• 제목/요약/키워드: catalytic reduction

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Effects of 1,7-Substituted Methylxanthine Derivatives on LPS-Stimulated Expression of Cytokines and Chemokines in Raw 264.7 and HK-2 Cells

  • Kang, Joo-Yeon;Shin, Hea-Soon
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제25권2호
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    • pp.296-301
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    • 2015
  • Chronic kidney diseases are based on uncontrolled immunological and inflammatory responses to pathophysiological renal circumstances such as glomerulonephritis, which is caused by immunological mechanisms of glomerular inflammation with increased production of renal pro-inflammatory cytokines. Pentoxifylline (PTX) exhibits anti-inflammatory properties by inhibiting cytokine and chemokine production through aggregation of erythrocytes and thrombocytes. We synthesized a series of 1,7-substituted methylxanthine derivatives by the Traube purine reaction, and the formation of purine ring was completed through nitrosation, a reduction of the nitroso to the amine by catalytic hydrogenation as derivatives of PTX. Then we studied biological activities such as renal anti-inflammatory effects of the synthesized compounds in the production of cytokines such as nitric oxide (NO), interleukin (IL)-1β, IL-6, and tumor necrosis factor-α (TNF-α) and of chemokines such as monocyte chemoattractant protein-1 and IL-8 in Raw 264.7 and HK-2 cells. Renal antiinflammatory activities of this novel series of N-1 and N-7-substituted methylxanthine showed that the N-7 methyl-group-substituted analogs (S7b) showed selective 61% and 77% inhibition of the production of NO and IL-8. The other replacement of the N-1-(CH2)4COCH3 roup, as in the case of compound S6c, also showed an effective 50% and 77% inhibition of TNF-α and IL-8 production in LPS-stimulated Raw 264.7 and HK-2 cells.

Magnetic Properties and Electronic Structure of $Pt_3Ni$ (001), (110) and (111) Surfaces: Density Functional Study

  • Kumar, Sharma Bharat;Kwon, O-Ryong;Odkhuu, Dorj;Hong, Soon-Cheol
    • 한국자기학회:학술대회 개요집
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    • 한국자기학회 2011년도 임시총회 및 하계학술연구발표회
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    • pp.129-129
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    • 2011
  • The limited understanding of the surface properties of $Pt_3Ni$ for the oxygen reduction reaction (ORR) in polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) has motivated the study of properties and electronic structures of seven layered $Pt_3Ni$ (001), (110), and (111) surfaces. The first principle method based on density functional theory (DFT) is carried out. It is found that the bulk $Pt_3Ni$ has a ferromagnetic ground state with the ordered fcc type L12 structure, which is in good agreement with other results. Non magnetic Pt has the induced magnetic moment due to the strong hybridization between 3d Ni and 5d Pt. The magnetic moment of Pt and Ni enhanced on the surface of each due to surface effect however the magnetic moment of surface Pt in the Pt-segregated Pt3Ni (111) decreased and the magnetic moment of Ni in Ni rich subsurface increased significantly. The calculated d band centers of Pt explain the possibilities for oxygen absorption and play the important roles in altering the catalytic properties. The spin polarized densities of states are presented in order to understand physical properties of Pt in different surfaces in detail.

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다양한 Ball Mill Method에 의해 제조된 V/TiO2 촉매의 NH3-SCR 활성 증진연구 (Enhanced NH3-SCR Activity of V/TiO2 Catalyst Prepared by Various Ball Mill Method)

  • 김동호;서필원;홍성창
    • 청정기술
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    • 제23권1호
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    • pp.64-72
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    • 2017
  • 본 연구에서는, $150{\sim}400^{\circ}C$ 영역에서 $NO_x$를 제어하기 위한 ball mill 기법을 사용한 선택적 환원촉매(SCR)의 연구를 수행하였다. 제조된 촉매들의 구조적 특성 및 산화가 특성을 확인하기 위하여 XRD, BET, XPS 분석을 수행하였다. 다양한 ball mill 기법에 의해 제조된 촉매는 $250^{\circ}C$ 이하의 온도구간에서의 활성의 차이를 보였다. 이중 가장 우수한 탈질효율을 갖는 촉매를 기준으로, ball mill 시간이 3시간일 때 가장 높은 활성을 나타내었다. XPS 분석 결과, vanadium의 비 화학양론종의 존재 및 원자 수 증가가 활성증진에 유리하게 작용한 것으로 나타났다. 또한 $O_2$ on-off 실험을 통해 격자산소량의 양과 탈질 효율과의 상관관계를 나타내었고, 이는 서로 비례관계에 있음을 확인하였다.

메탄에 의한 이산화탄소의 환원반응에 관한 연구 (A Study on the Catalytic Reduction of Carbon Dioxide by Methane)

  • 홍성수;양진섭;김병기;주창식;이근대
    • 공업화학
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    • 제8권4호
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    • pp.685-693
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    • 1997
  • 여러 종류의 담체에 담지된 니켈 촉매상에서 메탄에 의한 이산화탄소 개질반응에 대해 연구하였다. 여러 가지 담체중에 천연 제올라이트가 가장 높은 활성을 보여주었고, 염기성 담체에 비해 산성 담체에 담지된 니켈 촉매의 활성이 좋았으며 촉매의 비활성화도 느리게 진행되었다. 천연제올라이트에 담지된 니켈 촉매의 담지율이 증가할수록 활성이 증가하였고, 10wt% 이상으로 담지된 경우에는 활성의 변화가 그다지 일어나지 않았다. 반응물중 메탄과 이산화탄소의 비에 따라 전환율과 생성물의 수율이 크게 영향을 받았으며, $CH_4/CO_2$의 비가 1일 때 가장 높은 수소 및 일산화탄소 수율을 나타내었다. 촉매의 비활성화는 반응중에 생성되는 코크에 침적에 기인하는 것으로 생각되며, 코크는 주로 메탄의 분해에 의해 생성되었고 코크의 형상은 whisker형으로 촉매의 비활성화 속도를 느리게 하였다.

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Characteristics of Plasma Blacks Used as an Electrode of Direct Formic Acid Fuel Cell

  • Park, Young-Sook;Choi, Jong-Ho;Han, Jong-Hee;Lim, Tae-Hoon;Beak, Young-Soon;Ju, Jeh-Beck;Shon, Tae-Won;Lee, Joong-Kee
    • Carbon letters
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    • 제6권1호
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    • pp.41-46
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    • 2005
  • Plasma carbon blacks of 20~30 nm diameter were synthesized by direct decomposition of natural gas using a hybrid plasma torch system with 50 kW direct current and 4 MHz of radio frequency. The insulating rector which inside diameter of 400 mm and length of 1500 mm, respectively was kept at 300~$400^{\circ}C$ during the preparation. The ultimate analysis of plasma carbon blacks reveals that the raw plasma carbon blacks contains a large quantity of volatile which is mainly consist of hydrogen. Therefore devolatilization of raw plasma carbon blacks were carried out at $900^{\circ}C$ for one hour under nitrogen atmosphere. The devolatilization leads to the decrease in electrical resistivity and surface oxygen functional groups of plasma carbon black significantly. In order to investigate the plasma carbon as a catalyst support, devolatilized plasma black at $900^{\circ}C$ (DPB) supported PtAu catalyst was synthesized by sodium boronhydride reduction method. Electrochemical measurements and direct formic acid fuel cell test indicated that catalytic activity of DPB supported PtAu catalyst for formic acid oxidation was similar to that of Vulcan XC-72 of commercial carbon black supported one.

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대형 경유트럭의 NOx 저감장치에 따른 배출가스 특성비교 (Comparison on Exhaust Gas of Heavy Duty Diesel Trucks; THC and CO Emission Affected by NOx Control Devices (EGR, SCR))

  • 문선희;유흥민;손지환;윤창완;박규태;김정수;이종태
    • 한국분무공학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.149-155
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    • 2015
  • With increasing of GDP, the registration number of passenger cars has exceeded 20 million last year in Korea. Especially, the registration number of the diesel engine vehicles has been increasing. However, the WHO(World Health Organization) IARC (International Agency for Research on Cancer) has reported that diesel engine exhaust gas is an one of HAPs, which has carcinogenic for human, and they have designated it to Group 1. To solve this problem, exhaust gas from diesel engines has to be controlled. Thus, it has been controlling by European regulatory standard in Korea. On the other hand, in order to meet the enhanced emission regulations, all manufacturing company applied $NO_x$ control device to vehicles such as EGR (Exhaust Gas Recirculation), SCR (Selective Catalytic Reduction) and so on. However, these devices (EGR, SCR) were operated by difference reaction mechanism respectively, and the composition of exhaust gas would be differenced from that of them. In this study, it was conducted to evaluate variety characteristics on changing of exhaust gas composition by each $NO_x$ control device, and the heavy duty diesel trucks were chosen as experimental vehicles. From the result, it revealed that vehicles (with EGR) were discharged higher THC as 52.5% than that of others (with SCR). However, it did not followed that trend, in the case of CO; it was discharged as 57.2% lower than that of others (with SCR). In the future, these data would be used to apply to efficient $NO_x$ control device for meeting to EURO 6.

선박용 SCR 시스템에서 혼합기 구조에 따른 난류유동과 우레아 수용액의 혼합특성 (Effect of Mixer Structure on Turbulence and Mixing with Urea-water Solution in Marine SCR System)

  • 김태경;성연모;한승한;하상준;최경민;김덕줄
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제36권6호
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    • pp.814-822
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    • 2012
  • 선박용 SCR 시스템에서 유동 및 혼합특성을 개선하기 위해 상하유도 및 스월 형상의 혼합기가 고려되었다. 본 연구의 목적은 혼합기 구조에 따른 난류강도 및 균일지수(Uniformity Index)를 상세히 분석하여 SCR 성능을 개선하는 것이다. 그 결과, 촉매부 전단에서의 농도균일도는 혼합기를 사용하였을 경우 약 5% 개선됨을 알 수 있었다. 상하유도형 혼합기의 사용에 따라 주위에서 높은 RMS 수치 및 상대난류강도를 보이지만, 하류로 진행하면서 두 값은 감소하는 경향을 보였다. 스월형 혼합기의 경우 유동의 진행에 대해 RMS 수치와 상대난류강도의 감소가 비교적 적고 상대난류강도의 경우 상대적으로 균일한 분포를 보였다. 두 혼합기에서 발생하는 유동특성에 의해 혼합효과 및 혼합거리가 달랐음을 알 수 있었다.

냉각수 및 전기 가열 방식에 따른 요소수 해동 특성에 관한 수치해석 연구 (Numerical Investigation on the Urea Melting Characteristics with Coolant and Electric Heaters)

  • 이승엽;김만영
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제40권1호
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    • pp.1-7
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    • 2016
  • 환원제를 이용하여 배기가스 내의 NOx를 질소로 환원시키는 요소수 SCR 시스템은 다른 후처리 장치들 중에서 가장 효율적인 장치로 알려져 있다. 차량에 적용되는 SCR 장치는 32.5wt%의 공융혼합물을 이용한다. 이러한 혼합물의 가장 큰 장점 중의 하나는 $-11.7^{\circ}C$에서 얼기 때문에 추운 환경에서 응고를 피할 수 있다는 것이다. 한편, 이러한 추운 환경에서 시동시 필요한 수용액을 충분히 공급하기 위해서는 고체상을 가열해야 한다. 따라서 본 연구에서는 Fluent 상용코드를 이용하여 3차원 비정상 전산해석을 통한 냉각수 및 전기가열 방식에 따른 고체상 요소수의 시간에 따른 액상비 및 온도분포와 같은 해동 및 열전달 특성을 고찰하였다. 본 연구를 통하여 전기히터 가열 방식이 냉각수 방식보다 효율적임을 확인하였다.

연료 개질장치의 적용에 따른 디젤 LNT 환원성능 개선 특성 (Improvement in Reduction Performance of LNT-Catalyst System with Micro-Reformer in Diesel Engine)

  • 박철웅;김창기;김관태;이대훈;송영훈
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제34권7호
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    • pp.689-696
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    • 2010
  • 디젤엔진은 높은 열효율과 우수한 연비 성능 등의 장점을 가지고 있으나, 기화된 연료와 주변 공기가 혼합된 후 착화되는 과정을 거치기 때문에 이론 공연비 영역에서는 질소산화물(NOx) 배출이 증가되는 문제점을 가지고 있다. 최근 활발히 연구되고 있는 높은 정화 효율을 가진 LNT 촉매는 희박 분위기 조건에서는 NOx를 흡장하게 되고 과농한 분위기에서는 환원 분위기 형성을 통하여 NOx를 저감시키게 된다. 희박 공연비에서 동작하는 디젤 엔진에서는 이러한 환원 과정을 이루기 위해 주기적으로 과농한 분위기를 형성해주어야만 하는데, 이러한 연구는 NOx 저감을 위해 HC를 포함한 환원제의 농도를 제어하는 기술로서 본 연구에서는 디젤을 연료로 하는 수소농후가스 발생장치를 이용하여 LNT 촉매에 환원제로서 수소농후가스를 직접 공급하는 방식으로 LNT 촉매의 NOx 저감 특성을 파악하였다.

디젤 NOx 후처리 장치에 있어서 암모니아 SCR 시스템 혼합영역 내 가스유동의 유입열 수치모델링에 관한 연구 (A Study on Numerical Modeling of the Induced Heat to Gaseous Flow inside the Mixing Area of Ammonia SCR System in Diesel Nox After-treatment Devices)

  • 배명환;샤이풀
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제32권11호
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    • pp.897-905
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    • 2008
  • Selective catalytic reduction(SCR) is known as one of promising methods for reducing $NO_x$ emissions in diesel exhaust gases. $NO_x$ emissions react with ammonia in the catalyst surface of SCR system at working temperature of catalyst. In this study, to raise the reacting temperature when the exhaust gas temperature is too low, a heater is located at the bottom of SCR reactor. At an ambient temperature, ammonia is radially injected perpendicular to the exhaust gas flow at inlet pipe and uniformly mixed in the mixing area after being impinged against the wall. To predict the turbulent model inside the mixing area of SCR system, the standard ${\kappa}\;-\;{\varepsilon}$ model is applied. This work investigates numerically the effects of induced heat on the gaseous flow. The results show that the Taylor-$G{\ddot{o}}rtler$ type vortex is generated after the gaseous flow impinges the wall in which these vortices influence the temperature distribution. The addition of heat disturbs the flow structure in bottom area and then stretching flow occurs. Vorticity strand is also formed when heat is continuously increased. Constriction process takes place, however, when a further heat input over a critical temperature is increased and finally forms shed vortex which is disconnected from the vorticity strand. The strong vortex restricts the heat transport in the gaseous flow.