Silver nanoparticles (AgNPs) are promising photocatalysts with a broad light absorption range and high catalytic activity. However, conventional synthesis methods often involve toxic chemicals, limiting their environmental applicability. In this study, we developed an eco-friendly bio-templating method to synthesize hierarchical micro/nano-structured silver (MNAg) photocatalysts that uses plant leaves, including Nelumbo nucifera (lotus leaf), Rosa sp. (rose petal), and Limonium sinuatum (statice petal), as natural templates. By modifying the leaf surfaces with citrate functional groups, AgNPs were selectively formed along the microstructures of the templates, preserving their hierarchical morphology. MNAg photocatalysts were subsequently obtained through controlled calcination, and successfully retained the microscale structure of the original template. The surface morphology, chemical composition and crystalline structure of the MNAg were characterized using scanning electron microscopy (SEM), field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), transmission electron microscopy (TEM), and X-ray diffraction (XRD), confirming the successful formation of hierarchical AgNPs. The optical behavior of the MNAg, characterized with diffuse reflectance spectroscopy (DRS), demonstrated broadened absorption across the visible region, which is attributed to plasmonic coupling among the densely packed AgNPs, partially interconnected along the hierarchical surface. The photocatalytic performance of the MNAg materials was evaluated for methylene blue degradation under UV-Vis illumination. The MNAg derived from lotus leaves exhibited the highest photocatalytic efficiency. This study presents a sustainable route to hierarchical Ag photocatalysts, highlighting the potential of bio-inspired nanomaterials for environmental applications.

본 연구는 프로판탈수소(PDH) 공정의 배가스내에 포함되어 있는 탄화수소(HC)를 이용하여 질 소산화물(NOx)을 저감하는 Metal Corrugated HC-SCR 촉매 개발을 목적으로 하였다. 산성도(Si/Al 비) 가 다른 제올라이트계 Chabazite 3종을 Metal Corrugated에 워시코팅하였고, 가장 우수한 NOx 저감 성 능을 나타낸 Chabazite에 구리 함량을 1.5%, 3.0%, 4.5%, 6.0%로 함침하여 촉매를 제조하였다. 제조된 촉 매의 NOx 저감 성능은 실험실 규모의 마이크로 상압반응기상에서 측정하였으며, 촉매 특성분석은 BET, XRF, ICP를 이용하여 분석하였다. 측정 결과, 산성도가 가장 낮은 A-Chabazite가 가장 높은 NOx 저감 성능을 보였고, 구리 함량이 높을수록 Total NOx 저감 성능은 증가되었지만 NO2 저감 성능은 감소되는 것으로 확인되었다. 3.0-A-CHA 촉매는 NO2가 완전 저감되었고, Total NOx 저감에도 큰 효과를 나타내 상용 PDH 공정에서 NO2를 중점적으로 저감하고자 한다면 충분히 적용 가능할 것으로 보인다.

In this study, copper oxide, manganese oxide and zeolite, clays containing catalysts were prepared to remove hydrogen sulfide emitted in odor of industry. In order to change the heat treatment temperature, a catalyst was prepared 100 degrees from 600 degrees to 1,000 degrees. GC-MS was used to confirm the hydrogen sulfide removal performance. Although the removal performance produced at 600 degrees was maintained by and large, the removal performance decreased as the temperature increased. In particular, the catalyst manufactured at 900 and 1000 degrees had low removal performance. To find out the cause of the decrease in removal performance, the analytical devices XRD, BET, XRF were used. In order to confirm the properties of the catalyst before and after adsorption, SEM-EDS and CS were used. As a result of analyzing the Cu-Mn catalyst, it was confirmed that the material was adsorbed on the surface. To confirm the adsorbent material, SEM-Mapping was employed. And it was verified that the sulfur was adsorbed. Measuring the SEM-EDS 3Point, it was confirmed to be about 25.09%. Another test method CS analyzer (Carbon/Sulfur Detector) was also deployed. As a result of the test, sulfur was confirmed to be about 27.2%. So comparing the two sets of data, it was verified that sulfur was adsorbed on the surface.

체인 형태의 코발트(Co) 메조스피어를 템플레이트로 활용하여 금(Au) 및 팔라듐(Pd) 전구체와의 2단계 갈바닉 치환 반응을 통해 비백금 기반의 AuPd 복합 촉매를 합성하였다. NaAuCl4 전구체로부터 합성된 AuPd-Cl(50) 촉매는 높은 비표면적과 다공성 구조를 통해 산소환원반응(ORR)에서 우수한 촉매 활성을 나타냈으며, 상용화된 Pt-20/C 및 Pd-20/C 촉매 대비 낮은 개시(onset) 전위와 높은 한계 전류 밀도 및 향상된 n 값을 보였다. Koutecky-Levich plot 분 석 결과, ORR이 4-전자 전달 메커니즘에 근접함을 확인하였으며, 메탄올 내성과 안정성 실험에서도 우수한 성능을 보였다. AuPd-Cl(50) 촉매는 경제적이고 효율적인 백금 대체 촉매로서 알칼리 연료전지 및 메탄올 기반 연료전지 응 용 가능성을 제시한다.

황산은 뛰어난 촉매제로서의 특성과 경제성으로 산업현장에서 다양한 화학 반응에 널리 사용되고 있다. 그러나 황산은 사용 후 재활용이 불가능하고 대량의 폐수를 발생시키는 특성이 있어 폐기과정에서 환경오염의 위험이 있으며 폐수 처리 과정에서 추가적인 비용 과 에너지가 소모된다. 본 연구는 황산을 대신할 수 있는 친환경 촉매제를 활용하여 폐수 의 배출을 줄이고 기업의 친환경 경영을 강화할 수 있는 방안을 모색하고자 실시되었다. 연구에서는 아민 산화반응을 위해 사용되는 말레인산 무수물 기반 고분자 촉매인 PIMA 과 POMA을 평가하여 피리딘 유도체의 아민 산화반응을 최적화하였다. POMA 촉매는 아연 피리치온 합성에 적용되었으며, 98% 이상의 선택성과 93% 이상의 합성 수율로 높은 촉매 활성을 보였다. 또한 촉매는 여과 과정을 통해 쉽게 회수되었으며, 회수율은 99.8% 를 초과하였고, 여러 번 사용 후에도 활성을 유지하였다. POMA 촉매는 전통적인 황산 촉매를 대체하여 폐수 발생에 의한 환경 부담을 최소화하고 기업의 ESG 경쟁력을 높이는 데 기여할 것으로 기대한다.