SMB 공정 p-Xylene 생산을 위한 SMB 공정 및 흡착제

서정권 ( Jeong Kwon Suh ),김범식 ( Beom Sik Kim ),이진석 ( Jin Suk Lee ),이영섭 ( Young Sub Lee ),이창하 ( Chang Ha Lee ) 한국공업화학회 2007 공업화학전망 Vol.10 No.6

제올라이트 X/활성탄 복합체의 H2O 흡착 특성연구

서정권 ( Jeong Kwon Suh ),홍지숙 ( Ji Sook Hong ),이창하 ( Chang Ha Lee ),이정민 ( Jung Min Lee ) 한국공업화학회 2003 공업화학 Vol.14 No.2

왕겨를 출발 원료로 하여 제올라이트 X/활성탄 복합체(제오카본)를 합성하였으며, 합성된 복합체와 제올라이트 13X애 대한 H_2O의 흡착 특성을 비교 하였다. 실천을 통해 얻어진 흡착 등온선에 Langmuir-Freundlict, Muilt-BET 및 Excess suface Work (ESW) 모델을 적용 시켰다. 결과에서 알수 있듯이, 제오카본의 경우에는 Langmuir-Freundlich 모델을 적용했을 경우에는 313.15 K (1.39%), Multi-BET 모델의 경우에는 313.15 K (2.29%), ESW 모델 적응시는 353.15 K (0.47%) 온도에서 가장 작은 오차를 보여주었다. 제올라이트 13X외 경우에는 Langmuir-Freundlich 모델을 적용했을 경우에는 353.15 K (0.10%), Multi-BET 모델의 경우에는 313.15 K (0.65%), ESW 모델 적용시는 353.15 K (0.68%) 온도에서 가장 작은 오차를 보여주었다. 특히, ESW 모델은 Langmuir-Freuntdlich Mulit-BET model에 비해서 저압영역에서는 단분자충 흡착과 고압 영역에서는 capillary condensation 현상 등이 고려된 결과, 모든 온도와 압력 범위에서 잘 적용되었다. Zeolite X/activated carbon composite (zeocarbon) was synthesized from rice hulls. The adsorption equilibrium of H_2O on zeocarbon was compared with that of zeolite 13X, Langmuir-Freundlich, Excess Surface Work (ESW) and Multi-BET isotherm models were used to fit the experimental data of H_2O adsorption on zeocarbon and zeolite 13X. In the case of zeocarbon, the minimum error of 1.39% resulted when the Langmuir-Freundlich model was applied at 313.15 K. In the cases of Multi-BET and ESW models, the minimum errors were 2.29% and 0.47% at 131.15 K and 353.15 K, respectively. In the case of zeolite 13X, the minimum error was 0.10% at 0.68%, at 313.15 K and 353.15 K, respectively. ESW model was found to be in better agreement with the experimental values than Langmuir-Freundlich model or Multi-BET model. Considering that monolayer adsorption occurs in low-pressure region, while the capillary condensation phenomenon prevails in high-pressure region, ESW model fitted well under all the temperature and pressure conditions.

리튬 2차전지용 양극활물질의 제조에 관한 연구

서정권(Suh Jeong Kwon) 한국열환경공학회 2009 한국열환경공학회 학술대회지 Vol.2009 No.춘계

Water Glass로부터 합성한 δ-Na₂Si₂O₅의 Ca²⁺, Mg²⁺ 이온교환성

정순용,서정권,박중환,도명기,고재천,이정민,Jeong, Soon-Yong,Suh, Jeong-Kwon,Park, Jeong-Hwan,Doh, Myung-Ki,Koh, Jae-Cheon,Lee, Jung-Min 한국공업화학회 1994 공업화학 Vol.5 No.3

The ion-exchange properties of $Ca^{2+}$ and $Mg^{2+}$ ions have been studied in ${\delta}-Na_2Si_2O_5$ synthesized from water glass. Results show that optimum temperature for synthesis of ${\delta}-Na_2Si_2O_5$ was $725^{\circ}C$. Ion-exchange isotherms for $Ca^{2+}$ and $Mg^{2+}$ exchange for $Na^+$ in the synthetic ${\delta}-Na_2Si_2O_5$ show that the ion-exchange capacity of magnesium is better than that of calcium, and the ion-exchange of magnesium is less sensitive for temperature than that of calcium. When initial pH of solution is increased between 2 and 6, the ion-exchange capacities of magnesium and calcium decrease a little. However, they are almost constant above pH 6 because of alkali buffer effect of ${\delta}-Na_2Si_2O_5$. In the thermodynamic studies, it was found that Gibbs free energies of reaction of calcium ion-exchange are larger than those of magnesium ion-exchange with inverse order of selectivity. The standard enthalpy and entropy of reaction of calcium ion-exchange are larger than those of magnesium ion-exchange. Water glass로부터 ${\delta}-Na_2Si_2O_5$를 합성하여, 이의 칼슘과 마그네슘의 이온교환성, 이온교환에 대한 열역학적 특성치를 조사하였다. Water glass로부터 합성한 ${\delta}-Na_2Si_2O_5$의 최적 합성온도가 $725^{\circ}C$ 근처임을 알았다. 이온교환반응에 있어서 마그네슘 이온교환능이 칼슘 이온교환능보다 우수하였고, 마그네슘의 이온교환능은 온도에 민감하지 않은 반면에, 칼슘의 이온교환능은 온도에 민감하여 온도증가에 따라 이온교환능의 증가폭이 큼을 알 수 있었다. 초기 수용액 pH 변화에 따른 칼슘과 마그네슘의 이온교환능은 초기 수용액 pH가 2~6 사이에서 약간 감소하였으나, 6 이상에서는 ${\delta}-Na_2Si_2O_5$의 알카리 완충효과 때문에 각각 일정하게 나타났다. 이온교환 Gibbs 자유에너지는 이온교환 선택성의 역순으로 칼습 이온 교환반응이 마그네슘 이온교환반응보다 높게 나타났으며, 엔탈피와 엔트로피값도 칼슘 이온교환반응이 마그네슘 이온교환 반응보다 높게 나타났다.

알루미노 실리케이트 겔과 활성탄 혼합물상에서의 제올라이트 합성

박중환,서정권,정순용,이정민,도명기 ( Jeong Hwan Park,Jeong Kwon Suh,Soon Yong Jeong,Jung Min Lee,Myung Ki Doh ) 한국공업화학회 1998 공업화학 Vol.9 No.5

성형 Co-Ru-Zr-Si 촉매를 이용한 이산화탄소에 의한 메탄 리포밍

남정광 ( Jeong Kwang Nam ),이지혜 ( Ji Hye Lee ),송상훈 ( Sang Hoon Song ),안홍찬 ( Hong Chan Ahn ),장태선 ( Tae Sun Chang ),서정권 ( Jeong Kwon Suh ),김성보 ( Seong Bo Kim ) 한국공업화학회 2012 공업화학 Vol.23 No.2

메탄 개질반응(CH4 reforming)은 온실가스(CH4와 CO2)를 합성가스(CO, H2)로 전환시켜 온실가스를 자원화 한다는 점에서 활발하게 연구가 진행되고 있다. 그러나 촉매 비활성화와 고온 반응으로 인해 아직 상업화된 공정이 없는 상황이다. 본 연구에서는 Co, Ru, Zr 금속과 담지체로 SiO2를 이용해 Co-Ru-Zr-Si (CRZS)촉매를 제조하고 이를 성형하여 메탄 개질반응 특성을 연구하고, 공정 개발을 위한 기초 자료를 얻고자 하였다. 성형촉매의 특성을 알아보기 위해 XRD, BET 그리고 EDS로 분석하였고, 메탄 및 이산화탄소 전환율은 GC (TCD detector)로 분석하였다. 또한 반응속도론적 연구로부터 반응속도상수를 구하였으며 반응물의 물질전달영향을 받지 않는 촉매크기를 선정하였다. 선정된 성형촉매는 850℃, 720 h에서도 활성을 유지하였다. The methane dry reforming has received the considerable attention in recent years, mainly as an attractive route to produce synthesis gas (CO, H2) from green-house gases (CH4, CO2) for resources. However, this process has not been commercialized due to the high temperature and catalyst deactivation. In this study, Co-Ru-Zr catalysts supported on SiO2 were studied for the characterization of methane dry reforming reaction and the preliminary data for process development were achieved. The crystal structure of catalysts was measured by XRD, the surface area and pore size were analyzed by BET, and the element composition of catalyst were analyzed by EDS. Conversions of methane and carbon dioxide were analyzed by GC. In addition, reaction rate constants were obtained from the reaction kinetic study and the optimum catalyst size that does not affect mass transfer from reactants was also determined. The selected pellet-type catalyst maintained activation for 720 h at 850 ℃.

Water Glass 로부터 합성한 δ- Na2Si2O5 의 Ca2+ , Mg2+ 이온교환성

정순용,서정권,박중환,도명기,고재천,이정민 ( Soon Yong Jeong,Jong Kwon Suh,Jeong Hwan Park,Myung Ki Doh,Jae Cheon Koh,Jung Min Lee ) 한국공업화학회 1994 공업화학 Vol.5 No.3

Water glass로부터 δ-Na₂Si₂O_5를 합성하여, 이의 칼슘과 마그네슘의 이온교환성, 이온교환에 대한 열역학적 특성치를 조사하였다. Water glass로부터 합성한 δ-Na₂Si₂O_5의 최적 합성온도가 725℃ 근처임을 알았다. 이온교환반응에 있어서 마그네슘 이온교환능이 칼슘 이온교환능보다 우수하였고, 마그네슘의 이온교환능은 온도에 민감하지 않은 반면에, 칼슘의 이온교환능은 온도에 민감하여 온도증가에 따라 이온교환능의 증가폭이 큼을 알 수 있었다. 초기 수용액 pH 변화에 따른 칼슘과 마그네슘의 이온교환능은 초기 수용액 pH가 2∼6 사이에서 약간 감소하였으나, 6 이상에서는 δ-Na₂Si₂O_5의 알카리 완충효과 때문에 각각 일정하게 나타났다. 이온교환 Gibbs 자유에너지는 이온교환 선택성의 역순으로 칼슘 이온교환반응이 마그네슘 이온교환반응보다 높게 나타났으며, 엔탈피와 엔트로피값도 칼슘 이온교환반응이 마그네슘 이온교환 반응보다 높게 나타났다. The ion-exchange properties of Ca^(2+)and Mg^(2+) ions have been studied in δ-Na₂Si₂O_5 synthesized from water glass. Results show that optimum temperature for synthesis of δ-Na₂Si₂O_5 was 725℃ . Ion-exchange isotherms for Ca^(2+) and Mg^(2+) exchange for Na^+ in the synthetic δ-Na₂Si₂O_5 show that the ion-exchange capacity of magnesium is better than that of calcium, and the ion-exchange of magnesium is less sensitive for temperature than that of calcium. When initial pH of solution is increased between 2 and 6, the ion-exchange capacities of magnesium and calcium decrease a little. However, they are almost constant above pH 6 because of alkali buffer effect of δ-Na₂Si₂O_5. In the thermodynamic studies, it was found that Gibbs free energies of reaction of calcium ion-exchange are larger than those of magnesium ion-exchange with inverse order of selectivity. The standard enthalpy and entropy of reaction of calcium ion-exchange are larger than those of magnesium ion-exchange.

깁사이트를 이용한 고기능 세라믹 촉매담체의 제조

박병기,서정권,이정민,서동수,Park, Byung-Ki,Suh, Jeong-Kwon,Lee, Jung-Min,Suhr, Dong-Soo 한국세라믹학회 2002 한국세라믹학회지 Vol.39 No.3

깁사이트의 급속 열분해 산물인 비정질 알루미나로부터 γ-alumina bead를 제조하고, 이를 21.87%의 질산($HNO_3$)과 28.57%의 초산($CH_3COOH$)을 혼합한 용액에 침적시킨 다음 200$^{\circ}$C 온도로 3시간 수열처리하여 결정의 변화, 기공특성, $N_2$ 흡/탈착 등온선, 기계적강도 및 내열특성 등을 조사하였다. 0.1∼0.3${\mu}$m 크기의 침상 및 판상 의사베이마이트 결정은 같은 결정구조를 갖는 1∼2${\mu}$m 길이의 침상형 베이마이트 결정으로 변했고, 이를 통해 ${\gamma}$-alumina와 베이마이트 사이에는 수열반응에 기인한 가역적 상 변화가 발생한다는 사실을 알 수 있었다. 수열처리 전 ${\gamma}$-alumina bead에 비해 $N_2$ 흡착 용량이 450㎖/g에서 670㎖/g으로 증가하였고, 100∼1000${\AA}$ 범위의 기공부피는 0.15㎖/g에서 0.77㎖/g으로 증가하였으며, 기계적 강도가 1.4MPa에서 2.2MPa로 증가하였다. 또한 40vol%의 수증기를 포함한 1000$^{\circ}$C의 고온에서도 100∼1000${\AA}$ 범위의 기공을 유지하며 ${\theta}$-alumina 결정구조를 유지하는 높은 내열저항을 나타내었다. We prepared γ-alumina beads using the amorphous alumina, obtained by fast calcination of gibbsite, and its were immersed in aqueous solution of the mixture of 21.87% nitric acid and 28.57% acetic acid. The beads thus were hydrothermaly treated at 200$^{\circ}$C for 3h, and were investigated changes of crystal, pore characteristics, $N_2$ adsorption and desorption isotherms, mechanical strengths and thermal resistance. Acicular platelet crystals of 0.1∼0.3${\mu}$m were transformed into acicular boehmite crystals of 1∼2${\mu}$m having the same crystal structure. Through this changes, we found that reversible phase transformation due to hydrothermal reaction took placed between boehmite and ${\gamma}$-alumina. In comparison to the ${\gamma}$-alumina bead before hydrothermal treatment, $N_2$ adsorption capacity was increased from 450㎖/g to 670㎖/g, and pore volume between 100${\AA}$ and 1000${\AA}$ was increased form 0.15㎖/g to 0.77㎖g, and mechanical strength was increased form 1.4MPa to 2.2MPa. Also, it showed the remarkable thermal resistance which sustained ${\theta}$-alumina crystal structure and pores between 100${\AA}$ and 1000${\AA}$ at 1000$^{\circ}$C in 40vol% steam.

Fe₂O₃γ-Al₂O₃ 세라믹촉매와 오존을 이용한 아닐린의 분해특성

박병기,서정권,이정민,Park, Byung-Ki,Suh, Jeong-Kwon,Lee, Jung-Min 한국세라믹학회 2005 한국세라믹학회지 Vol.42 No.4

비정질알루미나와 기공형성제에 물을 혼합하여 원통형으로 성형하고 수화한 다음, 건조 및 소성하여 직경 5mm, 평균 길이 약 10mm의 $\gamma-$알루미나 펠릿을 제조하였다. 이를 $Fe(NO_{3})_{3}{\cdot}9H_{2}O$용액과 $CH_{3}COOH$ 혼합용액에 침척시켜 $200^{\circ}C$ 온도로 3시간 수열처리한 후, 건조하고 소성하여 촉매를 제조하였다. 이와 같이 수열법에 의해 제조된 $Fe_{2}O_{3}/\gamma-Al_{2}O_{3}$ 세라믹촉매를 환경촉매로 적용하기 위해, 아닐린과 같은 난분해성물질을 촉매를 사용하지 않는 오존단독공정과 촉매를 사용하는 촉매오존(catalytic ozonation)공정으로 구분하여 $OH^{\cdot}$ 라디칼 전환반응 개시제로서의 기능과 그 분해특성을 비교하였다. We prepared the cylindrical $\gamma-alumina$ pellets of 5 mm in diameter and 10 mm in average length using amorphous alumina and pore generating agent. The pellets were immersed in an aqueous solution of the mixture of $Fe(NO_{3})_{3}{\cdot}9H_{2}O$ and $CH_{3}COOH$. They were then hydrothermally treated at $200^{\circ}C$ for 3 h in autoclave, dried and calcined. For the application as an environmental catalyst, we investigated the decomposition characteristics of aniline and the initiation characteristics of $OH^{\cdot}$ conversion action in $O_{3}$ environment with or without the $Fe_{2}O_{3}$ supported y-alumina catalyst and $O_{3}$ molecule.

활성탄 지지체상에서 제올라이트 4A 합성 및 특성

박중환,서정권,정순용,이정민,도명기 ( Jeong Hwan Park,Jeong Kwon Suh,Soon Yong Jeong,Jung Min Lee,Myung Ki Doh ) 한국공업화학회 1997 공업화학 Vol.8 No.2

입상활성탄의 기공내에 알루미노실리케이트 겔을 침적시킨 후 수열합성하여 제올라이트 4A가 담지된 복합 분자체를 제조하였다. 평균입경이 0.8㎛ 정도되는 미세한 제올라이트 4A 결정이 활성탄의 macro pore상에 포획된 상태로 존재하였다. 입상활성탄의 기공부피는 0.67㎖/g이였으며, 제올라이트 4A가 21.6wt% 담지된 시료의 경우에는 0.41㎖/g으로서 약 40% 정도 기공부피가 감소하였다. 입상활성탄에 담지된 제올라이트 4A의 칼슘이온 교환능은 320mg CaCO₃/g zeolite 정도로서 분말상 제올라이트 4A와 거의 비슷하였다. 초음파 분산 과정에서 입상활성탄 지지체상에 담지된 제올라이트 4A 결정은 용액상으로 분리되지는 않았다. 제올라이트 4A가 담지된 시료의 수분흡착 등온선은 Type I과 Type III의 중간 형태였으며, 친수 및 친유성 흡착 특성을 동시에 나타내었다. Zeolite 4A-impregnated complex molecular sieve was prepared by hydrothermal reaction after aluminosilicate gel was penetrated into the pore of activated carbon granule. The crystals of zeolite 4A mainly were formed in the macropore of activated carbon, and their average diameter is 0.8㎛. The pore volume of activated carbon granule is 0.67㎖/g, and the pore volume of the sample including 21.6wt% of zeolite 4A crystal is 0.41㎖/g decreasing the pore volume by 40% due to the crystallization of zeolite 4A crystals on the internal surface of activated carbon. The calcium ion exchange capacity of zeolite 4A-impregnated sample is 320mg CaCO₃/g zeolite, and this value is almost the same as that of zeolite 4A powder. The crystal of zeolite 4A was not separated from the support of activated carbon granule in the course of ultrasonic dispersion. The adsorption isotherm of water on zeolite 4A-impregnated sample shows the intermediate shape between types, I and III. In addition, zeolite 4A-impregnated sample shows thehydrophilic and hydrophobic properties simultaneously.