magnitude higher conversions and conversion rates than commercial $Fe_2O_3$. It was considered that this conversion difference might be attributed to the presence of oxygen vacancies in Fe-based perovskites prepared in this study.

• 전기화학회지
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• 제23권4호
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• pp.97-104
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• 2020

전기 물 분해 기술 중 주요 과제 중 하나는 귀금속의 Ir과 Ru 기반의 촉매를 대체할 수 있는 고성능, 저비용의 산소 발생 반응 (OER) 촉매를 개발하는 것이다. 본 연구에서는 CoSO₄와 Fe(NO₃)₃ 수용액을 1차 가열 후 KNO₃와 NaOH 추가 반응을 이용한 침전법을 이용하여 OER 촉매로 사용 가능한 역스피넬 구조의 약 44 nm 크기를 갖는 CoFe₂O₄ 나노 입자를 합성하였다. CoFe₂O₄ 나노 입자의 합성 시간을 조절하여 입자 및 결정립 크기를 제어하였다. CoFe₂O₄ 나노 입자의 합성 시간이 6시간일 때, 높은 전도성과 전기 화학 표면적을 가졌다. 이 CoFe₂O₄ (6 h)는 전류 밀도 10 mA/㎠의 과전압 및 Tafel slope는 각각 395 mV 및 52 mV/dec으로 나타났다. 또한, 이 촉매는 10 mA/㎠에서 18시간 동안 우수한 내구성을 나타냈다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권4호
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• pp.565-574
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• 2019

Fischer-Tropsch 합성공정은 합성가스로부터 탄화수소를 합성하는 대표적인 방법이며, 주로 철(Fe)계와 코발트(Co)계 촉매로 알려져 있다. 현재 생성물에 따라 일부 기술(CTL, GTL 등)은 상용 규모로 운전되고 있으나, 경질탄화수소와 중간유분을 직접 생산하는 연구는 아직 상용화되지는 않았다. 그러므로, 본 연구에서는 국내에서 현재까지 경질탄화수소와 중간유분을 직접 생산하기 위한 연구들을 정리하였으며, 촉매의 제조법, 조촉매 첨가, 제올라이트의 조합과 같은 영향이 생성물의 선택도에 미치는 영향을 고찰하였다.

• Korean Membrane Journal
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• 제4권1호
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• pp.20-24
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• 2002

The surface of polysulfone membranes has been modified using the fluorine chemicals, ITFE (2-iodo-1,1,1-trifluoro-ethane F.W.=209.94) and PFPI (1H,1H-pentafluoro-n-propyl iodide F.W.=259.95), and PFI (1H,1H,2H,2H-perfluorohexyl iodide, F.W.=373.99) based on Friedel-Crafts reaction mechanism with varying reaction temperatures, reaction time, and catalysis types. The resulting membranes were characterized through mainly the contact angle measurement and pure water permeability. The smaller reactant shows the larger contact angles. FeBr$_3$ catalyst is more effective than AlCl$_3$. Typically, the PS film treated with ITFE at $25^{\circ}C$ under FeBr$_3$ catalyst showed the contact angle 78.5$^{\circ}C$ which indicated 10% over the value of unreacted PS films. More than 50% of pure water flux 8.0 g/$m^2$hr, reduced at reaction time 10 min relative to the original flux, 3.49 g/$m^2$hr.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.286-286
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• 2010

The lack of homogeneously sized single-walled carbon nanotubes (SWNTs) hinders their many applications because properties of SWNTs, in particular electrical conduction, are highly dependent on the diameter and chirality. Therefore, the preferential growth of SWNTs with predetermined diameters is an ultimate objective for applications of SWNTs-based nanoelectronics. It has been previously emphasized that a catalyst size is the one crucial factor to determine the CNTs diameter in chemical vapor deposition (CVD) process, giving rise to several attempts to obtain size-controllable catalyst by diverse methods, such as solid supported catalyst, metal-containing molecular nanoclusters, and nanostructured catalytic layer. In this work, diameter-controlled CNTs were synthesized using a nanostructured catalytic layer consisting of Fe/Al2O3/Si substrate. The CNTs diameter was controlled by structural modification of Al2O3 supporting layer, because Al2O3 supporting layer can affect agglomeration phenomenon induced by heat-driven surface diffusion of Fe catalytic nanoparticles at growth temperature.