• 제목/요약/키워드: manganese oxide catalyst

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Mn-Ce 복합 산화물에 의한 톨루엔 촉매 산화 (Toluene Catalytic Oxidation by Manganese-Cerium Bimetallic Catalysts)

  • 천태진;최성우;이창섭
    • 한국환경과학회지
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    • 제14권4호
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    • pp.427-433
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    • 2005
  • Activity of manganese oxide supported on ${\nu}-Al_2O_3$ was increased when cerium was added. Also, cerium-added manganese oxide on ${\nu}-Al_2O_3$ was more effective in oxidation of toluene than that without cerium. XRD result, it was observed that $MnO_2+CeO_2$ crystalline phases were present in the samples. For the used catalyst, a prominent feature has increased by XPS. TPR/TPO profiles of cerium-added manganese oxide on ${\nu}-Al_2O_3$ changed significantly increased at a lower temperature. The activity of $18.2 wt{\%}\;Mn+ 10.0 wt{\%}\;Ce/{\nu}-Al_2O_3$ increased at a lower temperature. The cerium added on the manganese catalysts has effects on the oxidation of toluene.

망간 산화물에 의한 톨루엔 촉매 산화 반응 : (I) 촉매 반응 및 특성 평가 (Toluene Catalytic Oxidation by Manganese Oxide : (I) Activity and Characterization)

  • 천태진;김혜진;최성우
    • 한국대기환경학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.161-168
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    • 2005
  • The catalytic oxidation of toluene in low concentration was investigated over manganese oxide/$\gamma$-A1$_{2}$O$_{3}$ catalysts. As increased manganese loading, the conversion of toluene increased at a lower temperature. The 18.2wt$\%$ Mn/$\gamma$-Al$_{2}$O$_{3}$ appeared to be the most active catalyst. XRD results indicated that most of the catalysts exist as MnO$_{2}$ and Mn$_{2}$O$_{3}$ crystalline phase. After the reaction, the used and the fresh catalysts were characterized by XPS. For the used catalyst, a prominent feature has increased. TPR profiles of 18.2 wt$\%$ Mn/$\gamma$-Al$_{2}$O$_{3}$ changed significantly as the manganese loading increased at a lower temperature.

망간촉매를 이용한 메탄의 산화반응 (Catalytic Oxidation of Methane Using the Manganese Catalysts)

  • 장현태;차왕석
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제12권1호
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    • pp.537-544
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    • 2011
  • 본 연구에서는 탄화수소가스 중에서 가장 발화온도가 높은 메탄을 대상으로 전이금속 촉매의 산화반응 특성을 수행하였다. 망간의 경우 MnO, $MnO_2$, $Mn_2O_3$, $Mn_3O_4$, $Mn_4O_5$와 같이 다양한 산화가를 나타내므로 산화망간을 선택하여 메탄산화반응실험을 실시하였다. 메탄의 산화를 위한 전이금속 촉매중 망간을 산화물형태로 $Al_2O_3$, $TiO_2$에 담지하였으며, 조촉매로는 Ni, Co 등을 이용하여 활성능과 수명의 향상을 연구하였다. 본 연구에서 촉매 제조는 과잉용액 함침법을 사용하였다. 촉매의 활성화에너지, $T_{50}$, $T_{90}$을 계산하기 위하여 온도와 공간속도에 대한 전환율을 측정하였다. Mn-Co, Mn-Ni의 두성분의 전이금속촉매의 수명이 망간촉매에 비하여 10%이상 증가하고 활성은 약간 감소함을 알 수 있었다.

망간 산화물에 의한 톨루엔 촉매 산화 반응: (II) 담체 및 전구물질 영향 (Catalytic Oxidation of Toluene by Manganese Oxide: (II) Support and Precursor Effect)

  • 천태진;최성우;이창섭
    • 한국대기환경학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.277-284
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    • 2005
  • Catalytic oxidation of toluene in low concentrations was investigated over various supports. As the manganese oxides loading was increased, the conversion of toluene increased at a lower temperature. The 18.2 $wt\%$ $Mn/\gamma-Al_2O_3$ appeared to be the most active catalyst. Among the supports, $\gamma-Al_2O_3$ was more active than $TiO_2$ and $SiO_2$. Manganese oxide catalysts prepared from manganese nitrate precursor were better for complete oxidation of toluene than those prepared from manganese sulfate and chloride precursor because sulfate from manganese sulfate and chloride from chloride manganese remained even after the calcination by XRD (X-Ray Diffraction) analyses.

망간산화물의 합성과 수소환원에 의한 활성화 (Synthesis of Spinel Phase Manganese Oxide and Its Activation by Hydrogen Reduction)

  • 양천모;김순태;임병오
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.49-53
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    • 2000
  • For decompose carbon dioxide, manganese oxide was synthesized with $0.25M-MnSO_{4}{\cdot}nH_{2}O$ and 0.5M-NaOH by coprecipitation. We made magnetite deoxidized manganese oxide by hydrogen reduction for 1hour at $330^{\circ}C$. We investigated characteristics of catalyst, hydrogen reduction degree and decomposition rate of carbon dioxide. The structure of the hausmannite certified spinel type. The specific surface area of synthesized hausmannite and deoxidized hausmannite were $22.36m^{2}/g$, $33.56m^{2}/g$ respectively. The decomposition rate of $CO_{2}$ of deoxidized hausmannite was 57%.

고에너지 밀도 바나듐 레독스 흐름 전지를 위한 망간산화물 촉매와 다공성 탄소 기재의 시너지 효과 (Synergistic Effect of the MnO Catalyst and Porous Carbon Matrix for High Energy Density Vanadium Redox Flow Battery)

  • 김민성;고민성
    • 한국표면공학회지
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    • 제52권3호
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    • pp.150-155
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    • 2019
  • The carbon electrode was modified through manganese-catalyzed hydrogenation method for high energy density vanadium redox flow battery (VRFB). During the catalytic hydrogenation, the manganese oxide deposited at the surface of the carbon electrode stimulated the conversion reaction from carbon to methane gas. This reaction causes the penetration of the manganese and excavates a number of cavities at electrode surface, which increases the electrochemical activity by inducing additional electrochemically active site. The formation of the porous surface was confirmed by the scanning electron microscopy (SEM) images. Finally, the electrochemical performance test of the electrode with the porous surface showed lower polarization and high reversibility in the cathodic reaction compared to the conventional electrode.

톨루엔 분해를 위한 구리-망간 산화물 촉매의 제조방법에 따른 활성 비교 (Activity Comparison According to Prepared Method of Cu-Mn Oxide Catalyst for Toluene Combustion)

  • 김혜진;최성우;이창섭
    • 대한환경공학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.249-256
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    • 2006
  • 함침법과 침적침전법으로 Cu-Mn 산화물 촉매를 제조하여 톨루엔 촉매 분해 반응을 조사하였다. 구리와 망간이 혼합됨으로 촉매활성을 증진 시킬 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한 같은 화학적 조성으로 제조된 함침법보다 침적침전법에 의해 제조된 Cu-Mn 산화물 촉매에서 톨루엔 분해 반응 활성이 더 높았다. 침적침전법에 의해 제조된 촉매는 10일간의 장기 분석과 수분 첨가에 의한 톨루엔 분해 효율에 변화가 없었다. 촉매 특성 분석 결과에 기초하여 보면, 침적침전법은 촉매의 표면에 균일한 분산과 작은 크기의 입자를 제공하며 환원 능력을 증진시키는 것으로 판단된다. 따라서 침적침전법은 촉매의 성능을 향상 시키고 촉매의 안정성을 중진 시키는 것으로 생각 된다. 또한 Cu-Mn 산화물 촉매에서 톨루엔 분해 반응은 산화환원 반응에 의존하며 $Cu_{1.5}Mn_{1.5}O_4$ 스피넬 구조가 주요한 촉매 활성점으로 작용하는 것으로 추측된다.

Synergistically Enhanced Oxygen Evolution Catalysis with Surface Modified Halloysite Nanotube

  • Hyeongwon Jeong;Bharat Sharma;Jae-ha Myung
    • Journal of Electrochemical Science and Technology
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    • 제14권1호
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    • pp.96-104
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    • 2023
  • Synergistically increased oxygen evolution reaction (OER) of manganese oxide (MnO2) catalyst is introduced with surface-modified halloysite nanotube (Fe3O4-HNTs) structure. The flake shaped MnO2 catalyst is attached on the nanotube template (Fe3O4-HNTs) by series of wet chemical and hydrothermal method. The strong interaction between MnO2 and Fe3O4-HNTs maximized active surface area and inter-connectivity for festinate charge transfer reaction for OER. The synergistical effect between Fe3O4 layer and MnO2 catalyst enhance the Mn3+/Mn4+ ratio by partial replacement of Mn ions with Fe. The relatively increased Mn3+/Mn4+ ratio on MnO2@FHNTs induced 𝜎* orbital (eg) occupation close to single electron, improving the OER performances. The MnO2@FHNTs catalyst exhibited the reduced overpotential of 0.42 V (E vs. RHE) at 10 mA/cm2 and Tafel slope of (99 mV/dec), compared with that of MnO2 with unmodified HNTs (0.65 V, 219 mV/dec) and pristine MnO2 (0.53 V, 205 mV/dec). The present study provides simple and innovative method to fabricate nano fiberized OER catalyst for a broad application of energy conversion and storage systems.

망간단괴 제연 시 금속계 폐자원의 처리 (Treatment of Metal Wastes with Manganese Nodules)

  • 박경호;남철우;김홍인;박진태
    • 자원리싸이클링
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    • 제14권4호
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    • pp.17-21
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    • 2005
  • 망간단괴 용융환원 시 철과 니켈을 주로 함유하고 있는 Ni-Cd 폐전지와 코발트 등을 함유한 석유화학 폐촉매를 대상으로 첨가 원료로서의 사용 가능성을 검토하였다. Ni-Cd 폐전지의 경우 망간단괴와의 첨가비에 관계없이 $5\%$ 코크스 첨가 시, 주회수 대상 금속인 니켈을 전량 합금상으로 회수할 수 있었다. 한편 폐촉매의 경우 폐촉매의 첨가비가 증가할수록 많은 환원제가 필요한데 이는 폐촉매 중의 코발트가 산화물 형태로 존재하여 이를 환원하기 위한 환원제가 필요하기 때문이다. 본 방법은 금속계 폐자원을 처리하고 동시에 유가금속을 회수할 수 있는 방법으로 향후 망간단괴 개발의 상용화 시 경제성을 증대시키고 폐자원의 재활용에 기여 할 것이다.

망간계 금속산화물을 이용한 저온 선택적 촉매 환원 반응에서 NO2와 NH3 배출 (The Emission of NO2 and NH3 in Selective Catalytic Reduction over Manganese Oxide with NH3 at Low Temperature)

  • 김성수;홍성창
    • 공업화학
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    • 제18권3호
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    • pp.255-261
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    • 2007
  • 망간계 금속산화물을 이용한 저온 선택적 촉매 환원 반응에 대하여 연구하였다. 망간계 금속산화물은 $200^{\circ}C$ 이하의 저온에서 우수한 탈질 특성을 보인다. 온도에 따른 $NH_3/NOx$ 몰비 변화 실험을 통하여 미반응 암모니아의 배출은 몰비가 증가하고 온도가 감소할수록 증가하였으며, $NO_2$의 발생은 반대의 현상을 보였다. $NO_2$는 NO가 촉매 표면에 흡착된 후 nitrate종으로 산화되어 생성되는 것으로 보인다. 촉매 표면에 생성된 nitrate종과 흡착된 암모니아가 반응하기 때문에 $NH_3/NOx$ 몰비 1.0 이상에서도 미반응 암모니아의 배출이 없었다. 담지된 금속산화물의 영향은 Zr은 산화상태를 증가시켜 $NO_2$의 배출이 증가하였으며, Ce를 첨가시킨 경우 $NO_2$ 발생량이 감소하였다. 그러나 금속산화물의 첨가는 전체적으로 NOx 전환율을 감소시켰다