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Pt/Carbon 촉매를 이용한 VOCs의 촉매산화 및 전환 속도 해석
백경준,이승범,홍인권,이재동 한국공업화학회 2002 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2002 No.0
대기오염의 주원인이 되는 휘발성유기화합물을 제거하기 위해 Pt/Carbon 촉매를 제조하여 단일성분 및 이성분계 혼합 유기용매의 촉매산화 실험을 수행하였다. 실험에서 사용된 촉매는 촉매입자를 미립화할 수 있고 균일하게 분산시킬 수 있는 콜로이드법을 사용하여 Powder type의 Pt/Carbon을 직접 제조하여 사용 하였다. 이때 지지체는 목탄활성탄을 사용하였고, 휘발성 유기용매로는 benzene, toluene, styrene을 사용하였다. 단일성분의 촉매산화 경우는 반응온도를 180~350°C로 설정하였고, 유입농도를 133~400ppmv로 변화시켰다. 또한 이성분계의 혼합 유기용매의 촉매산화의 경우는 유입농도를 200ppmv로 유지하였고, 유기용매의 부피비를 1:1, 1:3, 3:1 로 변화시켜가면서 실험을 수행하였다. 각 실험의 평균공간 속도는 5300hr-1, 체류시간은 0.68sec로 설정하였다. 또한 단일성분 및 이성분 혼합유기용매의 속도 특성은 two-stage redox속도모델을 사용했다. 단일성분의 완전산화 전환율의 크기는 benzene>toluene>styrene순으로 나타났지만, 이성분계 혼합용매의 경우는 전환율의 감소는 촉매의 활성점에 두 유기용매가 경쟁 흡착하여 반응에 비례한다. 전환율 감소의 크기는 benzene>toluene>styrene순으로 나타났다. 또한 two-stage redox속도모델에 의해 계산된 단일성분의 속도 데이터로부터 이성분계의 전환율 및 속도특성을 예측, 해석할 수 있었다.
유기용매의 촉매산화공정에서 혼합효과에 의한 전환속도 감소율 해석
김진모,백경준,이승범,윤용수,홍인권,김형진 한국공업화학회 2001 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2001 No.-
방향족 유기용매를 처리하기 위한 방법으로써 촉매산화공정에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 현재 기상으로 미량 존재하는 방향족 유기용매의 촉매산화에 대한 메커니즘에 대한 일반화된 모델은 정립되어 있지 않지만, 많은 연구자들에 의해 제안된 촉매산화 메커니즘에 의하면 완전산화 전환율은 사용된 촉매의 형태나 양에 의존하며, 산소가 충분히 공급되어 진다면 유기용매의 농도만의 함수로 표현된다. 일반적으로 백금 담지촉매를 이용한 유기물의 완전산화 메커니즘은 Langmuir-Hinshelwood 반응 메커니즘과 같이 촉매의 표면에 흡착된 산소와 흡착된 유기물 사이의 반응과 Eley-Rideal 메커니즘의 흡착된 산소와 기체상태의 유기물 분자사이의 반응으로 설명할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 방향족 유기용매의 촉매산화 반응을 수행하여 단일성분 및 혼합 유기용매의 속도특성을 알아보았으며, 단일성분 유기용매의 속도 파라미터를 이용하여 Langmuir-Hinshelwood 속도모델에 의한 전환율 예측과 실제 이성분계 혼합용매의 전환율을 비교ㆍ검토하고자 하였다. 연구 결과 방향족 유기용매의 종류별 전환율의 크기는 benzene > toluene >m-xylene의 순이었으며, 혼합 시 단일성분에 비하여 현저한 완전산화 전환율의 감소가 나타났다. 혼합성분의 완전산화 전환율을 예측하기 위한 속도 및 평형상수는 단일성분의 흡착메커니즘에서 얻은 결과 값을 사용하였다.
Structure and Photoluminescence Properties of Bi2O3/ZnO Coaxial Nanorods
진창현,김현수,백경준,김현우,이종무 한국물리학회 2010 THE JOURNAL OF THE KOREAN PHYSICAL SOCIETY Vol.57 No.61
Bi2O3-core/ZnO-shell coaxial nanorods with a uniform layer thickness were prepared by using a two-step process consisting of thermal evaporation of Bi2O3 and sputter-deposition of ZnO. Highly straight Bi2O3 nanorods were synthesized by using thermal evaporation of Bi powders on c-plane Al2O3 substrates, followed by ZnO layers being coated on them by sputtering. Transmission electron microscopy (TEM) analysis and X–ray diffraction (XRD) results indicated that the Bi2O3 cores were pure, simple, tetragonal β-Bi2O3 phase, single crystals whereas the ZnO shells were amorphous. Photoluminescence (PL) measurement under excitation at 325 nm showed that the Bi2O3 nanorods had a major broad emission band centered at around 530 nm in the green region whereas the Bi2O3-core/ZnO-shell nanorods had a major broad emission band centered at around 440 nm in the violet region. The violet emission of the Bi2O3 nanorods could be enhanced by annealing in a reducing atmosphere, which was attributed to the increase in the radiative recombination of self-trapped excitations by diffusion of Zn atoms from the core to the shell during the annealing process. On the other hand, the Bi2O3-core/ZnO-shell nanorods annealed in an Ar atmosphere had a green emission band centered at around ∼530 nm, which originated from the emission of Bi3+ ions.
Fabrication and Characterization of Ga_2O_3/ZnO Coaxial Nanowires
김현수,진창현,백경준,이종무,김현우 한국물리학회 2011 THE JOURNAL OF THE KOREAN PHYSICAL SOCIETY Vol.58 No.51
Ga_2O_3/ZnO coaxial nanowires were synthesized by using a two step process comprised of the thermal evaporation of GaN powders and the sputter-deposition of ZnO. Transmission electron microscopy (TEM) and X-ray diffraction (XRD) analysis results indicated that the cores and the shells of the annealed coaxial nanowires were single crystal monoclinic Ga_2O_3 and amorphous ZnO, respectively. Photoluminescence (PL) measurements showed that the major emission of the Ga_2O_3 nanowires in the green region was increased by the ZnO coating but was slightly decreased by subsequent thermal annealing in an oxidative atmosphere. The oxygen concentration in the Ga_2O_3 core regions increased during the oxygen annealing, leading to increases in the oxygen interstitial and Ga vacancy concentrations, resulting in the enhancement in the green emission. In contrast, the PL emission of the wires was significantly increased, and the emission peak was red-shifted from 540 to ∼590 nm by annealing in a reducing atmosphere, which was presumably attributed to the increases in the oxygen vacancy and Zn interstitial concentrations in the Ga_2O_3 cores.
김원일,김형진,홍인권,김성덕,백경준 한국공업화학회 1999 응용화학 Vol.3 No.1
The disposing problem of used rubbers and waste tires have become acute in recent years. In this study, styrene-butadiene rubber(SBR) and waste. tire were. decomposed in pyrolysis process. The depolymerized products were identified by instrumental analysis such as GPC, FT-IR, GC-MSD, and calorimeter. SBR and tire were degraded to olygomer with final temperature and heating rate, the optimum operating condition were 20℃/min and 700℃ . The yields of SBR and tire were about 60∼70%, 50∼60% respectively. As a result of GC-MSD, above 50 organic compounds were analyzed in oil.