• 공업화학
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• 제32권5호
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• pp.516-523
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• 2021

본 연구는 대기 중 대표적인 미세먼지 2차 유발물질인 질소산화물 제어에 있어 암모니아를 환원제로 사용하는 선택적 촉매 환원법(Selective Catalytic Reduction; SCR)을 이용한 연구를 수행하였다. NH₃-SCR 실험은 상용촉매인 V/W/TiO₂와 Sb를 첨가한 V/W-Sb/TiO₂ 촉매를 사용하였으며 phosphorous에 의한 내피독성을 확인하였다. NH₃-SCR 실험 결과, Sb의 첨가는 P에 대한 내구성을 갖는 것으로 확인되었다. 또한 이에 대한 원인을 확인하기 위하여 BET, XPS, H₂-TPR, NH₃-TPD, FT-IR 분석을 통해 물리·화학적 특성을 비교분석하였다. 분석 결과 V/W/TiO₂ 촉매에 Sb 첨가 시 P가 첨가됨에 따라 SbPO₄ 결합을 형성하고 VOPO₄의 생성을 억제하였으며, P 첨가 전 촉매의 redox 특성을 유지함으로써 P에 대한 내피독성을 확인하였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제35권1호
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• pp.231-235
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• 2014

Rh doped Ni and Co catalysts, Rh-M/$CeO_2$(20 wt %)-$Al_2O_3$ (0.2 wt % of Rh; M = Ni or Co, 20 wt %) were synthesized to produce hydrogen via autothermal reforming (ATR) of commercial gasoline at $700^{\circ}C$ under the conditions of a S/C ratio of 2.0, an O/C ratio of 0.84, and a gas hourly space velocity (GHSV) of $20,000h^{-1}$. The Rh-Ni/$CeO_2$(20 wt %)-$Al_2O_3$ catalyst (1) exhibited excellent activities, with $H_2$ and ($H_2$+CO) yields of 2.04 and 2.58 mol/mol C, respectively. In addition, this catalyst proved to be highly stable over 100 h without catalyst deactivation, as evidenced by energy dispersive spectroscopy (EDX) and elemental analyses. Compared to 1, Rh-Co/$CeO_2$(20 wt %)-$Al_2O_3$ catalyst (2) exhibited relatively low stability, and its activity decreased after 57 h. In line with this observation, elemental analyses confirmed that nearly no carbon species were formed at 1 while carbon deposits (10 wt %) were found at 2 following the reaction, which suggests that carbon coking is the main process for catalyst deactivation.

• 대한환경공학회지
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• 제28권3호
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• pp.249-256
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• 2006

함침법과 침적침전법으로 Cu-Mn 산화물 촉매를 제조하여 톨루엔 촉매 분해 반응을 조사하였다. 구리와 망간이 혼합됨으로 촉매활성을 증진 시킬 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한 같은 화학적 조성으로 제조된 함침법보다 침적침전법에 의해 제조된 Cu-Mn 산화물 촉매에서 톨루엔 분해 반응 활성이 더 높았다. 침적침전법에 의해 제조된 촉매는 10일간의 장기 분석과 수분 첨가에 의한 톨루엔 분해 효율에 변화가 없었다. 촉매 특성 분석 결과에 기초하여 보면, 침적침전법은 촉매의 표면에 균일한 분산과 작은 크기의 입자를 제공하며 환원 능력을 증진시키는 것으로 판단된다. 따라서 침적침전법은 촉매의 성능을 향상 시키고 촉매의 안정성을 중진 시키는 것으로 생각 된다. 또한 Cu-Mn 산화물 촉매에서 톨루엔 분해 반응은 산화환원 반응에 의존하며 $Cu_{1.5}Mn_{1.5}O_4$ 스피넬 구조가 주요한 촉매 활성점으로 작용하는 것으로 추측된다.

• 공업화학
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• 제5권2호
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• pp.285-294
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• 1994

몇 종류의 담지 금촉매를 통상의 함침법과 공침법에 의하여 제조하였다. 금입자의 크기, 산소의 흡착량, CO와 NO의 흡착특성 그리고 산화환원 특성 등의 조사를 통하여, 금의 첨가효과와 활성점의 생성에 관해 연구하였다. 함침법에 의한 촉매의 금입자들은 30~100nm 정도로 크고 균일하지 않았으나, 공침법에 의한 촉매는 약 4nm인 초미립자의 상태로 매우 균일하게 분산되어 있었다 $Au/Al_2O_3$촉매에 있어서, 불활성인 $Al_2O_3$에 금의 첨가로 $N_2O$의 분해가 일어났으며, CO의 비가역흡착은 일어나지 않았으나, $O_2$는 원자상으로 비가역흡착하였다. 산소의 흡착점은 활성점이 금입자 표면에 존재하는 원자 전부가 아니라 반구형인 금입자와 담체의 경계면 주위에 한정된 활성점이었다. 저온의 $Al_2O_3$에서는 CO의 가역흡착과 비가역흡착이 일어났지만, 소량의 금의 첨가에 의하여 어느 쪽의 흡착도 약해졌다. $Au/Co_3O_4$촉매에서 CO에 대한 친화성은 $Co_3O_4$에 비해 크게 감소하였다. 환원과정에서는 금의 첨가효과가 보이지 않고, 재산화과정에서 금의 첨가효과가 뚜렷하게 나타나, 첨가된 금은 환원상태의 코발트의 재산화를 촉진시켰다.

• 동력기계공학회지
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• 제20권4호
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• pp.69-74
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• 2016

Recently, in order to meet the stricter emission regulations, the proportion of after-treatments for vehicle and vessel is increasing gradually. The purpose of this study is to investigate the de-$CH_4$ characteristics of NGOC in front of proposed combined system according to additive catalyst and support ratio. In the case of Pd addition, the de-$CH_4$ performance of 2Pt-2Pd-3MgO/$Al_2O_3$ NGOC was improved by approximately 10 to 20% for the HC components. The de-$CH_4$ performance of 2Pt-2Pd-3Cr-3MgO/$Al_2O_3$ NGOC was higher compared to five kinds of NGOC catalysts, because Cr particle was smaller and dispersion of Pd was increased. The NGOC(Zeolite:$Al_2O_3$(80%:20%)｝catalyst according to support ratio, was improved performance at low temperature region on CO and NO conversion rate.

• Mass Spectrometry Letters
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• 제2권2호
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• pp.41-44
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• 2011

Molecular compositions of two types of heavy oil were studied using positive atmospheric pressure photoionization (APPI) Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry (FT-ICR MS). Vacuum gas oil (VGO) was generated from vacuum distillation of atmospheric residual oil (AR), and slurry oil (SLO) was generated from catalytic cracking of AR. These heavy oils have similar boiling point ranges in the range of 210-$650^{\circ}C$, but they showed different mass ranges and double-bond equivalent (DBE) distributions. Using DBE and carbon number distributions, aromatic ring distributions, and the extent of alkyl side chains were estimated. In addition to the main aromatic hydrocarbon compounds, those containing sulfur, nitrogen, and oxygen heteroatoms were identified using simple sample preparation and ultra-high mass resolution FT-ICR MS analysis. VGO is primarily composed of mono- and di-aromatic hydrocarbons as well as sulfur-containing hydrocarbons, whereas SLO contained mainly polyaromatic hydrocarbons and sulfur-containing hydrocarbons. Both heavy oils contain polyaromatic nitrogen components. SLO inludes shorter aromatic alkyl side chains than VGO. This study demonstrates that APPI FT-ICR MS is useful for molecular composition characterization of petroleum heavy oils obtained from different refining processes.

• 대한기계학회논문집B
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• 제32권11호
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• pp.897-905
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• 2008

Selective catalytic reduction(SCR) is known as one of promising methods for reducing $NO_x$ emissions in diesel exhaust gases. $NO_x$ emissions react with ammonia in the catalyst surface of SCR system at working temperature of catalyst. In this study, to raise the reacting temperature when the exhaust gas temperature is too low, a heater is located at the bottom of SCR reactor. At an ambient temperature, ammonia is radially injected perpendicular to the exhaust gas flow at inlet pipe and uniformly mixed in the mixing area after being impinged against the wall. To predict the turbulent model inside the mixing area of SCR system, the standard ${\kappa}\;-\;{\varepsilon}$ model is applied. This work investigates numerically the effects of induced heat on the gaseous flow. The results show that the Taylor-$G{\ddot{o}}rtler$ type vortex is generated after the gaseous flow impinges the wall in which these vortices influence the temperature distribution. The addition of heat disturbs the flow structure in bottom area and then stretching flow occurs. Vorticity strand is also formed when heat is continuously increased. Constriction process takes place, however, when a further heat input over a critical temperature is increased and finally forms shed vortex which is disconnected from the vorticity strand. The strong vortex restricts the heat transport in the gaseous flow.

• 공업화학
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• 제3권4호
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• pp.701-709
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• 1992

콜로이드 방법에 의해 은입자를 카본블랙에 담지시켜 알칼리형 연료전지의 산소극의 촉매로 사용하였다. $AgNO_3$와 $NaBH_4$의 혼합용액에 sodium dodecyl benzenesulfonate를 첨가하여 콜로이드 용액을 만들었고 이를 전기영동법으로 확인하였다. 입자크기에 대한 전극성능의 영향과 화학흡착을 고찰한 결과 $200{\AA}$의 촉매로 제조한 전극이 가장 우수하였으므로 이를 위해 계면활성제의 첨가효과, 담지시의 교반시간과 담체로 사용되는 카본의 분산성에 따른 은입자의 응집현상을 검토하였다. 열처리 효과에 의한 입자 크기의 증가를 고려할 때 계면활성제의 첨가량을 $10mg/{\ell}$으로 하고 9시간 교반하여 $100{\AA}$의 입자크기를 갖는 촉매를 제조한 뒤 이를 이용하여 전극을 제작하는 것이 가장 좋았다. 또한 카본블랙을 초음파 분산기로 분산시키는 경우 30초 이후에는 재응집현상이 일어남을 알 수 있었다.

• 공업화학
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• 제31권4호
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• pp.368-376
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• 2020

본 연구에서는 SO₂를 제어하기 위한 산화 촉매에서 platinum (Pt)을 활성금속으로 하는 촉매의 반응특성에 관한 분석을 수행하였다. Titania (TiO₂) 지지체에 다양한 precursor 형태의 Pt를 사용하여 Pt/TiO₂ 촉매를 제조하여 실험에 사용하였다. Pt/TiO₂ 상의 Pt²⁺ 또는 Pt⁴⁺와 같은 Pt valence state에 따른 SO₂ 산화의 성능 차이는 나타나지 않으며, PtCl_x과 같은 Pt chloride species는 전체적으로 SO₂ 산화 성능을 감소시킨다. 또한, XPS 분석을 수행하여 SO₂ 산화 반응 전/후의 촉매상의 valence state를 분석한 결과 SO₂ 산화반응 이후 lattice oxygen의 감소 및 surface chemisorbed oxygen의 증가를 확인할 수 있다. 따라서 Pt/TiO₂ 촉매의 SO₂의 산화 반응은 PtOx에 해당하는 lattice oxygen의 반응과 oxygen vacancy에 의한 산화-환원 반응이 진행되는 Mar-Van Krevelen 메커니즘이 주요한 SO₂ 산화 반응임을 판단할 수 있으며, 이러한 결과를 통하여 촉매 상에 존재하는 PtOx (Pt²⁺ 또는 Pt⁴⁺)의 oxygen species가 주요한 활성 site로 작용함을 확인할 수 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권6호
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• pp.720-725
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• 2011

금속질산염과 염화금산을 전구체로 사용하여 다양한 금속산화물($$Al_{2}O_{3}$, ZnO, $Fe_{2}O_{3}$, $Cr_{2}O_{3}$, $MnO_{2}$, CuO, NiO, $Co_{3}O_{4}$)에 담지된 금촉매를 공침법을 이용하여 제조한 후, 일산화탄소 산화반응에서 수분첨가의 영향을 검토하였다. 이들 중 $Co_{3}O_{4}$와 ZnO에 담지된 금촉매가 일산화탄소에 대하여 높은 활성을 보여주었다. 반응가스 중에 수분이 첨가될 때 Au/$Co_{3}O_{4}$ 촉매는 활성이 약간 감소하였으나, Au/ZnO 촉매에서는 활성이 크게 증가하여 수분에 의한 일산화탄소 산화 활성은 담체의 종류에 크게 의존함을 알 수 있었다. 반응가스 중에 포함된 수분에 관계없이 반응 전과 후의 Au(5 wt%)/ZnO 촉매의 금입자 크기는 거의 변하지 않아 활성이 감소되는 이유는 금입자들의 소결에 의한 영향보다는 카보네이트와 같은 화학종에 의해 불활성화가 일어남을 알 수 있었으며, 이 화학종은 수분의 첨가에 의해 이산화탄소로 분해되어 활성이 증가한 것으로 생각된다.