• Korean Journal of Chemical Engineering
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• 제35권12호
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• pp.2365-2378
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• 2018

We investigated the correlation between vanadium surface density and VOx structure species in the selective catalytic reduction of NOx by $NH_3$. The properties of the $VOx/TiO_2$ catalysts were investigated using physicochemical measurements, including BET, XRD, Raman spectroscopy, FE-TEM, UV-visible DRS, $NH_3-TPD$, $H_2-TPR$, $O_2-On/Off$. Catalysts were prepared using the wet impregnation method by supporting 1.0-3.0 wt% vanadium on $TiO_2$ thermally treated at various calcination temperatures. Through the above analysis, we found that VOx surface density was $3.4VOx/nm^2$, and the optimal V loading amounts were 2.0-2.5 wt% and the specific surface area was $65-80m^2/g$. In addition, it was confirmed that the optimal VOx surface density and formation of vanadium structure species correlated with the reaction activity depending on the V loading amounts and the specific surface area size.

• 공업화학
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• 제33권6호
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• pp.594-599
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• 2022

본 연구에서는 Pt/V/TiO₂ 촉매 제조 시, V 담지 함량에 따른 NH₃-SCO (selective catalytic oxidation) 반응 활성을 비교하였다. NH₃ 전환율 및 N₂ 선택성을 모두 고려하였을 때, V이 2 wt% 담지된 촉매에서 가장 우수한 성능을 나타내었다. 이에 따라 물리/화학적 특성과 반응활성과의 상관관계를 확인하였을 때, 격자산소종의 증가 및 (V³⁺ + VM⁴⁺) 비율의 증가가 활성인자임을 확인하였다. 또한 가장 우수한 촉매를 이용하여 SO₂ 내구성 실험을 진행하였을 때, 고농도의 SO₂가 주입되더라도 영향이 미미함을 확인하였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제28권12호
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• pp.2459-2465
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• 2007

V2O5/TiO2-ZrO2 catalyst modified with V2O5 was prepared by adding Ti(OH)4-Zr(OH)4 powder into an aqueous solution of ammonium metavanadate followed by drying and calcining at high temperatures. The characterization of prepared catalysts was performed using XRD, DSC, solid-state 51V NMR, and FTIR. In the case of calcination temperature of 500 oC, for the catalysts containing low loading V2O5 below 25 wt % vanadium oxide was in a highly dispersed state, while for catalysts containing high loading V2O5 equal to or above 25 wt % vanadium oxide was well crystallized due to the V2O5 loading exceeding the formation of monolayer on the surface of TiO2-ZrO2. The strong acid sites were formed through the bonding between dispersed V2O5 and TiO2-ZrO2. The larger the dispersed V2O5 amount, the higher both the acidity and catalytic activities for acid catalysis.

• 공업화학
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• 제33권5호
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• pp.482-487
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• 2022

본 연구에서는 V/TiO₂ 촉매를 사용하여 황화수소 상온 제거 특성을 평가하기 위해 촉매 활성 실험 및 특성 분석을 수행하였다. 최적 바나듐 함량은 10 wt%였고, 상대습도 60~80% 조건에서 60분 이상의 내구성을 보였다. BET 및 raman 분석을 통해, 표면에 노출된 바나듐의 구조가 V/TiO₂ 촉매 활성의 지배적인 요인인 것으로 나타났다. 또한 SEM, EDS 그리고 XRD 분석은 촉매 표면에 생성물인 황이 축적될 수 있음을 보였으며, 결과적으로 촉매의 내구성이 감소되었다. 따라서 촉매 산화와 재생 공정의 연계가 필요할 것으로 판단된다.

• 공업화학
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• 제23권5호
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• pp.485-489
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• 2012

바나듐 함량이 각기 다른 소각로 및 발전소에 사용된 6개의 국내외 상용촉매를 이용하여 바나듐 함량이 SCR활성 및 $SO_2$ 내구성에 미치는 영향을 조사하였다. XRD, Raman, ICP, BET 분석결과 6개 상용촉매 모두 아나타제 $TiO_2$에 바나듐이 고루 담지된 촉매이며, $WO_3$와 $SiO_2$가 포함되어 있었다. SCR활성에 있어서, 바나듐함량이 증가할수록 SCR활성은 증가하는 경향이 있고, $WO_3$가 초촉매로 첨가된 촉매가 더 높은 SCR 활성을 보인다. $SO_2$ 내구성에 있어서, 촉매의 바나듐함량이 증가할수록 부정적인 요소로 작용한다. 그러나 $WO_3$와 $SiO_2$첨가는 부정적인 요소를 억제한다. 특히, $SiO_2$가 첨가된 촉매는 $WO_3$이 첨가된 촉매 보다는 $SO_2$에 대한 내구성을 더욱 증가시킨다.

• 한국대기환경학회지
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• 제13권6호
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• pp.487-495
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• 1997

The most desirable diesel oxidation catalyst (DOC) should have the properties of oxidizing CO, HC and SOF effectively at low exhaust gas temperature while minimizing the formation of sulfate at high exhaust gas temperature. Precious metals such as platinum and palladium have been known to be sufficiently active for oxidizing SOF and also to have high activity for the oxidation of sulfur dioxide $(SO_2)$ to sulfur trioxide $(SO_3)$. There is a need to develop a highly selective catalyst which can promote the oxidation SOF efficiently, on the other hand, suppress the oxidation of $SO_2$. In this study, a Pt-V catalyst was prepared by impregnating platinum and vanadium onto a Ti-Si wash coated ceramic monolith substrate. A prepared Pt-V catalytic converter was installed on a heavy duty diesel engine and the effect of fuel sulfur on particulate matter (PM) of heavy duty diesel engine was measured. The effect of fuel sulfur on PM of Pt-V was also compared with that of a commercialized Pt catalyst currently being used in some of the heavy duty diesel engines in advanced countries. Only 1 $\sim$ 3% of sulfur in the diesel fuel was converted to sulfate in PM for the engine without catalyst, but almost 100% of sulfur conversion was achieved for the engine with Pt catalyst at maximum loading condition. In the case of Pt-V catalyst, there was no big difference in conversion with the base engine even at maximum loading condition. The reason of SOF increase according to the increase of suflate emission was identified as the washing off effect of bound water in sulfate.

• 대한화학회지
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• 제55권1호
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• pp.81-85
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• 2011

이소부탄의 산화탈수소반응(ODH)에 대한 $V_{0.9}Sb_{0.1}O_x$ 촉매계의 5가지 담지체의 촉진효과를 조사하였다. 사용된 5가지 담지체는 감마-알루미나, 알파-알루미나, 실리카-알루미나, 실리카겔, 마그네슘 산화물이다. 촉매는 사용된 담지체에 따라 그 효과가 다르게 나타났다: ${\gamma}-Al_2O_3$ > $\alpha$-$Al_2O_3$ > Si-Al-O> $SiO_2$ $\approx$MgO$\gg$unsupported. V-Sb-O 비율은 별로 촉매 활성과 선택성에 영향을 미치지 않았다. 촉매 성분들이 담지체에 골고루 잘 분포된 이유로 인해 감마-알루미나에 담지된 $V_{0.9}Sb_{0.1}O_x$ 촉매계가 성능이 제일 뛰어났다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권3호
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• pp.313-318
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• 2013

$V_2O_5-WO_3/TiO_2$ 촉매의 질소산화물 환원반응에 있어서 $V_2O_5$ 함량이 NO 환원 및 $N_2O$ 생성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 분말촉매를 사용한 미분반응기에서 실험 연구를 수행하였다. 고정된 비율의 $WO_3$와 $TiO_2$에 $V_2O_5$ 함량을 1에서 8 wt%까지 변화시킨 촉매에서 NO 환원반응과 암모니아 산화반응 특성이 조사되었다. $V_2O_5-WO_3/TiO_2$ 촉매에서 NO 환원 반응은 $200^{\circ}C$ 이하에서도 상당량 진행되지만, $V_2O_5$ 함량을 1 wt% 촉매의 경우 700 ppm의 NO를 99.9%이상 전환시키는 최저 반응온도가 $340^{\circ}C$에서 아주 좁은 활성 온도창으로 일어났다. 그리고 이 활성온도는 촉매의 $V_2O_5$ 함량이 증가됨에 따라 점점 저온 쪽으로 이동하여, 6 wt% 촉매의 경우 $220{\sim}340^{\circ}C$에서 높은 활성을 보였다. $V_2O_5$ 함량이 8 wt% 촉매의 경우 전 온도 구간에서 6 wt% 촉매보다 낮은 NO 환원율을 보였다. 그러나 반응온도 $340^{\circ}C$ 이상에서는 촉매의 $V_2O_5$ 함량이 증가함에 따라 NO 전환율이 감소하였다. 이는 $V_2O_5-WO_3/TiO_2$ 촉매의 NO 환원을 위한 촉매 활성점 상당 크기 이상의 $V_2O_5$ 입자와 관계되는 것으로 판단되며 촉매 입자가 클수록 $320^{\circ}C$ 이상에서 암모니아 산화에 의해 발생되는 $N_2O$ 생성을 고려하여야 한다. $V_2O_5-WO_3/TiO_2$ 촉매는 배기가스 중의 질소산화물 제거를 위하여 현재 통상적으로 $350{\sim}450^{\circ}C$의 영역에서 운전되고 있으나, 고온 영역에선 2차 오염물인 $N_2O$의 발생을 피할 수 없고 에너지 소비량이 많으므로, $250{\sim}320^{\circ}C$의 저온 영역에서 적합한 촉매로써 $V_2O_5$ 함량이 높은 $V_2O_5-WO_3/TiO_2$ 촉매의 사용이 권장되었다.