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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 이근재
- 발행연도
- 2017
- 저작권
- 단국대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수5
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탈질설비에 적용되는 선택적 촉매환원(Selective Catalystic Reduction, SCR)의 소재는 세라믹 입자들이 콜로이드 형태로 분산되어 스테인리스 스틸과 같은 금속 지지체 위에 코팅되는 형태로 적용된다. 그러나 금속 소재와 세라믹 소재의 형이상학적, 재료학적 차이로 인한 물리, 화학적 접착성 불량이 존재하게 되며, 이러한 문제로 인하여 SCR 촉매소재 뿐만 아니라, 금속과 세라믹을 접목시킬 수 있거나 시켜야 하는 공정에 있어서 제한이 발생한다. 따라서 금속과 세라믹간의 접착성 향상을 위한 새로운 공정 개발 및 표면 분석이 요구된다.
본 연구에서는 대표적인 오스테나이트계 스테인리스 스틸인 SUS 304와 세라믹 SCR 촉매 소재와의 접착성 향상을 위하여 전해산화 및 티타늄 유무기 하이브리드 착이온 용액을 이용한 표면 개질을 수행하였다. 일반적으로 금속의 전해산화 처리에서 방지해야 될 반응으로 알려진 pitting 현상을 역이용하여 금속 표면에 다공성 구조를 형성시켜 물리적 거칠기를 향상시켰으며, 유무기 하이브리드 티타늄 착화합물을 제조하여 SUS 304 표면에 도포 후 Ti-O-Mx형태의 미세한 island 형태의 산화막을 형성시켰다. 이러한 금속의 표면개질을 통한 SUS 304는 조건 별 실제 탈질설비에 적용되는 SCR 세라믹 코팅 용액을 이용하여 조건에 따라 접착성 평가를 수행하였으며, 모든 전처리 과정을 수행한 샘플에서 접착성 및 내구성이 가장 크게 향상되는 경향을 확인하였다. 따라서 전해산화를 통한 물리적인 거칠기 향상과 유무기 하이브리드 티타늄 착화합물을 이용한 전처리 과정을 통해 금속과 세라믹간의 접착성을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.
본 연구에서는 대표적인 오스테나이트계 스테인리스 스틸인 SUS 304와 세라믹 SCR 촉매 소재와의 접착성 향상을 위하여 전해산화 및 티타늄 유무기 하이브리드 착이온 용액을 이용한 표면 개질을 수행하였다. 일반적으로 금속의 전해산화 처리에서 방지해야 될 반응으로 알려진 pitting 현상을 역이용하여 금속 표면에 다공성 구조를 형성시켜 물리적 거칠기를 향상시켰으며, 유무기 하이브리드 티타늄 착화합물을 제조하여 SUS 304 표면에 도포 후 Ti-O-Mx형태의 미세한 island 형태의 산화막을 형성시켰다. 이러한 금속의 표면개질을 통한 SUS 304는 조건 별 실제 탈질설비에 적용되는 SCR 세라믹 코팅 용액을 이용하여 조건에 따라 접착성 평가를 수행하였으며, 모든 전처리 과정을 수행한 샘플에서 접착성 및 내구성이 가장 크게 향상되는 경향을 확인하였다. 따라서 전해산화를 통한 물리적인 거칠기 향상과 유무기 하이브리드 티타늄 착화합물을 이용한 전처리 과정을 통해 금속과 세라믹간의 접착성을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.
목차
목 차Ⅰ. 서론 1Ⅱ. 이론적 배경 32.1 선택적 촉매 환원법 (Selective Catalytic Reduction, SCR) 32.1.1 선택적 촉매 환원 반응 32.1.2 선택적 촉매 환원법의 촉매 종류 62.2 전해산화를 이용한 금속의 표면개질 82.3 전이금속의 착화합물 132.3.1 전이금속의 착화합물 형성 132.3.2 킬레이트화를 통한 착화합물의 안정화 142.3.3 착화합물의 광학적 특성 16Ⅲ. 실험 방법 213.1 SUS304의 전해산화 213.2 티타늄 착화합물의 제조 233.2.1 Peroxotitanate(PT)의 제조 233.2.2 Citrato peroxo titanate(CPT)의 제조 233.2.3 티타늄 착화합물을 이용한 buffer layer 형성 243.3 분석 및 접착성 평가 253.3.1 분석 253.3.3 접착성 평가 25Ⅳ. 결과 및 토론 274.1 SUS 304의 표면 미세구조 분석 274.2 SUS 304의 표면 거칠기 및 접촉각 분석 304.3 티타늄 착화합물을 이용한 buffer layer의 표면 분석 334.3.1 티타늄 착화합물의 기초 분석 334.3.2 buffer layer 표면 분석 384.4 세라믹 코팅 분말의 기초 분석 및 접착성 평가 434.4.1 세라믹 코팅 분말의 기초 분석 434.4.2 조건 별 접착성 평가 결과 44Ⅴ. 결론 48참고문헌 50영문요약 53감사의 글 55
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