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Ag/γ-Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 촉매상에서 탄화수소-SCR(Selective Catalytic Reduction) 연구
김문찬,이철규,Kim, Moon-Chan,Lee, Cheal-Gyu 한국분석과학회 2005 분석과학 Vol.18 No.2
본 연구에서는 자동차의 배출가스중에 포함된 NO를 비선택적 촉매환원법으로 환원시켜 제거하기 위하여 Ag의 함량을 여러 가지로 달리하여 ${\gamma}-Al_2O_3$에 담지한 촉매를 제조하였고, 제조한 촉매에 대하여 온도, 산소농도, 아황산가스농도의 변화에 따른 $NO_x$의 전환율에 대하여 연구하였다. 또한 제조한 촉매의 물성분석을 통하여 촉매의 상태와 $NO_x$의 전환율과의 관계를 알아보았다. 제조한 각각의 촉매에 대하여 반응조건을 여러 가지로 달리하여 반응실험을 한 결과 $Ag/{\gamma}-Al_2O_3$ 촉매는 Ag의 함량이 2 wt%일 때, 그리고 반응온도가 약 $450^{\circ}C$일 때 가장 높은 $NO_x$ 전환율을 나타냈다. 반응실험 전 후의 촉매에 대하여 X-ray Diffraction (XRD), X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), Temperature Programmed Reduction (TPR), Ultraviolet-Visible Diffuse Reflectance Spectroscopy (UV-Vis DRS)등의 분석 결과와 반응실험 결과를 비교하여 볼 때 Ag의 산화상태가 잘 유지되지 못하여 고온에서는 $NO_x$ 전환율이 낮아지는 것으로 나타났다. Removal of NO contained in automobile exhaust gas was accomplished by the non-selective catalyst reduction method. The catalysts were prepared through loading of a specific amount of Ag into ${\gamma}-Al_2O_3$. The conversion of $NO_x$ was studied by varying the temperatures, $O_2$ concentrations and $SO_2$ concentrations for the prepared catalysts. The influence of the structure of catalyst to $NO_x$ conversion was followed through the analysis of the physical properties of the prepared catalysts. Experiments were conducted on each of the catalysts by varying the reaction conditions to find an optimum condition. The catalyst $Ag/{\gamma}-Al_2O_3$ shows a highest $NO_x$ conversion when the Ag content was 2 wt% and a reaction temperature of about $450^{\circ}C$. and after conducting the experiments, samples of before and after experiments analyzed using XRD, XPS, TPR, and UV-Vis DRS experiments. The result indicated that when Ag oxide content could not be maintained well at high temperatures $NO_x$ conversion decreased.
티타니아에 담지된 귀금속촉매의 H<sub>2</sub>O-H<sub>2</sub> 전처리에 따른 휘발성유기화합물 산화에 미치는 영향
김문찬,고선환,Kim, Moon-Chan,Ko, Sun-Hwan 한국공업화학회 2007 공업화학 Vol.18 No.6
연구에서는 $TiO_2$ 담체에 귀금속(Pd, Ru, Ir)을 담지시켜 촉매를 제조하였다. 금속분산의 향상을 위해 $H_2O-H_2$ 전처리 기술이 이용되었고, 반응물로서 xylene, toluene 그리고 MEK를 사용하였다. 단일금속과 합금금속의 촉매들은 함침법에 의해 준비하였고, XRD, XPS 분석을 통하여 특성 분석하였다. Pd-Ru, Pd-Ir 촉매는 다양한 활성점을 나타내었고, 그것은 Pd의 metal 영역를 강화시켰다. 합금금속으로 이루어진 촉매가 단일 금속으로 이루어진 촉매에 비해 VOCs 전환율이 더 높았다. $H_2O-H_2$ 전처리 기술은 Pd 입자를 고르게 분산시켰다. 이는 촉매의 효율을 증진시키는 효과를 보여주었다. 본 연구에서 Pd에 소량의 Ru, Ir 첨가는 VOCs의 산화반응을 증진시켰고, $TiO_2$ 담체상에서 $H_2O-H_2$ 전처리는 VOCs의 제거효율을 증진시켰다. In this study, noble metals (Pd, Ru, Ir) were supported to $TiO_2$ catalyst. In order to distribute metals uniformly, $H_2O-H_2$ pretreatment technique was used. Xylene, toluene, and MEK were used as reactants. The monometallic or bimetallic catalysts were prepared by the excess wetness impregnation method and were characterized by XRD, and XPS analysis. Pd-Ru, Pd-Ir bimetallic catalysts had multipoint active sites which improved the range of Pd metal state. Bimetallic catalysts had a higher conversion of VOCs than that of monometallic one. The effect of $H_2O-H_2$ pretreatment technique was the enhancement of uniform distribution of Pd particles and promotion of catalytic efficiency. In this study, addition of Ru and Ir metals to Pd promoted oxidation conversion of VOCs. In addition, $H_2O-H_2$ pretreatment promoted removal efficiency of VOCs on the $TiO_2$ support.
김문찬 ( Moon Chan Kim ),오대식 ( Dae Sik Oh ) 한국공업화학회 2010 응용화학 Vol.14 No.1
본 연구에서는 폐플라스틱을 이용한 촉매 분해 반응을 연구하였다. 제조된 촉매의 결정 구조를 파악하기 위하여 XRD (X-ray diffraction) 분석을 시행하였고, 결정형태를 알아보고자 SEM (Field Emission-SEM) 분석을 시행하였다. 또한 접촉 분해 후 생성물의 분포를 알아보고자 GC-MAS 분석을 시행하였다. 폐플라스틱을 사용하여 분해 촉매반응을 한 결과 Pt-zeolite 촉매가 가장 휘발유 C5∼C11로의 수율이 많은 것으로 나타났으며, 340℃ 이상부터는 플라스틱(PE, PP, ABS)에 대해서 분해 전환율이 약 75% 이상인 것으로 나타났다.