• 청정기술
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• 제7권1호
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• pp.65-74
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• 2001

본 연구는 디젤엔진에서 배출되는 NOx환원용 촉매로서 산화반응에서 우수한 활성을 나타내고 있는 페롭스카이트상의 $LaCoO_3$을 sol-gel 공정을 이용하여 촉매코팅용액을 제조한 후, 이를 기존의 dip-coating방법보다 코팅시간, 코팅량, NO-CO 산화 환원 반응에 있어서 경제적이고 효율적인 modified dip-coating방법을 이용하여 촉매코팅필터를 제조하고 이를 후처리장치에 부착함으로써 디젤엔진에서 배출되는 배가스를 효과적으로 제거시키고자 한다. 실험결과, modified dip-coating방법이 기존의 dip-coating방법에 비해서 코팅에 소요되는 용액량이 8.3배 코팅시간 83.3배 단축되었으며, 코팅량은 2~3배정도 커지고, NO-CO 산화 환원 반응성도 1.1~1.8배 가량 증가하였다. 그리고 코팅점도는 $0.006202kg{\cdot}m/sec$을 이용하여 코팅횟수 2회, 코팅량은 88.56mg/g에서 우수한 반응을 보였다. 또한 세라믹 필터의 셀수에 있어서는 200 CPSI가 적절함을 확인할 수 있다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.24-34
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• 2003

For gaseous fuel combustion with inherent $CO_2$ capture and low NOx emission, chemical-looping combustion may yield great advantages for the savings of energy to $CO_2$ separation and suppressing the effect on environment, In chemical-looping combustor, fuel is oxidized by metal oxide medium in a reduction reactor. Reduced particles are transported to oxidation reactor and oxidized by air and recycled to reduction reactor. The fuel and the air are never mixed, and the gases from reduction reactor, $CO_2$ and $H_2O$, leave the system as separate stream. The $H_2O$ can be easily separated by condensation and pure $CO_2$ is obtained without any loss of energy for separation. In this study, five oxygen carrier particles such as NiO/bentonite, NiO/YSZ, $(NiO+Fe_2O_3)VYSZ$, $NiO/NiAl_2O_4$, and $Co_{\chi}O_y/CoAl_2O_4$ were examined &om the viewpoints of reaction kinetics, oxygen transfer capacity, and carbon deposition characteristics. Among five oxygen particles, NiO/YSZ particle is superior in reaction rate, oxygen carrier capacity, and carbon deposition to other particles. However, at high temperature ($>900^{\circ}C$), NiO/bentonite particle also shows enough reactivity and oxygen carrier capacity to be applied in a practical system.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권5호
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• pp.609-614
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• 2013

본 연구에서는 유기용매를 이용하여 표면처리한 저등급 석탄의 물성과 자연발화성 변화를 알아보았다. 석탄은 인도네시아 갈탄인 KBB탄과 SM탄 그리고 아역청탄인 Roto탄을 사용하였으며, 비극성 유기용매인 1-methyl naphthalene (1 MN)과 혼합한 후 단순 회전 임펠러 또는 초음파를 이용하여 일정 시간동안 교반하였다. 1MN 처리탄의 물성 변화는 공업 분석, 발열량 분석, FT-IR 분석, XPS 분석, 그리고 수분 재흡착 실험을 통해 알아보았으며, 자연 발화성 변화는 Crossing-Point Temperature 분석과, 산화에 의해 발생되는 CO, $CO_2$ 가스 분석을 통해 확인하였다. FT-IR 분석 결과 처리탄들의 수소와 산소를 포함한 결합기들이 줄었다. XPS분석 결과 원탄들에 비해 처리탄들의 C-O, C=O 그리고 COO- 피크는 감소하고 C-C 피크는 상대적으로 증가하였다. 그리고 수분 재흡착성 측정 결과 처리탄들 표면의 소수성이 증가함을 확인하였다. CPT 측정 결과 원탄들에 비해 처리탄들의 CPT 값이 $20^{\circ}C$ 이상 증가하였는데, 단순 기계적 교반보다 초음파 교반 방식으로 처리한 석탄의 CPT 값이 높았다. 이때 배출되는 가스의 분석에서도 처리탄들이 원탄들에 비해 CO와 $CO_2$ 가스 발생량이 적고 발생 시점이 늦어져 자연발화성이 억제되는 것으로 나타났다. 이는 석탄을 유기용매로 처리함으로써 미리 산화반응에 참여하는 표면의 기능기들이 제거되어 자연발화성이 억제되는 것이며, 이에 단순 기계적 교반 방식보다는 초음파 교반 방식이 보다 효과적임을 확인하였다.

• 공업화학
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• 제9권1호
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• pp.141-148
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• 1998

초강산 담체인 $ZrO_2$ $SO_4{^{2-}}$에 담지된 백금촉매(0.2, 0.5wt% Pt)의 저온 산화반응성을 cyclohexane의 완전산화반응에 대하여 조사 하였다. 충전층 관형반응기에서 반응물질의 전화율로 측정된 촉매활성은 촉매의 산성도와 비표면적에 비례하여 증가하였다 : $Pt/ZrO_2$ $SO_4{^{2-}}$ 촉매 제조과정에서 K(potassium)를 첨가하여 촉매의 산성도와 비표면적을 감소시켰을 때 촉매활성은 K첨가량에 비례하여 감소하였다. 또한 $Pt/ZrO_2$ $SO_4{^{2-}}$촉매는 훨씬 더 큰 비표면적을 가진 $Pt/SiO_2$, 또는 $Pt/Al_2O_3$촉매보다 뛰어난 활성을 보였다 : l5,000ppm cyclohexane농도와 $18,000hr^{-1}$공간속도를 가진 반응물질 흐름을 $250^{\circ}C$에서 0.2wt% $Pt/ZrO_2$ $SO_4{^{2-}}$촉매를 사용하여 전화시킨 결과 96%의 cyclohexane전화율을 보인 반면, 같은 반응조건 하에서 0.2wt% $Pt/SiO_2$와 0.2wt% $Pt/Al_2O_3$촉매는 각각 83%와 79%의 cyclohexane전화율을 보였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권5호
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• pp.473-479
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• 2013

본 연구에서는 천연가스 70%, 수소 30%의 조성비를 가진 HCNG연료와 천연가스를 각각 대형천연가스엔진에 공급하여 실험을 수행하였다. 고압축비의 수소-천연가스(HCNG)엔진의 배기특성을 살펴보기 위하여 부분부하조건에서 공기과잉률 변화에 따른 각 연료의 배출가스를 분석하였다. 실험결과 압축비가 증가함에 따라 열효율이 향상되었으며 그로인해 $CO_2$ 배출량은 감소하였다. 낮은 배기가스온도에 의하여 산화가 활발히 이루어지 못해 CO의 배출량이 증가하였다. 동일한 공기과잉률에서 압축비가 증가하면 $NO_x$의 배출량이 증가하였다. 하지만 ${\lambda}$=1.9이상의 영역에서는 MBT 점화시기가 동일해지기 때문에 압축비의 영향을 받지 않았다.

• 공업화학
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• 제8권4호
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• pp.602-609
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• 1997

공기를 산화제로 하여 황산제일철 용액에 침전제로서 KOH, NaOH, $Na_2CO_3$및 $K_2CO_3$를 사용하여 산화침전반응을 행하여 생성되는 $\alpha$-ferric oxyhydroxide입자의 생성 및 성장과정을 자유 pH 변화시험을 통해서 관찰하였다. $\alpha$-ferric oxyhydroxide입자의 생성 및 성장과정은 모든 침전제에서 동일한 형태를 나타내었으며 KOH, NaOH에 의해 생성된 $\alpha$-ferric oxyhydroxide 결정입자의 길이는 $Na_2CO_3$및 $K_2CO_3$에 의해 생성된 것보다 약 1.5배 정도 짧았다. KOH를 침전제로 황산제일철을 공기 산화한 결과 초기침전제의 몰비 $(R_o=[Fe^{2+}]_o/[OH^-]_o)$ 값이 작아질수록 결정 입자의 길이가 종축 방향으로 길게 성장하였으며 생성물은 $1{\mu}m$ 이하의 균일한 침상형의 $\alpha$-ferric oxyhydroxide였다. 또한 황산제일철에 KOH를 침전제로 공기를 산화제로 하여 고정 pH 실험법에 의하여, 공기 유속, 초기 침전제의 몰비 $(R_o=[Fe^{2+}]_o/[OH^-]_o)$ 및 반응 온도의 변화에 따른 $\alpha$-ferric oxyhydroxide의 핵성장 반응속도에 관하여 알아보았다. 공기 유속, 반응 온도 및 $R_o$값이 증가할수록 $\alpha$-ferric oxyhydroxide 입자의 핵성장 반응속도는 점차적으로 증가하였으며, 핵성장의 활성화 에너지는 16.16 KJ/mol 이며, 공기 유속, $R_o$값 및 반응온도의 영향에 대한 핵성장 반응속도 관계식은 다음과 같다. $-\frac{d[Fe^{2+}]}{dt}=1.46{\times}10^4[P_{o2}]^{0.66}[OH^-]^{2.19}exp(-\frac{16.16}{dt})$.

• 공업화학
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• 제24권6호
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• pp.599-604
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• 2013

본 연구는 공침법으로 Ti가 첨가된 Mn-Cu 혼합산화물을 이용하여 $200^{\circ}C$ 이하의 저온 영역에서의 $NH_3$-SCR 반응특성에 관한 것이다. 제조된 촉매들은 BET, XRD, XPS, TPD를 이용하여 각각의 물리/화학적 특성을 분석하였다. Mn-Cu 혼합산화물은 매우 큰 비표면적과 저온에서의 높은 SCR 효율을 나타내었으며, Ti가 첨가된 경우 상대적으로 높은 SCR 효율과 $N_2$ 선택도를 나타내었다. 이러한 결과는 Ti가 첨가됨에 따라 화학 흡착된 산소종($Me-O_{ads}$)이 증가하여 NO가 $NO_2$로의 산화가 촉진되고, $Mn^{3+}$와 같은 $NH_3$의 흡착점의 수가 증가되었기 때문이다.

• 한국분무공학회지
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• 제23권4호
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• pp.175-184
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• 2018

Emission characteristics of regulated (NOx, PM, CO, NMHC) and unregulated (VOCs, aldehydes, PAHs) air pollutants were investigated for diesel heavy duty buses equipped with different after-treatment systems (DPF+EGR and SCR) under urban driving cycle. The combustion temperature and the working temperature of SCR catalysts were important to make impact on NOx emissions, whereas PM emissions were low. The alkane groups dominated NMVOCs emissions, making 42.6~59.4% of sum of the NMVOCs emissions. Especially, alkane emissions of DPF+EGR-equipped vehicle included DOC had 14.9~15.5% higher than those of SCR-equipped vehicle due to low efficiency of oxidation catalyst. In the case of individual NMVOCs, n-nonane and propylene emissions highly occupied for DPF+EGR and SCR, respectively. Formaldehyde emissions among aldehydes were the highest and PAHs emissions were hardly detected except naphthalene and phenanthrene. The NMHC speciation has been shown to be the highest of the formaldehyde ranged 20.8~21.5%. The results of this study will be contributed to establish Korean HAPs emission inventory for automobile source.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.88-94
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• 2012

One of the effective ways to reduce both $NO_x$ and PM at the same time in a diesel CI engine is to operate the engine in low temperature combustion (LTC) regimes. In general, two strategies are used to realize the LTC operation-dilution controlled LTC and late injection LTC - and in this study, the former approach was used. In the dilution controlled regime, LTC is achieved by supplying a large amount of EGR to the cylinder. The significant EGR gas increases the heat capacity of in-cylinder charge mixture while decreasing oxygen concentration of the charge, activating low temperature oxidation reaction and lowering PM and $NO_x$ emissions. However, use of high EGR levels also deteriorates combustion efficiency and engine power output. Therefore, it is widely considered to use increased intake pressure as a way to resolve this issue. In this study, the effects of intake pressure variations on performance and emission characteristics of a single cylinder diesel engine operated in LTC regimes were examined. LTC operation was achieved in less than 8% $O_2$ concentration and thus a simultaneous reduction of both PM and $NO_x$ emission was confirmed. As intake pressure increased, combustion efficiency was improved so that THC and CO emissions were decreased. A shift of the peak Soot location was also observed to lower $O_2$ concentration while $NO_x$ levels were kept nearly zero. In addition, an elevation of intake pressure enhanced engine power output as well as indicated thermal efficiency in LTC regimes. All these results suggested that LTC operation range can be extended and emissions can be further reduced by adjusting intake pressure.

• 한국재료학회지
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• 제25권12호
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• pp.719-726
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• 2015

For a decade, solution-processed functional materials and various printing technologies have attracted increasingly the significant interest in realizing low-cost flexible electronics. In this study, Cu nanoparticles are synthesized via the chemical reduction of Cu ions under inert atmosphere. To prevent interparticle agglomeration and surface oxidation, oleic acid is incorporated as a surface capping molecule and hydrazine is used as a reducing agent. To endow water-compatibility, the surface of synthesized Cu nanoparticles is modified by a mixture of carboxyl-terminated anionic polyelectrolyte and polyoxylethylene oleylamine ether. For reducing the surface tension and the evaporation rate of aqueous Cu nanoparticle inks, the solvent composition of Cu nanoparticle ink is designed as DI water:2-methoxy ethanol:glycerol:ethylene glycol = 50:20:5:25 wt%. The effects of poly(styrene-co-maleic acid) as an adhesion promoter(AP) on rheology of aqueous Cu nanoparticle inks and adhesion of Cu pattern printed on polyimid films are investigated. The 40 wt% aqueous Cu nanoparticle inks with 0.5 wt% of Poly(styrene-co-maleic acid) show the "Newtonian flow" and has a low viscosity under $10mPa{\cdots}S$, which is applicable to inkjet printing. The Cu patterns with a linewidth of $50{\sim}60{\mu}m$ are successfully fabricated. With the addition of Poly(styrene-co-maleic acid), the adhesion of printed Cu patterns on polyimid films is superior to those of patterns prepared from Poly(styrene-co-maleic acid)-free inks. The resistivities of Cu films are measured to be $10{\sim}15{\mu}{\Omega}{\cdot}cm$ at annealing temperature of $300^{\circ}C$.