본 연구의 목적은 저독성 추진제인 ammonium dinitramide (ADN) 기반 액체 추진제 분해용 촉매로서 Cu가 담지된 honeycomb 촉매의 적용 가능성을 고찰하는 것이다. honeycomb 지지체 위에 구리, 란타늄 및 알루미나 혼합물을 wash coating 방법으로 담지하여 Cu-La-Al/honeycomb 촉매를 제조하였다. 금속 담지량이 Cu-La-Al/honeycomb 촉매의 물리·화학적 특성에 미치는 영향을 분석하였으며, ADN 기반 액체 추진제의 저온 분해 성능에 미치는 영향을 고찰하였다. Wash coating의 횟수가 증가할수록 금속의 담지량이 증가하였으며, 활성금속인Cu의 담지량을 4.1 wt%까지 증가시킬 수 있었다. Cu-La-Al/honeycomb 촉매의 BET 표면적은 3.1~4.1 ㎡/g 범위 내에 있었으며, 미세기공은 거의 존재하지않으면서약 20~200 nm 범위의메조기공과거대기공이발달한기공구조를가지고있음을확인하였다. Cu (2.7 wt%)-La-Al/honeycomb 촉매가 ADN 기반 액체 추진제의 분해 반응에서 활성이 가장 뛰어났으며, 그 이유는 표면적과 기공부피가 가장 크고 메조기공과 거대기공이 가장 잘 발달했기 때문으로 해석할 수 있다.
This study was focused on the catalytic activity for the combustion of low-concentration methane using various commerical catalysts (six transition metal catalysts in Russia and one rare earth metal (Honeycomb) catalyst in Korea). Catalytic activity was strongly influenced by the type and loading content of metal supported in catalyst. Catalytic performance showed the highest activity in Honeycomb catalyst including rare earth metal, which was the most expensive catalyst, while the next was the catalyst supported Cu with high content (AOK-78-52) and also that supported Cr and Co (AOK-78-56). However, both AOK-78-52 and AOK-78-56 catalysts that were very cheap had lower activation energy than Honeycomb catalyst. In the economical field, both AOK-78-52 and AOK-78-56 catalysts with transition metals showed a good alternative catalyst on the combustion of methane.
가솔린 엔진 차량용 삼원촉매담체는 주로 코제라이트 세라믹으로 제작되는 다공성 부품으로 엔진의 혼합기가 농후한 경우 삼원촉매의 열적 내구성이 급격히 떨어져 설계 내구 수명을 제대로 만족시키지 못하고 있다. 따라서 본 연구에서는 SiC 세라믹 촉매 담체의 내구성 평가에 사용할 기계적 물성치를 유한요소해석으로 구하기 위하여 등가물성평가방법을 이용하여 SiC 세라믹 하니컴 담체의 기계적 물성치를 유한요소해석용 시험편으로 구하였다. MOR과 탄성계수는 코제라이트 세라믹 하니컴 담체에 비하여 SiC 세라믹 하니컴 담체가 최소 2배와 9.3배 정도 크게 평가되고 있어 SiC 세라믹 하니컴 담체는 코제라이트 세라믹 하니컴 담체에 비하여 높은 구조 강도를 가지고 있다.
A catalytic burner was studied which can be used as a heater operated in medium temperature. Noble metal catalysts (Pd/NiO) were used, which were supported on alumina wash coated honeycomb. The maximum heat-resisting temperature of the catalyst is about 900.deg. C. Combustion efficiency of the catalytic burner reached more than 99.5 % at the excess air ratio above 1.25.NOx emissions were lower than 1.0 ppm at all operation conditions. The operation condition for a stable catalytic combustion was obtained. It was dependent on the catalyst thickness. The 30 mm thick catalyst showed the widest stable catalytic combustion region. Stable catalytic combustion region of 30 mm thick catalyst was the operation condition of excess air ratio 1.25 - 1.75 and heat flux 7 - 14 kcal/h center dot cm$^{2}$.
Because UV wavelength lights can activate photocatalysts, plasma is used as a light source of a photocatalytic reactor. Even though plasma has good intensity for photo reaction, substrate of catalyst coating was limited by the geometry of plasma generator. Usually bead type substrate was used for a pack bed type reactor. Honeycomb monolith type substrate was used with UV lamps instead plasma, due to the light penetration the honeycomb monolith length was too short to show good activity In this study a photocatalytic reactor, which is using a honeycomb monolith substrate, was investigated with plasma as an activation light source. As a parametric study the effects of 1311owing factors on plasma generation and power consumption are examined; supply voltage, substrate length, environment condition, catalyst loading and ratio. Using the test results, the practicability test was done with simulated synthetic gases representing bad smells and automotive exhaust gases.
원통형으로 성형된 zeolite sheet (제올라이트를 함유하는 세라믹 종이)는 VOC 제거를 위한 효과적인 흡착로터로서 사용될 수 있다. 본 연구에서는 ZSM-5가 함유된 zeolite sheet 지지체에 Pt를 담지한 후 톨루엔 연소 촉매 성능을 ${\gamma}-Al_2O_3$ 및 cordierite honeycomb 지지체에 담지된 Pt 촉매와 비교하였다. Pt/zeolite sheet 촉매는 $Pt/{\gamma}-Al_2O_3$ 또는 Pt/cordierite honeycomb 촉매에 비하여 톨루엔 연소반응에 높은 활성을 나타냈다. 한편, Pt/zeolite sheet 촉매를 상온에서 $NH_3-H_2O$ 증기로 전처리하면 zeolite sheet에 담지된 Pt 입자의 분산도가 향상되었으며, 톨루엔 연소 촉매 활성이 크게 증가하였다.
Park, Soo-Yeop;Lee, Joong-Kee;Yoo, Kyung-Seun;Cho, Won-Ihl;Baek, Young-Soon
Carbon letters
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제4권2호
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pp.74-78
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2003
Four kinds of plasma blacks were prepared by plasma pyrolysis under various metallic catalysts coated on honeycomb, and investigated the catalytic effect on the characteristics of the plasma blacks prepared under plasma pyrolysis condition. Pt, Pt-Rh, and Pd catalysts were employed as active materials to prepare the plasma blacks. In the experimental range studied, the metallic catalysts influenced on surface area, particle size, surface oxygen content and electrical conductivity of the plasma blacks prepared. It was showed that more dense particle of plasma blacks were prepared under existence of metallic catalysts. Presence of the metallic catalyst reduces the electrical resistivity of plasma blacks due to the decrease in the amount of oxygen functional groups. The highest electrical conductivity of plasma black was observed in the Pt catalyst and then followed by those Pt-Rh, Pd and bare cordierite honeycomb.
본 연구에서는 대용량 구조 촉매의 제조 및 활용 가능성을 확인하고자 셀 밀도가 높은 세라믹 허니컴 구조체와 온도조절 화학기상증착법을 활용하여 촉매를 제조하고 건식 개질 반응에 대한 촉매 활성을 평가하였다. 셀 밀도 600 cpsi 코디어라이트 허니컴(CDR)을 대상으로 니켈을 코팅한 NiO/CDR 촉매는 코팅 조건과 시간을 조절함으로써 허니컴 구조체 셀 내부까지 충분한 균일 증착이 가능하였다, $800^{\circ}C$, 공간속도 $10,000h^{-1}$과 $CH_4$와 $CO_2$를 1 : 1로 주입한 조건에서 $CH_4$는 약 83%, $CO_2$는 약 90% 이상의 우수한 전환율을 보여 건식 개질 반응에 효과적으로 적용이 가능하다는 것을 확인하였다. 이 결과를 토대로 대면적, 대용량 촉매 제조 시 온도조절 화학기상증착법이 매우 유용하게 활용될 수 있음을 확인하였다.
Since photocatalysts are activated by lights of UV wavelengths, plasma is alternatively used as a light source for a photocatalytic reactor. Light intensity generated by plasma is proportional to the surface area of catalytic material, and this, in many practical applications, is prescribed by the geometry of a plasma generator. Thus, it is crucial to increase the surface area far sufficient light intensity for photocatalytic reaction. For example, in a pack-bed type reactor, multitudes of beads are used as a substrate in order to increase the surface area. Honeycomb monolith type substrate, which has very good surface area to volume ratio, has been difficult to apply plasma as a light source due to the fact that light penetration depth through the honeycomb monolith was too short to cover sufficient area, thus resulting in poor intensity for photocatalytic reaction. In this study, nonthermal plasma generation through a photocatalytic reactor of honeycomb monolith substrate is investigated to lengthen this short penetration depth. The ceramic honeycomb monolith substrate used in this study has the same length as a three way catalyst used fur automotive applications, and it is shown that sufficient light intensity for photocatalytic reaction can also be obtained with honeycomb monolith type reactor.
본 연구에서는 Pt/TiO2를 파우더 및 허니컴 형태로 제조하고, 촉매의 피독 물질인 SO2에 대한 영향과 재생 방안을 연구하였다. 이에 따라 Pt/TiO2의 SO2 노출 전·후 촉매 활성을 비교하였다. Pt/TiO2의 초기 활성은 주입되는 H2 농도(1~5%)에 비례하며, 촉매의 온도와 H2 전환율이 각각 최대 183 ℃와 95%로 나타났다. 2,800 ppm SO2를 파우더 및 허니컴 Pt/TiO2에 노출시켰고, 이때 성능이 나타나지 않았고 촉매 표면에 0.69%의 황(S)이 잔류함을 확인하였다. 피독 촉매에 대한 세척 및 열처리 결과, 파우더 촉매는 세척에 의해 96% 이상의 H2 전환율을 나타냈고 허니컴 촉매는 H2 또는 air 분위기의 열처리를 통해 촉매 활성이 재생되어 95% 이상의 H2 전환율이 확인되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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