• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제32권7호
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• pp.2311-2315
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• 2011

Alumina supported polyphosphoric acid (PPA/$Al_2O_3$) was successfully prepared by impregnation of alumina support by polyphosphoric acid and characterized using FT-IR spectroscopy, the $N_2$ adsorption/desorption analysis (BET), thermal analysis (TG/DTG), and X-ray diffraction (XRD) techniques. The catalytic behavior of this new solid acid supported heterogeneous catalyst was checked in the synthesis of 14-aryl-14H-dibenzo[a, j]xanthenes by cyclocondensation reaction of ${\beta}$-naphthol and aryl aldehydes under solvent-free conditions. The results showed that the novel catalyst has high activity and the desired products were obtained in very short reaction times with high yields. Moreover, the catalyst can be easily recovered by filtration and reused at least three times with only slight reduction in its catalytic activity.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권2호
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• pp.232-238
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• 2021

The development of a low cost catalyst with high performance and small amount of carbon deposition on catalyst from toluene steam reforming were investigated by using coal ash as a support material. Ni-loaded coal ash catalyst showed similar catalytic activity for toluene steam reforming compared with the Ni/Al2O3. At 800 ℃, the toluene conversion was 77% for Ni/TAL, 68% for Ni/KPU and 78% for Ni/Al2O3. Ni/TAL showed similar toluene conversion to Ni/Al2O3. However, Ni/KPU produced higher hydrogen yield at relatively lower toluene conversion. Ni/KPU catalyst showed a remarkable ability of suppressing the carbon deposition. The difference in coke deposition and hydrogen yield is due to the composition of KPU ash (Ca and Fe) which increase coke resistance and water gas shift reaction. This study suggests that coal ash catalysts have great potential for the application in the steam reforming of biomass tar.

• 한국환경과학회지
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• 제30권1호
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• pp.57-67
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• 2021

Photocatalytic green energy H2 production utilizing inexhaustible solar energy has been considered as a potential solution to problems of energy scarcity and environmental contamination. However, the design of a cost-effective photocatalyst using simple synthesis methodology is still a grand challenge. Herein, a low-cost transition metal, Cu-loaded one-dimensional TiO2 nanorods (Cu/TNR) were fabricated using an easy-to-use synthesis methodology for significant H2 production under simulated solar light. X-ray photoelectron spectral studies and electron microscopy measurements provide evidence to support the successful formation of the Cu/TNR catalyst under our experimental conditions. UV-vis DRS studies further demonstrate that introducing Cu on the surface of TNR substantially increases light absorption in the visible range. Notably, the Cu/TNR catalyst with optimum Cu content, achieved a remarkable H2 production with a yield of 39,239 µmol/g after 3 h of solar light illumination, representing 7.4- and 27.7-fold enhancements against TNR and commercial P25, respectively. The notably improved H2 evolution activity of the target Cu/TNR catalyst was primarily attributed to its excellent separation and efficiently hampered recombination of photoexcited electron-hole pairs. The Cu/TNR catalyst is, therefore, a potential candidate for photocatalytic green energy applications.

• 공업화학
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• 제2권1호
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• pp.47-55
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• 1991

탄소침적된 수소첨가반응용 Ni 촉매의 활성재생에 관하여 연구하였다. 침적된 탄소는 여러 가지 농도의 산소로 산화시켜 제거하였으며, 촉매의 활성은 아닐린 수소첨가반응을 model 반응으로 하여 측정하였다. 탄소침적된 촉매를 산화처리할 경우 처리온도가 증가함에 따라 표면적이 증가하다가 감소하는 현상을 보였으며, 최대 표면적을 나타내는 처리온도는 처리 산소농도가 감소함에 따라 증가하였다. 처리 산소농도가 높을수록 침적탄소의 산화에 의한 반응열로 인하여 Ni 입자의 소결현상 및 담체의 기공감소가 심하게 나타났다. 5 % 산소로 처리한 촉매의 경우, 촉매의 활성이 약 90% 까지 회복되었으나 20% 산소로 처리한 촉매의 경우, 활성의 회복을 기대할 수 없었다. 5 % 산소로 재생처리할 경우, 촉매의 활성은 산화처리 시간이 증가할수록 증가하였으나, 1 시간 이후에는 거의 일정하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권4호
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• pp.481-486
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• 2021

극초음속 비행체의 비행 중에 발생되는 열 문제를 해결하기 위해 탑재된 연료의 분해반응 시 나타나는 흡열효과를 이용하는 냉각기술이 개발되고 있다. 본 연구에서는 HZSM-5를 촉매로 사용하여 n-dodecane 연료의 분해반응을 수행하였으며, 촉매 분해반응의 흡열효과를 극대화하고 코크생성을 억제하기 위해 촉매를 메탈폼에 코팅하였다. 반응기는 외경 1.27 cm의 스테인리스 스틸 흐름형 반응기를 사용하였다. HZSM-5를 메탈폼에 코팅한 촉매를 사용한 촉매 분해반응 결과 흡열량은 최대 2887 kJ/kg, 기상전환율은 34% 이었으며, 메탈폼의 코크생성량은 촉매를 코팅함에 따라 촉매를 코팅하지 않은 것에 비해 약 56% 감소하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권3호
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• pp.436-442
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• 2017

Fischer-Tropsch 합성(F-T 합성)은 석탄, 바이오매스, 천연가스 등을 개질하여 얻은 합성 가스(CO, $H_2$)를 촉매를 이용하여 탄화수소로 전환 하는 기술이다. Fischer-Tropsch 합성에 이용되는 촉매는 활성 금속, 조촉매, 지지체로 구성되는데 이들의 종류와 조성은 반응의 활성 및 생성물 선택도에 영향을 미친다. 본 연구에서는 ${\gamma}-Al_2O_3$와 $SiO_2$ 혼합 지지체의 조성이 Fiscsher-Tropsch 반응의 활성과 생성물 선택도에 미치는 영향을 알아 보기위해, ${\gamma}-Al_2O_3/SiO_2$ 혼합 지지체를(100/0 wt%, 75/25 wt%, 50/50 wt%, 25/75 wt%, 0/100 wt%) 이용하여 함침(impregnation)법으로 철 촉매를 제조하였다. 촉매의 물리적 특성은 질소 물리 흡착 법과 X-선 회절 분석법을 통해 분석 하였고, 고정층 반응기에서 Fischer-Trosch 반응을 $300^{\circ}C$, 20bar에서, 60시간 동안 수행 하였다. 촉매의 물리적 특성 분석 결과 촉매의 BET 표면적은 ${\gamma}-Al_2O_3$의 조성이 감소함에 따라 감소하였으며, 촉매 기공의 부피 및 평균 크기는 지지체 조성이 ${\gamma}-Al_2O_3/SiO_2$ (50/50 wt%)인 경우를 제외 하고 증가하는 경향을 보였다. 또한, X-선 회절 분석법을 통해 ${\alpha}-Fe_2O_3$의 입자 크기를 계산한 결과 ${\gamma}-Al_2O_3$의 조성이 감소함에 따라 입자 크기가 감소 하였다. Fischer-Tropsch 합성 결과 ${\gamma}-Al_2O_3$의 조성이 감소함에 따라 CO 전환율은 감소 하였으며, C1-C4의 선택도는 ${\gamma}-Al_2O_3$의 조성이 25 wt%일 때 까지 감소하였으며 이와 반대로, C5+의 선택도는 ${\gamma}-Al_2O_3$의 조성이 25 wt%일 때 까지 증가 하였다.

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 한국전기화학회 2003년도 연료전지심포지움 2003논문집
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• pp.183-187
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• 2003

Carbon nanotubes, prepared by the catalytic decomposition of acetylene at $700^{\circ}C$ over a Mm based $AB_5$ hydrogen storage alloy hydride catalysts, have been used as a support for platinum electrocatalysts. The performance of this electrocatalyst In proton exchange membrane fuel cells has been studied and discussed.

• 청정기술
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• 제28권4호
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• pp.331-338
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• 2022

본 연구의 목적은 열분해연료유(pyrolysis fuel oil, PFO)에 포함된 다환 방향족 탄화수소(polycyclic aromatic hydro, PAHs) 수소화 반응용 촉매로서 Pt(1wt%)/Kieselguhr 비드 촉매 및 펠렛 촉매를 제조하는 것이다. Trickle-bed 반응기에서 PFO-cut 수소화 반응을 통한 포화 고리 화합물(saturated cyclic compound)의 수율을 최대화하기 위한 최적의 반응 온도 및 수소/PFO-cut 유량비는 각각 250℃와 1800으로 결정하였다. PFO-cut의 공간속도(LHSV)가 감소할수록 포화 고리 화합물의 수율이 증가하였다. 펠렛 촉매와 비드 촉매의 수소화 반응 성능 차이는 크지 않았다. Kieselguhr 지지체를 성형한 후에 Pt를 담지한 촉매(AI 촉매)가 kieselguhr 분말에 Pt를 담지한 후에 성형한 촉매(BI 촉매)에 비해 수소화 활성이 높았으며, 이러한 경향은 펠릿 촉매와 비드 촉매에서 공통적으로 나타났다. 이는 AI 촉매의 Pt 활성점 수가 BI 촉매 보다 많기 때문이다. 본 연구에서 제조한 촉매 중에서 AI법으로 제조된 펠렛 촉매가 제조된 촉매 중 반응 활성이 가장 우수한 것을 확인하였다. PFO-cut 수소화 반응 생성물 중 C₈~C₁₅ 범위의 고리 화합물이 대부분을 차지했으며, C11 고리 화합물의 분포도가 가장 높았다. 수소화 반응과 더불어서 분해 반응도 함께 촉진되어 생성물의 탄소수 분포가 경질 탄화수소 쪽으로 이동함을 확인하였다.

• 청정기술
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• 제23권1호
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• pp.104-112
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• 2017

해조류로부터 수열 액화 반응을 통해 생성된 원료를 이용하여 수소가스를 생산하기 위해 개질 반응용 상용화 촉매와 $K_2Ti_xO_y$가 첨가된 니켈(Ni) 제조 촉매를 사용하여 반응온도에 따른 수증기 개질 반응을 수행하였다. 반응원료는 해조류 바이오매스를 503 K의 반응온도에서 2시간 동안 수열 액화를 통해 생성된 액화 원료를 사용하였으며, 상용화 촉매(FCR-4-02)와 제조 촉매($Ni/K_2Ti_xO_y-Al_2O_3$, $Ni/K_2Ti_xO_y-SiO_2$, $Ni/K_2Ti_xO_y-ZrO_2/CeO_2$, Ni/$K_2Ti_xO_y$-MgO) 및 반응온도에 따른 수증기 개질 반응의 활성을 비교 연구하였다. 실험결과 제조 촉매 4종 모두 상용화 촉매와 비교하여 반응활성이 높게 나타나는 것이 확인되었으며, 제조 촉매의 지지체에 따라 생성되는 가스의 조성이 달라지는 것이 확인되었다. 특히, 산성이나 염기성을 띄는 $Al_2O_3$와 MgO의 지지체와 중성을 띄는 $SiO_2$의 지지체에서는 CO가 선택적으로 높게 생성이 되었으며 환원성을 띄는 $CeO_2$를 포함하는 지지체에서는 수성가스 전환 반응이 일어나 $CO_2$가 높게 생성됨을 보였다.

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 한국전기화학회 2005년도 수소연료전지공동심포지움 2005논문집
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• pp.71-74
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• 2005