환류장치를 이용하여 저온-상압하에서 ZSM-5의 결정화 반응을 수행하였다. 반응에 사용된 몰조성은 $7.83Na_2O-0.25Al_2O_3-100SiO_2-xTPABr-yH_2O$로써 x는 1몰 및 3몰, y는 3000몰, 3500몰, 및 4000몰이었다. 또한 저온-상압하에서 수행한 반응속도 연구를 통하여 얻어진 기초 자료를 토대로 $Na_2O$, TPABr 및 $H_2O$를 주요 인자로 한 $2^3$ factorial 실험을 수행한 결과 물의 농도가 가장 중요한 인자임을 알 수 있었다. 생성된 결정은 형태가 매우 균일하고 잘 발달된 결정임을 알 수 있었고 BET 표면적은 평균 $410m^2/g$에 이르는 것을 알 수 있었다.
ZSM-5 gallosilicate molecular sieves was synthesized and cupric ion was ion-exchanged into the gallosilicate. The locations of Cu(ll) species in the framework and their interactions with various adsorbates were characterized by combined electron spin resonance(ESR) and electron spin echo modulation(ESEM) methods. It was found that in a fresh hydrated material, Cu(II) is octahedrally coordinated to six water molecules. This species is located in the channel intersections of two sinusoidal channels and rotates rapidly at room temperature. Evacuation removes some of these water molecules, leaving the Cu(II) coordinated to less water molecules and anchored to of oxygens in the channel wall. Dehydration produces two Cu(II) species, both of which are located in sites inaccessible to oxygen as evidenced by non-broadening of its ESR lines by oxygen. Adsorption of adsorbate molecules such as water, alcohols, ammonia, acetonitrile and ethylene on dehydrated CuNaH-ZSM-5 gallosilicate materials causes changes in the ESR spectrum of Cu(II), indicating the migration of Cu(II) into main channels to form complexes with these adsorbates there. Cu(II) forms a complex with two molecules of methanol, ethanol and propanol, respectively as evidenced by ESR parameters and ESEM data. Cu(II) also forms a square planar complex with four molecules of ammonia, based on the resolved nitrogen superhyperfine interactions and their ESEM parameters. Cu(II) forms a complex with two molecules of acetonitrile based on the ESR parameters and ESEM data. Interestingly, however, only part of Cu(II) interacts indirectly with one molecule of nonpolar ethylene based on ESR and ESEM analyses.
디젤자동차와 같이 희박연소 상태에서 많이 배출되는 질소산화물을 선택적 촉매환원(SCR)으로 제거하기 위하여 제올라이트와 금속산화물을 조합한 촉매를 석영 반응로에서 설험하였다. 환원제는 자동차 배출가스에 포함되어 있어 실용 가능성이 크다고 판단되는 탄화수소 중 안전성 및 환원효율이 좋은 올레핀계 탄화수소인 프로필렌을 사용하였다. 본 연구에서는 제올라이트 및 금속산화물계의 단일촉매 상태에서의 NOx 전환율을 파악하고, 저옹 및 고온에서 활성이 다른 촉매를 기계적으로 조합하여 NOx 전환 활성 온도창(Temperature Window)을 확대하고 내구성이 좋은 촉매를 찾고자 하였다 0.55wt%Pt-$TiO_2$/5wt%Cu-ZSM-5 촉매와 0.28wt%Pt-$TiO_2$/$Al_2O_3$ 촉매 및 1.1 wt%Pt-$TiO_2$/$Mn_2O_3$ 촉매 모두 $400^{\circ}C$를 변곡점으로 저온과 고온에서 NOx 제거활성이 있었는데, 저온에서 활성이 가장 큰 것은 0.28wt%Pt-$TiO_2$/$Al_2O_3$ 촉매이었고, 고온에서는 1.1wt%Pt-$TiO_2$/$Mn_2O_3$(21) 촉매가 제일 높은 활성을 보였다. 그러나 수분 및 아황산가스 공존시와 열적 내구성 면에서는 0.55wt%Pt-$TiO_2$/5wt% Cu-ZSM-5 촉매가 가장 우수하게 나타났다.
폐 플라스틱을 이용한 연료유 생산 공정을 위한 폴리프로필렌(PP) 수지에 대한 열분해 반응 실험을 하였다. 질소 분위기에서 상온에서 $650^{\circ}C$ 까지의 비등온 조건에서의 열분석기와 $420^{\circ}C$ 등온에서의 Pyrolyser GC-mass 분석기, $420^{\circ}C$의 배치형 반응기에서 무촉매반응과 천연제올라이트, 폐 FCC 촉매, ZSM-5 등의 제올라이트 계 촉매를 사용한 열분해 실험이 행하여졌다. TGA 실험에서 PP 수지의 열분해반응은 $330^{\circ}C$ 부근에서 시작되어, $497^{\circ}C$에서 완결되었다. 촉매반응에서 제올라이트 계열 촉매는 폐 FCC 촉매> 천연제올라이트> ZSM-5> PP의 순으로 열분해 반응속도를 높이는데 유효하였다. 열분해가 완료되는 온도도 폐 FCC 촉매 첨가 시 가장 낮게 나타났다. PY-G.C. mass 실험에서 PP 수지 만의 경우에서보다 촉매가 첨가됨에 따라 탄소 수가 낮은 생성물이 생성되는 것을 알 수 있었다. ZSM-5 촉매나 폐 FCC 촉매 첨가 시 특히 낮은 탄소 수의 생성물이 많이 생성되었다. 회분식 반응기에서 초기 오일생성율은 폐 FCC 촉매 첨가시 가장 높지만, 최종 오일전환율은 천연제올라이트 첨가 시가 폐 FCC 촉매 첨가 시보다 2% 정도 높았다. 탄소분석에서도 폐 FCC 촉매 첨가가 경유 성분이 주성분으로 요구되는 연료유 제조에 우수 하였다.
소수성 ZSM-5 분리막을 결정성장핵의 수열합성 2차 성장법으로 다공성 스테인레스 스틸 지지체의 안쪽에 합성하였으며, 이렇게 제조한 분리막을 이용하여 n-부탄올 수용액으로부터 n-부탄올을 선택적으로 분리하였다. 공급 수용액의 농도 변화 및 운전 온도의 변화에 따른 투과증발 특성을 관찰하였다. 공급 수용액 내의 n-부탄올 농도를 각각 0.001, 0.005, 0.01 그리고 0.015 몰분율로, 운전 온도는 25C, $35^{\circ}C$ 그리고 $45^{\circ}C$로 바꾸면서 실험하였다. 운전 온도가 $45^{\circ}C$인 실험조건에서 공급측 n-부탄올의 몰분율이 0.001에서 0.015로 증가함에 따라 n-부탄올의 플럭스는 약 $2g/m^2/hr$ 에서 $27g/m^2/hr$ 로 크게 증가하였다. 이 결과로 투과물 내의 n-부탄올의 농도가 0.0016 몰분율에서 0.052 몰분율로 상당히 증가함을 알 수 있었다. 공급 농도가 0.015인 상태에서 운전 온도가 $25^{\circ}C$에서 $45^{\circ}C$로 증가함에 따라 n-부탄올의 플럭스는 약 $13g/m^2/hr$ 에서 $27g/m^2/hr$ 로 크게 증가하였으며, 투과물 내의 n-부탄올 농도도 따라서 0.045에서 0.052로 증가함을 관찰할 수 있었다.
Vast amounts of different service-specific requirements and vertical network slicing in a 5G network increase the complexity, cost of the network management and resource operations for carriers. To solve this problem, 3GPP is working on the standardization of NWDAF to support the automation of the 5G network by utilizing artificial intelligence technologies based on Big Data to improve the efficiency of network management and resource operation. In addition, the ETSI ZSM Industry Specification Group is developing technical standards for the automation of end-to-end network management and service delivery. This document provides an overall survey of the latest standardization issues of the NWDAF in 3GPP and ETSI ZSM for 5G network automation and intelligence.
광학 및 형광 현미경을 이용한 실시간 촉매 모니터링 기술을 활용하여 C5 파라핀과 올레핀의 방향족화 반응 중 H-ZSM-5 촉매 표면에서 발생하는 코크 형성 과정을 시간별, 촉매 위치별로 관찰하였다. 실시간 자외-가시광 분광현미경(in-situ UV-vis microspectroscopy) 실험을 통해 반응 중 촉매 표면에서 발생하는 코킹 현상에 대한 정보를 실시간으로 얻을 수 있었으며, 그 결과, 결정의 위치와 반응물의 종류에 따라 코크 형성이 크게 달라짐을 확인하였다. 실시간 공초점형 형광현미경(in-situ confocal fluorescence microscopy) 연구에서는, 488 nm 레이저에 의해 형광을 나타내는 화학종들은 높은 분포로 결정의 중앙부분에 존재하며, 561 nm 레이저에 의해 형광을 발현하는 화학종들은 촉매 결정의 외곽으로 이동하는 것을 관찰하였다. 이러한 결과는, 코크 전구체의 크기에 따라 형광 발현 현상이 다르며, 따라서, 촉매의 위치에 따라 다른 종류의 코크 전구체가 존재한다는 것을 시사한다.
Adsorption and heterogeneous electro-Fenton process using iron-loaded ZSM-5 nano-zeolite were investigated for the removal of Tetracycline (TC) from wastewater. The nano-zeolite was synthesized hydrothermally and modified through impregnation. The zeolite was characterized by XRD, FT-IR, FE-SEM, N2 adsorption-desorption, and NH3-TPD techniques. The equilibrium data were best represented by the Freundlich isotherm. The pseudo-second-order kinetic model was the most accurate model for the adsorption of TC on the modified nano-zeolite. The effect of parameters such as pH of solution and current density were investigated for the heterogeneous electro-Fenton process. The results showed that the current density of 150 mA and pH of 3 led to the highest TC removal (90.35%) at 50 min. The nano-zeolite showed the appropriate reusability. Furthermore, the developed kinetic model was in good agreement with the removal data of TC through the electro-Fenton process.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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