• 제목/요약/키워드: Rh/Al_2O_3

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귀금속촉매하에서 암모니아의 전환반응 (Ammonia Conversion in the Presence of Precious Metal Catalysts)

  • 장현태;박윤국;고용식
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제46권4호
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    • pp.806-812
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    • 2008
  • 귀금속촉매 존재하에서 암모니아 전환반응은 배가스내의 암모니아를 처리하는데 중요한 기술이다. 과잉용액 함침법을 이용하여 $Pt-Rh/Al_2O_3$, $Pt-Rh/TiO_2$, $Pt-Rh/ZrO_2$, $Pt-Pd/Al_2O_3$, $Pd-Rh/Al_2O_3$, $Pd-Rh/TiO_2$, $Pd-Rh/ZrO_2$, $Pt-Pd-Rh/Al_2O_3$, $Pd/Ga-Al_2O_3$, $Rh/Ga-Al_2O_3$, 그리고 $Ru/Ga-Al_2O_3$의 촉매를 제조하였다. 제조된 촉매는 1/4"의 반응기에 $10,000{\sim}50,000hr^{-1}$의 공간속도 조건하에서 촉매활성능 실험을 수행하였다. 암모니아의 초기농도는 2,000 ppm (나머지는 공기)으로 유지하였다. $T_{50}$는 암모니아 전환율이 50%일 때를 나타내는 온도를, $T_{90}$은 90%의 전환율일 때의 온도를 나타낸다. 알루미나를 담지체로 사용했을때의 $T_{50}$$T_{90}$은 다른 담체를 사용했을때의 $T_{50}$$T_{90}$보다 훨씬 낮았다. Pd-Rh촉매의 경우 $Al_2O_3$를 담체로 사용하였을 때 $ZrO_2$$TiO_2$보다 저온 활성이 우수하게 나타났다. 황산화물의 피독실험 결과 본 연구에서는 최종적으로 $Pt-Rh/Al_2O_3$ 촉매가 다른 촉매에 비하여 우수함을 보였다. 실험결과 Pt-Rh가 암모니아 전환공정에서 유용한 촉매라는 사실을 알 수 있다.

Dihydrocinchonidine으로 개질된 Rh-Pt/Al2O3 이원금속 촉매를 이용한 Ethyl Pyruvate의 비대칭 수소화 (Asymmetric Hydrogenation of Ethyl Pyruvate over Bimetallic Rh-Pt/Al2O3 Catalysts Modified with Dihydrocinchonidine)

  • 조홍백;강준석;박융호
    • 공업화학
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    • 제17권4호
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    • pp.369-374
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    • 2006
  • Ethyl pyruvate의 비대칭 수소화 반응에 $Rh-Pt/Al_{2}O_{3}$ 이원금속 촉매를 처음으로 적용하고 그 반응특성을 조사하였다. $Rh-Pt/Al_{2}O_{3}$ 촉매는 상용 $Pt/Al_{2}O_{3}$에 Rh을 담지하거나 $Al_{2}O_{3}$에 Pt와 Rh을 연속적으로 함침시켜 제조하여, 촉매제법, Rh 함량 및 환원온도에 따라 반응속도, 광학선택도(ee%)가 변화하는 경향을 비교하였으며, XRD, TEM을 통하여 촉매의 물리적 특성을 분석하였다. $Rh-Pt/Al_{2}O_{3}$ 이원금속 촉매는 환원온도가 증가함에 따라 반응속도와 광학순도가 향상되었다(63.6 ee%). 또한 Rh의 함량에 따라서도 촉매 반응속도의 큰 변화를 보여주었는데, 그 변화 경향은 촉매 제조과정에 따라 달랐으나 광학선택도는 모든 이원촉매가 단일촉매에 비해 떨어지는 결과(56~60 ee%)를 나타내었다.

Effect of Bimetallic Pt-Rh and Trimetallic Pt-Pd-Rh Catalysts for Low Temperature Catalytic Combustion of Methane

  • Bhagiyalakshmi, Margandan;Anuradha, Ramani;Park, Sang-Do;Park, Tae-Sung;Cha, Wang-Seog;Jang, Hyun-Tae
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제31권1호
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    • pp.120-124
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    • 2010
  • Monometallic, bimetallic and trimetallic particles consisting of different weight compositions of Pt-Pd-Rh over pure alumina wash coats have been synthesized and their catalytic performance on methane conversion was studied from 150 to $600^{\circ}C$. Different catalyst formulations with variable Pt, Pd and Rh contents for bimetallic and trimetallic systems were tried and $Pt_{(1.5)}Rh_{(0.3)}/Al_2O_3$ and $Pt_{(1.0)}Pd_{(1.0)}Rh_{(0.3)}/Al_2O_3$ shows low $T_{50}$ and $T_{90}$ temperatures. Bimetallic and trimetallic particle synergism acts as three way catalysts and therefore, all the catalysts show 100% methane conversion. The effect of supports such as $ZrO_2$ and $TiO_2$ on methane combustion was investigated; from $T_{50}$ and $T_{90}$ results both $Al_2O_3$ and $ZrO_2$ are suitable supports for low temperature methane combustion.

THE PARTIAL COMBUSTION OF METHANE TO SYNGAS OVER PRECIOUS METALS AND NICKEL CATALYSTS SUPPORTED ON -γAL2O3 AND CEO2

  • Seo, Ho-Joon
    • Environmental Engineering Research
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    • 제10권3호
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    • pp.131-137
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    • 2005
  • The catalytic activity of precious metals(Rh, Pd, Pt) and nickel catalysts supported on ${\gamma}-Al_2O_3\;and\;CeO_2$ in the partial combustion of methane(PCM) to syngas was investigated based on the product distribution in a fixed bed now reactor under atmospheric condition and also on analysis results by SEM, XPS, TPD, BET, and XRD. The activity of the catalysts based on the syngas yield increased in the sequence $Rh(5)/CeO_2{\geq}Ni(5)/CeO_2>>Rh(5)/Al_2O_3>Pd(5)/Al_2O_3>Ni(5)/Al_2O_3$. Compared to the precious catalysts, the syngas yield and stability of the $Ni(5)/CeO_2$ catalyst were almost similar to $(5)/CeO_2$ catalyst, and superior to these of any other catalysts. The syngas yield of $Ni(5)/CeO_2$ catalyst was 90.66% at 1023 K. It could be suggested to be the redox cycle of the successive reaction and formation of active site, $Ni^{2-}$ and the lattice oxygen, $O^{2-}$ produced due to reduction of $Ce^{4-}$ to $Ce^{3-}$.

금속-세라믹 Core-Shell CoAl2O4@Al 구조체를 적용한 불균일계 촉매의 글리세롤 수소전환 반응특성 (Glycerol Steam Reforming for Hydrogen Production on Metal-ceramic Core-shell CoAl2O4@Al Composite Structures)

  • 김지은;이두환
    • 청정기술
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    • 제21권1호
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    • pp.68-75
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    • 2015
  • 본 연구에서는 높은 열전도성을 갖는 금속-세라믹 core-shell 구조의 CoAl2O4@Al 복합체를 Al 금속의 수열반응을 통하여 합성하고, 이를 Rh 촉매의 담지체로 적용하여 구조적, 촉매화학적 특성을 분석하였다. Rh/CoAl2O4@Al (3 wt% Rh) 촉매는 단순침적법(incipient wetness impregnation)으로 제조하였고, 특성의 비교평가를 위하여 공침법(co-precipitation)으로 합성한 CoAl2O4를 담지체로 하여 Rh/CoAl2O4 (3 wt% Rh) 촉매를 단순침적법으로 제조하였다. 이들 촉매들은 N2 흡착, XRD, 전자 주사현미경, temperature programmed reduction (TPR), CO 화학흡착 분석을 통해서 그 특성을 분석하였고, 글리세롤 수증기 개질 반응(550 ℃)을 통한 수소전환반응에 적용하여 촉매적 특성을 평가하고 분석하였다. 글리세롤 수증기 개질반응에 대하여 Rh/CoAl2O4@Al 촉매는 Rh/CoAl2O4 촉매에 비하여 약 2.8배 높은 글리세롤 전환 turnover frequency (TOF)를 보여주었고, 이는 높은 열전도성을 갖는 금속-세라믹 복합체를 통한 원활한 반응열의 전달에 기인한 것으로 분석되었다. CoAl2O4@Al 및 CoAl2O4 담지체에서도 환원에 의하여 노출된 일부 Co 금속에 의한 촉매적 활성이 관찰되었는데, Rh/CoAl2O4@Al과 Rh/CoAl2O4 촉매에서와 마찬가지로 core-shell 구조체인 CoAl2O4@Al이 CoAl2O4 보다 높은 촉매적 활성을 보였다. 그러나, 이들 촉매는 글리세롤 개질반응에서 비교적 높은 비활성화를 보여주었고 이는 촉매표면의 탄소침적(coking)에 기인한 것으로 판명되었다.

Rh-Ni and Rh-Co Catalysts for Autothermal Reforming of Gasoline

  • Jung, Yeon-Gyu;Lee, Dae Hyung;Kim, Yongmin;Lee, Jin Hee;Nam, Suk-Woo;Choi, Dae-Ki;Yoon, Chang Won
    • 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.

메탄의 부분산화를 이용한 이중 혼합금속산화물 촉매 반응시스템의 N2O 분해 특성 연구 (N2O Decomposition Characteristics of Dual Bed Mixed Metal Oxide Catalytic System using Partial Oxidation of Methane)

  • 이난영;우제완
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제46권1호
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    • pp.82-87
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    • 2008
  • Methane의 부분산화에 의하여 일산화탄소를 발생시키고 이를 이용하여 온실가스로 알려져 있는 $N_2O$를 분해시키기 위한 이중 촉매 반응시스템의 반응 특성을 살펴보았다. 일산화탄소를 발생시키기 위한 제1 반응기의 조건은 Co-Rh-Al (1/0.2/1) 촉매를 사용할 때 $500^{\circ}C$의 온도에서 methane과 산소의 비율이 5:1이고 GHSV $8,000h^{-1}$ 일때 가장 적합하였다. 제1 반응기에서 methane을 부분산화시켜 얻은 혼합 가스를 사용하는 이중 반응시스템에서 제2 반응기에 촉매로 Co-Rh-Al(1/0.2/1)과 Co-Rh-Zr-Al(1/0.2/0.3/1)을 사용한 경우 Co-Rh-Al(1/0.2/1) 촉매를 사용한 single bed system 보다 $250^{\circ}C$ 이하의 저온에서 우수한 분해성능을 나타내었다. 두 경우 모두 $250^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 $N_2O$가 100% 분해되었다. 또한, 제2 반응기에서 $N_2O$ 분해성능은 NO의 존재 유무에 관계없이 산소의 농도가 증가할수록 감소함을 보여주었다. 다만 NO가 존재할 경우 산소의 농도가 10,000 ppm 이하일 때 100% 분해율을 보이며 그 이상일 경우 급격히 감소하였다.

${AI_2}{O_3}$/ AI 및 ${SnO_2}-{AI_2}{O_3}$/AI박막습도 센서에 관한 연구 (A Study on the ${AI_2}{O_3}$/ and ${SnO_2}-{AI_2}{O_3}$/AI Thin Film Humidity Sensors)

  • 전춘생
    • 한국재료학회지
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    • 제4권2호
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    • pp.159-165
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    • 1994
  • 순수한 알루미늄을 양극산화한 $AI_2O_3/AI$ 소자 및 그 위에$SnO_2$를 증착, 소자를 제작하여 그들의 전기적인 특성을 여러 습도 분위기 중에서 조사하였다. 단위습도당의 표면저항 변화는 $AI_2O_3/AI$ 소자에서는 $1.40 \times 10^{-2}\Omega$ /RH이었다. 두 소자는 습도에 따른 표면저항 변화중에서 hysteresis현상을 나타내고 있지만, $SnO_2-AI_2O_3/Al$ 소자쪽이 더 작은 hysteresis현상을 나타내었다. $SnO_2-AI_2O_3/Al$ 소자에 있어서 표면저항에 대한 온도의존성은 40-$60^{\circ}C$에서 $2.50 \times 10^{-2} \Omega /^{\circ}C$인것에비해 0~$20^{\circ}C$에서는 $0.56 \times 10^{-2} \Omega /^{\circ}C$와 같이 적기 때문에 $SnO_2-AI_2O_3/Al$ 소자는 실온영역에서 습도센서로 쓸 수 있다고 결론할 수 있다.

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A Study on the Chemisorption of Carbon Monoxide on Silica-Supported Rhodium

  • Jo Woong Lee;Seihun Chang;Won-Il Chung
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제10권6호
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    • pp.535-543
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    • 1989
  • We have investigated the infrared absorption spectra for carbon monoxide chemisorbed on reduced and oxidized Rh/$SiO_2$ with and without potassium coating within the frequency range of 1800-2200 $cm^{-1}$ at various Rh concentrations, CO pressures, and temperatures. In case of no potassium coating, only two bands at 2070 and 1900 $cm^{-1}$ appeared for CO adsorbed on reduced Rh/$SiO_2$ while for oxidized Rh/$SiO_2$ four bands were found at 2100, 2070, 2040, and 1900 $cm^{-1}$. We have successfully tried to explain the differences between our observations and those by other investigators who used the Rh/$Al_2O_3$ system instead of Rh/$SiO_2$ on the basis of the suggestions by Yates et al. Accordingly, we propose that the surface OH groups are deeply involved in producing the $Rh^{+1}$ sites which are responsible for the gem-dicarbonyl species. On coating with potassium all the IR bands for three carbonyl species were found to suffer red shift, the magnitude of which increased with increasing Rh/CO ratio.