Property and Catalytic Activity of Heteropoly Acid Supported on MCM-41, 48 Mesoporous Material and SiO2

MCM-41, 48 메조포러스 물질 및 SiO2에 담지한 헤테로폴리산의 특성 및 촉매적 활성

  • 박정우 (한국화학연구소 화학공정연구센터) ;
  • 김범식 (한국화학연구소 화학공정연구센터) ;
  • 이정민 (한국화학연구소 화학공정연구센터) ;
  • 이관영 (고려대학교 화학공학과)
  • Received : 1999.07.13
  • Accepted : 1999.10.23
  • Published : 1999.11.10

Abstract

Heteropoly acid(HPW) catalysts supported on three different carriers, an amorphous silica, MCM-41 and MCM-48, with different loadings and calcination temperatures have been prepared and characterized by X-ray diffraction, nitrogen physorption, infrared spectroscopy, and $^{31}P$ magic angle spinning NMR. From the result of IR and NMR, it was shown that HPW retains the Keggin structure on the supported catalysts. No HPW crystal phase was developed even at HPW loadings as high as 35 wt % on the MCM-41 and 65 wt % MCM-48. Thus, HPW appeared to form finely dispersed species. In the hydrolysis reaction of di, bis, tri-pentaerythritol, HPW/MCM-41, 48 exhibited higher catalytic activity than $HPW/SiO_2$ or HPW.

헤테로폴리산(HPW)을 표면적이 서로 다른 담체인 $SiO_2$ MCM-41, MCM-48에 담지농도와 소성온도를 달리하며 담지시켰다. X-선 회절분석, 질소 흡착법, 적외선 흡수 스펙트럼, $^{31}P$ 고체 핵자기 공명을 통해서 이 담지촉매의 특성을 조사하였다. IR과 NMR의 결과로부터 HPW가 담체안에서 케긴 구조를 유지하면서 존재함을 확인할 수 있었다. MCM-41의 경우에는 35 wt %, MCM-48의 경우에는 65 wt %로 담지시킨 경우에도 X-선 회절패턴에서 HPW 고유의 피크가 나타나지 않았으며, 이와 같은 특성을 통해서 HPW가 고분산 되어 있음을 알 수 있었다. Di, bis, tri-pentaerythritol의 가수분해 반응에서 이들 담지 촉매는 높은 촉매 활성을 보였으며 HPW, $HPW/SiO_2$보다 HPW/MCM-41, 48의 촉매 활성이 더 우수하였다.

Keywords

References

  1. Catal. Rev-Sci. Eng. v.4 A. Corma;A. Martinez
  2. J. Catal. v.27 F. W. Kirsch;J. D. Potts;D. S. Barmby
  3. Prep. Am. Chem. Soc., Div. Petr. Chem. v.38 C. H. Liang;R. G. Anthony
  4. Catal. Rev.-Sci. Eng. v.29 M. Misono
  5. Bull. Chem. Soc. Japan v.55 M. Misono;N. Mizuno;K. Katamura;A. Kasai;Y. Konishi;K. Sakata;T. Okuhara;Y. Yoneda
  6. J. Chem. Soc. Faraday Trans. v.174 S. J. Gregg;M. M. Tayyab
  7. J. Chem. Soc., Faraday Trans. v.87 K. Nowinska;R. Fiedorow;J. Adamiec
  8. Nature v.359 C. T. Kresge;M. E. Leonowicz;W. J. Roth;J. C. Vartuli;J. S. Beck
  9. Catal. Today v.26 E. D. Pei-Shing
  10. Catal. Lett. v.36 C. Liu;X. Ye;Y. Wu
  11. J. Catal. v.153 A. Corma;A. Martinez;V. Martinez-Soria;J. B. Monton
  12. Microporous Mater v.1 L. C. Jozefowicz;H. G. Karge;E. Vasilyeva;J. B. Moffat
  13. Appl. Catal. v.74 M. A. Schwegler;H. V. Bekkum;N. A. de Munck
  14. Catal. Lett. v.30 I. V. Kozhevnikov;A. Sinnema;R. J. J. Jansen;K. Pamin;H. V. Bekkum
  15. J. Phys. Chem. B. v.317 R. Ryoo;S. E. Jun
  16. J. Chem. Soc. Chem. Commum. v.2 J. M. Kim;S. K. Kim;R. Ryoo
  17. Catal. Lett. v.27 I. V. Kozhevnikov;A. Sinnema;R. J. J. Jansen;H. V. Bekkum
  18. Inorg. Chem. v.22 C. Rocchiccioli-Deltcheff;M. Fournier;R. Frank;R. Thouvenot
  19. Chem. Lett. v.1 Y. Kanda;K. Y. Lee;S. Nakada;S. Asaoka;M. Misono
  20. J. Am. Chem. Soc. v.114 K. Y. Lee;T. Arai;S. Nakata;S. Asaoka;T. Okuhara;M. Misono
  21. J. Chem. Soc. Chem. Commun. v.10 F. Lefebvre
  22. J. Catal. v.177 T. Blasco;A. Corma;A. Martinez;P. Martinez-Escolano
  23. J. Mol. Catal. v.114 I. V. Kozhevnikov;K. R. Kloestra;A. Sinnema;H. W. Zandbergen;H. V. Bekkum
  24. Catal. Lett. v.42 W. Chu;X. Yang;Y. Shan;X. Ye;Y. Wu
  25. Chem. Lett. v.7 Y. Izumi;K. Hayashi