• 청정기술
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• 제19권3호
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• pp.327-332
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• 2013

광학 및 형광 현미경을 이용한 실시간 촉매 모니터링 기술을 활용하여 C5 파라핀과 올레핀의 방향족화 반응 중 H-ZSM-5 촉매 표면에서 발생하는 코크 형성 과정을 시간별, 촉매 위치별로 관찰하였다. 실시간 자외-가시광 분광현미경(in-situ UV-vis microspectroscopy) 실험을 통해 반응 중 촉매 표면에서 발생하는 코킹 현상에 대한 정보를 실시간으로 얻을 수 있었으며, 그 결과, 결정의 위치와 반응물의 종류에 따라 코크 형성이 크게 달라짐을 확인하였다. 실시간 공초점형 형광현미경(in-situ confocal fluorescence microscopy) 연구에서는, 488 nm 레이저에 의해 형광을 나타내는 화학종들은 높은 분포로 결정의 중앙부분에 존재하며, 561 nm 레이저에 의해 형광을 발현하는 화학종들은 촉매 결정의 외곽으로 이동하는 것을 관찰하였다. 이러한 결과는, 코크 전구체의 크기에 따라 형광 발현 현상이 다르며, 따라서, 촉매의 위치에 따라 다른 종류의 코크 전구체가 존재한다는 것을 시사한다.

• 공업화학
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• 제5권6호
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• pp.957-966
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• 1994

HZSM-5와 Ag 이온으로 교환된 ZSM-5를 촉매로 사용하여 부탄과 1-부텐으로부터 방향족 화합물로의 전환반응을 수행하였다. 방향족 탄화수소의 수율은 HZSM-5 내에 Ag 이온을 도입함으로써 현저하게 증가하였다 Ag 이온들은 출발원료인 탄화수소의 탈수소 촉매로서 작용하였다. 부탄과 1-부텐의 탈수소 과정에서 생성된 수소는 $Ag^+$ 이온을 Ag 금속으로 환원시킴과 동시에 산점의 형성을 유발하였다. Ag의 담지량이 다른 ZSM-5를 촉매로 사용하여 1-부텐의 전환반응을 수행하고, 이들 촉매의 산점특성 변화에 따른 효과를 검토하였다.

• 공업화학
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• 제31권3호
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• pp.328-333
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• 2020

본 연구에서는 PFO와 Coal-tar의 구조와 열 중합 거동 분석을 통해 PFO와 Coal-tar으로 구성된 혼합 원료의 피치 합성 간 제조 특성을 확인하였다. 원소분석과 FT-IR 분석을 통해, PFO와 Coal-tar 각각 0.355, 0.818로 방향족화도 수치를 확인하였다. 또한, PFO와 Coal-tar의 열중량 분석을 통해 질량 감소곡선의 차이를 확인하였으며, 이러한 현상은 방향족 화도와 관능기 함량에 따른 구조적 안정성에 기인한 것으로 판단된다. 피치 제조 특성은 PFO를 원료로 사용한 피치가 혼합원료로부터 제조된 피치보다 평균적으로 낮은 수율과 높은 연화점을 보임을 확인하였다. 특히 유사한 연화점을 가지는 P360 (138.5 ℃)과 B420 (141.4 ℃)을 비교하였을 때, 두 피치의 탄화수율은 각각 29.89, 49.03 wt%로 Coal-tar가 혼합된 경우 약 20 wt% 향상됨을 확인하였다. 이러한 결과는 다량의 알킬기를 포함하여 높은 피치 중합 반응성을 가지는 PFO와 높은 열적 안정성을 가지는 Coal-tar의 혼합에 기인한 것으로 판단된다.

• 공업화학
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• 제30권3호
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• pp.297-302
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• 2019

열분해 연료유(pyrolysis fuel oil)의 열처리 시 발생되는 구조변화를 파악하기 위하여 열처리 온도에 따라 발생되는 휘발유분(volatile matters) 및 중질유분을 분리하였다. 열처리 온도가 증가함에 따라 중질유분의 수율은 낮아지며, 탄화수율은 높아지는 것을 확인하였다. 휘발유분의 $^1H-NMR$ 구조분석 결과, 원료에 포함되어 있던 1~2환 방향족 성분들은 $340^{\circ}C$ 이전의 온도에서 대부분 제거되었으며, $320^{\circ}C$부터는 크래킹 반응에 의하여 방향족 화합물로부터 지방족 탄화수소 곁사슬이 분해됨에 따라 새로운 휘발유분을 생성하는 것을 확인하였다. 한편 중질유분의 원소분석 및 $^1H-NMR$ 구조분석 결과로부터, 열처리 온도가 증가할수록 C/H 몰비 및 방향족화도 값이 증가함을 알 수 있었다. 이러한 구조분석 결과를 통하여 PFO의 $280{\sim}360^{\circ}C$에서의 열처리에 따른 구조 변화는 비점 차이에 따른 휘발유분의 분리 및 크래킹 반응에 의한 지방족 곁사슬의 분해가 가장 큰 영향을 미치며, 일부 화학종 간 중합반응 또한 발생된 것을 확인하였다.

• 공업화학
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• 제34권1호
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• pp.15-22
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• 2023

최근, 피셔-트롭시(Fischer-Tpropsch, F-T) 합성 생성물의 단환방향족(BTEX) 수율을 향상시켜 공정 경제성 및 효율을 높이기 위한 연구가 활발하다. 본 연구에서는, F-T 유래 탄화수소의 모델로서 에틸렌을 선정하고, HZSM-5 (HZ5)의 산특성, 메조기공율 및 결정화도 변화에 따른 에틸렌으로부터 방향족 합성 반응(ethylene-to-aromatics, ETA) 거동에 대하여 조사하였다. HZ5에 몰농도를 달리한 NH₄F 수용액을 함침 및 소성하여 불소 도입 HZ5를 제조하였으며, F/HZ5의 구조 및 화학적 특성은 BET, 고체 NMR, XPS, NH₃-TPD 및 피리딘-IR 분광법을 통하여 조사되었다. ETA 반응은 673 K, 0.1 MPa의 조건에서 실시되었으며, 0.17 M NH₄F 수용액 처리에 의한 불소화 HZ5는 산특성, 메조기공율 및 결정성 향상에 기인하여 에틸렌 전환율, BTEX 선택도 및 촉매 안정성이 향상되었다.

• 공업화학
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• 제31권1호
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• pp.36-42
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• 2020

산화 공정이 피치의 열거동 특성에 미치는 영향을 규명하기 위하여 다양한 공정 온도에서 산화된 피치를 제조하였다. 피치의 열거동 특성은 thermogravimetric analysis (TGA)를 이용하여 분석하였으며, derivative thermogravimetry (DTG) 그래프 거동 변화에 따라 A (25~100 ℃), B (250~550 ℃), C (550~800 ℃) 세 구간으로 분석하였다. A 구간에서는 피치에 함유되어 있던 수분이 제거되면서 중량 감소가 발생하였다. B 구간에서 산화에 의하여 피치의 열적 안정성이 향상되었다. 이는 산화 온도가 증가할수록 피치의 방향족화도 및 분자량이 증가하였기 때문으로 판단된다. 반면, C 구간에서는 B 구간과 반대의 결과를 보였다. C 구간에서 열적 안정성이 저해된 것은 산화 공정에 의하여 피치에 도입된 C-OH, C-O-C, C=O 결합이 분해되고, 이에 의하여 발생한 산소 화합물이 피치의 연소 반응을 유도하였기 때문으로 사료된다.