• 제목/요약/키워드: Solid Catalysts

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바이오디젤 생산을 위한 어유의 에스테르화 및 전이에스테르화 반응 (Esterification and Trans-esterification Reaction of Fish Oil for Bio-diesel Production)

  • 이영재;김덕근;이진석;박순철;이진원
    • 청정기술
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    • 제19권3호
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    • pp.313-319
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    • 2013
  • 본 연구에서는 유리지방산을 4% 포함한 어유로부터 바이오디젤을 제조하기 위해 산촉매를 이용한 에스테르화 반응과 염기촉매를 이용한 전이에스테르화 반응을 수행하였다. 실험에 사용된 어유는 GS바이오사(社)로부터 공급받은 베트남산 메기(catfish)에서 추출된 오일을 사용하였다. 에스테르화 반응에 대하여 불균질계 고체 산촉매로 Amberlyst-15와 Amberlyst BD-20을 이용하였으며 균질계 산촉매로 황산을 사용하였다. 에스테르화 반응에 의한 유리지방산 제거율이 가장 높은 촉매는 황산으로 나타났으며 반응시간도 가장 짧게 나타났다. 3종의 염기촉매 KOH, $NaOCH_3$, NaOH를 이용하여 어유의 전이에스테르화 반응 특성을 조사한 결과 KOH 촉매가 가장 적합한 것으로 나타났다. $NaOCH_3$와 NaOH 촉매의 경우 전이에스테르화 반응시 글리세롤과 바이오디젤이 일정한 조건에서 고형화 현상이 관찰되었으며 비누화 반응이 진행된 것으로 판단된다. KOH 촉매를 이용하여 초기 원료 산가와 메탄올 투입량이 전이에스테르화 반응에 미치는 영향을 조사한 결과 초기 원료오일의 산가는 낮을수록 좋았으며 메탄올과 오일의 몰비는 9:1이 적합한 것으로 도출되었다.

고체 산촉매에서 폐플라스틱의 분해 반응 (Catalytic degradation of waste plastics over solid acid catalysts)

  • 이경환;전상구;김광호;노남선;신대현;서영화
    • 한국에너지공학회:학술대회논문집
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    • 한국에너지공학회 2002년도 추계 학술발표회 논문집
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    • pp.185-186
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    • 2002
  • 폐 플라스틱은 석유 물질인 탄화수소로 구성하고 있지만 효과적으로 재활용되지 못하고 대부분 매립, 소각 등의 방법으로 처리하고 있다. 플라스틱은 다양한 용도로 사용되기 때문에 플라스틱의 이용과 소비의 증가는 필연적이다. 예로 미국 가정의 폐 플라스틱은 63% 폴리에틸렌, 11% 폴리프로필렌, 11% 폴리스타이렌, 7% PET 그리고 7% PVC가 발생되는데 이들 화합물 구조가 포화탄화수소형이기 때문에 70% 정도가 방향족 화합물인 석탄에 비해 수소첨가 반응이 요구되지 않는다.(중략)

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촉매 열수탄화(Hydrothermal carbonization)공정을 이용한 폐목재의 고형연료 제조 및 특성 연구 (Conversion of Wood Waste into Solid Biofuel Using Catalytic HTC Process)

  • 주보경;연혜진;이상일;안수정;이경재;장은석;원종철
    • 신재생에너지
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    • 제10권2호
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    • pp.12-18
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    • 2014
  • The objective of this work is to produce solid biofuel from sawdust using the HTC (Hydrothermal carbonization) process. The HTC process of feedstock involves the raw material coming into contact with high temperature and pressurized water. The HTC process could produce gaseous, liquefied and solid products, but this study focused on solid product only as an alternative to coal. In this study, sawdust used for a feedstock and its moisture content was under 5%. Water was added with the feedstock to raise moisture content to 80% and also used catalysts. The HTC process was performed at temperature range from 200 to $270^{\circ}C$ and reaction time was 15 to 120 min. Rising temperature resulted in increasing the higher heating value (HHV) of HTC product. In case of adding catalyst, HHV of solid biofuel was higher and reaction occurred at lower temperature and pressure. Also, HTC solid product had been characterized and found to be hydrophobic, increased HHV (over 40%), and pelletized easily compared to raw material.

비수용매에서 산소첨가된 다섯자리 Schiff Base Cobalt (Ⅱ) 활성촉매들에 의한 2,6-di-tert-butylphenol의 선택산화와 전기화학적 성질 (Selective Oxidation of 2,6-di-tert-butylphenol by Oxygen Adducted Pentadentate Schiff Base Cobalt (Ⅱ) Activated Catalysts and Electrochemical Properties of Cobalt (Ⅱ) Catalysts in Aprotic Solvents)

  • 조기형;최용국;김상복;이송주;김종순
    • 대한화학회지
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    • 제35권6호
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    • pp.689-698
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    • 1991
  • 산소가 포화된 DMF 용매에서 다섯자리 Schiff base cobalt(Ⅱ) 착물들의 균일 산화촉매에 의한 2,6-di-tert-butylphenol의 산화주생성물은 2,6-di-tert-butylbenzoquinone(BQ)이고, 이들 균일 활성촉매는 DMSO와 pyridine 용매에서 PVT법에 의한 $O_2$/Co 몰결합비가 1:1인 superoxo형인 [Co(Ⅲ)(sal-DET)]$O_2$와 [Co(Ⅲ)(sal-DPT)]$O_2$이나 DMF 용매에서는 1:1.52이고 고체상태에서는 1:2인 ${\mu}$-peroxo형으로 주어진다. 또한 0.1M TEAP-DMSO와 0.1 M TEAP-Py의 지지전해질 용액에서 유리질 탄소전극을 사용한 순한전압전류법과 DPP법에 의한 superoxo형인 균일산화 활성 촉매들의 전기화학적 특성은 $O_2$-의 prewave을 포함한 네단계 환원과정으로 일어난다.

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고체산 촉매상에서 FT WAX의 수소첨가 분해반응에 의한 중질유 생산 (Middle distillate production by the hydrocracking of FT wax over solid acid catalysts)

  • 정헌도;정헌
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.114.2-114.2
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    • 2010
  • Fisher-Tropsch 반응을 통하여 생성되는 왁스는 황 또는 질소 성분을 포함하지 않으며 또한 방향족 및 중금속 성분이 없기 때문에 청정 수송유로써 사용이 가능하다는 장점이 있다. 그러나 Fisher-Tropsch 왁스는 그 분자량이 매우 큰 사슬형 탄화수소이기 때문에 수소첨가 분해반응을 통하여 중질유 range의 탄소수를 갖는 탄화수소로의 전환 기술이 반드시 필요하다. 이러한 수소첨가 분해반응에 사용되는 촉매는 강한 산점을 지니고 있는 양이온 교환 지르코니아가 대표적이라 할 수 있는데 최근 들어 강한 산점과 높은 산밀도, 그리고 기공의 모양과 크기에 따라 특정 반응이 제어되거나 활성화되는 형상선택성을 가지고 있기 때문에 다양한 반응에 촉매로 사용되는 제올라이트에 Pt 등의 귀금속을 담지한 촉매를 사용하여 Fisher-Tropsch 왁스의 전환율 및 중질유분의 선택도를 높이는 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 따라서 본 연구에서는 다양한 제올라이트 촉매에 귀금속을 담지하여 촉매를 제조하고 1L 급 고압 배치형 반응기를 이용하여 Fisher-Tropsch 왁스의 수소첨가 분해반응에 의한 중질유 제조 실험을 수행하고 그 결과를 고찰하였다.

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Solid-State 51V NMR and Infrared Spectroscopic Study of Vanadium Oxide Supported on $ZrO_2-WO_3$

  • 손종락;이만호;도임자;배영일
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제19권8호
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    • pp.856-862
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    • 1998
  • Vanadium oxide catalyst supported on ZrO2-WO3 was prepared by adding the Zr(OH)4 powder into a mixed aqueous solution of ammonium metavanadate and ammonium metatungstate followed by drying and calcining at high temperatures. The characterization of prepared catalysts was performed using solid-state 51V NMR and FTIR. In the case of calcination temperature at 773 K, for the samples containing low loading V2O5 below 18 wt % vanadium oxide was in a highly dispersed state, while for samples containing high loading V2O5 equal to or above 18 wt % vanadium oxide was well crystallized due to the V2O5 loading exceeding the formation of monolayer on the surface of ZrO2-WO3. The ZrV2O7 compound was formed through the reaction Of V2O5 and ZrO2 at 873 K and the compound decomposed into V2O5 and ZrO2 at 1073 K, which were confirmed by FTIR and 51V NMR.

Catalytic Dehydropolymerization of Di-n-butylstannane n-$Bu_2SnH_2$ by Group 4 and 6 Transition Metal Complexes

  • 우희권;박종목;송선정;양수연;김익식;김환기
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제18권12호
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    • pp.1291-1295
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    • 1997
  • The catalytic dehydrocoupling of di-n-butylstannane n-Bu2SnH2 by the Cp2MCl2/Red-Al (M = Ti, Zr, Hf) and M(CO)6/Red-Al in situ combination catalysts yielded a mixture of two kinds of catenated products: one is a cross-linked insoluble solid, and the other is a non-cross-linked soluble solid (≒Sn5) or viscous oil (≒Sn2). The soluble oligostannanes could be produced by simple dehydrocoupling of n-Bu2SnH2, whereas the insoluble polystannanes could be obtained via disproportionation/dehydrocoupling combination process of n-Bu2SnH2. The disproportionation/dehydrocoupling combination process may initially produce a low-molecular-weight oligostannane with partial backbone Sn-H bonds which could then undergo an extensive cross-linking reaction of backbone Sn-H bonds, resulting in the formation of an insoluble polystannane.

고체산 촉매를 이용한 페윤활유 열분해유의 고급연료유화 특성 연구 (Catalytic Cracking of Pyrolysed Waste Lube-oil Into High Quality Fuel Oils Over Solid Acid Catalysts)

  • 박종수;윤왕래;고성혁;김성현
    • 에너지공학
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    • 제8권2호
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    • pp.248-255
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    • 1999
  • 미분형 고정층 반응기에서 고체산 촉매(HY 제올라이트, $\beta$-제올라이트, HZSM-5)를 이용하여 폐윤활유를 1차 열분해한 오일의 촉매분해 반응을 연구하였다. 촉매의 활성 검토에 사용된 원료물질은 폐윤활유를 반응온도 48$0^{\circ}C$, 반응시간($\tau$) 60분으로 진행되는 벤치규모의 연속공정에서 생산된 제품이다. HY제올라이트의 경우 탄소수 21개 이하의 경유 성분을 얻을 수 있는 최적 반응조건은 WHSV(weight hourly space velocity)=1, 반응온도는 375$^{\circ}C$임을 알 수 있었다. 암모니아 탈착법을 이용하여 전체의 산점 및 강산점 수를 측정한 결과 $\beta$-제올라이트가 가장 많은 것으로 나타났다. 탄소수 21개 이하 성분의 수율을 기준으로 촉매의 활성 순서를 평가할 때 HY제올라이트〉$\beta$-제올라이트〉HZSM-5 임을 알 수 있었다. 또한 코크의 생성량 역시 동일한 순서를 보였다. 이러한 결과를 보인점은 HY제올라이트의 경우 촉매내부 미세기공의 평균직경이 크므로. 반응물이 촉매내부로 쉽게 확산될 수 있어 내부의 산점에서 분해반응의 진행이 적절함으로 나타난 결과로 판단되었다. 이러한 점은 코크의 생성량으로도 확인할 수 있었다.

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CoTiOx의 합성 및 연속 습식 TCE 산화반응에서의 촉매활성 (Synthesis of CoTiOx and Its Catalytic Activity in Continuous Wet TCE Oxidation)

  • 김문현
    • 한국환경과학회지
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    • 제16권12호
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    • pp.1431-1437
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    • 2007
  • Cobalt titanates($CoTiO_x$), such as $CoTiO_3$ and $Co_2TiO_4$, have been synthesized via a solid-state reaction and characterized using X-ray diffraction(XRD) and X-ray photoelectron spectroscopic(XPS) measurement techniques, prior to being used for continuous wet trichloroethylene(TCE) oxidation at $36^{\circ}C$, to support our earlier chemical structure model for Co species in 5 wt% $CoO_x/TiO_2$(fresh) and(spent) catalysts. Each XRD pattern for the synthesized $CoTiO_3$ and $Co_2TiO_4$ was very close to those obtained from the respective standard XRD data files. The two $CoTiO_x$ samples gave Co 2p XPS spectra consisting of very strong main peaks for Co $2p_{3/2}$ and $2p_{1/2}$ with corresponding satellite structures at higher binding energies. The Co $2p_{3/2}$ main structure appeared at 781.3 eV for the $CoTiO_3$, and it was indicated at 781.1 eV with the $Co_2TiO_4$. Not only could these binding energy values be very similar to that exhibited for the 5 wt% $CoO_x/TiO_2$(fresh), but the spin-orbit splitting(${\Delta}E$) had also no noticeable difference between the cobalt titanates and a sample of the fresh catalyst. Neither of all the $CoTiO_x$ samples were active for the wet TCE oxidation, as expected, but a sample of pure $Co_3O_4$ had a good activity for this reaction. The earlier proposed model for the surface $CoO_x$ species existing with the fresh and spent catalysts is very consistent with the XPS characterization and activity measurements for the cobalt titanates.