• 제목/요약/키워드: Temperature programmed-desorption (TPD)

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고정층 반응기에서 망간광석(NMD)을 이용한 저농도 일산화탄소 산화특성 (Oxidation Characteristics of Low Concentration CO Gas by the Natural Manganese Dioxide(NMD) in a Fixed Bed)

  • 이영순;박종수;오광중
    • 청정기술
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    • 제2권1호
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    • pp.60-68
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    • 1996
  • 고정층 반응기에서 망간광석을 이용하여 저농도의 일산화탄소 산화제어반응에 대하여 고찰하였다. 고려된 실험변수는 일산화탄소 농도 (500ppm~10000ppm), 산소 농도(500ppm~99.8%)와 촉매의 온도($50{\sim}750^{\circ}C$)이다. 또한 망간광석의 특성은 Thermogravimetric Analysis(TGA), 일산화탄소에 의한 환원, Temperature Programmed Reduction(TPR)실험을 이용하여 규명하였다. 망간광석의 일산화탄소 산화력은 순수이산화망간에 비해서 단위 면적당 높은 산화력과 $750^{\circ}C$까지 가열된 후에도 산화력이 유지될 수 있는 안정된 촉매작용을 보였다. Temperature Programmed Desorption(TPD), TPR 실험과 TG 등의 분석결과 산소의 농도가 낮거나 무산소하에서 망간광석의 격자내 산소가 쉽게 제공될 수 있음을 알 수 있었다. 일산화탄소의 농도가 500~3500ppm일 때 일산화탄소의 반응차수는 0.701이며 3500~10000ppm구간에서 일산화탄소의 농도에 무관한 0차 반응이었다.

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다양한 합성 방법으로 제조된 BiFe0.65MoP0.1 산화물 촉매 상에서 n-부텐의 산화탈수소화 반응 (Oxidative Dehydrogenation of n-Butenes over BiFe0.65MoP0.1 Oxide Catalysts Prepared with Various Synthesis Method)

  • 박정현;신채호
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제53권3호
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    • pp.391-396
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    • 2015
  • n-부텐의 산화탈수소화에서 제조방법이 촉매의 반응활성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 $BiFe_{0.65}MoP_{0.1}$ 산화물 촉매를 모델 촉매로 선정하여 공침법, 시트르산법, 수열합성법, 주형법 등의 방법으로 촉매를 제조하였다. 제조한 촉매의 물리 화학적 특성을 알아보고 반응 활성과 연관시키기 위하여 X-선 회절분석(XRD), 질소 흡착 탈착분석($N_2$ sorption), 암모니아/1-부텐-승온탈착분석($NH_3/1$-butene-TPD) 등의 특성분석을 수행하였다. 공침법으로 제조한 촉매의 활성이 가장 높게 관찰되었으며, 14시간 동안의 산화탈수소화 반응 기준으로 n-부텐의 전환율은 79.5%, 1,3-부타디엔의 선택도는 85.1%, 1,3-부타디엔 수율은 67.7%의 수치를 보였다. 암모니아 승온탈착 실험으로부터 촉매의 반응 활성은 촉매의 산특성과 밀접하게 관련이 있으며, 공침법으로 제조한 산화물 촉매가 다른 합성방법으로 제조한 촉매와 비교하여 가장 큰 산량을 갖는 것으로 관찰되었다. 또한, 1-부텐의 승온탈착 분석결과, 촉매의 활성은 흡착된 1-부텐과 촉매의 표면반응에 기인한 중간체의 흡 탈착 특성, 즉 약하게 흡착된 중간체(< $200^{\circ}C$)의 상대적인 양과 강하게 흡착된 중간체의 탈착 온도(> $200^{\circ}C$)와 밀접하게 관련이 있었다.

Surface Segregation of Hydroniums and Chlorides in a Thick Ice Film at Higher Temperatures

  • Lee, Du Hyeong;Bang, Jaehyeock;Kang, Heon
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.263-263
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    • 2013
  • This work examines the dynamic properties of ice surfaces in vacuum for the temperature range of 140~180 K, which extends over the onset temperatures for ice sublimation and the phase transition from amorphous to crystallization ice. In particular, the study focuses on the transport processes of excess protons and chloride ions in ice and their segregative behavior to the ice surface. These phenomena were studied by conducting experiments with a relatively thick (~100 BL) ice film constructed with a bottom $H_2O$ layer and an upper $D_2O$ layer, with excess hydronium and chloride ions trapped at the $H_2O$/$D_2O$ interface as they were generated by the ionization of hydrogen chloride. The migration of protons, chloride ions, and water molecules to the ice film surface and their H/D exchange reactions were measured as a function of temperature using the methods of low energy sputtering (LES) and Cs+ reactive ion scattering (RIS). Temperature programmed desorption (TPD) experiments monitored the desorption of water and hydrogen chloride from the surface. Our observations indicated that both hydronium and chloride ions migrated from the interfacial layer to segregate to the surface at high temperature. Hydrogen chloride gas desorbs via recombination reaction of hydronium and chloride ions floating on the surface. Surface segregation of these species is driven by thermodynamic potential gradient present near the ice surface, whereas in the bulk, their transport is facilitated by thermal diffusion process. The finding suggests that chlorine activation reactions of hydrogen chloride for polar stratospheric ice particles occur at the surface of ice within a depth of at most a few molecular layers, rather than in the bulk phase.

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산화아연에서의 $C_3H_6$의 산화반응 (Oxidation Reaction of $C_3H_6$ on Zinc Oxide)

  • 전학제;한종수
    • 대한화학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.92-96
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    • 1981
  • 산화아연에서 흡착산소종과 프로필렌의 상호작용을 EPR과 TPD를 사용 연구했다. 흡착산소종 $O_2^-$$25^{\circ}C$에서 프로필렌과 작용, g=1.96의 반응중간체를 생성했는데 이는 $200^{\circ}C$이상에서 $H_2$, CO와 $CO_2$, $CH_4$등으로 분해되었다. 흡착산소종 $O^-$는 프로필렌과 상호작용, g=2.008의 중간체 및 완전산화물인 $CO_2$, $H_2O$ 등을 생성했다.

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Growth of ${\gamma}$-Al2O3 (111) on an ultra-thin interfacial Al2O3 layer/NiAl(110)

  • Lee, M.B.;Frederick, B.G;Richardson, N.V.
    • Journal of Korean Vacuum Science & Technology
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    • 제2권2호
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    • pp.63-77
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    • 1998
  • The oxidation of NiAl(110) was investigated in the temperature regime between 300K and 1300 K using LEED (low energy electron diffraction), TPD (temperature programmed desorption) and HREELS (high resolution electron energy loss spectroscopy). The adsorption of N2O and O2 up to reconstructions. Stepwise annealing of the oxygen-saturated sample from 600 K to 1300K in UHV (ultra-high vacuum,) results in firstly the onset of randomly oriented then finally fairly well-ordered. 5 ${\AA}$ Al2O3 film with quasi-hexagonal periodicity. Ordered thicker oxide films of 18-30 ${\AA}$ seem to be grown on this interfacial oxide layer by direct oxidation of sample at elevated temperature between 1150 and 1300 K because of the LEED pattern consisting of new broad hexagonal spots and the previous 5 ${\AA}$ spots. Although the periodicity of surface oxygen arrays shows no significant change from an hexagonal close-packing, the O-O distance changes from ∼3.0 ${\AA}$ film to ∼2.9 ${\AA}$ for thicker oxides. with the appearance of Auger parameter, for the 5${\AA}$ film can be described better as an interfacial oxide layer. The observation of three symmetric phonon peaks can be also a supporting evidence for this phase assignment since thicker oxide films on the Same Ni2Al3(110) show somewhat different phonon structure much closer to that of the ${\gamma}$-Al2O3. The adsorption/desorption of methanol further proves the preparation of less-defective and/or oxygen-terminated Al2O3 films showing ordered phase transitions with the change of oxide thickness between 5 ${\AA}$ to 30 ${\AA}$.

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Hydrogen Absorption by Crystalline Semiconductors: Si(100), (110) and (111)

  • 정민복;조삼근
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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    • pp.383-383
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    • 2010
  • Gas-phase hydrogen atoms create a variety of chemical and physical phenomena on Si surfaces: adsorption, abstraction of pre-adsorbed H, Si etching, Si amorphization, and penetration into the bulk lattice. Thermal desorption/evolution analyses exhibited three distinct peaks, including one from the crystalline bulk. It was previously found that thermal-energy gaseous H(g) atoms penetrate into the Si(100) crystalline bulk within a narrow substrate temperature window(centered at ~460K) and remain trapped in the bulk lattice before evolving out at a temperature as high as ~900K. Developing and sustaining atomic-scale surface roughness, by H-induced silicon etching, is a prerequisite for H absorption and determines the $T_s$ windows. Issues on the H(g) absorption to be further clarified are: (1) the role of the detailed atomic surface structure, together with other experimental conditions, (2) the particular physical lattice sites occupied by, and (3) the chemical nature of, absorbed H(g) atoms. This work has investigated and compared the thermal H(g) atom absorptivity of Si(100), Si(111) and Si(110) samples in detail by using the temperature programmed desorption mass spectrometry (TPD-MS). Due to the differences in the atomic structures of, and in the facility of creating atom-scale etch pits on, Si(100), (100) and (110) surfaces, the H-absorption efficiency was found to be larger in the order of Si(100) > Si(111) > Si(110) with a relative ratio of 1 : 0.22 : 0.045. This intriguing result was interpreted in terms of the atomic-scale surface roughening and kinetic competition among H(g) adsorption, H(a)-by-H(g) abstraction, $SiH_3(a)$-by-H(g) etching, and H(g) penetraion into the crystalline silicon bulk.

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산성 Fe-ZSM5 담체에 담지된 귀금속 촉매를 활용한 암모니아의 선택적 산화반응 (Selective Catalytic Oxidation of Ammonia over Noble Catalysts Supported on Acidic Fe-ZSM5 Supports)

  • 김민성;이대원;이관영
    • 청정기술
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    • 제18권1호
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    • pp.89-94
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    • 2012
  • 본 연구에서는 산성을 갖는 Fe-ZSM5를 담체로 활용하여 Pd, Pt 등 귀금속을 담지한 후, 제조 촉매의 암모니아의 선택적 산화반응 활성을 평가하였다. 이들 중 Pt/Fe-ZSM5가 Pd/Fe-ZSM5 보다 높은 활성을 나타냈다. 또한 Pt/Fe-ZSM5 촉매에서 ZSM5 구조체 내 Fe의 이온교환량을 달리한 촉매의 실험을 수행하여, 암모니아의 선택적 산화반응에 가장 우수한 활성을 보이는 최적 조성비를 탐색하였다. 그 결과, Fe의 이온교환량이 적을수록 반응 활성이 증가하는 경향을 보였고, 저온 영역인 $250^{\circ}C$에서 100%의 암모니아 전환율을 나타냈다. 이와 같이 암모니아의 선택적 산화반응에 효과적인 Fe-ZSM5 담체에 대하여, ICP-AES, BET, XRD, $NH_3$-TPD 등과 같은 특성 분석을 수행하여 제조 촉매의 구조와 물성이 반응활성에 미치는 영향을 검토해보았다.

탈알루미늄화가 SAPO-11 분자체의 구조 및 산성도에 미치는 영향 (The Effect of Dealumination on the Structure and Acidity of SAPO-11 Molecular Sieve)

  • 박종열;이치헌;김수경
    • 대한화학회지
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    • 제40권3호
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    • pp.202-208
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    • 1996
  • 수열법으로 합성한 SAPO-11 분자체를 $H_4$EDTA로써 골격내의 알루미늄을 부분적으로 탈알루미늄화시킬때 24시간 탈알루미늄화까지는 골격이 안전하였으나 48시간 탈알루미늄화에 의해서는 구조가 붕괴되어 variscite($AIPO_4{\cdot}2H_2O$)와 tridymite($SiO_2$)로 변하였다. SAPO-11의 탈알루미늄화로 인하여 3607$cm^{-1}$과 3453$cm^{-1}$에서 하이드록실기에 의한 IR 흡수띠가 각각 관측되었다. 이들 하이드록실기 피크들의 세기는 탈알루미늄화의 정도에 비례하여 증가하였으며 메틸아민의 흡착에 의하여 피크가 사라지는 것으로 보아 이들은 Bronsted 산 자리임을 알 수 있었다. TPD(Temperature-Programmed Desorption) 및 DSC(Differential Scanning Calorimetry) 실험결과 탈알루미늄화된 SAPO-11에 흡착된 메틸아민과 물 분자는 탈알루미늄화가 되지않은 SAPO-11보다 높은 온도에서 그 피크들이 관측되었으며 메틸아민과 물 분자의 탈착 및 탈수 활성화 에너지는 탈알루미늄화의 정도에 비례하여 증가하였다. 이와 같은 현상은 제올라이트 분자체에 있어서와 유사하게 탈알루미늄으로 인하여 SAPO-11 분자체 내에 생성된 구조 하이드록실(srtuctural hydroxyl)기의 Bronsted 산 자리와 흡착 분자간의 보다 강한 상호작용에 기인되는 것으로 생각되었다.

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Pt-Sn/θ-Al2O3 촉매상에서 반응조건에 따른 n-부탄의 탈수소화 반응 (Effect of Reaction Conditions for n-Butane Dehydrogenation over Pt-Sn/θ-Al2O3 Catalyst)

  • 조경호;강성은;박정현;조준희;신채호
    • 청정기술
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    • 제18권2호
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    • pp.162-169
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    • 2012
  • n-부탄의 탈수소화 촉매로 Pt와 Sn을 알루미나 지지체에 담지하기 위하여 함침법을 이용하여 Pt-Sn/${\theta}-Al_2O_3$ 촉매를 제조하였다. 물리적화학적 특성을 알아보기 위해 XRD, $N_2$ 흡탈착, $NH_3$-TPD, $H_2$-TPR 분석을 실시하였다. 또한 Pt-Sn/${\theta}-Al_2O_3$ 촉매상에서 탈수소반응에 대한 활성에 대한 영향을 관찰하기 위해서 전처리 온도, 전처리 시간, 반응온도, 공간속도에 따른 촉매의 활성에 대한 영향과 더불어 탈수소 반응에 대한 온도 조건에 따른 반응속도의 변화를 관찰하였다. 5~55% 부탄의 전환율 변화에 따른 부텐의 선택도 합은 95% 정도로 일정하게 유지되었다. 아레니우스식을 이용하여 얻은 활성화 에너지 $82.4kJ\;mol^{-1}$이었고, 멱함수를 이용하여 얻은 n-부탄 및 수소의 반응차수는 각각 0.70과 -0.20차로 나타났다.

교류 플라즈마 표시기 방전 시 발생하는 불순물 종의 분석 (An analysis on the impurities generated by discharge in AC plasma display panel)

  • 김광남;김중균;양진호;황기웅;이석현
    • 한국진공학회지
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    • 제8권4A호
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    • pp.482-489
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    • 1999
  • AC PDP(P1asma Display Pane1)s use the mixture of inert gases to generate a discharge inside the display pixels. Impurities such as CO, $CO_2$ and OH inside discharge region may deteriorate the characteristics of PDP operation during long life time of PDP. Electro-negative gas such as CO can cause the sustain pulse amplitude to rise by attaching electrons which will play an important role in the earlier stage of the discharge. MgO film is used to protect the dielectric layer in AC PDP, and is in contact with the free space of display pixel where it is filled with the inert gas mixture. So, MgO film can be a main source of impurities. In this experiment, we observed the change of impurity generation of various MgO films which were deposited by different methods, by using QMS. (quadropole mass spectrometer) The main impurites were $H_2$, CO and $CO_2$. And with the comparison of the TPD (temperature programmed desorption) result, it can be understood that impurity gases are generated by sputtering of MgO surface not by outgassing. Deposition method had effects on the characteristics of the impurity generation. The MgO film manufactured by e-beam evaporation generated more amount of impurity gases than the MgO films manufactured by sputtering or ion-plating. And also heat treatment of MgO film after deposition decreased the magnitude of impurity gas generation.

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