• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.18-24
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• 2018

친환경자동차의 보급 확대를 위한 정책수립과 기술개발이 지속적으로 이루어지고 있는 실정이나 아직까지도 내연기관이 차지하는 비중은 약 95% 차지하고 있다. 화석연료를 기반으로 하는 내연기관의 엄격한 배기가스규제를 충족시키기 위해 자동차와 선박용 후처리장치의 비중이 점차로 증가하고 있다. 천연가스는 대기환경 오염물질을 거의 배출하지 않는 청정연료이며, 주로 시내버스의 연료로 사용되어져 왔다. CNG 버스의 보급률이 계속적으로 증가하고 있으며 이에 대한 엄격한 배기규제를 충족시키고 경제적인 후처리장치의 연구개발이 필요하다. 장기적인 연구로는, CNG 버스에서 배출되는 유독성가스인 $CH_4$와 NOx를 동시저감시키는 새로운 NGOC/LNT+NGOC/SCR 복합시스템을 개발하는 것이다. 이 연구는 복합시스템 후단에 장착되는 선택적인촉매환원(SCR)의 washcoat를 세라믹과 메탈 담체에 코팅하여 $de-CH_4/NOx$ 특성을 파악하는 것이다. V, Cu-SCR 촉매는 $CH_4$ 산화반응에는 영향을 미치지 않고, 이중층으로 코팅된 2, 4번 NGOC/SCR 촉매는 $400^{\circ}C$에서 $CH_4$가 산화되기 시작하여 약 $550^{\circ}C$에서는 약 20% 수준으로 $CH_4$가 저감되었다. NGOC/SCR처럼 two layer로 코팅된 2, 4번 SCR 촉매는 $350^{\circ}C$이상에서는 마이너스(-) NOx 전환률을 나타냈다. 이는 $ NH_4NO_3$(질산염)으로 흡장되어 있는 NOx가 촉매의 반응속도가 저하됨에 따라 $N_2$로 환원되지 못하고 $NO+NO_2$로 탈착되었기 때문이다. 세라믹 기반의 복합시스템은 $400^{\circ}C$에서 약 30%, $500^{\circ}C$에서 LOT50에 이르러 메탈 기반의 복합시스템보다 약 20% CH4 정화 성능이 높았고, NGOC/LNT+Cu-SCR 복합시스템 조합이 적합하다.

• 대한치과보철학회지
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• 제50권2호
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• pp.92-98
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• 2012

연구 목적: 본 연구 목적은 서로 다른 재료로 제작된 지대주를 이용하여 동적하중을 가했을 때 풀림토크와 침하량에 대한 임플란트-지대주 연결부의 안정성에 대하여 알아보는 것이다. 연구 재료 및 방법: 원추형 내부연결 구조를 갖는 임플란트에 이용되는 세 가지 지대주, 티타늄 합금 지대주(Cement abutment, Osstem Co., Seoul, Korea), 귀금속 UCLA 지대주(UCLA Goldcast abutment, Osstem Co., Seoul, Korea), 비귀금속 UCLA 지대주(CCM Metalcast abutment, 3M ESPE, Seefeld, Germany)를 사용하였다. 귀금속 UCLA 지대주와 비귀금속 UCLA 지대주를 티타늄 지대주와 유사한 형태로 납형을 형성 한 후 각각 제 3형 금합금(E-3, Heesung catalyst Co., Seoul, Korea)와 니켈-크롬 합금인(Rexillium $III^{(R)}$, $Pentron^{(R)}$, San Diego, USA)를 사용하여 주조 하였다. 임플란트와 지대주를 디지털 토크 컨트롤러를 이용하여 30 N cm로 체결하였고 전하중 상실을 보상하기 위하여 10분 후 다시 같은 힘으로 체결 하였다. 디지털 토크 게이지를 사용하여 풀림토크를 측정하였고 디지털 마이크로미터를 이용하여 임플란트/지대주 길이를 측정하였다. 그 후 동적 하중 피로 시험기에 지대주를 장착한 후 최대 250 N, 최소 25 N, 주기 14 HZ의 sine형의 하중을 장축과 평행하게 가하였다. 하중 후 임플란트/지대주의 길이를 재측정 하고, 전후 길이변화량을 이용하여 침하량을 계산하였으며 풀림토크를 측정하였다. 결과: 하중 전후의 길이를 비교하였을 때 세 군 모두에서 유의한 차이를 보였다($P$<.05). 군 간의 침하량을 비교하였을 때 통계적으로 유의한 차이를 보이지는 않았다. 하중 전후의 풀림토크를 비교하였을 때 역시 세 군 모두에서 유의한 차이를 보이며 감소하였다 ($P$<.05). 하중 전 풀림토크와 하중 후 풀림토크를 군간 비교하였을 경우에는 통계적으로 유의한 차이를 보이지는 않았다. 결론: 원추형 내부 연결구조를 갖는 임플란트에서 동적하중은 임플란트의 침하량과 풀림토크에 영향을 미치는 것으로 보이나 지대주간 차이는 나타나지 않았다. 비귀금속UCLA 지대주이 사용은 귀금속 UCLA 지대주와 마찬가지로 기능적 하중에서 안정적일 것으로 사료된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권4호
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• pp.418-425
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• 2013

고정층 반응기를 사용하여 상압에서 에탄올로부터 방향족화합물 제조에 관한 ZSM-5 제올라이트의 금속성분 및 실리카/알루미나 비의 영향을 고찰하였으며, 반응온도, 중량공간속도(WHSV), 반응물인 에탄올에 물 및 메탄올 첨가 영향도 검토하였다. 촉매로는 Si/$Al_2$ 비율이 23~280 범위의 상용 ZSM-5에 Zn, La, Cu, Ga 성분을 함침시켜 촉매 활성 및 안전성 테스트에 사용하였다. 촉매의 특성분석을 위해 암모니아 승온탈착 실험($NH_3$-TPD)과 질소 흡-탈착실험을 수행하였다. 실험결과, 방향족화합물의 선택도에 관한 ZSM-5에 함침한 금속성분과 ZSM-5의 Si/$Al_2$비에 크게 영향을 받았는데, 함침금속은 Zn-La > Zn > La > Cu > Ga 순으로 감소하였으며, ZSM-5의 적절한 산점을 가진 Si/$Al_2$=50, 80에서 가장 우수하였다. 최적 반응온도($437^{\circ}C$)와 공간속도($0.8h^{-1}$)에서 방향족화합물의 선택도는 초기 72%에서 30시간 이후 56%로 서서히 감소하는 경향을 나타내었다.

• 한국가스학회지
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• 제27권3호
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• pp.19-26
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• 2023

수소는 화석연료를 대체할 수 있는 COx-free 에너지원으로 사용량은 지속적으로 증가할 것이다. 수소는 단위 질량당 에너지 함량이 높으나, 낮은 저장 밀도와 장기 저장의 어려움으로 저장 및 운송에 한계가 존재한다. 반면, 암모니아는 단위 부피당 저장용량이 크고, 비교적 액화가 용이하여 대용량 수소를 저장 및 운송할 수 있는 수소 운반체로 주목받고 있다. 암모니아 분해를 통한 수소 생산 반응은 흡열반응으로 공정의 효율성 및 경제성을 위해 저온 활성이 우수한 촉매 개발이 요구된다. 본 연구에서는 활성금속 Ni의 고분산 담지를 위해 넓은 비표면적의 제올라이트를 지지체로 사용하였으며, 제올라이트 종류(5A, NaY, ZSM5)에 따른 특성(기공구조, 양이온, Si/Al-비)이 촉매 활성 및 반응 특성에 미치는 영향을 확인하였다. 5A 제올라이트는 표면, 기공, 구조체 내에 Ni 을 고분산 담지를 가능하게 하였으며, 낮은 Si/Al-비로 인한 풍부한 산점은 암모니아 흡착을 증가시켰다. 또한, 지지체에 포함된 Na과 Ca 양이온으로 인한 중간-염기점은 질소 탈착속도를 향상시켰다. 따라서, 15wt%Ni/5A 촉매는 강한 금속-지지체 상호작용과 중간-염기점을 통한 질소 탈착 속도 향상으로 가장 우수한 암모니아 전환율과 높은 수소 생성율 23.5 mmol/g_cat·min (30,000 mL/g_cat·h, 600 ℃)을 보였다.

• 공업화학
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• 제21권1호
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• pp.63-70
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• 2010

석유화학공업에서 발생한 2종류의 금속산화물계열 폐 촉매(Ni-Mo, Co-Mo)를 휘발성유기화합물(VOCs) 제거를 위한 촉매 연소 공정에 재이용하였다. 특히 폐 촉매의 재생방법에 따른 VOCs 제거효과를 검토하여 최적의 재생 조건을 살펴보았다. 폐 촉매는 1) 산 수용액, 2) 알칼리 수용액, 3) 세정액 및 4) 스팀(steam) 등을 이용하여 재생 처리하였고, 재생 처리 전-후의 이들 촉매의 물리화학적 특성 변화는 질소흡착등온선, X-선 회절분석기(XRD) 및 에너지분산 X-선 분광기(EDS)를 갖춘 주사현미경(SEM)으로 조사하였다. Benzene 산화반응 실험 결과 폐 촉매는 VOCs 연소 촉매로 재이용 가능성이 높았다. 그리고 이들 폐 촉매의 활성은 전처리 조건에 따라 다르게 나타났으나, 두 폐 촉매 모두 0.1 N $C_2H_2O_4$ 용액으로 처리할 때 활성이 가장 좋았다. 또한 최적 조건(0.1 N $C_2H_2O_4$)에서 처리한 촉매는 다른 방향족 화합물(Toluene/Xylene) 처리에도 충분히 적용할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권9호
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• pp.473-479
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• 2017

환경오염과 인체의 유해성 및 지구온난화로 인하여 자동차의 파워트레인의 변화가 심화되고 있으며 전기자동차의 시장점유율이 상승하고 있다. 또한, 화석연료를 기반으로 하는 내연기관 자동차의 엄격한 배기가스규제를 충족시키기 위해 자동차와 선박용 후처리장치의 비중이 점차로 증가하고 있다. 이 연구의 목적은 CNG 버스에서 배출되는 유독성 가스를 저감하는 NGOC의 $CH_4$와 NOx 저감 능력 향상을 위하여 조촉매 $CeO_2$ 담지량에 영향을 파악하는 것이다. 3종의 천연가스산화촉매(NGOC)를 Fresh 조건과 $700^{\circ}C$ 12hr 열적 열화 조건으로 촉매를 제조한 후 유해가스 저감 성능을 평가하였다. $CeO_2$는 일반적으로 산화 환원반응성이 좋아 촉매활성에 좋다고 알려져 왔으며, 안정적인 물질인 $CH_4$와 NOx 저감 능력에 미치는 영향을 연구하는 것은 의의가 있다. 6wt% $CeO_2$가 담지된 Fresh $1Pt-3Pd-1Rh-3MgO-6CeO_2/(Al+Z)$ NGOC는 $CH_4$에 대한 선택도가 큰 Pd의 분산도가 제일 높았고 유해가스 저감 성능도 향상되었다. $700^{\circ}C$ 12hr 고온조건에서 내구성이 낮은 지지체 zeolite의 화합물 결정이 일부 파괴되면서 zeolite의 결정체인 $Al_2O_3$가 떨어져 나와 응집되었다. 6wt% $CeO_2$가 담지된 NGOC는 귀금속의 분산도 저하가 가장 작았고, $CeO_2$의 열적인 내구성으로 인하여 유해가스 저감 성능이 가장 높았다.

• 공업화학
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• 제20권4호
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• pp.381-385
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• 2009

비균일계 촉매의 일반적인 형태는 촉매로서 활성이 있는 금속 혹은 금속 화합물을 표면적이 넓은 다공성 물질인 지지체에 분산 담지시켜서 금속의 표면적을 높이고 이로부터 금속의 분산이 높아지면서 촉매로서의 활성도 높아져 일반적인 반응에 응용되고 있다. 그러나 본 연구에서는 금속염을 이용한 액상 촉매의 제조 및 응용에 초점을 맞추었다. 일반적인 금속염들은 높은 온도에서도 용융되지 않지만 이 금속염 화합물에 다른 금속염 화합물을 함께 섞어 혼합시키면 이 혼합물이 보통의 비균일 촉매 반응온도인 $200^{\circ}C$에서 $400^{\circ}C$의 범위에서 액상으로 존재할 수 있게 된다. 고온에서 액상형태가 되는 용융된 금속염 혼합물(molten salt)을 지지체의 세공 내에 담지시켜 담지된 액상 촉매로서의 가능성을 알아보고 이들의 촉매 제조와 표면 연구에 초점을 맞추었다. 이들 금속염 혼합물은 종류가 매우 다양하여 여러 종류의 금속에 대하여 혼합염을 선택하여 응용할 수 있다. 본 연구에서는 일반적인 촉매로 많이 이용되고 있는 구리를 선정하고 이의 염화물인 염화구리(CuCl)와 함께 혼합되어 용융될 수 있는 금속염 혼합물을 만들기 위해 칼륨 염화물을 선택하여 CuCl-KCl 혼합염을 촉매 제조에 이용하였다. 이 금속염 혼합물을 지지체에 첨가시킨 양은 담지 시킬 알루미나 세공 부피의 약 25%로 하여 용융된 금속염의 표면적이 넓어지도록 하였고 제조 후의 표면은 SEM와 EDS를 이용하여 분석하였다. 금속염 혼합물은 염산 수용액을 이용하여 함침법으로 담지 시켰으며 제조한 직후와 제조한 후 금속염 혼합물을 용융점 이상으로 3 h 동안 열처리 한 후의 표면을 비교하였다. 실험 결과 표면에서의 CuCl-KCl의 조성은 일정하지 않았지만 이 열처리가 표면에서 금속염 혼합물의 형성을 촉진시키고 있음을 알 수 있었다.

• 대한화학회지
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• 제39권5호
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• pp.364-370
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• 1995

비산화-환원 금속인 Ga(III), In(III), TI(III)을 포함하는 금속 포르피린을 촉매제로 NaOCl을 산화제로 하여 올레핀의 촉매적 산화반응을 $CH_2Cl_2$에서 연구하였다. 포르피린은 $(p-CH_3O)TPP,\;(p-CH_3)TPP,\;TPP,\;(p-F)TPP,\;(p-Cl)TPP $그리고 $(F_20)TPP$를 사용하였다. 올레핀은 $(p-CH_3O)-,\;(p-CH_3)-,\;(p-H)-,\;(p-F)-,\;(p-Cl)-,\;(p-Br)styrene$ 그리고 cyclopentene, cyclohexene을 사용하였다. 올레핀 산화반응에서 기질의 전환율(%)은 금속 포르피린 및 기질의 치환기 효과와 중심 금속이온 성질에 따라 고찰하였다. TPP 치환기에 따른 전환율의 변화는 $p-CH_3O$ < $p-CH_3$ < H < p-F < p-Cl 순서로 증가하였다. 이러한 증가는 TPP의 $4{\sigma}$값의 증가 순서와 일치하였다. 기질의 치환기에 따른 전환율의 변화는 $p-CH_3O$ > $p-CH_3$ > H > p-Cl > p-Br 순서로 치환기의 ${\sigma}^+$값이 증가할수록 오히려 감소하였다. 올레핀의 산화 반응에서 In(III)-, Tl(III)-포르피린은 Ga(III)-포르피린에 비하여 높은 촉매 활성을 나타내었다.

• 대한화학회지
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• 제32권5호
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• pp.476-482
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• 1988

$Hg^{2+}$ 수용액내에서 cis-[$Co(en)_2YCl$]$^{r+}$ (Y = $NH_3$, $NO_2^-$, NCS$^-$, $H_2O$)의 아쿠아 반응속도를 UV/vis 분광광도계로 측정하여 반응속도식을 결정하였으며, 확장분자궤도법(Extended Huckel Molecular Orbital Method)에 의해 Co(Ⅲ) 전이금속착물의 양자화학적값을 계산하고 실험에서 구한 반응속도와의 상관성을 조사하여 촉매가 관련한 타당한 반응메카니즘을 제안하였다. 본 연구에서 Co(Ⅲ) 전이금속착물과 $Hg^{2+}$에 대하여 각각 1차반응이고, 반응속도는 Co(Ⅲ) 중심금속의 알짜전하 크기와 병행성이 있으며, 이들의 반응속도는 Y의 종류에 따라 $NH_3$ < NCS$^-$ < H$_2$O < NO$_2^-$의 순으로 증가되었다. 그리고 이들 생성물의 cis-이성질체가 약 95${\%}$, trans-이성질체가 약 5${\%}$정도 생성되었다. 또한 EHMO법에 의해 계산된 알짜전하와 결합차수로부터 본 반응계는 결합깨어짐보다 결합형성이 우선되어 H$_2$0가 Co(Ⅲ) 중심금속에 공격하는 단계가 속도결정 단계가 됨을 알았다. 이러한 사실과 실험에서 구한 속도자료 그리고 활성화파라메타값으로부터 Id 메카니즘으로 진행되는 타당한 반응메카니즘을 제안하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제27권6호
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• pp.309-312
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• 2017

세리아 분말은 Ce 이온의 산화, 환원 반응을 통한 산소저장능력(OSC)이 뛰어나 배기가스를 정화하는 자동차의 삼원촉매에 대표적인 재료로 사용된다. 그러나 일반적으로 세리아는 고온에서 열적 안정성이 떨어지기 때문에 금속이온을 도핑시켜 열적 안정성을 향상시켜 사용한다. 따라서 본 연구에서는 Zr 이온을 세리아 분말에 도핑시켰고, 도핑으로 인해 입자크기가 감소하면서 비 표면적 증가로 인해 그 특성은 더욱 향상되었다. 그리고 본 연구에서는 세리아 및 Zr 이온이 도핑된 세리아를 나노 크기로 합성하기 위해 수열반응법을 이용하여 합성하였다. 수열합성 조건은 pH = 11, 반응온도는 $200^{\circ}C$에서 6시간 동안 합성하였다. 수열합성법을 이용하여 합성된 세리아 및 Zr 도핑 $CeO_2$ 나노 분말의 평균 입자 크기는 약 20 nm 이하였다. 합성된 세리아 나노분말의 비표면적은 $52.03m^2/g$, Zr 이온이 도핑된 $CeO_2$ 분말의 비 표면적 $132.27m^2/g$이었다.