Characterization and the Catalytic Properties of Alkali- Exchanged Y-Zeolites on NOx Conversion

알칼리 이온 교환 Y-제올라이트의 NOx 전환에 대한 촉매 특성 및 반응성

The compositional and structural properties of alkali metal ion exchanged Y-zeolites have been investigated by la number of analytical techniques and their catalytic activities were tested for NOx reduction in combination with a non-thermal plasma. The NOx conversion data for LiY, NaY, KY and CsY were measured by chemiluminiscent NOx meter in the temperature range of 100 to $350^{\circ}C$. The initial activities of the catalyst at $150^{\circ}C$ increased in the order LiY < KY < NaY < CsY in alkali series. The activity of CsY and NaY were increased and showed maximum at $200^{\circ}C$ and then decreased in the plasma reactor, as the temperature increased. The activity of KY maintained same by $200^{\circ}C$ and then decreased, whereas the activity of LiY decreased with the increasing temperature. The CsY catalyst, which showed the highest activity in alkali metal series, exhibits a NOx conversion efficiency of $80\%$ between $170{\~}220^{\circ}C$.

본 논문에서는 알칼리 금속 이온 교환된 Y-제올라이트를 합성하여 그 성분과 구조를 여러 가지 분석법을 이용하여 확인하였으며, NOx전환 반응에 대하여 비열 플라즈마 기술과 결합한 이들의 촉매 능력에 대한 시험을 하였다. 합성된 LiY NaY KY, CsY의 NOx환원에 대한 반응성을 $100^{\circ}C$에서 $350^{\circ}C$의 온도 범위에서 NOx미터로 측정하였다. $150^{\circ}C$에서 촉매의 초기 반응성은 LiY < KY < NaY < CsY의 순으로 증가하였다. CsY와 NaY의 반응성은 온도에 따라 증가하다가 $200^{\circ}C$에서 최대에 도달하였고 그 이상의 온도에서는 오히려 감소하였다. KY의 반응성은 $200^{\circ}C$까지는 같은 수준을 유지하다가 그 이상의 온도에서는 감소한 반면 LiY의 반응성은 온도가 올라감에 따라 계속 감소하였다. 알칼리 금속 계열 중에서 반응성이 가장 좋은 CsY촉매는 $170{\~}220^{\circ}C$의 온도범위에서 $80\%$의 NOx 전환율을 나타내었다.