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홍석인,이인화,최명재,박승두 한국화학공학회 1992 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.30 No.5
알루미늄관의 내부벽을 양극산화시켜 알루미나층을 형성시킨 후, 백금 및 팔라듐을 알루미나 층에 담지시켜 촉매벽 반응기를 제작하였다. CO 산화반응을 모델반응으로 선택하여 이 반응기의 성능을 조사하였다. 양극산화의 조건을 조절함으로써 촉매의 담지정도를 조절할 수 있었다. 반응기의 길이를 조절하여 90% 이상의 전환율을 얻을 수 있었으며, Senkan식을 보정하여 저온과 고온영역에서 잘 맞는 다음과 같은 새로운 실험실을 제시하였다. dξ/dz=-0.154/DεRe_0^(-0.13)Sc_0^(-2/3)ln1+εξ/1+ε P(-∞≤Z≤T_0-μ/σ) The layer of alumina was formed in the inside of the aluminum tube by anodic oxidation, and Pt, Pd catalysts were impregnated on the alumina layer to make catalytic wall reactor. The CO oxidation reaction was investigated for the performance of this reactor as the model reaction. By controlling of the anodizing conditions, the extent of impregnation could be regulated. And by controlling the lengths of reactors, the conversion of over 90% could be obtained. A new empirical equation which was good consistent with the results was suggested by modifying the Senkan's equation. dξ/dz=-0.154/DεRe_0^(-0.13)Sc_0^(-2/3)ln1+εξ/1+ε P(-∞≤Z≤T_0-μ/σ)
백금담지 관벽반응기(TWR)에서 CO 산화반응에 대한 해석
홍석인,박승두,유관식 한국화학공학회 1997 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.35 No.2
알루미늄관 내벽을 양극산화시켜 γ-알루미나인 산화피막으로 만들었다. 생성된 피막에 백금을 담지시켜 CO 산화반응을 위한 관벽반응기 (TWR)로 사용하였다. TWR에서의 수학적인 지배식은 에너지와 물질수지식을 couple시켜 만들었고, 수학적으로 구해진 이론값을 실제 실험값과 비교하였다. 반응물의 유속과 TWR의 길이 및 온도에 따라 실험된 전화율이 수치 모사된 값과 비슷하였다. 그러나 유속이 500-700 ㎖/min일 때 실험값은 이론값에 약간의 차이를 보였다. 이러한 현상은 반응물이 충분한 접촉시간을 갖지 못하기 때문에 속도론적 저항보다는 확산저항에 지배됨을 알 수 있었다. The γ-alumina layer was formed inside the aluminum tube by anodization. After platinum was precipitated on the oxide film layer, the aluminum tube was used as a tube wall reactor(TWR) for CO oxidation. The mathematical model was developed from energy balance coupled with mass transfer. The experimental values were compared with the theoretical values obtained from the simulation. The observed conversion was similar to the simulated one with the flow rate of reactants. TWR length and temperature. But when the flow rates were 500-700 ㎖/min, the experimental values showed slight deviation from the theoretical values. This phenomenon could he related to the insufficient contact time of gaseous reactants. It could come to a conclusion that the conversion was more restricted by diffusion limitation rather than by kinetic resistance.
홍석인,박승두,이학영 한국화학공학회 1997 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.35 No.3
본 연구에서는 고체 전해질셀의 금속산화물 촉매전극상에서 NEMCA(non-faradaic electrochemical modification of catalytic activity) 현상을 살펴보았다. YSZ에 코팅된 V₂O_5 촉매전극은 고체 전해질셀(CO, O₂, V₂O_5 /YSZ/Ag, O₂) 상에서 전극과 촉매의 두 가지 역할을 동시에 수행한다. 전류를 가하지 않을 때 V₂O_5촉매전극은 일반적인 CO 산화촉매로의 역할을 수행하였다. 그러나 전류를 가함으로써 개회로에 비해 V₂O_5의 촉매활성도를 크게 할 수 있었다. CO 분압이 3.2㎪일 때 가해지는 50㎂의 전류에 의해서 개회로와 비교하여 7.7×10^(-9) g-atoms/s의 반응속도의 증가가 일어났다. 그리고 이때 계산된 향상인자(A)는 28.9였다. 이와 같은 현상은 가해진 전류가 V₂O_5와 흡착제간의 결합력을 약화시킴으로 이해될 수 있었다. The phenomena of NEMCA(non-faradaic electrochemical modification of catalytic activity) has been studied on metal oxide catalyst electrode in a solid electrolyte cell. The V₂O_5 catalyst electrode doped on YSZ(yttria stabilized zirconia) served both as a catalyst and as an electrode of the solid electrolyte cell; CO, O₂, V₂O_5 /YSZ/Ag, O₂. The V₂O_5 catalyst electrode under open circuit condition played a role of the regular CO oxidation catalyst. Applying current to this system, the catalytic activity of V₂O_5 catalyst was much higher than under open circuit. When CO partial pressure was 3.2 ㎪ and current of 50 ㎂ was applied, the reaction rate was enhanced to 7.7×10^(-9) g-atoms/s and the enhancement factor (A) was 28.2. It seems that the decrease in the covalent bond strength between V₂O_5 and adsobates, resulted from the applyed current, enhanced the reaction rate.