• 한국재료학회지
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• 제22권6호
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• pp.316-320
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• 2012

$Co_3O_4$, $Al_2O_3$ and $Co_3O_4$/$Al_2O_3$ mesoporous powders were prepared by a sol-gel method with starting matierals of aluminum isopropoxide and cobalt (II) nitrate. A P123 template is employed as an active organic additive for improving the specific surface area of the mixed oxide by forming surfactant micelles. A transition metal cobalt oxide supported on alumina with and without P123 was tested to find the most active and selective conditions as a heterogeneous catalyst in the reaction of styrene epoxidation. A bBlock copolymer-P123 template was added to the staring materials to control physical and chemical properties. The properties of $Co_3O_4$/$Al_2O_3$ powder with and without P123 were characterized using an X-ray diffractometer (XRD), a Field-Emission Scanning Electron Microscope (FE-SEM), a Bruner-Emmertt-Teller (BET) surface analyzer, and $^{27}Al$ MAS NMR spectroscopy. Powders with and without P123 were compared in catalytic tests. The catalytic activity and selectivity were monitored by GC/MS, $^1H$, and $^{13}C$-NMR spectroscopy. The performance for the reaction of epoxidation of styrene was observed to be in the following order: [$Co_3O_4$/$Al_2O_3$ with P123-1173 K > $Co_3O_4$/$Al_2O_3$ with P123-973 K > $Co_3O_4$-973 K>$Co_3O_4$/$Al_2O_3$-973 K > $Co_3O_4$/$Al_2O_3$ with P123-1473 K > $Al_2O_3$-973 K]. The existence of ${\gamma}$-alumina and the nature of the surface morphology are related to catalytic activity.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권11호
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• pp.7433-7438
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• 2015

암모니아를 환원제로 사용하는 선택적 촉매 환원법에서 $V_2O_5/TiO_2$ 촉매를 사용하여 황산화물에 대한 비활성화 특성을 연구하였다. 반응온도와 황산화물 농도를 변경시키면서 촉매의 활성변화를 측정하였다. 촉매의 활성은 황산화물의 농도와 반응시간이 증가할수록 감소하였다. 또한 황산화물에 대한 촉매의 활성감소 정도는 반응온도 $250{\sim}300^{\circ}C$의 범위에서 반응온도가 증가할수록 크게 감소하였다. BET, XRD, SEM, TPD분석을 통해 비활성화된 촉매의 물리화학적인 특성을 조사하였다. 분석결과, 비활성화현상은 황산화물이 존재하는 상태에서 미반응 암모니아, 수분 등이 반응하여 황산암모늄이 생성되기 때문이다. 황산암모늄은 촉매의 기공을 막으며 활성물질에 침적된다.

• 청정기술
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• 제26권2호
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• pp.145-150
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• 2020

아산화질소(N₂O)는 6대 온실가스 중 하나로 이산화탄소(CO₂)의 310배에 해당하는 지구온난화지수(global warming potential, GWP)를 나타내어 N₂O를 저감하는 것은 필수적이다. 선택적 촉매환원법(selective catalytic reduction, SCR)은 대기오염 물질의 하나인 NOx의 제거를 위해 암모니아를 환원제로 사용하여 무해한 N₂ 및 H₂O로 전환하는 기술로 높은 탈질효율을 나타낸다. 본 연구에서는 NH₃-SCR반응에서 스팀 처리된 Fe-BEA 촉매가 활성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 Fe-BEA 촉매는 Fe를 이온교환하기 전, 고정층 반응기로 100 ℃에서 2 h 동안 스팀 처리 되었다. 제조된 촉매의 NH₃-SCR반응 테스트는 고정층 반응기로 WHSV = 180 h^-1, 370 ~ 400 ℃에서 수행되었다. 100 ℃에서 스팀 처리된 Fe-BEA(100) 촉매가 370 ~ 390℃에서 Fe-BEA 촉매보다 다소 높은 활성을 나타내었다. NH₃-SCR 활성에 영향을 주는 원인을 파악하기 위하여 제조된 촉매는 BET, ICP, NH₃-TPD, H₂-TPR, ²⁷Al MAS NMR을 통하여 특성분석 되었다. H₂-TPR결과를 통해 Fe-BEA(100) 촉매가 Fe-BEA 촉매 보다 isolated Fe³⁺의 환원이 더 많이 일어난 것을 확인하였으며, 스팀 처리는 활성종인 isolated Fe³⁺의 양을 늘려주어 활성이 증가한 것으로 판단된다.

• 공업화학
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• 제19권5호
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• pp.512-518
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• 2008

고정원에서 발생되는 질소산화물을 $V/TiO_2$ 촉매하에서 암모니아를 이용하여 질소로 제거하는 선택적 촉매 환원법에 대하여 연구하였다. 이러한 SCR 공정은 촉매의 성능이 전체 공정의 성능을 좌우한다. 본 연구에서는 $V/TiO_2$ 촉매들의 저온 및 고온에서의 SCR 반응 특성을 조사하고 촉매상에서의 암모니아 거동을 통한 반응물의 흡 탈착 특성을 파악하였다. 실험은 고정층 반응기에서 수행하였으며, 촉매는 7종의 $TiO_2$에 동일한 양의 바나듐을 담지하였다. 실험결과 각각의 $TiO_2$와 바나듐간의 상호작용에 의해 비화학양론적인 바나듐 산화물들이 다르게 생성되기 때문에 $TiO_2$에 따라 다양한 반응활성을 나타내는 것을 확인하였다. 또한 각 촉매에 대하여 각각 최적의 소성온도가 존재하였으며 촉매의 활성도 각각 다르게 나타났다. 또한 촉매의 $NH_3-TPD$ 실험 결과 SCR 활성과 흡착된 $NH_3$의 양과는 직접적으로 일치하지 않았다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제30권3호
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• pp.371-379
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• 2013

In order to improve the selective oxidation reaction of gaseous ammonia at a low temperature, various types of metal-impregnated activated alumina were prepared, and also physical and chemical properties of the conversion of ammonia were determined. Both types of metal (Cu, Ag) impregnated activated alumina show high conversion rate of ammonia at high temperature (over $300^{\circ}C$). However, at lower temperature ($200^{\circ}C$), Ag-impregnated catalyst shows the highest conversion rate (93%). In addition, the effects of lattice oxygen of the developed catalyst was studied. Ce-impregnated catalyst showed higher conversion rate than commercial alumina, but also showed lower conversion rate than Ag-impregnated sample. Moreover, 5 vol.% of Ag activation under hydrogen shows the highest conversion rate result. Finally, through high conversion at low temperature, it was considered that the production of NO and $NO_2$, toxic by-products, were effectively inhibited.

• 대한환경공학회지
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• 제22권4호
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• pp.609-617
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• 2000

본 연구에서는 소각로용 SCR(Selective Catalytic Reduction) 촉매개발의 일환으로, 소각로 배기가스 중에 다량 함유되어 있는 염화수소 (HCl) 기체가 촉매활성에 미치는 영향에 관하여 고찰하였다. 연구에 사용된 촉매는 상용 $V_2O_5-WO_3/TiO_2$ 촉매와 구리이온이 교환된 모더나이트형 제올라이트, CuHM 촉매로 실험은 수분의 유무에 따라 건조가스 조건과 습윤가스 조건으로 나누어 수행하였다. 건조가스 조건에서는 염화수소농도가 증가함에 따라 CuHM 촉매의 NO 제거활성이 가역적으로 증가하는 반면 $V_2O_5-WO_3/TiO_2$ 촉매는 비가역적으로 저하되는 상반되는 결과를 보였다. 그리고 수분이 포함된 습윤가스 조건에서는 CuHM와 $V_2O_5-WO_3/TiO_2$ 촉매 모두 비가역적으로 활성이 감소됨이 관찰되었으나, 상대적으로 CuHM이 보다 안정적인 활성을 나타내었다. 이러한 활성변화는 $NH_3$ TPD(Temperature Programmed Desorption) 탈착곡선의 증가, 감소로부터 HCl에 따른 일시적인 산량 증가 또는 영구적인 산점의 변화와 관계됨을 알 수 있었다. 그리고 BET 및 ICP 분석을 통하여 염화수소기체에 의한 촉매의 표면적과 $Cu^{{+}{+}}$ 및 $V_2O_5$ 함유량의 변화를 관찰하였다. 이상의 연구결과로부터 HCl과 같은 산가스를 함유하고 있는 배기가스 중의 질소산화물을 제거할 경우 CuHM 촉매에 대한 선택적 촉매 환원공정의 적용 가능성을 확인할 수 있었다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2010년 춘계학술대회논문집
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• pp.368-375
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• 2010

To alleviate NOx emission, a variety of approaches has been applied. In marine diesels, the application of SCR systems has been considered an effective exhaust aftertreatment method for NOx emission control. Most current SCR systems use a various catalyst for the reaction of ammonia with NOx to form nitrogen and water. In theory, it is possible to achieve 100% NOx if the NH3-to-NOx ratio is 1:1. However, the reaction has a limited non-uniformity of the exhaust gas flow and ammonia concentration distribution. Therefore it is necessary to investigate the optimum flow conditions. In order to achieve uniform flow at monolith front face, we are equipped with a various mixed device. In this paper, it is presented that the mixed devices play an important role improvement of flow patterns and particle distributions of NH3 by numerical simulation.

• 한국전산유체공학회지
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• 제15권4호
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• pp.9-16
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• 2010

To alleviate NOx emission, a variety of approaches has been applied. In marine diesels, the application of SCR systems has been considered an effective exhaust aftertreatment method for NOx emission control. Most current SCR systems use a various catalyst for the reaction of ammonia with NOx to form nitrogen and water. In theory, it is possible to achieve 100% NOx if the $NH_3$-to-NOx ratio is 1:1. However, the reaction has a limited non-uniformity of the exhaust gas flow and ammonia concentration distribution. Therefore, it is necessary to investigate the optimum flow conditions. In order to achieve uniform flow at monolith front face, we are equipped with a various mixed devices. In this paper, it is presented that the mixed devices play an important role improvement of flow patterns and particle distributions of $NH_3$ by numerical simulation.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제35권1호
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• pp.163-172
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• 2018

본 연구에서는 질소산화물 제거용 환원제로 사용하는 요소 수용액을 암모니아로 전환하는데 있어 SCR 상용촉매의 활용가능성을 확인하기위해 촉매조성에 따른 반응온도, 공간속도의 영향에 대한 연구를 수행하였다. 연구결과 SCR 촉매로 널리 사용되는 $V_2O_5/TiO_2$ 촉매는 $TiO_2$ 및 $WO_3-V_2O_5/TiO_2$ 촉매에 비해 암모니아 생성이 우수함을 보였다. 활성금속을 담지하지 않은 $TiO_2$ 촉매는 $V_2O_5$ 혹은 $WO_3-V_2O_5$를 담지 한 촉매에 비해 공간속도에 따른 암모니아 전환에 영향을 받지 않는 것으로 나타났으며, 활성금속을 담지 한 촉매는 공간속도가 증가함에 따라 암모니아 생성 농도가 감소됨을 확인하였다.

• 공업화학
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• 제31권1호
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• pp.108-114
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• 2020

본 연구에서는, Ru[1]/TiO₂ 촉매 제조 시 소성/환원 조건에 따른 NH₃-SCO (selective catalytic oxidation) 효율을 비교하였다. Ru[1]/TiO₂ red는 Ru[1]/TiO₂ cal에 비하여 NH₃ 전환율 및 NH₃의 N₂ 전환율이 우수하였다. Ru[1]/TiO₂ 촉매의 물리·화학적 특성은 BET, XRD, TEM, XPS, H₂-TPR 분석에 의해 확인되었으며, 활성금속의 분산도와 표면 흡착 산소종(O_β)의 비율에 영향을 미치는 것으로 나타났다.