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논문 기본 정보

자료유형
학위논문
저자정보

변희주 (창원대학교, 창원대학교 대학원)

지도교수
정대운
발행연도
2021
저작권
창원대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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A comparative study of Me-Nb-CeO2 (Me-NC, Me = Co, Cu, Fe and Zn) catalysts for high temperature-water gas shift (HT-WGS) reactions according to various active metals was performed. Transition metals showed high activity in the WGS reaction were selected as active metals through literature investigation. The Me-NC catalysts were prepared using a co-precipitation method, and various characterization analyzes were performed to find out the correlation between the physicochemical properties and the activity of the prepared catalysts. Among the Me-NC catalysts, Co-NC catalysts exhibited the highest activity (temperature = 500 oC, XCO ? 84 %) at a high gas hourly space velocity of 315,282 mL/h·gcat.. This is due to the high Brunauer?Emmett?Teller (BET) surface area and the oxygen storage capacity (OSC) of the Co-NC catalyst. An additional study was conducted on the optimization of the preparation method of the Co-NC catalyst showing the highest activity among Me-NC catalysts. The Co-NC catalyst was synthesized through four preparation methods, CP, IWI, SG, and HT, and it was confirmed that the performance of Co-NC catalyst depends on the preparation method. The Co-NC catalyst prepared by CP showed high activity without significant deactivation for 50 h. This is due to the interaction between Co and Nb-CeO2 support. As a result, the Co-NC catalyst synthesized using the co-precipitation method is a promising catalyst capable of producing hydrogen from waste-derived synthesis gas.
#폐자원 수소화 #수성가스전이 #촉매

목차

Ⅰ. 서 론 1
1. 연구배경 1
2. 연구 목적 및 범위 6
Ⅱ. 이론적 배경 및 문헌고찰 7
1. 폐기물-수소화 공정 7
1) 폐기물로부터 수소생산 (Waste to Hydrogen) 7
2) 가스화 (Gasification) 9
3) 정제 (Cleaning) 10
4) 수성가스전이 반응 (WGS, Water gas shift reaction) 13
5) CO 정제 (CO cleaning) 16
2. 폐기물-수소화를 위한 HT-WGS 반응용 촉매 20
Ⅲ. 연구방법 22
1. 촉매 제조방법 22
1) Me-Nb-CeO2 (Me-NC, Me= Co, Cu, Fe 및 Zn) 촉매 22
2) Co-NC (Preparation method= CP, IWI, SG 및 HT) 촉매 24
2. 촉매 특성분석 30
1) X-선 회절 (X-Ray Diffraction) 30
2) BET 비표면적 (Brunauer-Emmett-Teller surface area) 31
3) TPR (Temperature Programmed Reduction) 31
4) XPS (X-ray Photoelectron Spectrometer) 32
5) Raman 분광학 (Raman spectroscopy) 33
6) CO-화학흡착 (CO-chemisorption) 33
3. 촉매 반응 34
Ⅳ. 결과 및 고찰 37
1. Me-NC 촉매에 대한 활성금속의 영향 37
1) Me-NC (Me= Co, Cu, Fe 및 Zn) 촉매 특성분석 결과 37
2) Me-NC (Me= Co, Cu, Fe 및 Zn) 촉매 반응 결과 47
2. Co-NC 촉매의 제조방법 최적화 52
1) Co-NC (Preparation method= CP, IWI, SG 및 HT) 촉매 특성분석 결과 52
2) Co-NC (Preparation method= CP, IWI, SG 및 HT) 촉매 반응 결과 64
Ⅴ. 결론 68
참고문헌 69
ABSTRACT 87
감사의 글 89
CURRICULUM VITAE 91

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