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황화수소 상온 산화를 위한 바나듐계 촉매의 제조 조건 최적화 연구
강혜린 ( Hyerin Kang ),이예환 ( Ye Hwan Lee ),김성철 ( Sung Chul Kim ),장순웅 ( Soon Woong Chang ),김성수 ( Sung Su Kim ) 한국공업화학회 2021 공업화학 Vol.32 No.3
본 연구에서는 황화수소를 상온에서 산화시키기 위한 TiO<sub>2</sub> 기반 바나듐계 촉매의 제조 조건을 최적화하였다. 촉매의 지지체로써 4종의 상용 TiO<sub>2</sub>를 선정하였으며, 함침법을 이용하여 제조된 다양한 바나듐 함량별 V/TiO<sub>2</sub>의 황화수소상온 산화 성능 평가를 수행하였다. 선정된 TiO<sub>2</sub> 중 TiO<sub>2</sub>(A)를 기반으로 하며 바나듐(V) 함량이 5%인 촉매의 황화수소 전환율이 58%로 가장 우수한 것을 확인하였으며, 촉매의 물리·화학적 특성을 비교함으로써 지지체의 비표면적과 우점하는 바나듐의 종이 촉매 성능의 주요인자임을 도출하였다. 활성이 저하된 촉매의 재생 특성을 확인하기 위해 400 ℃에서 2 h 동안 열처리하였으며, 재생된 촉매에 황이 일부 침적되어 황화수소 산화량이 10% 감소하였으나 초기 성능은 유사하게 나타나는 것을 확인하였다. In this study, the preparation conditions for a TiO<sub>2</sub>-based vanadium-based catalyst for oxidizing hydrogen sulfide at room temperature were optimized. Four types of commercial TiO<sub>2</sub> were used as a catalyst support and the performance evaluation of hydrogen sulfide oxidation at room temperature of V/TiO<sub>2</sub> by varying vanadium contents prepared using the impregnation method was performed. Among the types of TiO<sub>2</sub> tested, it was confirmed that the catalyst with the vanadium content of 5% and based on TiO<sub>2</sub>(A) has the best hydrogen sulfide conversion rate of 58%. By comparing the physical and chemical properties of the catalyst, the specific surface area of the support and the species of dominant vanadium are the major factor in catalyst performance. In order to confirm the regeneration characteristics of the catalyst with reduced activity, heat treatment was performed at 400 ℃ for 2 h, and the amount of hydrogen sulfide oxidation decreased by 10% due to the partial deposition of sulfur in the regenerated catalyst, but it was confirmed that the initial performance was similar.
실내 이산화탄소 저감을 위한 흡착 기술의 동향 및 전망
강혜린 ( Hyerin Kang ),이예환 ( Ye Hwan Lee ),엄한기 ( Hanki Eom ),김성수 ( Sung Su Kim ) 한국공업화학회 2020 공업화학전망 Vol.23 No.4
최근 실내 공기질(IAQ; indoor air quality)을 악화시키는 물질 중 하나인 이산화탄소 저감 연구가 다수 진행되고 있다. 현재 이산화탄소를 저감하는 방법에는 흡착법, 흡수법, 막분리법 등이 있다. 그 중 흡수법은 액체 상태의 흡수제를 분사하는 공정 특성상 실내에 적용하기 어렵고 2차 오염물 또는 폐수가 발생할 수 있다. 또한, 막분리법은 이산화탄소 분리를 위한 응집 및 침전과 같은 전처리 과정이 필요하므로 실내 이산화탄소 저감에 적합하지 않다. 반면, 흡착법은 비교적 저렴하고 운영이 간단하여 적용 사례가 증가하였으며, 유동 인구가 많고 환기가 어려운 지하철, 버스 등의 대중교통 차량내부 및 교실, 사무실, 공공시설에서 배출되는 실내 이산화탄소를 제어할 수 있다는 장점이 있어 가장 적합한 해결책으로 알려져 있다. 흡착 공정에 사용되는 대표적인 흡착제 종류에는 활성탄, 제올라이트, 알루미나 등이 있으며, 이 흡착제들을 개질 및 성형하여 흡착제의 성능 및 기계적 강도를 증진시키는 고도화 연구가 활발히 수행되고 있다. 이처럼 적용 대상 내설치 및 교체가 용이하도록 하는 흡착제 제조 기술 개발이 필요한 실정이며, 흡착제를 상용화 수준까지 발전시킴으로써 강화된 실내 공기질 규제 기준에 대한 대응 및 삶의 질 향상이 기대된다.