• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제26권2호
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• pp.281-284
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• 2005

The Fe/MgO catalysts with different Fe loadings (1, 4, 6, 15 and 30 wt% Fe) were prepared by a wet impregnation with iron nitrate as precursor. All of the catalysts were characterized by BET surface analyzer, X-ray diffraction (XRD), temperature-programmed reduction (TPR), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The maximum removal capacity of $H_2S$ was obtained with 15 wt% Fe/MgO catalyst which had the highest BET surface area among the measured catalysts. XRD of Fe/MgO catalysts showed that well dispersed Fe particles could be present on Fe/MgO with Fe loadings below 15 wt%. The crystallites of bulk $\alpha$-$Fe_2O_3$ became evident on 30 wt% Fe/MgO, which were confirmed by XRD. TPR profiles showed that the reducibility of Fe/MgO was strongly related to the loaded amounts of Fe on MgO support. Therefore, the highest removal efficiency of $H_2S$ in wet oxidation could be ascribed to a good dispersion and high reducibility of Fe/MgO catalyst. XPS studies indicated that the $H_2S$ oxidation with Fe/MgO could proceed via the redox mechanism ($Fe^{3+}\;{\leftrightarrow}\;Fe^{2+}$).

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제15권8호
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• pp.616-622
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• 1994

The oxidation of carbon monoxide by gaseous oxygen in the presence of a powdered $Nd_{1-x}Sr_xCoO_{3-y}$ solid solution as a catalyst has been investigated in the temperature range from 150$^{\circ}$C to 300$^{\circ}$C under various CO and $O_2$ partial pressures. The site of Sr substitution, nonstoichiometry, structure, and microstructure were studied by means of powder X-ray diffraction and infrared spectroscopy. The electrical conductivity of the solid solution has been measured at 300$^{\circ}$C under various CO and $O_2$ partial pressures. The oxidation rates have been correlated with 1.5-and 1.2-order kinetics with and without a $CO_2$ trap, respectively; first-and 0.7 order with respect to CO and 0.5-order to $O_2$. For the above reaction temperature range, the activation energy is in the range from 0.25 to 0.35 eV/mol. From the infrared spectroscopic, conductivity and kinetic data, CO appears essentially to be adsorbed on the lattice oxygens of the catalyst, while $O_2$ adsorbs as ions on the oxygen vacancies formed by Sr substitution. The oxygen vacancy mechanism of the CO oxidation and the main defect of $Nd_{1-x}Sr_xCoO_{3-y}$ solid solution are supported and suggested from the agreement between IR data, conductivities, and kinetic data.

• 공업화학
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• 제24권3호
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• pp.333-336
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• 2013

산업현장에서 배출되는 저온($150{\sim}250^{\circ}C$)의 배기가스에 포함된 질소산화물($NO_x$)을 제거하기 위한 공정으로써 산화 촉매와 암모니아 SCR 공정을 복합시킨 fast SCR 탈질공정에 대한 실험적인 연구가 수행되었다. Fast SCR 탈질공정을 위해서는 산화촉매를 이용 NO를 $NO_2$로 전환하는 것이 요구된다. 산화촉매 부피(Oxidation Catalyst Volume, OCV)에 따른 NO 전환율을 실험적으로 확인하였다. OCV 563000 h, 375000 h, 281000 h 각 경우에 NO 전환율은 37% : 45% : 51%이었다. 온도에 따른 fast SCR 탈질효율은 $NO_2/NO_x$ 비율 45%일 때 가장 높았다. $NO_2/NO_x$ 비율 45%, 온도 $200{\sim}250^{\circ}C$ 및 공간속도 $10000{\sim}30000h^{-1}$에서 standard SCR과 fast SCR 탈질효율을 비교한 결과, standard SCR은 공간속도 에 따라 온도별로 차이를 보였으나 fast SCR은 차이를 보이지 않았다. Fast SCR 반응을 고려한 탈질운전에서 공간속도 $10000h^{-1}$에서의 촉매부피와 비교하여 공간속도 $30000h^{-1}$으로 운전할 경우, NH3 SCR 촉매부피를 50% 이상 줄일 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국환경과학회지
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• 제17권8호
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• pp.933-941
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• 2008

The formation of $Co_nTiO_{n+2}$ compounds, i.e., $CoTiO_3$ and $CO_2TiO_4$, in a 5wt% $CoO_x/TiO_2$ catalyst after calcination at different temperatures has been characterized via scanning electron microscopy (SEM), Raman and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) measurements to verify our earlier model associated with $CO_3O_4$ nanoparticles present in the catalyst, and laboratory-synthesized $Co_nTiO_{n+2}$ chemicals have been employed to directly measure their activity profiles for CO oxidation at $100^{\circ}C$. SEM measurements with the synthetic $CoTiO_3$ and $CO_2TiO_4$ gave the respective tetragonal and rhombohedral morphology structures, in good agreement with the earlier XRD results. Weak Raman peaks at 239, 267 and 336 $cm^{-1}$ appeared on 5wt% $CoO_x/TiO_2$ after calcination at $570^{\circ}C$ but not on the catalyst calcined at $450^{\circ}C$, and these peaks were observed for the $Co_nTiO_{n+2}$ compounds, particularly $CoTiO_3$. All samples of the two cobalt titanate possessed O ls XPS spectra comprised of strong peaks at $530.0{\pm}0.1$ eV with a shoulder at a 532.2-eV binding energy. The O ls structure at binding energies near 530.0 eV was shown for a sample of 5 wt% $CoO_x/TiO_2$, irrespective to calcination temperature. The noticeable difference between the catalyst calcined at 450 and $570^{\circ}C$ is the 532.2 eV shoulder which was indicative of the formation of the $Co_nTiO_{n+2}$ compounds in the catalyst. No long-life activity maintenance of the synthetic $Co_nTiO_{n+2}$ compounds for CO oxidation at $100^{\circ}C$ was a good vehicle to strongly sup port the reason why the supported $CoO_x$ catalyst after calcination at $570^{\circ}C$ had been practically inactive for the oxidation reaction in our previous study; consequently, the earlier proposed model for the $CO_3O_4$ nanoparticles existing with the catalyst following calcination at different temperatures is very consistent with the characterization results and activity measurements with the cobalt titanates.

• 청정기술
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• 제25권4호
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• pp.296-301
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• 2019

본 연구는 습윤함침법으로 제조하여 400 ℃에서 소성한 Pt/TiO₂ 촉매를 이용하여 NO 피독에 의한 CO 산화반응특성에 대하여 확인하였다. Pt/TiO₂ 촉매의 NO 피독영향을 확인하기 위하여 CO + O₂ 반응 중 NO를 주입하면서 반응활성의 변화를 관찰하였으며, 200 ℃ 이하에서 CO 전환율이 급격하게 저하되는 것을 확인하였다. 또한125 ℃ 이하에서 CO 전환율을 나타내지 않았다. 125 ℃에서 NO의 주입을 차단하더라도 초기 CO 전환율의 회복이 확인되지 않았다. 이에 따라 NO 주입에 따른 다양한 분석을 수행하였다. 먼저, TPD 분석 결과, 촉매에 NO의 선흡착은 CO 흡착을 방해하였으며 흡착된 CO에서 CO₂로의 전환탈착을 억제하는 것을 확인하였다. 다음으로, NO가 선흡착될 경우, 촉매의 산소전달능력을 감소함을 H₂-TPR 분석을 통하여 확인하였다. 또한 FT-IR 분석을 통하여, 촉매의 redox cycle (Pt²⁺→Pt⁰→Pt²⁺)을 방해하는 것을 확인하였다. 따라서 Pt/TiO₂ 촉매에서 NO의 존재는 CO 산화반응에서의 피독 인자으로 작용을 하였으며, NO 피독을 방지하기 위해서는 촉매의 산소전달능력의 증진이 필요하다고 판단되어진다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.786-794
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• 2022

Green ammonia is a promising renewable energy carrier. Green ammonia can be used in various energy conversion devices (e.g., engine, fuel cell, etc.). Ammonia has to be fed with hydrogen for start-up and failure protection of some energy conversion devices. Ammonia can be converted into hydrogen by decomposition and partial oxidation. Especially, partial oxidation has the advantages of fast start-up, thermally self-sustaining operation and compact size. In this paper, thermodynamics, start-up and operation characteristics of ammonia partial oxidation were investigated. O₂/NH₃ ratio, ammonia flow rate and catalyst volume were varied as operation parameters. In thermodynamic analysis, ammonia conversion was maximized in the O₂/NH₃ range from 0.10 to 0.15. Ammonia partial oxidation reactor was successfully started using 12 V glow plug. At 0.13 of O₂/HN₃ ratio and 10 LPM of ammonia flow rate, ammonia partial oxidation reactor showed 90% of ammonia conversion over commercial Ru catalyst. In addition, Increasing O₂/NH₃ ratio from 0.10 to 0.13 was more effective for high ammonia conversion than increasing catalyst volume at 0.10 of O₂/NH₃.

• 공업화학
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• 제32권4호
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• pp.385-392
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• 2021

본 연구에서는 Co/CeO₂ 촉매 제조 시 코발트의 첨가 함량 및 세리아의 소성온도에 따른 물리·화학적 특성 및 일산화질소 산화 성능을 비교하였다. Co/CeO₂ 촉매의 구조적 특성은 XRD, BET 분석을 통하여 확인하였으며, 코발트 표면밀도에 따른 표면 결정 상태를 제안하였다. 또한, Raman, XPS 분석을 통하여 촉매의 산화가 및 산소 결합 상태를 확인하였으며, 일산화질소 산화 성능과의 관계를 제안하였다. H₂-TPR 분석을 통하여 촉매의 특성 변화에 따른 산소전달특성을 확인하였으며, 일산화질소 산화를 위한 촉매의 활성점(Co³⁺)을 제안하였다.

• 한국염색가공학회지
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• 제13권4호
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• pp.264-271
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• 2001

Catalytic wet oxidation of ethylene glycol as refractory compound was studied in a batch slurry reactor using lwt% $Pt/A1_2O_3$, lwt% $Pt/TiO_2,\;Mn/CeO_2$(1:1) and 5wt% $Mn/Al_2O_3$. Experiments were conducted to investigate theeffects of temperature, initial ethylene glycol concentration, catalyst dosage and PH on the ethylene glycol decomposition. When compared with the uncatalyzed reaction, the use of catalysts could increase the rate of ethylene glycol decomposition. The lwt% $Pt/A1_2O_3$ catalyst was preferable to the other catalysts for the destructive oxidation of ethylene glycol. The reaction rate was first order with respect to initial concentration of ethylene glycol. In acidic condition the removal efficiency of ethylene glycol was good, but there was a significant leaching of platinum. Small amount of acetic acid, oxalic acid, masonic acid and formic acid as intermediates were detected during catalytic wet air oxidation of ethylene glycol.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권2호
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• pp.281-290
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• 2018

최근 선진국을 중심으로 고연비-저배출 내연기관 (디젤) 자동차 보급의 필요성이 대두되면서 기존 촉매후처리 장치의 저온성능 강화를 위한 기술적 방안들이 시급히 요구되고 있다. 본 논문에서는 디젤엔진 배출 탄소입자상 물질의 연소반응에 있어 연료함유 촉매(Fuel-Borne Catalyst)와 페로브스카이트(Perovskite)의 복합촉매 시스템이 보이는 상용모델촉매 대비 우수한 저온 연소성능과 이의 Perovskite 촉매 조성에 대한 의존성에 관해 논하였다. Fe/Ce 계열 연료함유 촉매가 A-site 원소(La)에 K이 부분치환되고, B-site 금속이 Fe인 Perovskite 촉매와 복합화될 때 상대적으로 우수한 저온 연소성능 개선효과가 관찰되었다. 이를 관찰하기 위해 연료함유 촉매가 함유되거나 함유하지 않은 탄소 입자상 물질과 다양한 조성의 La 계열 Perovskite 촉매를 혼합한 고정층에 대한 온도상승 산화반응 실험(Temperature-Programmed Oxidation)을 수행하였으며, 이산화탄소 생성과 질소산화물 농도 저하 패턴의 연동특성을 통해 두 촉매의 상호 연계작용을 유추하였다.

• 공업화학
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• 제32권3호
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• pp.326-331
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• 2021

본 연구에서는 황화수소를 상온에서 산화시키기 위한 TiO₂ 기반 바나듐계 촉매의 제조 조건을 최적화하였다. 촉매의 지지체로써 4종의 상용 TiO₂를 선정하였으며, 함침법을 이용하여 제조된 다양한 바나듐 함량별 V/TiO₂의 황화수소 상온 산화 성능 평가를 수행하였다. 선정된 TiO₂ 중 TiO₂(A)를 기반으로 하며 바나듐(V) 함량이 5%인 촉매의 황화수소 전환율이 58%로 가장 우수한 것을 확인하였으며, 촉매의 물리·화학적 특성을 비교함으로써 지지체의 비표면적과 우점하는 바나듐의 종이 촉매 성능의 주요인자임을 도출하였다. 활성이 저하된 촉매의 재생 특성을 확인하기 위해 400 ℃에서 2 h 동안 열처리하였으며, 재생된 촉매에 황이 일부 침적되어 황화수소 산화량이 10% 감소하였으나 초기 성능은 유사하게 나타나는 것을 확인하였다.