고분자 전해질 연료전지의 연료에 포함된 일산화탄소의 선택적 산화를 위하여, 귀금속 촉매를 대체하기 위한 CuO-CeO2 복합 산화물 촉매를 졸-겔법과 공침법으로 제조하였다. 졸-겔법으로 촉매 제조 시 Cu/Ce의 비와 가수분해 비를 변화시켰다. 제조한 촉매의 활성은 귀금속 촉매(Pt/γ-Al2O3)와 비교하였다. Cu/Ce의 비를 변화시키면서 제조한 촉매 중 Cu/Ce의 비가 4:16인 촉매가 가장 높은 CO 전환율(90%)과 선택도(60%)를 나타내었다. 촉매의 제조에서 가수분해 비가 증가할수록 촉매 표면적이 증가하였고, 아울러 촉매 활성 또한 증가하였다. 공침법으로 제조한 촉매와 1wt% Pt/γ-Al2O3 촉매의 가장 높은 CO 전환율은 각각 82% 및 81%인 반면, 졸-겔법으로 제조한 촉매의 경우는 90%가 얻어졌다. 이는 졸-겔법으로 제조한 촉매가 공침법으로 제조한 촉매나 귀금속 촉매보다 더 높은 촉매활성을 보임을 의미한다. CO-TPD 실험을 통하여, 낮은 온도(140℃)에서 CO를 탈착하는 촉매가 본 반응에서 더 높은 촉매활성을 보임을 알 수 있었다.

Methanol was directly produced by the partial oxidation of methane with four-component mixed oxide catalysts. Four-component(Mo-Bi-Cr-Si) mixed oxide catalysts were prepared by the co-precipitation and sol-gel methods. The catalyst prepared by the sol-gel method showed about eleven times higher surface area than that prepared by the co-precipitation method. From the O2-TPD experiment of the prepared catalysts, it was proven that there exists two types of oxygen species, and the oxygen species that participates in the partial oxidation reaction is the lattice oxygen desorbing around 750℃. The optimum reaction condition for methanol production was 420°C, 50 bar, flow rate of 115 mL/min, and CH4/O2 ratio of 10/1.5, providing methane conversion and methanol selectivity of 3.2 and 26.7%, respectively.

페롭스카이트 촉매와 Mo, Bi를 기본으로 하는 복합 산화물 촉매를 이용하여 천연가스의 주성분인 메탄의 부분산화를 통하여 메탄올을 직접 합성하였다. 페롭스카이트(ABO₃) 촉매는 A 및 B site 성분을 변화시키면서 사과산법으로 제조하였으며, Mo, Bi를 기본으로 하는 3성분계 복합 산화물 촉매는 공침법으로 제조하여 반응특성을 살펴보았다. 페롭스카이트 촉매에서 A site에 알칼리 금속인 Sr을, B site에 전이금속인 Cr을 도입한 SrCrO₃ 촉매가 400℃에서 메탄올 선택도 11%로 가장 우수한 결과를 보였다. Mo, Bi를 기본으로 하는 3성분계 복합 산화물 촉매의 경우 모든 촉매에서 메탄 전환율에는 큰 차이를 보이지 않았으며, Cr을 첨가한 Mo-Bi-Cr 복합 산화물 촉매가 400℃에서 메탄올 선택도 15.3% 로 가장 우수한 결과를 나타냈다. 3성분계 복합 산화물 촉매에서 촉매의 활성과 메탄올 선택도는 촉매의 표면적에 정비례하였다.

There has been a controversy on the formation mechanism of TiO2 nanotubes. This study was conducted to elucidate the formation mechanism of TiO2 nanotubes. TiO2 nanotubes were prepared by a hydrothermal method. TiO2 nanotubes formation mechanism was investigated by controlling the formation time. It was found that TiO2 nanotubes were formed by growing, not by wrapping of sheets. The phase structure of hydrogen titanate nanotubes was different from that of TiO2 nanotubes. It is important to wash the sodium titanate nanotubes with an acidic solution to get hydrogen titanate nanotubes and then to calcine the hydrogen titanate nanotubes around 400℃ to obtain TiO2 nanotubes.

Direct decomposition of methane over three types of carbon black (N330-p, N330-f, and HI-900L) was carried out in a fluidized bed quartz reactor. Properties of carbon black before and after reaction were measured and found to be related with surface structure and weight gain. For N330-p and N330-f, some carbon deposit on the surface was considered to be the reason for the increase of BET surface area and pore volume with weight gain. Carbon deposits on the surface and the conglutination of some aggregates may explain the slight increase of particle size. Properties of HI-900L changed much more significantly with weight gain. It is supposed that the increase of aggregate size of HI-900L were due to some unknown oily components. The corresponding agglomeration might be the reason for the decrease of BET surface area with weight gain, as compared with the increase of that for the case of N330 black.