• 공업화학
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• 제10권8호
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• pp.1161-1168
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• 1999

3주기 전이금속(Cr~Zn)의 산화물 및 V, Mo, W의 산화물에 대하여 temperature-programmed reduction/trmperature-programmed oxidation(TPR/TPO) 실험을 통하여 그 산화-환원 특성을 조사하였다. TPO 곡선의 산화피크는 TPR 곡선의 환원피크와 비슷하거나 약간 낮은 온도에서 나타났으며, 환원피크에 비하여 온도 폭이 넓었다. 3주기 전이금속한화물의 산화 및 환원 과정의 활성화에너지는 33~149 kJ/mol 범위에 있는 반면, V, Mo, W 산화물에서는 더 컸다. 금속산화물의 산화 및 환원 과정의 활성화에너지 변화는 금속-산소 결합세기에 비례하였다. 환원(TPR) 및 산화(TPO) 과정에 대한 활성화에너지 차이(${\Delta}E_a$)가 작을수록 o-자일렌 산화반응에서 금속산화물 촉매의 활성화에너지도 작았다. 금속한화물 촉매에서 o-자일렌 산화반응은 금속산화물 표면의 산화-환원 과정을 반복하는 Mars-van Krevelen 반응 메카니즘으로 설명될 수 있음을 확인하였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제20권12호
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• pp.1457-1463
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• 1999

Structure and their redox property of the vanadium oxides prepared by decomposing NH₄VO₃ at various temperatures were studied by XRD, SEM, XPS, and temperature programmed reduction/temperature programmed oxidation (TPR/TPO) experiment. All TPR profiles have two sharp peaks in the temperature range 650-750℃, and the area ratio of the two sharp peaks changed from sample to sample. There were three redox steps in TPR/TPO profiles. The oxidation proceeded in the reverse order of the reduction process, and both the reactions proceeded via quite a stable intermediates. The changes of the morphological factor $(I_{(101)}/I_{(010)})$, the ratio of $O_{1S}$ peak area (O$_{1S}$( α)/O$_{1S}$( β)) in the XPS results, and the ratio of hydrogen consumption in TPR profiles with various vanadium oxides showed the distinct relationship between the structural property and their redox property of vanadium oxides. The change of the specific yield of phthalic anhydride with various vanadium oxides showed a very similar trend to those of the peak area ratio in TPR profiles, which meant that the first reduction step related to the partial oxidation of o-xylene on the vanadium oxide catalyst.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제44권2호
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• pp.193-199
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• 2006

${\gamma}-Al_2O_3$에 담지한 Cu-Mn 산화물 촉매에서 톨루엔 완전산화 반응을 $160{\sim}280^{\circ}C$의 온도 범위에서 고정층 반응기로 조사하였다. BET, SEM, TPR, TPO, XPS 및 XRD를 이용하여 촉매 특성분석을 하였다. 톨루엔의 완전산화 반응은 $280^{\circ}C$ 이하에서 이루어졌으며, 적절한 Cu-Mn 담지량은 15.0 wt％Cu-10.0 wt％Mn인 것으로 나타났다. TPR/TPO 및 XPS 분석 결과, 15 Cu-10 Mn 촉매의 산화환원 봉우리가 낮은 온도로 이동하였으며 결합에너지가 높은 값으로 이동하였다. XRD 결과, 고분산된 Mn 산화물과 CuO 보다 $Cu_{1.5}Mn_{1.5}O_4$의 촉매활성 인자로서의 역할이 더욱 우수한 것으로 추측되며, 촉매의 활성은 촉매의 산화환원 능력과 촉매의 높은 산화 상태에 기인하는 것으로 사료된다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.443-450
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• 2011

The three-reactor chemical-looping process (TRCL) for the production of hydrogen from natural gas is attractive for both $CO_2$ capture and hydrogen production. In this study, redox property of $Fe_2O_3$ and $WO_3$ supported with $ZrO_2$ and $MgAl_2O_4$ were studied with temperature programmed oxidation/reduction (TPO/R) experiment. All metal oxides were prepared by ball mill method. Metal oxides supported with $ZrO_2$ showed the good redox property in TPO and TPR tests. Reduction behavior was matched well the theoretical reduction mechanism. Metal oxides supported with $MgAl_2O_4$ formed a solid solution ($MgFe_{0.6}Al_{1.4}O_4$, $MgWO_4$). $Fe_2O_3$ showed more narrow reaction range and lower reaction temperature than $WO_3$.

• 한국환경과학회지
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• 제14권7호
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• pp.669-674
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• 2005

Catalytic combustion of toluene was investigated on $CuOx/SnO_2-ZrO_2\;CuOx/SnO_2\;CuOx/ZrO_2$ catalysts prepared by impregnation. Characteristics of catalysts loaded on binary support and single support were observed by TPR, TPO, XRD, XPS techniques. The results on catalytic combustion showed that binary supports improve the activity of copper in the combustion of toluene. The reason for high catalytic activity on toluene combustion of $CuOx/SnO_2-ZrO_2$ catalyst was ascribed to oxidation$\cdot$reduction activity at low temperatures and stability of oxidation state after reduction.

• 한국환경과학회지
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• 제14권4호
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• pp.427-433
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• 2005

Activity of manganese oxide supported on ${\nu}-Al_2O_3$ was increased when cerium was added. Also, cerium-added manganese oxide on ${\nu}-Al_2O_3$ was more effective in oxidation of toluene than that without cerium. XRD result, it was observed that $MnO_2+CeO_2$ crystalline phases were present in the samples. For the used catalyst, a prominent feature has increased by XPS. TPR/TPO profiles of cerium-added manganese oxide on ${\nu}-Al_2O_3$ changed significantly increased at a lower temperature. The activity of $18.2 wt{\%}\;Mn+ 10.0 wt{\%}\;Ce/{\nu}-Al_2O_3$ increased at a lower temperature. The cerium added on the manganese catalysts has effects on the oxidation of toluene.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권11호
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• pp.5357-5364
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• 2011

본 연구에서는 연소 배기가스로부터 포집된 이산화탄소를 다시 일산화탄소 또는 탄소로 전환하여 산업에 다시 활용하고자 하는 탄소순환형 기술개발이 목적이다. 그러나 이산화탄소는 안정한 화합물로 쉽게 분해되지 않기 때문에 적합한 금속계 산화물(활성화제)이 필요하며, 가능한 낮은 온도에서 분해되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 바륨페라이트 분말을 사용하여 $CO_2$를 CO나 C로 전환하고자 하였다. 바륨페라이트는 산업계에서 사용되고 있는 고상법을 이용하여 제조된 분말과 수열합성을 이용해 제조된 분말을 사용하여 각각 이산화탄소 분해특성 연구를 수행하였다. 이산화탄소의 분해 특성을 관찰하기 위해 TPR/TPO와 TGA 장치를 사용하였다. TPR/TPO를 이용한 수소에 의한 환원곡선 면적과 $CO_2$에 의한 흡착분해 곡선면적을 측정한 결과 수열합성을 이용해 제조된 바륨페라이트 분말이 우수한 성능을 나타내었다. 그러나 TGA를 이용한 실험결과에서는 $500^{\circ}C$에서 고상법에 의해 제조된 시료가 수소에 의한 흡착환원이 21.96wt% 발생하였고, $CO_2$에 의한 산화량도 21.24wt%로 가장 높게 나타났다. 그리고 이산화탄소의 분해 효율이 96.72wt%로 우수한 산화 환원 특성을 나타내었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.189-198
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• 2008

Cooperative effects of Rh, Ce and Zr added to Fe-based oxide mediums were investigated using temperature programmed redox reaction (TPR/TPO) and isothermal redox reaction in the view point of hydrogen storage and release. As the results of TPR/TPO, Rh was a sale additive to remarkably promote the redox reaction on the medium as evidenced by the lower highest peak temperature, even though its addition was to accelerate deactivation of the mediums due to sintering. On the other hand, Ce and Zr additives played an important role to suppress deactivation of the medium in repeated redox cycles. The medium co-added by Rh, Ce and Zr (FRCZ) exhibited synergistic performance in the repeated isothermal redox reaction, and the amount of hydrogen produced in the water splitting step at 623 K was highly maintained at ca. $17\;mmol{\cdot}g^{-1}-Fe$ during three repeated redox cycles.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제20권12호
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• pp.1413-1417
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• 1999

Chemical poisoning of Ni/MgO catalyst was induced by hot alkali carbonate vapor in molten carbonate fuel cell (MCFC), and the poisoned (or contaminated) catalyst was characterized by TPR/TPO, FTIR, and XRD analysis. Carbonate electrolytes such as K and Li were transferred to the catalyst during DIR-MCFC operation at 650 ℃. The deposition of alkali species on the catalyst consequently led to physical blocking on catalytic active sites and structural deformation by chemical poisoning. TPR/TPO analysis indicated that K species enhanced the reducibility of NiO thin film over Ni as co-catalyst, and Li species lessened the reducibility of metallic Ni by chemical reaction with MgO. FTIR analysis of the poisoned catalyst did not exhibit the characteristic ${\vector}_1$$(D_{3h})$ peaks (1055 $cm^{-1},\;1085\;cm{-1})$ for pure crystalline carbonates, instead a new peak (1120 $cm^{-1})$ was observed proportionally with deformed alkali carbonates. From XRD analysis, the oxidation of metallic Ni into $Ni_xMg_{1-x}O$ was confirmed by the peak shift of MgO with shrinking of Ni particles. Conclusively, hot alkali species induced both chemical poisoning and physical deposition on Ni/MgO catalyst in DIR-MCFC at 650 ℃.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권6호
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• pp.1008-1014
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• 2012

국내의 경우 배출되는 이산화탄소의 양은 연간 6억톤 이상으로 대기로의 방출을 막기 위해 이 중 일부를 포집하여 저장을 하여야 하나, 아직 적당한 저장소를 발견하지 못한 상태이다. 따라서 포집된 이산화탄소의 일부를 다시 유용한 탄소원으로 전환하여 사용하고자 하는 연구가 많이 진행되고 있다. 본 연구의 목적은 안정한 이산화탄소를 보다 적은 에너지원을 사용하여 유용한 탄소자원을 만드는데 있다. 이를 위해 환원가스와 금속계 산화물(활성화제)이 필요하다. 따라서 환원가스는 수소를 사용하였고, 활성화제로는 코발트계 페라이트를 사용하였다. 활성화제는 제법에 따라 물성에 대한 차이가 있을 것으로 판단하여 고상법과 수열합성법을 이용해 제조된 분말을 사용하여 각각 이산화탄소 분해 특성 연구를 수행하였다. 이산화탄소의 분해 특성을 관찰하기 위해 TPR/TPO와 TGA 장치를 사용하였다. TPR/TPO를 이용한 $CO_2$에 의한 흡착분해 곡선면적을 측정한 결과 고상법으로 제조된 활성화제 중 CoO의 함량이 5와 10 wt%일때 우수한 성능을 나타내었다. 마찬가지로 TGA를 이용한 실험결과에서도 고상법에 의해 제조된 시료가 수소에 의한 흡착환원이 29.0 wt% 발생하였고, $CO_2$에 의한 산화량도 27.5 wt%로 가장 높게 나타났다. 그리고 $CO_2$의 분해효율이 95%로 우수한 이산화탄소 전환 특성을 나타내었다.