촉매

흡착제, 환경플랜트, 기능성탄소

2023년 5월 31일
by 이진구
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바이오매스 유래 기능성탄소 정수필터

  옥수수 속대 (corn cob) 유래 바이오 알코올로부터 제조된 기능성탄소를 충전한 정수필터 (PureCarbon Filter M)를 제작하였다.  기능성탄소에는 중금속이나 미세플라스틱이 함유되어 있지 않다.  유기염소화합물 제거 성능이 엄청나네.  예술이네.
정수필터

2023년 5월 22일
by 이진구
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PFCs 스크러버

  교토 의정서 및 UNFCC (UN Framework Convention on Climate Change)에서 보고된 100년 지구온난화지수 (GWP)는 아래와 같다.  우수한 온실가스 저감 기술을 도입하여 지구 온난화를 막아야겠다.
온실가스
지구온난화지수
메탄 (CH4)
25
아산화질소 (N2O)
298
사불화탄소 (CF4)
7,390
육불화황 (SF6)
22,800
PFCs 스크러버
1956~76년 평균 대비 2011~21년 사이 평균 지상 기온 차이를 그린 지도 (위키피디아)

  반도체팹에 PFCs (과불화화합물, perfluorocompounds) 스크러버를 납품하여 6개월간 평균 PFCs 분해율 99%를 유지하고 있다.  협력사와 개발하여 훌륭한 PFCs 스크러버를 제작했네.  많은 반도체팹에 PFCs 스크러버를 설치했으면 한다.
PFCs 스크러버
PFCs 분해 촉매
PFCs 스크러버
PFCs 스크러버

2023년 5월 5일
by 이진구
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촉매 타정

  촉매를 일정한 크기의 정제로 타정하면 지름 및 두께 편차를 줄일 수 있다. 또한 결합제 첨가량을 줄여서 타정하면 펠렛 대비 촉매성능을 향상시킬 수 있다. 45개의 펀치로 100 rpm으로 타정하면 1분에 4,500알의 정제가 생산되네.

타정기

타정기

촉매 정제 (5 mm ⌀)

 
 

2023년 4월 10일
by 이진구
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유리섬유하니컴에 촉매 코팅

  유리섬유를 파형으로 절곡한 하니컴 (corrugated honeycomb)에 촉매를 코팅하였다. 금속하니컴, 다공질금속에 비하여 유리섬유하니컴에 촉매를 더 많이 코팅할 수 있고, 촉매 성분의 탈리가 아주 적네. 한편, 촉매를 코팅 후 원하는 형태로 변형하여 열처리하여 굳힐 수 있다. 코디어라이트하니컴 대비 가볍고, 압력손실이 적게 걸리며, 450 C까지 내열성이 있다.

  공기청정기, 살균기 등에 설치하여 악취, 오존 제거에 사용할 수 있겠다.


촉매 코팅 필터 (직육면체 형태)

촉매 코팅 필터 (속이 빈 원기둥 형태)

2023년 3월 30일
by 이진구
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VOCs 농축촉매산화 영상

(1) 농축로터에는 USY, ZSM-5 등의 제올라이트가 일반적으로 코팅되며, 대부분의 휘발성유기화합물을 흡착농축, 탈착한다.  그러나, 제올라이트 케이지 크기 보다 큰 분자크기의 휘발성유기화합물은 흡착농축 될 수 있어도, 탈착될 수는 없다.
(2) 반면에 넓은 비표면적 (350~400 m2/g)의 비정질 홉칼라이트 촉매는 분자크기가 큰 유기화합물 (리모넨, 멘솔)을 흡착하였다가 촉매산화한다.
  이 두가지 현상을 모션그래픽 영상으로 표현했다.
(1) USY에 리모넨, 멘솔이 케이지 안에 흡착된 후 케이지에 껴서 빠져나오지 못하는 것을 표현
(2) 홉칼라이트 촉매 표면에 리모넨, 멘솔이 흡착된 후 산화되는 것을 표현
(1) 제올라이트를 코팅한 농축로터의 경우 분자크기가 큰 유기화합물 농축할 수 없는 반면, (2) 홉칼라이트 촉매를 코팅한 촉매로터의 경우 이를 농축, 산화시킬 수 있다.

2023년 3월 15일
by 이진구
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VOCs 농축산화 촉매로터

  제올라이트로터는 VOCs를 농축탈착할 수 있다.  반면에, 비표면적이 350~400 m2/g인 홉칼라이트 촉매를 로터에 코팅한 촉매로터의 경우 VOCs 농축산화 시킨다.  촉매로터를 사용하면 RTO, RCO, CO 같은 후처리설비가 필요없다.

  한편, 제올라이트로터에서 악취 및 VOCs를 98% 정도 흡착하면, 미처 흡착하지 못한 성분이 배출된다.  이러한 악취 및 VOCs를 촉매로터를 설치하여 완벽히 제거하여, 악취민원 소지를 없앨 수 있다.

  4,250 mm ø x 400 mm 크기의 촉매로터를 제작하여 관련 설비를 시공하였다.
촉매로터
촉매로터 (440 mm ø x 400 mm)
촉매로터
촉매로터 실증장비
촉매로터
제올라이트로터+촉매로터 실증장비
제올라이트로터
제올라이트로터 (1,525 mm ø x 400 mm)
촉매로터
촉매로터 (965 mm ø x 400 mm)
촉매로터
촉매로터 (965 mm ø x 400 mm)
촉매로터
촉매로터 (4,250 mm ø x 400 mm)
촉매로터

2022년 12월 10일
by 이진구
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HPLC를 이용한 알데히드류, 케톤류 분석

  HPLC를 이용하여 알데히드류, 케톤류를 분석했다. 알루미늄백에 포집한 가스를 DNPH (2,4-dinitrophenylhydrazine) 유도체화하여 C18 컬럼상에서 분리하여 UV-Vis 감지기로 분석하였다. Formaldehyde, acetaldehyde, aclorein, acetone, propionaldehyde, crotoaldehyde, methacrolein, 2-butanone, butylaldehyde, benzaldehyde, valeraldehyde 등을 정량분석 할 수 있다.

HPLC (Agilent 1260)

DNPH 카트리지

분석 스펙트라 예

2022년 10월 15일
by 이진구
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RTO 축열체

  RTO 축열체 개발을 위하여 2000년에 alumina porcelain, mullite, cordierite 재질의 하니컴을 분석한 적이 있다.
  Alumina 함량이 많은 alumina pocelain과 mullite의 비열이 커서, 결과적으로 축열용량이 크게 된다.  그리고 alumina porcelain의 경우 아래 SEM 사진 (x5,000)에서 보듯이 표면이 매끈하여 물흡수량이 1% 미만이다.  결과적으로 악취 및 VOCs 성분이 결정 공극에 잔류하지 않게 된다.  Cordierite 하니컴 축열체는 1,360 C에서 구조가 변형되네.

  알루미나 포슬린 (porcelain) 원료로 고령토 (카올린, kaolin), 보크사이트 (bauxite), 활석 (탈크, talc) 등이 사용되며, 도자기도 포슬린 재질이다.  포슬린 도자기에 관심을 가지게 되어 이천 경기도자미술관광주요, 아리타도기시 (有田陶器市), 경덕진 (景德镇)을 가봤네.  이천 등지에서 포슬린 도자기잔도 구입했네.  한편, 촉매 코팅용 지지체로 사용되는 포러스 코디어라이트 (cordierite) 관련해서는 코디어라이트 허니컴 압출용 혼합체의 점성거동에 관한 연구라는 논문을 출간한 적이 있다.

Alumina porcelain 하니컴 축열체

Alumina porcelain 하니컴 축열체 SEM 사진 (x5,000)

Cordierite 하니컴 축열체 SEM 사진 (x5,000)

Cordierite 하니컴 축열체의 온도별 연화도

포슬린 도자기잔 (은, 백금, 청화백자 황금)