• 제목/요약/키워드: 고체 산 촉매

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MCM-41, 48 메조포러스 물질 및 SiO2에 담지한 헤테로폴리산의 특성 및 촉매적 활성 (Property and Catalytic Activity of Heteropoly Acid Supported on MCM-41, 48 Mesoporous Material and SiO2)

  • 박정우;김범식;이정민;이관영
    • 공업화학
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    • 제10권7호
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    • pp.1020-1027
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    • 1999
  • 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.

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황산 표면개질 메조다공 실리카를 이용한 푸르푸랄 제조에 관한 연구 (Dehydration of D-Xylose into Furfural Using Propylsulfonic Acid Modified Mesoporous Silica)

  • 김은규;김샛별;박은덕;김상욱
    • 청정기술
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    • 제16권2호
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    • pp.95-102
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    • 2010
  • MCM 41, HMS, SBA 15와 같은 메조다공 실리카에 post-synthesis와 co-condensation 방법으로 황산이 결합된 촉매를 제조하였다. 이 메조다공 실리카들을 자일로즈 탈수화반응의 촉매로 사용하여 푸르푸랄을 합성하였으며 관련된 반응특성을 연구하였다. 그 결과, 친환경적 용매인 물을 사용한 경우에도 양호한 전환율과 선택도를 얻을 수 있었다. 아울러 실리카 표면에 황산의 양이 증가할수록 자일로즈의 전환율이 증가하는 것을 알 수 있었고, 동일한 반응 조건에서 다른 고체산 촉매인 제올라이트와 감마알루미나를 사용했을 때 보다 양호한 선택도 결과를 얻었다.

바이오디젤 생산을 위한 어유의 에스테르화 및 전이에스테르화 반응 (Esterification and Trans-esterification Reaction of Fish Oil for Bio-diesel Production)

  • 이영재;김덕근;이진석;박순철;이진원
    • 청정기술
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    • 제19권3호
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    • pp.313-319
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    • 2013
  • 본 연구에서는 유리지방산을 4% 포함한 어유로부터 바이오디젤을 제조하기 위해 산촉매를 이용한 에스테르화 반응과 염기촉매를 이용한 전이에스테르화 반응을 수행하였다. 실험에 사용된 어유는 GS바이오사(社)로부터 공급받은 베트남산 메기(catfish)에서 추출된 오일을 사용하였다. 에스테르화 반응에 대하여 불균질계 고체 산촉매로 Amberlyst-15와 Amberlyst BD-20을 이용하였으며 균질계 산촉매로 황산을 사용하였다. 에스테르화 반응에 의한 유리지방산 제거율이 가장 높은 촉매는 황산으로 나타났으며 반응시간도 가장 짧게 나타났다. 3종의 염기촉매 KOH, $NaOCH_3$, NaOH를 이용하여 어유의 전이에스테르화 반응 특성을 조사한 결과 KOH 촉매가 가장 적합한 것으로 나타났다. $NaOCH_3$와 NaOH 촉매의 경우 전이에스테르화 반응시 글리세롤과 바이오디젤이 일정한 조건에서 고형화 현상이 관찰되었으며 비누화 반응이 진행된 것으로 판단된다. KOH 촉매를 이용하여 초기 원료 산가와 메탄올 투입량이 전이에스테르화 반응에 미치는 영향을 조사한 결과 초기 원료오일의 산가는 낮을수록 좋았으며 메탄올과 오일의 몰비는 9:1이 적합한 것으로 도출되었다.

다양한 구조 유도제로 합성된 SAPO촉매를 이용한 자일로오스의 탈수화반응 (Dehydration of D-xylose over SAPO Catalysts Synthesized with Various Structure Directing Agents)

  • 김샛별;유수진;김용태;채호정;정순용;박은덕
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제48권6호
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    • pp.684-689
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    • 2010
  • 본 연구에서는 다양한 구조 유도제로 합성된 SAPO촉매를 이용하여 자일로오스의 탈수화 반응을 진행하였다. 구조 유도제로는 테트라에틸암모늄수산화물(TEAOH), 디프로필아민(DPA), 디에틸아민(DEA), 몰포린(Morpholine) 그리고 디에탄올아민(DEtA)을 사용하였다. 촉매의 특성을 파악하기 위하여 질소 흡착-탈착 등온선, 암모니아 승온탈착($NH_3$-TPD), 그리고 승온산화분석(TPO)을 이용하였다. 구조 유도제로 몰포린(Morpholine)을 사용하여 제조한 SAPO-34를 촉매로 사용하였을 경우 사용한 촉매중에서 푸르푸랄 수율이 가장 높았다. 고체산 촉매의 외부 표면적과 산농도가 자일로오스의 탈수화 반응에 영향을 주는 것으로 나타났다.

이소부탄 알킬레이션 공정을 위한 친환경 촉매 (Green Catalysts for Isobutane Alkylation Process)

  • 유계상
    • 공업화학
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    • 제22권6호
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    • pp.587-593
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    • 2011
  • 대기환경 규제와 자동차 성능 유지 등 고급 가솔린인 알킬레이트 생산공정에 대한 관심이 높아지고 있다. 알킬레이트는 이소부탄과 올레핀의 알킬레이션 반응을 통해서 생산된다. 하지만 기존의 공정에서 사용되고 있는 불산이나 황산의 유해성으로 인하여 새로운 친환경 촉매에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 최근 기존의 고체산 촉매인 제올라이트 이외에 메조기공 촉매 및 이온성액체를 이용한 연구가 수행되고 있다. 본 논문에서는 이소부탄 알킬레이션 공정을 위한 친환경 촉매에 대한 논하려 한다.

Pd담지촉매와 고체산촉매를 이용한 HCFC-142b의 탈염소반응 (Dechlorination of HCFC-142b over Supported Pd Catalysts and Solid Acid Catalysts)

  • 한광영;서경원;목영일;박건유;안병성
    • 공업화학
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    • 제9권3호
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    • pp.372-376
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    • 1998
  • Pd를 지지체에 담지시킨 촉매($Pd/AlF_3$, $Pd/{\gamma}-Al_2O_3$)와 고체산촉매(${\gamma}-Al_2O_3$, ${\alpha}-Al_2O_3$, $AlF_3$)를 제조한 후 수소분위기에서 HCFC-142b(1-chloro-1,1-difluoroethane)의 탈염소반응을 수행하여 반응온도, 수소/HCFC-142b의 공급비(r) 및 Pd담지량 변화가 HFC-143a(1,1,1-trifluoroethane)와 HFC-152a(1,1-difluoroethane)로의 선택도에 미치는 영향을 조사하였다. 실험결과 $Pd/AlF_3$$Pd/{\gamma}-Al_2O_3$촉매에 의한 전환율은 각각 60%와 92%였고, 생성가스 중에서 HFC-143a로의 선택도는 각각 58%와 64%였다. 이때 최적반응조건은 반응온도, $200^{\circ}C$, 공간시간 1.05s, 수소/HCFC-142b의 공급비가 3이었다. 한편, 동일 조건하에서 ${\gamma}-Al_2O_3$${\alpha}-Al_2O_3$, 그리고 $AlF_3$촉매에 의한 HCFC-142b의 생성가스로의 전환율은 각각 12%, 8%와 7%였고, 생성가스중 HFC-152a로의 선택도는 각각 94%, 92%와 90%였다.

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고체 산촉매에서 폐플라스틱의 분해 반응 (Catalytic degradation of waste plastics over solid acid catalysts)

  • 이경환;전상구;김광호;노남선;신대현;서영화
    • 한국에너지공학회:학술대회논문집
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    • 한국에너지공학회 2002년도 추계 학술발표회 논문집
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    • pp.185-186
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    • 2002
  • 폐 플라스틱은 석유 물질인 탄화수소로 구성하고 있지만 효과적으로 재활용되지 못하고 대부분 매립, 소각 등의 방법으로 처리하고 있다. 플라스틱은 다양한 용도로 사용되기 때문에 플라스틱의 이용과 소비의 증가는 필연적이다. 예로 미국 가정의 폐 플라스틱은 63% 폴리에틸렌, 11% 폴리프로필렌, 11% 폴리스타이렌, 7% PET 그리고 7% PVC가 발생되는데 이들 화합물 구조가 포화탄화수소형이기 때문에 70% 정도가 방향족 화합물인 석탄에 비해 수소첨가 반응이 요구되지 않는다.(중략)

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고체산에 의한 활엽수 헤미셀룰로오스의 당화 (Saccharification of Hardwood Hemicellulose by Solid Acid)

  • 김성배;이윤영
    • KSBB Journal
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    • 제4권2호
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    • pp.99-103
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    • 1989
  • 활엽수의 헤미셀룰로오스를 autohydrolusisgkdu 얻은 용액을 초강 산고체, Nafion을 사용하여 2차 가수분해시키는 반응에 관한 Kinetics를 고찰했다. 연속 column반응기를 사용해 얻을 수 있는 최대 xylose수율은 약 90%이였다. 양이온 물질이 제거된 feed를 사용하면 Nation은 안정된 가수분해 촉매를 사용될 수 있음이 판명되었다.

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고체상에서 환팽창 반응에 의한 카르복신 유도체의 합성시도 (Attempted Synthesis of Carboxin Derivative through Ring Expansion Reaction on Solid Phase)

  • 한호규;배수열;남기달
    • 농약과학회지
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    • 제9권3호
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    • pp.185-190
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    • 2005
  • 최초의 침투이행성 농약 살균제, 카르복신 1의 유도체인 16을 고체상에서 합성하였다. 1,3-옥사티올란 유도체를 아실화 반응성을 갖고 있는 4-하이드록시-3-나이트로벤조페논 고체상 6에 연결하여 9를 82%의 수율로 합성하였다. 고체상의 1,3-옥사티올란 9의 황원자를 MCPBA로 산화한 다음 생성된 설폭사이드 10을 산촉매 존재하에서 환팽창하여 상응하는 고체상에 연결된 다이하이드로-1,4-옥사티인 유도체 12를 합성하였다. 고체상의 1,3-옥사티올란 9의 산화물을 p-메톡시아닐린과 반응시켜 1,3-옥사티올란 14, 1,3-옥사티올란 설폰 15, 다이하이드로-1,4-옥사티인 16, 그리고 아세토아세트아닐라이드 유도체 17을 각각 41%, 35%, 14%, 10% 수율로 얻었다.

고체산화물 연료전지용 Ni/YSZ 음극 촉매에서의 메탄 내부개질 반응 시 탄소 침적 억제를 위한 첨가제 영향 (Promoter Effect on Ni/YSZ Anode Catalyst of Solid Oxide Fuel Cell for Suppressing Coke Formation in the Methane Internal Reforming)

  • 김혜령;최지은;윤현기;정종식
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제46권4호
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    • pp.813-818
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    • 2008
  • 고체 산화물 연료전지(SOFC)에서 Ni/YSZ 음극 촉매를 이용한 내부 개질 반응 시 코크 형성에 의한 촉매 비활성화 문제점을 개선하기 위해 음극에 여러가지 조촉매(Ce, Co, Cu, Cr, Mn, Pd, K, $K_2Ti_2O_5$)들을 첨가하여 그 영향을 조사하였다. $H_2O/CH_4=1.5$ 몰비, 800의 반응 조건하에서 수증기 개질 반응을 행한 결과 전이금속산화물들은 코크형성을 억제하는 효과가 없었고 메탄전환율도 오히려 감소하였다. Potassium을 담지한 Ni/YSZ의 경우는 초기에는 뚜렷한 코크형성 억제 효과가 있었으나 반응 후 42시간이 지나면 휘발에 의한 Potassium함량 감소로 급격한 촉매활성의 저하가 일어났다. 격자 구조에 Potassium이 내장된 $K_2Ti_2O_5$를 5% 혼합한 Ni/YSZ의 경우에는 장기간 운전에도 반응 활성이 줄어들지 않아서 음극 촉매의 코크 억제용 첨가제로 적용될 수 있음을 알았다. 반응시간에 따른 촉매의 비활성화는 촉매 표면에서의 graphidic carbon의 생성 때문으로 밝혀졌다.