[논문]일산화탄소 산화반응을 위한 Cu/CeO2 촉매의 반응특성

김수빈; 김민수; 김세원; 홍성창

doi:10.14478/ace.2019.1067

일산화탄소 산화반응을 위한 Cu/CeO2 촉매의 반응특성
Reaction Characteristics of Cu/CeO2 Catalysts for CO Oxidation 원문보기

공업화학 = Applied chemistry for engineering, v.30 no.5, 2019년, pp.620 - 626

김수빈 (경기대학교 일반대학원 환경에너지공학과) , 김민수 (경기대학교 일반대학원 환경에너지공학과) , 김세원 (한국생산기술연구원, 고온에너지시스템 그룹) , 홍성창 (경기대학교 환경에너지공학과)

초록
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본 연구에서는 $Cu/CeO_2$ 촉매의 함량과 소성온도를 제어함으로써 촉매의 구조적 특성이 CO 산화반응에 미치는 영향과, $100{\sim}300^{\circ}C$의 온도범위에서 촉매의 CO 전환율을 평가하였다. 촉매의 구조적 특성이 변화함에 따라 촉매의 화학적 특성에 미친 영향을 확인하기 위해 XRD, Raman, BET, $H_2-TPR$, XPS 분석을 수행하였다. 이때, Cu와 Ce의 치환 결합이 형성되는 것을 확인하였고, Cu를 5 wt.% 담지한 촉매를 $400^{\circ}C$로 소성하였을 때 Cu와 Ce의 결합을 많이 이루고 있는 것으로 판단하였다. Cu와 Ce의 결합은 Raman 분석 상에서 peak의 이동과, $H_2-TPR$에서 나타난 peak를 통해 확인하였다. 또한 산화상태 분석을 통하여 치환 결합을 쉽게 이룰 수 있다고 알려져 있는 $Ce^{3+}$종과 반응에 더욱 쉽게 기인할 수 있는 표면 산소종(surface labile oxygen)이 많이 형성되어 있는 것을 확인하였다. 이때, 본 연구에서 사용한 촉매의 CO 전환율은 $150^{\circ}C$에서 100%에 가까운 수치를 나타내는 것을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, the effects of the structural properties of the catalyst on CO oxidation reaction by controlling the $Cu/CeO_2$ catalyst amount and calcination temperature were studied, and also the CO conversion rate of the catalyst at the temperature range of $100{\sim}300^{\circ}C$ was evaluated. XRD, Raman, BET, $H_2-TPR$, and XPS analyses were performed to confirm the effect of changes in the structural properties on the chemical properties of the catalyst. The result confirmed that a substitution bond between Cu and Ce was formed and a lot of Cu and Ce bonds were formed when the catalyst carrying 5 wt.%. Of Cu was calcined at $400^{\circ}C$. The Cu-Ce binding was confirmed by peak shifts in Raman analysis and also peaks appeared in $H_2-TPR$. In addition, the balance state analysis demonstrated that a lot of surface labile oxygen molecules are formed, which can be more easily contributed to the reaction with $Ce^{3+}$ species known to form a substitution bond easily. It was found that CO conversion rate of the catalyst used in this study was close to 100% at $150^{\circ}C$.

주제어

표/그림 (11)

그림 Figure 1. The schematic diagram of experimental equipments.
그림 Figure 2. The effect of Cu loading amounts on CO conversion over the catalysts (Inlet gas: CO 1,000 ppm, O₂ 8 vol.%, H₂O 6 vol.%, N₂ balance, S.V.: 160,000 h^-1).
그림 Figure 3. XRD of Cu/CeO₂ at various Cu loading amounts.
그림 Figure 4. Raman spectroscopy of Cu/CeO₂ at various Cu loading amounts.
그림 Figure 5. The effect of CeO₂ calcination temperature CO conversion over calcined catalysts (Inlet gas: CO 1,000 ppm, O₂ 8 vol.%, H₂O 6%, N₂ balance, S.V.: 160,000 h^-1).
그림 Figure 6. XRD of Cu/CeO₂ at various calcination temperature.
그림 Figure 7. Raman spectroscopy of Cu/CeO₂ at various calcination temperature.
그림 Figure 8. H₂-TPR profiles of Cu/CeO₂ at various calcination temperature.
표 Table 1. BET Analysis of Cu/CeO₂ at Various Calcination Temperature
그림 Figure 9. XPS O 1s, Ce 3d, and Cu 2p spectra of Cu/CeO₂ at various calcination temperature.
표 Table 2. XPS O 1s, Ce 3d, Cu 2p Spectra of Cu/CeO₂ at Various Calcination Temperature

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에서는 습윤 함침법으로 제조한 Cu/CeO₂ 촉매의 조성비와 소성온도를 조절하여 Cu-O-Ce의 치환 결합을 형성시켰으며, 저온에서 일산화탄소 산화반응에 우수한 활성을 나타내는 것을 확인하였다. 이에 따라 위와 같이 제조된 촉매에 대한 XRD, Raman, BET, H₂ -TPR, XPS 분석을 수행함으로써 반응활성이 촉매의 비표면적, 결정상 등 구조적인 특성과 상관관계를 이루는 것을 확인하였으며, 구조적 특성이 촉매의 화학적 특성에 미치는 영향을 조사하였다.
본 연구에서는 저온에서 우수한 활성을 갖는 CO 산화촉매를 개발하기 위하여 Cu/CeO₂ 촉매를 습윤 함침법으로 제조하였다. 촉매의 활성 금속 함량과 소성온도를 제어하여 연구를 수행하였으며, 이때 활성금속의 함량과 소성온도가 촉매의 반응활성에 영향을 크게 미치는 것으로 나타났다.

제안 방법

이후 10 vol.% H₂ /Ar balance 50 cc/min을 지속적으로 공급하며 10 ℃/min의속도로 800 ℃까지 승온하여 TCD를 이용하여 소모된 H₂ 의 농도를 확인하였다.
) 를 사용하였으며, 활성금속의 무게비는 1~10 wt.%로 하여 다양한 함량으로 제조하였다. 이후 용해시킨 수용액을 CeO₂ 지지체에 담지하고 1 h 동안 교반시킨다.
본 연구에서는 CO 산화 반응실험을 수행하기 위하여 가스 주입 부분, 반응 부분, 분석 부분으로 나누어진 고정층 반응기를 구성하였으며, 그에 대한 모식도를 Figure 1에 나타내었다. 가스 주입 부분에서는 반응기 내부로 CO, O₂ , N₂ gas를 주입하였으며, MFC (mass flow controller)를 이용하여 유량을 조절하였다. 반응에 참여하는 수분은 이중 jacket 형태로 제작한 bubbler에 N₂ 를 폭기시킴으로써 공급하였다.
따라서 이와 같은 반응특성의 원인을 확인하기 위하여 구조적인 특성에 대한 XRD, Raman 분석을 수행하였다. 가장 먼저 촉매의 결정상을 확인하기 위한 XRD 분석을 수행하였으며, 그 결과를 Figure 3에나타내었다.
9 °에서 관찰되었으며, 따라서 CeO₂ peak 외의 새로운 결정상의 형성이나 peak의 이동은 관찰할 수 없었다. 다음으로 촉매의 구조를 확인하기 위한 Raman 분석을 수행하였으며, 이에 대한 결과를 Figure 7에 나타내었다.
다음으로 촉매의 화학적 특성을 분석하기 위하여 H₂ -TPR 분석과 XPS 분석을 수행하였다. CO 산화반응에서 산소가 반응에 참여하게 되는데, 이때 산소를 사용함으로써 촉매 내에 oxygen vacancy가 형성 되고, 기상의 산소를 이용하여 채워 넣음으로써 반응을 진행하므로 이러한 촉매의 redox 특성은 CO 산화반응에서 매우 중요한 요소이다.
%를 초과하면 반응활성이 저하되는 경향을 보였고, 따라서 Cu[5]/CeO₂ 촉매가 가장 우수한 활성을 나타냈다. 따라서 이와 같은 반응특성의 원인을 확인하기 위하여 구조적인 특성에 대한 XRD, Raman 분석을 수행하였다. 가장 먼저 촉매의 결정상을 확인하기 위한 XRD 분석을 수행하였으며, 그 결과를 Figure 3에나타내었다.
Hossain 등 [15]은 Cu와 Ce가 결합함에 따라 CeO₂ 의 격자산소와 Cu가 치환되며, 이에 따라 CeO₂ 의 형태가 변형된다고 보고하였다. 따라서 촉매의 구조를 확인하기 위한 Raman 분석을 수행하였으며, 이에 대한 결과를 Figure 4에 나타내었다.
따라서 촉매의 소성온도가 반응활성에 미치는 원인에 대해 조사하기 위하여 먼저 물리적 특성 분석인 XRD, Raman spectroscopy, BET 에 대한 분석을 수행하였다. 촉매의 결정상을 확인하기 위하여 XRD 분석을 수행한 후, 결과를 Figure 6에 나타내었다.
또한 가장 활성이 우수했던 촉매의 BET가 가장 크게 나타났다. 또한 H₂ -TPR을 통하여 촉매의 환원 특성을 확인하였고, Cu와 Ce의 결합에 의해 형성된 환원 peak와 Raman 분석 상에서 peak의 이동을 통하여 촉매의 치환 결합을 확인하였다. XPS 분석을 이용하여 촉매의 산화상태 분리를 수행함으로써 우수한 CO 전환율을 나타낸 촉매의 Ce³⁺ 종과 표면 산소종(surface labile oxygen)이 가장 많이 존재하는 것을 확인하였다.
반응 부분에서 실험장치의 반응기는 내경 8 mm, 높이 600 mm의 석영관을 사용하였으며, controller와 K-type의 thermocouple을이용하여 반응기의 온도를 제어하였다. 반응 부분 후단에서는 cold trap을 통과하여 수분을 제거한 후, 비분산 적외선 가스분석기(ZKJ-2, Fuji Electronic Co.)를 이용하여 반응에 미참여한 CO와 생성물인 CO₂ 의 농도를 측정하였다.
본 연구에서는 CO 산화 반응실험을 수행하기 위하여 가스 주입 부분, 반응 부분, 분석 부분으로 나누어진 고정층 반응기를 구성하였으며, 그에 대한 모식도를 Figure 1에 나타내었다. 가스 주입 부분에서는 반응기 내부로 CO, O₂ , N₂ gas를 주입하였으며, MFC (mass flow controller)를 이용하여 유량을 조절하였다.
촉매를 약 100 ℃의 온도에서 24 h 건조하여 포함되어 있는 수분을 완전히 제거한 후 XPS 기기의 진공도를 10 -6 Pa로 유지하기 위하여 표면 sputtering 및 etching을 하지 않고 분석하였다. 시료 내에 존재하는 원소는 wide scanning spectrum으로 분석하여 binding energy와 intensity를 확인하였다.
실험 방법은 제조된 Cu/CeO₂ 촉매를 40~50 mesh 크기로 체가름(sieving)하여 석영관에 충진한다. 그 후, 촉매의 산화상태를 균일하게 하기 위하여 300 ℃에서 30 min 동안 air 분위기에서 전처리를 진행하 였다.
따라서 이처럼 촉매 제조방법에 따라 활성금속의 조성비는 촉매의 활성에 크게 영향을 미치는 것으로 판단된다.이에 따라 본 연구에서는 가장 먼저 습윤 함침법으로 제조한 Cu[X]/ CeO₂ (X = 1, 3, 5, 7, 10) 촉매의 Cu 조성 변화가 100~300 ℃ 온도 범위에서 CO 1,000 ppm에 대한 반응활성에 미치는 영향을 조사하였으며, 이를 Figure 2에 나타내었다.
촉매의 조성비와 소성온도를 조절하여 Cu-O-Ce의 치환 결합을 형성시켰으며, 저온에서 일산화탄소 산화반응에 우수한 활성을 나타내는 것을 확인하였다. 이에 따라 위와 같이 제조된 촉매에 대한 XRD, Raman, BET, H₂ -TPR, XPS 분석을 수행함으로써 반응활성이 촉매의 비표면적, 결정상 등 구조적인 특성과 상관관계를 이루는 것을 확인하였으며, 구조적 특성이 촉매의 화학적 특성에 미치는 영향을 조사하였다.
그 후, 촉매의 산화상태를 균일하게 하기 위하여 300 ℃에서 30 min 동안 air 분위기에서 전처리를 진행하 였다. 전처리 후, 일정 농도의 CO, O₂ , N ₂ , H₂ O를 반응기 내로 주입한후 생성물의 농도가 정상상태(steady-state)에 도달하였을 때의 농도를 기록하였다. 이의 과정으로 반응기 내의 온도는 100~300 ℃로 제어하여 해당 온도에 따른 CO 산화반응을 수행하였다.
6 eV) 를 사용하였다. 촉매를 약 100 ℃의 온도에서 24 h 건조하여 포함되어 있는 수분을 완전히 제거한 후 XPS 기기의 진공도를 10 -6 Pa로 유지하기 위하여 표면 sputtering 및 etching을 하지 않고 분석하였다. 시료 내에 존재하는 원소는 wide scanning spectrum으로 분석하여 binding energy와 intensity를 확인하였다.
촉매의 물리⋅화학적 특성이 반응활성에 미치는 영향을 확인하기 위해서 XRD, Raman, BET, H2 -TPR, XPS의 다양한 분석을 수행하였다.
촉매의 산화⋅환원(redox) 특성을 확인하기 위하여 Micromeritics사의 2920 Autochem을 사용하였으며, 농도측정을 위한 detector는 TCD (thermal conductivity detector)를 사용하였다.
촉매를 이용하여 소성온도의 영향에 대한 CO 산화반응 특성을 조사하였다. 촉매의 소성온도는 각각 300, 400, 500, 600 ℃로 제어하였으며, Cu[5]/CeO₂ -X (X = 300, 400, 500, 600)과 같이 표기하였다. 따라서 각각의 소성온도별로 제조한 촉매의 CO 1,000 ppm에 대한 100 ℃에서 300 ℃까지의 반응활성실험을 수행하였으며, 이를 Figure 5에 나타내었다.
해당 절에서는 앞 절에서 다양한 조성비로 제조한 Cu/CeO₂ 촉매 중효율이 가장 우수했던 Cu[5]/CeO₂ 촉매를 이용하여 소성온도의 영향에 대한 CO 산화반응 특성을 조사하였다. 촉매의 소성온도는 각각 300, 400, 500, 600 ℃로 제어하였으며, Cu[5]/CeO₂ -X (X = 300, 400, 500, 600)과 같이 표기하였다.

대상 데이터

또한 주입된 수분이 응축되지 않고, 다른 gas와 균일하게 혼합될 수 있도록 가스 주입 부분의 온도는 180 ℃로 일정하게 유지하였다. 반응 부분에서 실험장치의 반응기는 내경 8 mm, 높이 600 mm의 석영관을 사용하였으며, controller와 K-type의 thermocouple을이용하여 반응기의 온도를 제어하였다. 반응 부분 후단에서는 cold trap을 통과하여 수분을 제거한 후, 비분산 적외선 가스분석기(ZKJ-2, Fuji Electronic Co.
본 연구에서는 Copper(Cu)계 촉매를 이용하였으며, 지지체로 CeO₂를 사용하여 촉매를 제조하였다. 활성금속인 Cu는 지지체에 대한 무게비로 담지하였으며, 이때의 무게비는 wt.
본 연구의 지지체로 사용된 CeO₂는 cerium(III) nitrate hexahydrate (Sigma Aldrich Co.)를 air 분위기에서 10 ℃/min의 속도로 300 ℃까지 승온시킨 뒤, 4h 동안 소성하여 제조하였다. 다음으로, 지지체인 CeO₂에 대하여 활성금속 Cu의 무게비를 전구체를 제외한 순수 금속의 양만큼을 조성비에 따라 계산한 후, 증류수에 용해시킨다.
의 X’Pert PRO MRD를 사용하였으며, radiation source로는 Cu Kα (λ = 0.1506 nm)를 사용하였다.

이론/모형

촉매의 비표면적 측정을 위하여 Micromeritics Co.의 ASAP 2010C를 사용하였으며, BET (Brunauer-Emmett-Teller) 식을 이용하여 비표면적의 값을 구하였다. 이때, 각각의 시료는 110 ℃에서 3~5 h 동안 진공상태로 가스를 제거한 후 분석하였다.
%로 나타내었다. 촉매를 제조하는 방법은 대표적인 촉매 제조 방법인 습윤 함침법(wet impregnation method)을 이용하였으며, 촉매는 다음과 같은 방법으로 제조하였다.

성능/효과

Cu가 5 wt.% 담지되었을 때 가장 활성이 우수했던 원인을 Cu를 과량으로 담지하였을 때, XRD 상에서 CuO의 결정상이 나타나는 것을 통해 확인하였다. 또한 가장 활성이 우수했던 촉매의 BET가 가장 크게 나타났다.
또한 Cu 함량별로 제조한 촉매 중 가장 우수한 반응특성을 나타내었던 Cu[5]/CeO₂ 의 peak가 가장 낮은 파수(wavenumber)에 위치하고 있었으며, 촉매의 Cu 함량이 5 wt.% 이하일 때는 이에 가깝게 증가할수록 CeO₂ Raman peak가 낮은 파수로 이동하는 것을 확인하였다. Raman 분석에서 나타나는 낮은 파수로의 peak 이동은 Cu와 CeO₂가 치환 결합을 형성함에 따라 CeO₂ 의 격자가 왜곡되고 결정크기의 감소에 기인한다[16,17].
% 담지할 때까지는 CO 반응활성이 증진되었으나 Cu 함량이 5 wt.%를 초과하면 반응활성이 저하되는 경향을 보였고, 따라서 Cu[5]/CeO₂ 촉매가 가장 우수한 활성을 나타냈다. 따라서 이와 같은 반응특성의 원인을 확인하기 위하여 구조적인 특성에 대한 XRD, Raman 분석을 수행하였다.
BET 분석결과에서는 소성온도가 증가함에 따라 비표면적이 감소하는 경향성을 확인하였다. 하지만 300 ℃로 소성하였을 때보다 400℃로 소성하였을 때는 비표면적의 감소가 일어나지 않았으며, 이를 통하여 활성이 가장 우수한 촉매의 비표면적이 가장 넓게 분산되어있는 것으로 나타났다.
CO 산화실험의 결과에 따르면 다양한 온도로 소성한 Cu[5]/CeO₂ 촉매 중 300 ℃로 소성한 촉매를 제외한 촉매는 모두 150 ℃ 반응온도까지 100%의 효율을 나타냈으며, 그 중 400 ℃로 소성한 촉매의 활성이 가장 우수한 것으로 나타났다.
CeO₂지지체에 대한 Raman 분석 결과에서 wavenumber 452 cm^-1 에서 CeO₂ 의 고유 peak를 확인하였다. 또한 Cu 함량별로 제조한 촉매 중 가장 우수한 반응특성을 나타내었던 Cu[5]/CeO₂ 의 peak가 가장 낮은 파수(wavenumber)에 위치하고 있었으며, 촉매의 Cu 함량이 5 wt.
O 1s peak는 표면 산소종(lattice oxygen, O_α )과 격자산소(surface labile oxygen, O_β ) 로 나눌 수 있으며, 일반적으로 표면산소종이 많을수록 반응에 기인 한다고 알려져 있다. O 1s를 분리하였을 때, 가장 활성이 우수하였던 Cu[5]/CeO₂ -400 촉매의 표면산소종이 전체의 81.83%로 가장 많이 존재 하는 것을 확인하였다. Figure 9의 (b)에는 촉매의 Ce 3d를 나타내었다.
Raman 분석 결과에서 촉매의 소성온도가 300 ℃에서 400 ℃로 증가할 때 촉매의 peak가 441 cm^-1 로 가장 낮은 방향으로 이동하였으며, 그 이상으로 소성온도를 증가시켰을 때에는 다시 높은 방향으로의 peak 이동이 일어나는 것을 확인하였다. 다음으로 촉매의 비표면적을 확인하기 위한 BET 분석을 수행한 후, 결과를 Table 1에 나타내었다.
또한 H₂ -TPR을 통하여 촉매의 환원 특성을 확인하였고, Cu와 Ce의 결합에 의해 형성된 환원 peak와 Raman 분석 상에서 peak의 이동을 통하여 촉매의 치환 결합을 확인하였다. XPS 분석을 이용하여 촉매의 산화상태 분리를 수행함으로써 우수한 CO 전환율을 나타낸 촉매의 Ce³⁺ 종과 표면 산소종(surface labile oxygen)이 가장 많이 존재하는 것을 확인하였다. 표면 산소종이 증가하면서 반응에 쉽게 기인할 수 있었으며, Ce³⁺ 종이 증가함으로써 Cu와 Ce의 결합이 쉽게 이루어져 반응 활성이 우수해진 것으로 판단 된다.
XRD 분석 결과에 따르면 다양한 온도에서 소성한 촉매의 peak는 28.4, 33.0, 47.4, 56.4, 59.1, 69.6, 76.7, 79.4, 88.9 °에서 관찰되었으며, 따라서 CeO2 peak 외의 새로운 결정상의 형성이나 peak의 이동은 관찰할 수 없었다.
표면 산소종이 증가하면서 반응에 쉽게 기인할 수 있었으며, Ce³⁺ 종이 증가함으로써 Cu와 Ce의 결합이 쉽게 이루어져 반응 활성이 우수해진 것으로 판단 된다. 따라서 Cu/CeO₂ 촉매의 구조적 특성에 대한 분석을 통하여 Cu 와 Ce의 치환 결합이 150 ℃ 이상에서 CO 산화 반응에서 우수한 활성을 나타내는데 영향을 미치는 것을 확인하였다.
Figure 9의 (c)에는 Cu 2p를 분리 후 나타내었으며, Cu의 산화상태 중 Cu²⁺ 종이 가장 적게 존재하는 것을 확인하였다[7,8,19]. 따라서 XPS 분석을 수행하였을 때, 가장 반응활성이 우수한 Cu[5]/CeO₂ -400 촉매는 Ce³⁺ 종이 많이 존재함으로써 Cu가 담지되었을 때 치환 결합이 더 쉽게 일어난 것으로 판단된다. 이에 따라 격자산소가 치환되어 oxygen vacancy 형성이 증진되었으며, 표면 산소종이 증가하여 저온에서의 CO 산화반응 활성이 우수해진 것으로 판단된다.
% 담지되었을 때 가장 활성이 우수했던 원인을 Cu를 과량으로 담지하였을 때, XRD 상에서 CuO의 결정상이 나타나는 것을 통해 확인하였다. 또한 가장 활성이 우수했던 촉매의 BET가 가장 크게 나타났다. 또한 H₂ -TPR을 통하여 촉매의 환원 특성을 확인하였고, Cu와 Ce의 결합에 의해 형성된 환원 peak와 Raman 분석 상에서 peak의 이동을 통하여 촉매의 치환 결합을 확인하였다.
이때, 200~300 ℃의 반응온도에서 Cu의 다양한 함량별로 제조한 촉매 모두 거의 100%의 반응활성을 나타내며, 각 촉매의 반응활성의 차이는 나타나지 않는 것을 확인하였다. 하지만 반응온도 175 ℃ 이하로 내려갈수록 Cu의 함량에 따른 촉매별 활성 차이가 발생함을 확인할 수 있었다.
9 °에서 관찰되었으며, 이외의 새로운 결정상의 형성이나 peak의 이동은 관찰할 수 없었다. 이를 통해 Cu와 CeO₂ 가 서로 혼합되어 Cu가 CeO₂ 지지체에 고분산 되어있는 것을 확인할 수 있었다. 하지만 Figure 2와 같이 Cu가 5 wt.
촉매를 습윤 함침법으로 제조하였다. 촉매의 활성 금속 함량과 소성온도를 제어하여 연구를 수행하였으며, 이때 활성금속의 함량과 소성온도가 촉매의 반응활성에 영향을 크게 미치는 것으로 나타났다. 다양한 방법으로 촉매를 제조하였을 때, Cu[5]/CeO₂ -400촉매의 CO 전환율이 가장 우수하였으며, 150 ℃에서도 100%에 가까운 전환율을 나타내었다.
XPS 분석을 이용하여 촉매의 산화상태 분리를 수행함으로써 우수한 CO 전환율을 나타낸 촉매의 Ce³⁺ 종과 표면 산소종(surface labile oxygen)이 가장 많이 존재하는 것을 확인하였다. 표면 산소종이 증가하면서 반응에 쉽게 기인할 수 있었으며, Ce³⁺ 종이 증가함으로써 Cu와 Ce의 결합이 쉽게 이루어져 반응 활성이 우수해진 것으로 판단 된다. 따라서 Cu/CeO₂ 촉매의 구조적 특성에 대한 분석을 통하여 Cu 와 Ce의 치환 결합이 150 ℃ 이상에서 CO 산화 반응에서 우수한 활성을 나타내는데 영향을 미치는 것을 확인하였다.
BET 분석결과에서는 소성온도가 증가함에 따라 비표면적이 감소하는 경향성을 확인하였다. 하지만 300 ℃로 소성하였을 때보다 400℃로 소성하였을 때는 비표면적의 감소가 일어나지 않았으며, 이를 통하여 활성이 가장 우수한 촉매의 비표면적이 가장 넓게 분산되어있는 것으로 나타났다. 따라서 XRD 분석에서는 촉매의 차별성을 확인할 수 없었으나 Raman 분석과 BET 분석을 통하여 Cu와 CeO₂ 가 치환 결합을 이루고 넓게 분산되어있는 것이 촉매의 활성에 영향을 미친 것으로 판단된다[18].

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	일산화탄소는 무엇인가?	일산화탄소(CO)는 무색, 무취, 무미의 가스로써 인체에 흡입되면 혈액을 통해 신체에 산소를 공급하는 헤모글로빈과 결합하여 카르복시헤모글로빈을 형성한다. 이는 산소 흡착을 방해하고 대사활동을 억제함으로써 가스 중독을 일으키기도 한다.
	Ce은 무엇인가?	이 중 특히 Cu를 이용한 촉매가 높은 반응활성을 나타낸다고 보고되고 있다[7]. 또한 Ce(CeO2)는 산소 저장 능력(oxygen storage capacity, OSC) 및 산소 이동성(oxygen mobility)이 뛰어난 물질 중 하나로써 많은 촉매 공정에서 상당히 주목 받고 있다. 주로 Ce의 산화상태에서 Ce3+종과 Ce4+종 사이의 전이가 쉽게 일어남으로써 우수한 산화⋅환원 특성을 가지는 물질로 알려져 있다[11].
	일산화탄소가 일으키는 가스 중독의 주요 증상은 무엇인가?	이는 산소 흡착을 방해하고 대사활동을 억제함으로써 가스 중독을 일으키기도 한다. 주요 중독 증상으로는 두통, 현기증, 구토, 맥박 증가 현상 등이 나타날 수 있으며, 장기간 노출될 경우 심하게는 혼수상태나 사망 등을 일으킬 수 있을 만큼 주의를 요하는 가스이다. 이렇게 인체에 매우 유해한 물질인 일산화탄소를 저온에서 제거하기 위한 산화 촉매 연구는 활발히 진행 중이며, 일산화탄소 산화반응의 식은 아래와 같다.

참고문헌 (19)

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저자의 다른 논문 :

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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