Comparative Reaction Characteristics of Methane Selective Catalytic Reduction with CO Generation Effect in the N2O Decomposition over Mixed Metal Oxide Catalysts

Nitrous oxide ($N_2O$), known as one of the major greenhouse gases, is an important component of the earth's atmosphere, and gives rise to precursor of acid rain and photochemical smog. For the removal of $N_2O$ and other nitrogen oxides, the SCR reaction system with various reductants is widely used. This study is based on the results of experimental and theoretical examinations on the catalytic decomposition of sole nitrous oxide ($N_2O$) and selective catalytic reduction of $N_2O$ with $CH_4$ in the presence of oxygen using mixed metal oxide catalysts obtained from hydrolatcite-type precursors. When $CH_4$ is fed together with a reductant, it affects positively on the $N_2O$ decomposition activity. At an optimum ratio of $CH_4$ to $O_2$ mole ratio, the $N_2O$ conversion activity is enhanced on the SCR reaction with partial oxidation of methane.

MMO 촉매 하에서 N2O 분해에 대한 메탄 SCR 반응 및 CO 생성 효과의 비교 연구

$N_2O$는 주요 온실가스 성분의 하나로서 광화학 스모그의 유발, 산성비의 전구체 등 온실효과에 상당한 기여를 하고 있는 물질이다. 이러한 $N_2O$ 및 질소산화물을 제거하기 위하여 환원제를 이용한 Selective Catalytic Reduction (SCR) 반응 공정이 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 Hydrotalcite 형태의 전구체로부터 Mixed Metal Oxide 촉매를 제조하고 그를 사용하여 $N_2O$ 분해를 위한 메탄 SCR 반응 및 CO의 생성효과를 비교 연구하였다. 실험결과 $CH_4$ 환원제의 첨가는 $N_2O$의 분해 반응에 긍정적인 영향을 미치며, 최적화된 $O_2/CH_4$ 비율의 조건에서 메탄의 부분산화에 의한 SCR 반응이 가장 높은 효율을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.