• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.138.2-138.2
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• 2013

Copper oxide is a multi-functional material being used in various research areas including catalysis, electrochemical materials, oxidizing agents etc. Among these areas, we have synthesized and utilized graphene based copper oxide nanocomposites (CuOx/Graphene) for the catalytic applications (C-N cross coupling reaction). Briefly, Cu precursors were anchored on the graphite oxide(GO) sheets being exfoliated and oxidized from graphite powder. Two different crystalline structures of Cu2O and CuO on graphene and GO were prepared by annealing them in Ar and O2 environments, respectively. The morphological and electronic structures were systemically investigated using FT-IR, XRD, XPS, XAFS, and TEM. Here, we demonstrate that the catalytic performance was found to depend on oxidative states and morphological structures of CuOx graphene nanocomposites. The relationship between the structure of copper oxides and catalytic efficiency toward C-N cross coupling reaction will be discussed.

• 대한화학회지
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• 제36권1호
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• pp.147-156
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• 1992

${\alpha}-{\beta}-,{\gamma}$-알루미나 및 MgO를 담체로 사용하여 담지된 납산화물 촉매를 제조하였다. 담지된 납산화물 촉매상에서 메탄의 $C^{2+}$ 탄화수소로의 전환반응은 MgO 담지촉매에서 $C^{2+}$ 선택도가 최대로 얻어졌으며, ${\gamma}$-알루미나 담지 PbO 촉매에서는 $CO_2$ 선택도가 높았다. 그리고 ${\alpha}$-알루미나 담지촉매에서는 중간정도의 활성이 얻어졌으며, ${\beta}$-알루미나 담지촉매에서는 활성이 거의 나타나지 않았다. 이러한 반응특성은 촉매의 격자산소의 활성에 크게 의존하였으며, 또한 격자 산소의 활성은 담체와 산화물간의 상호작용과 담체의 성질에 영향받았다. 특히 MgO 담지 촉매에서는 X-선 회절분석에서 여타의 담체에서보다 PbO 산화물의 (002)면의 피크 세기가 (111)면의 세기에 비해 훨씬 크게 나타난 것으로 볼 때 메탄의 Oxidative Coupling 반응에서의 표면산화물-담체 상호작용(SOSI)의 한 예로 여겨졌다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제42권4호
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• pp.330-335
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• 1999

Peroxidase, laccase, tyresinase와 같은 산화환원효소와 birnessite와 같은 무기촉매로 매개되는 oxidative coupling을 통한 PCP의 효율적인 제거 가능성을 규명하고자 하였다. 산화환원 촉매를 이용하여 PCP를 반응시켰을 경우 peroxidase로 매개되었을 때 transformation이 가장 높게 나타났고, tyrosinase로 매개된 반응에서는 거의 관찰되지 않았다 사용된 산화환원 촉매중 가장 높은 활성을 나타낸 peroxidase를 이용하여 반응조건에 따른 PCP의 transformation정도를 조사한 결과 PCP의 transformation은 pH 5.6 그리고 $16^{\circ}C$의 반응조건에서 가잘 높았다. 그리고 PCP의 transformation은 반응 30분까지 급속하게 증가되며 30분 이후부터 180분까지는 서서히 증가되다가 180분 이후에는 transformation의 증가가 관찰되지 않았다. 또한 peroxidase의 처리량을 증가시킴에 따라서 PCP의 transformation이 증가되는 것으로 나타났다. 보조 기질물질로서 다양한 humic monomer를 이용하여 PCP의 transformation에 미치는 보조 기질물질의 영향을 조사한 결과 보조 기질물질의 존재시 PCP의 transformation은 peroxidase, laccase 또는 birnessite로 매개되었을 경우에는 대부분의 경우 PCP의 transformation이 감소되었다. 그러나 tyrosinase로 매개된 경우에는 보조 기질물질이 존재할 때 PCP의 transformation이 대부분의 경우 증가되었다. 이상의 결과들로부터 PCP는 수중에서 biotic또는 abiotic 산화환윈 촉매로 매개된 oxidative coupling을 통해 제거될 수 있는 것으로 사료된다.

• 한국환경농학회지
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• 제17권3호
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• pp.239-245
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• 1998

부식형성과정에서 nitroaromatics와 그 환원산물들의 구조에 따른 bound residue형성 양상을 밝히기 위하여 nitrotoluene류, nitrophenol류와 그 환원형태의 화합물 및 nitro기를 가진 살충제 parathion과 amino기를 가진 제초제 asulam을 단독으로 또는 부식을 구성하는 humic monomer들이 존재하는 반응 조건에서 laccase와 HRP를 촉매로 사용하여 그 반응 양상을 조사하였다. Laccase와 HRP를 촉매로 하여 반응시킨 경우, humic monomer의 유무, 종류, nitro기의 결합위치와 수에 관계없이 nitrotoluene류와 nitrophenol류는 laccase와 HRP에 의해 거의 전환되지 않았고, aminotoluene류 및 amino-nitrophenol류는 전부 전환되었다. 일부가 환원된 형태인 amino-nitrotoluene류는 humic monomer에 따라 다른 전환율을 나타내는 데, catechol, syringaldehyde와 protocatechuic acid에서 가장 높은 전환율을 나타내었다. Nitro기가 있는 살충제 parathion은 humic monomer가 존재하는 반응 조건에서 거의 전환되지 않았고, 그 분해산물 4-nitrophenol의 경우도 protocatechuic acid를 제외하고는 거의 전환되지 않았다. Amino기가 있는 제초제 asulam의 경우, humic monomer가 존재하지 않는 조건에서는 거의 전환되지 않았지만 catechol, syringaldehyde, protocatechuic acid 및 caffeic acid의 경우, 비교적 높은 전환율을 나타났다.

• 공업화학
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• 제5권4호
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• pp.580-587
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• 1994

고정층 상압 유통식 반응기에서 메탄의 전화율 10% 미만의 범위에서 $Na^+(50wt%)/MgO$ 촉매를 사용하여 반응온도 710, 730, 750, 770, $790^{\circ}C$에서 메탄과 산소의 분압을 변화시켜 가면서 메탄의 oxidative coupling반응을 수행하여 이산화탄소와 에탄의 생성속도를 구하고 curve fitting으로 속도식을 증명하였다. Langmuir-Hinshelwood, Rideal-Redox, Eley-Rideal형 반응 메카니즘 중에서 Langmuir-Hinshelwood형 반응 메카니즘이 실험 결과와 가장 잘 일치하였으며, $CH_3{\cdot}$의 생성에 관여하는 산소종은 촉매 표면의 $O_2{^-}$ 또는 $O_2{^{2-}}$으로 제시할 수 있었고, 이때의 활성화 에너지는 약 39.3kcal/mol이었다. 또한, curve fitting결과 $CO_x$을 생성하는 산소의 화학 양론계수 x는 약 1.5이었으며, 이로부터 $CH_3{\cdot}$의 일부가 표면산소에 의해서 산화반응을 거쳐 $CH_3O_2{\cdot}*$ 형성을 추측할 수 있었다.

• 공업화학
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• 제4권4호
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• pp.807-813
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• 1993

메탄의 직접 전환 기술 중 하나인 OCM(oxidative coupling of methane) 반응을 수행하였다. 사용한 금속 산화물 촉매는 Li/MgO와 Pb/MgO이었다. 온도에 따른 촉매의 반응성을 알아보기 위해 600, 700, $800^{\circ}C$에서 반응을 행하였으며, 반응물 혼합비(메탄:산소)에 따른 반응성, 전환율 및 선택도를 알아보기 위해 $700^{\circ}C$에서 혼합비를 2:1 및 1:1로 하여 실험을 하였다. 그 결과 7wt% Li/MgO 촉매의 경우 반응온도 $700^{\circ}C$이고 혼합비가 2:1일 때 메탄의 전환율과 $C_2$화합물의 선택도가 각각 20%, 65% 정도로서 우수한 반응성을 보임을 알 수 있었다. 7wt% Li/MgO 촉매의 경우 $700^{\circ}C$에서 혼합비가 1:1일 때 메탄의 전환율은 30%로 증가했으나 $C_2$화합물의 선택도는 45%로 감소하였다. Pb/MgO 촉매는 Li/MgO 보다 낮은 선택도를(25%) 나타내었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제10권4호
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• pp.62-69
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• 2005

본 연구에서는 천연 망간산화물에 의한 4-클로로페놀 화합물의 제거효과를 평가하였으며 자연유기물질과 용액의 pH에 의한 분해율 변화를 살펴보았다. 천연망간산화물은 4-클로로페놀 화합물의 제거에 효과적이었으며 실험결과의 분석을 통하여 반응계수 및 차수에 대한 정량적인 값을 도출하였다. 그 결과, 전체적인 반응은 2차반응으로서 4-클로로페놀 화합물에 대하여 1차, 망간산화물에 대하여 1차에 비례하는 반응이었다. 망간산화물에 의한 4-클로로페놀 화합물의 산화반응은 표면에서 일어나며 pH에 큰 영향을 받았다. 용액의 pH가 망간산화물의 영가전위(PZC) 값보다 클 경우 반응율은 급격히 감소하였으며 PZC 보다 pH가 작은 경우에도 반응율은 감소하였다. 휴믹산을 첨가한 경우 4-클로로페놀 화합물의 산회중합 반응은 다소 증가하는 경향을 보여 휴믹산이 중합반응에 관여하고 있다고 평가할 수 있다. 본 연구 결과, 경제적인 비용으로서 천연망간산화물을 이용하여 페놀계 오염물의 제거에 효과적으로 사용 할 수 있는 방안을 제시하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제10권5호
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• pp.45-51
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• 2005

본 연구에서는 다환방형족화합물의 하나인 phenanthrene를 이용하여 천연망간산화물에 흡착/탈착되는 특성을 평가하였다. 토양, 퇴적물이나 수체에 다양한 오염물이 동시에 존재하는 경우를 고려하여 페놀계 오염물이 있는 경우, 다환 방형족화합물의 흡탈착에 미치는 영향을 조사하였다. 망간산화물에 의하여 4-클로로페놀은 효과적으로 산화되었으며 반응산물은 고분자화(휴믹화) 되는 경향을 나타내었다. 4-클로로페놀이 분해됨에 따라 망간산화물 표면에 흡착되는 phenanthrene의 양은 급격히 증가하였다. 또한, 4-클로로페놀이 존재하는 경우 흡착된 phenanthrene의 탈착에 대한 저항성은 4-클로로페놀 농도가 증가할수록 강하게 나타남으로써 고분자화된 4-클로로페놀 반응산물에 phenanthrene이 강하게 흡착되어 있다는 결과를 도출하였다. 결과적으로 망간산화물은 페놀계 오염물과 다환방향족화합물을 동시에 처리하는데 효과적으로 사용될 수 있음을 보여주었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제13권1호
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• pp.67-74
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• 1996

This study was conducted to find a catalyst system which has high conversion and selectivity for the oxidative coupling of methane to produce ethane and ethylene. Various catalysts were tested in a fixed bed reactor ar $750^{\circ}C$, 1 atm, and the feed ratio($CH_4/O_2$) of 2/1. Under the reaction condition, 10wt%$PbSO_4/MgO$ catalyst showed the highest catalytic activity : methane conversion, $C_2$ selectivity and yield were 50, 40 and 20%, respectively. Catalysts containing sulfate compounds, 10wt%$PbSO_4/MgO$, 10wt%$MgSO_4/MgO$ and $Na_2SO_4/MgO$ revealed a moderate methane conversions such as 38, 50 and 50%, respectively and low $C_2$ selectivities such as 18, 5 and 9%, respectively. Catalysts containing carbonate compounds, 10wt%$PbCO_3/MgO$, 10wt%$Li_2CO_3/MgO$ and $NaCO_3/MgO$, also showed a moderate methane conversions such as 64, 44 and 51%, respectively and low $C_2$ selectivities such as 5, 6 and 2%, respectively. With the existence of chlorine and mercury, $C_2$ selectivity was decreased.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제35권7호
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• pp.1979-1984
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• 2014

We have developed an efficient method to generate highly active Pd and PdO nanoparticles (NPs) dispersed on graphene and graphene oxide (GO) by an impregnation method combined with thermal treatments in $H_2$ and $O_2$ gas flows, respectively. The Pd NPs supported on graphene (Pd/G) and the PdO NPs supported on GO (PdO/GO) demonstrated excellent carbon-carbon cross-coupling reactions under a solvent-free, environmentally-friendly condition. The morphological and chemical structures of PdO/GO and Pd/G were fully characterized using X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and transmission electron microscopy (TEM). We found that the remarkable reactivity of the Pd/G and PdO/GO catalysts toward the cross-coupling reaction is attributed to the high degree of dispersion of the Pd and PdO NPs while the oxidative states of Pd and the oxygen functionalities of graphene oxide are not critical for their catalytic performance.