• 한국결정성장학회지
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• 제22권6호
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• pp.269-273
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• 2012

Ammonia decomposition over titanium carbides were investigated using eight different samples which have been synthesized by TPR (temperature-programmed reduction) method of titanium oxide ($TiO_2$) with pure $CH_4$. The resulting materials which were synthesized using wo different heating rates and space velocity exhibited the different surface areas. These results indicated that the structural properties of these materials have been related to heating rates and space velocity employed. The titanium carbides prepared in this study proved to be active for ammonia decomposition, and the activity changed with the particle size/surface area. These showed the relationship between ammonia decomposition activity and the different active species. Compared to molybdenum carbide, the titanium carbides were one order of magnitude less active, suggesting the correlation between the activity difference and the degree of electron transfer between metals and carbon in metal carbides.

• 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.

• 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.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권11호
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• pp.5376-5383
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• 2011

본 연구의 목적은 연소 배기가스로부터 포집된 이산화탄소를 다시 일산화탄소 또는 탄소로 전환하여 산업에 다시 활용하고자 하는 탄소순환형 기술개발이다. 이산화탄소는 화학적으로 안정한 분자로써 쉽게 분해되지 않기 때문에 낮은 온도에서 반응이 일어날 수 있는 적합한 금속계 산화물(활성화제)의 선택이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 Ni-Fe 전이금속산화물을 사용하여 $CO_2$를 CO나 C로 전환하고자 하였다. 시료는 고상법과 수열합성을 이용해 제조된 분말을 사용하여 각각 이산화탄소 분해특성 연구를 수행하였다. 이산화탄소의 분해 특성을 관찰하기 위해 TPR/TPO와 TGA 장치를 사용하였다. TPR/TPO를 이용한 수소의 환원면적은 NiO의 함량이 15wt%일 때 높게 나타났고, $CO_2$에 의한 흡착분해 곡선면적은 NiO의 함량이 5wt%일 때 우수한 성능을 나타내었다. 그러나 TGA를 이용한 실험결과에서는 고상법에 의해 제조된 시료 중 NiO의 함량이 2.5wt%일 때 수소에 의한 흡착환원이 28.47wt% 발생하였고, $CO_2$에 의한 산화량의 경우 26.95wt%로 가장 높게 나타났다. 그리고 이산화탄소의 분해효율이 94.66%로 우수한 산화 환원 특성을 나타내었다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제34권10호
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• pp.3005-3012
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• 2013

The effect of Mn-promotion on high surface area Al-pillared montmorillonite (AlMMT) supported Co nanoparticles prepared by hydrothermal method have been investigated. A series of different weight% Mn-promoted Co nanoparticles were prepared and characterized by XRD, TPR, TGA, BET and SEM techniques. An increase in the surface area of MMT is observed with Al-pillaring. Fischer-Tropsch catalytic activity of the as prepared catalysts was studied in a fixed bed micro reactor at $225^{\circ}C$, $H_2/CO$ = 2 and at 1 atm pressure. The data showed that by the addition of Mn the selectivity of $C_1$ dropped drastically while that of $C_2-C_{12}$ hydrocarbons increased significantly over all the Mn-promoted Co/AlMMT catalysts. The $C_{13}-C_{20}$ hydrocarbons remained almost same for all the catalysts while the selectivity of $C_{21+}$ long chain hydrocarbons decreased considerably with the addition of Mn. The catalyst with 3.5%Mn showed lowest $C_{21+}$ and highest $C_2-C_{12}$ hydrocarbons selectivity due to cracking of long chain hydrocarbons over acidic sites of MMT.

• 신재생에너지
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• 제9권1호
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• pp.51-59
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• 2013

Tantalum carbide crystallites which is to be used for $H_2$ fuel cell has been synthesized via a temperature-programmed reduction of $Ta_2O_5$ with pure $CH_4$. The resultant Ta carbide crystallites prepared using two different heating rates and space velocity exhibit the different surface areas. The $O_2$ uptake has a linear relation with surface area, corresponding to an oxygen capacity of $1.36{\times}10^{13}\;O\;cm^{-2}$. Tantalum carbide crystallites are very active for hydrogen production form ammonia decomposition reaction. Tantalum carbides are as much as two orders of magnitude more active than Pt/C catalyst (Engelhard). The highest activity has been observed at a ratio of $C_1/Ta^{{\delta}+}=0.85$, suggesting the presence of electron transfer between metals and carbon in metal carbides.

• 청정기술
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• 제21권4호
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• pp.248-256
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• 2015

MnO₂를 KMnO₄와 MnCl₂･4H₂O을 이용해 자연침전을 유도한 후, 수열방법으로 120-200 ℃, 0.5-5시간 범위에서 제조하여 300 ℃에서 열처리 후 CO 산화반응을 수행하였다. 촉매활성 원인의 규명과 물리화학적 특성을 분석하기 위해 X 선 회절 분석, 질소 흡착, 주사전자현미경, 수소 또는 일산화탄소 승온환원 분석(H₂- 또는 CO-TPR)을 실시하였다. 합성조건에 따라 순수한 α-MnO₂ 혹은 α/β-혼합상을 가진 MnO₂가 각각 합성되었다. 촉매활성과 안정성은 순수한 α-MnO₂ 상에서 α/β-혼합상을 가진 MnO₂보다 우수하게 관찰되었다. 특히, 150 ℃에서 1시간 수열 합성된 촉매는 가장 큰 비표면적인 214 m² g^-1을 가졌으며 H₂, CO-TPR 분석에서 가장 우수한 환원성과 격자산소 종의 활성을 보였으며 일산화탄소의 승온 및 등온 산화반응에서 가장 우수한 촉매활성을 나타내었다. 이것은 촉매의 물리화학적 특성에 기인한 것으로 촉매의 결정구조, 비표면적, 환원성 및 격자산소 종의 활성은 촉매활성과 깊은 상관관계가 존재함을 확인하였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제31권5호
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• pp.1241-1246
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• 2010

Ternary Cu/ZnO/$Al_2O_3$ catalysts were prepared by a co-precipitation method. The precursor structures were monitored during the aging. The first precipitate structure was amorphous georgeite, which transformed into the unknown crystalline structure. The transition crystalline structure was assigned to the crystalline georgeite, which was suggested with elemental analysis, IR and XRD. The final structure of precursors was malachite. The Cu surface area of the resulting Cu/ZnO/$Al_2O_3$ was maximized to be 30.6 $m^2$/g at the aging time of 36 h. The further aging rapidly decreased Cu surface areas of Cu/ZnO/$Al_2O_3$. ZnO characteristic peaks in oxide samples almost disappeared after 24 h aging, indicating that ZnO was dispersed in around bulk CuO. TOF of the prepared catalysts of the Cu surface area ranges from 13.0 to 30.6 $m^2/g_{cat}$ was to be 2.67 ${\pm}$ 0.27 mmol/$m^2$.h in methanol synthesis at the condition of $250^{\circ}C$, 50 atm and 12,000 mL/$g_{cat}$. h irrespective of the XRD and TPR patterns of CuO and ZnO structure in CuO/ZnO/$Al_2O_3$. The pH of the precipitate solution during the aging time can be maintained at 7 by $CO_2$ bubbling into the precipitate solution. Then, the decrease of Cu surface area by a long aging time can be prevented and minimize the aging time to get the highest Cu surface area.

• 공업화학
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• 제21권3호
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• pp.328-332
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• 2010

본 연구에서는 다이에틸렌글리콜 용매 상에서 공침법을 이용하여 기공성 아연 구형 산화물과 구리-아연 복합 산화물을 합성하였다. 합성된 물질들의 물리화학적 특성은 전자현미경, X-선 회절분석, $N_2$ 흡착, $H_2$-TPR 방법을 통하여 분석되었고, 다양한 Cu 함량(0, 6.6, 21.3 36.4, 54.6, 77.8 wt%)을 포함한 Cu-ZnO 복합 산화물을 고정층 반응 장치에서 일산화탄소 산화 반응성을 고찰하였다. 합성된 산화물 중에서 Cu 함량이 증가할수록 Cu-ZnO의 비표면적과 미세 기공 부피는 감소하였으며, Cu (36.4 wt%)-ZnO이 가장 좋은 일산화탄소 산화 반응성을 나타내었다.

• International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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• 제7권2호
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• pp.96-104
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• 2015

Fischer Tropsch reaction is one of the interesting topic for renewable and clean energy. Polymerization of carbon monoxide or carbon dioxide with hydrogen over metal supported catalyst can produce long chain hydrocarbons. Synthetic liquid hydrocarbons are promising alternative to fossil fuels. This research work has been focused on the synthesis of Fe based catalyst for Fischer Tropsch reaction. Mesoporous silica (MS) support prepared by a precipitation method using two different washing solution, distilled water (DW) and acid in ethanol solution (ET), and different calcination temperature. Then, Fe/MS was prepared by an incipient wetness impregnation method. All of samples were systematically characterized using various physical and chemical techniques. TEM and XRD analysis were used to ensure that the cubic Ia3d mesostructure is stable after calcination. FTIR spectra are useful to ascertain the existence of template in the support. TPR studies were also used to understand the nature of Fe species and their reducibility. The results reveal that washing the support with distilled water and calcination at $550^{\circ}C$ can efficiently remove the triblock copolymer templates. The existence of template in the support affects the textural properties of all catalyst investigated.