• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권2호
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• pp.269-275
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• 2021

메탄의 부분 산화반응을 위해 규칙적인 메조기공을 갖는 실리카를 지지체로 한 니켈 촉매를 제조하였다. 니켈 플레이팅(Nickel plating) 방법을 이용하여 촉매 제조 시 기존 함침 촉매 제조법과 달리 니켈이 실리카 표면에 도포된다. 이때 니켈이 고분산 되어 안정적인 니켈입자를 형성하게 된다. 니켈 플레이팅 촉매의 경우, TEM-EDS 분석에서 니켈이 매우 고분산 된 것을 확인할 수 있었다. 이러한 고분산된 촉매로 메탄 부분산화 반응 시 기존 함침촉매와는 달리 니켈의 소결과 탄소침적이 상대적으로 적어 촉매의 비활성화가 매우 낮았다. 팔라듐은 환원 조촉매로서의 역할을 하여, 메탄 전환율과 생성된 합성가스의 H2/CO 비 관점에서 우수한 반응 성능을 보이는 것을 확인 할 수 있었다.

• 공업화학
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• 제7권5호
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• pp.902-912
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• 1996

여러 가지의 고체산 촉매에 의한 1-펜텐의 골격이성화 반응에서 반응활성, 선택도, 반응메카니즘 및 촉매의 산의 세기와 촉매활성과의 관계를 연구하였다. 여러 가지의 고체산 촉매중에서 천연제올라이트가 가장 높은 활성을 보여주었고, 불소나 황산으로 처리된 ${\eta}$-알루미나는 변형되지 않은 경우에 비해 활성이 크게 증가하였다. 한편 반응온도가 증가할수록 이소펜텐의 수율이 증가하였고, 접촉시간의 증가에 따라 이소펜텐의 수율이 증가하였다. 그러나 높은 반응온도와 아주 긴 접촉시간에서는 크래킹 반응의 생성물이 증가하였다. 금속이온으로 치환된 천연제올라이트에서의 활성은 감소하였고, 이것은 금속이온의 polarizing power와 관계가 있는 것으로 나타났다. 암모니아 승온탈착실험 결과에 의하면 촉매의 활성은 촉매의 산의 세기와 밀접한 관계가 있는 것으로 나타났다.

• 공업화학
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• 제18권1호
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• pp.36-40
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• 2007

헤테로폴리산 촉매를 이용하여 endo-tetrahydrodicyclopentadiene 및 endo-tetrahydrodi(methylcyclopentadiene)의 이성화반응에 관한 연구를 행하였다. 이성화반응에 의해 endo 형태를 exo 형태의 화합물로 제조하였다. 기존의 이성화촉매인 알루미늄 클로라이드의 문제점을 개선하기 위하여 헤테로폴리산의 적용을 시도하였다. Keggin 형태의 헤테로폴리산 촉매인 $H_3PW_{12}O_{40}$에서 수소원자 2.5개 대신에 cesium으로 치환시 촉매활성이 가장 높았다. Cesium으로 치환된 헤테로폴리산 촉매 사용시 기존의 알루미늄클로라이드 촉매보다 이성화반응속도가 빠른 것을 확인하였고, 반응온도, 시간에 따른 tetrahydrodicyclopentadiene 및 tetrahydrodi(methylcyclopentadiene)의 반응성을 비교하였다.

• 공업화학
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• 제32권3호
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• pp.305-311
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• 2021

DTO (dimethyl ether to olefins) 반응에서 촉매의 성능 향상을 목적으로 SAPO-34 촉매의 메조 세공 유도제로서 키토산의 효과를 연구했다. 합성된 촉매의 특성은 XRD, SEM, N₂ adsorption-desorption isotherm 및 NH₃-TPD로 분석하였다. 키토산 첨가량을 변수로 하여 개조된 SAPO-34 촉매는 기존의 SAPO-34 촉매와 동일한 입방체 형태와 카바자이트 구조를 나타내었다. 키토산의 첨가량을 3 wt%까지 증가함에 따라 제조된 촉매의 표면적 및 메조 세공 부피는 향상되었으며 약산 점의 농도 또한 증가하는 것으로 나타났다. 개조된 SAPO-34 촉매는 DTO 반응에서 향상된 촉매 수명과 높은 경질 올레핀 선택도를 나타냈다. 특히, SAPO-CHI 3 촉매(3 wt%)는 기존의 SAPO-34 촉매 수명(82 min)과 비교하여 가장 우수한 촉매 수명(140 min)을 나타냈다. 따라서 키토산이 SAPO-34 촉매의 비활성화를 억제하기 위한 메조 세공 유도제로 사용하기에 적합한 물질임을 확인했다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.199-202
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• 2009

본 연구에서는 내부 개질반응에서 사용되는 고함량의 니켈촉매(Ni/Al2O3계열 촉매)제조를 위해, 요소(urea)를 이용한 균일용액 침전법을 이용하여 니켈이 고분산된 52wt% Ni/$Al_2O_3$ 촉매를 제조하였다. 제조 촉매는 BET 표면적, 니켈분산도, 니켈표면적 등 물리.화학적 물성 모두 우수하였으며, 환원 패턴은 상용촉매와 비슷하게 나타났다. 실제 반응온도인 $650^{\circ}C$에서 소성하여 화학흡착을 비교한 결과,상용촉매는 니켈분산도 및 니켈표면적이 감소한 반면 균일용액 침전법으로 제조한 촉매는 거의 변화가 없었다. 개질 성능 또한 상용촉매보다 우수하였는데, 이것은 균일용액 침전법으로 제조한 촉매는 활성점(니켈)이 지지체에 나노사이즈로 고르게 잘 분산되었기 때문이라고 판단하였다. 또한 합성온도 조절을 통해, $650^{\circ}C$ 소성 후에 물성변화를 살펴보았고 합성온도 $85^{\circ}C$에서 고분산 니켈 촉매 제조가 가능하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권2호
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• pp.251-256
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• 2012

Keggin형 $H_{3+x}PW_{12-x}Nb_xO_{40}$(x=0, 1, 2, 3) 및 Wells-Dawson형 $H_{6+x}P_2W_{18-x}Nb_xO_{62}$(x=0, 1, 2, 3) 헤테로폴리산(Heteropolyacid) 촉매를 이용하여 n-Butanol의 에테르화(Etherification) 반응을 통한 Di-n-Butyl Ether의 제조를 수행하였다. 먼저 Niobium이 서로 다른 비율로 치환된 Keggin형 및 Wells-Dawson형 헤테로폴리산 촉매를 제조하였다. FT-IR, ICP-AES 및 $^{31}P$ NMR 분석을 통하여 촉매가 잘 제조되었음을 확인하였다. $NH_3$-TPD(Temperature-Programmed Desorption) 분석을 통해 헤테로폴리산 촉매의 산특성을 측정하였다. 두 계열의 촉매군에서 헤테로폴리산 촉매는 Niobium의 함량에 따라 다른 산특성을 나타내었다. 이후, 헤테로폴리산 촉매를 에테르화 반응에 적용하고 촉매의 반응활성과 산특성 간의 상관관계를 분석하였다. Keggin형 $H_{3+x}PW_{12-x}Nb_xO_{40}$ 및 Wells-Dawson형 $H_{6+x}P_2W_{18-x}Nb_xO_{62}$ 헤테로폴리산 촉매의 Acidity는 Keggin형과 Wells-Dawson형 모두에서 Niobium의 치환량이 증가함에 따라 감소하였으며, n-Butanol의 전환율과 Di-n-Butyl Ether로의 수율은 헤테로폴리산 촉매의 구조와 관계없이 Acidity가 증가함에 따라 선형적으로 증가하였다. 이처럼 헤테로폴리산의 Acidity는 n-Butanol의 에테르화(Etherification) 반응을 통한 Di-n-Butyl Ether의 제조 반응에서 촉매 활성을 결정하는 중요한 요소로 작용하였다.

• 공업화학
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• 제8권4호
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• pp.582-588
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• 1997

고체산 촉매인 헤테로폴리산 촉매를 이용하여 대기오염 방지를 위한 옥탄가 향상제인 TAME, ETBE 및 MTBE 합성반응에 대한 실험을 고정층 상압유통식 반응장치에서 수행하였다. 일반적으로 TAME, ETBE 및 MTBE 합성반응에서 헤테로폴리산에 hetero원자와 poly원자를 치환시켜 비교한 결과, 배위된 poly원자가 W, hetero원자가 Si인 $H_4SiW_{12}O_{40}$ 촉매의 활성이 가장 우수하였고, 또한 치환된 금속에 따라 촉매의 활성이 달랐으며 이는 촉매의 산성질과 관련이 있음을 알 수 있었다. 헤테로폴리산 촉매를 이용한 합성반응에서 TAME 경우는 $FeHPW_{12}O_{40}$과 $K_3PM_{o12}O_{40}$이 비교적 활성이 좋았으나, ETBE나 MTBE 경우에 비해서는 다소 활성이 낮았다. 그리하여 본 연구에서는 활성이 좋은 헤테로폴리산 촉매들을 선정하여 각각에 대하여 1:1로 다음과 같이 혼합하여 $H_4SiW_{12}O_{40}$ : $Sr_2SiW_{12}O_{40}$, $H_4SiW_{12}O_{40}$ : $NaH_2PW_{12}O_{40}$, $Fe_{1.5}PW_{12}O_{40}$ : $Mg_2SiW_{12}O_{40}$ 및 $Mg_2SiW_{12}O_{40}$ : $Ba_2SiW_{12}O_{40}$ 실험한 결과, 혼합촉매들이 각각의 단일성분 촉매때보다 TBA의 전화율과 ETBE나 MTBE의 선택율이 더욱 향상되었음을 알 수 있었다.

• 공업화학
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• 제4권2호
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• pp.335-341
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• 1993

메탄올 전환반응에서, 헤테로폴리산 화합물의 산특성이 촉매활성에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 구리로 치환된 12-텅스토인산 촉매를 수소로 전처리하면 메탄올의 전환율과 프로판에 대한 선택도가 증가하였으며, 알루미늄이온으로 치환된 12-텅스토인산 촉매에서는 물로 전처리하면 산의 세기가 증가하였다. 반응물에 첨가된 물은 메탄올의 전환율을 감소시켰고, 전처리온도는 메탄올의 전환율에는 영향을 미치지 않았으나, propylene/propane의 생성비에는 영향을 미쳤다. 알루미튬이온에 의해 부분적으로 이온교환된 여러 가지의 12-텅스토인산염들은 알루미늄이온의 치환정도에 따라 서로 다른 촉매활성을 보여주었다.

• 자원리싸이클링
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• 제13권3호
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• pp.27-36
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• 2004

수소화 반응용 니켈 폐촉매를 배소하여 산화니켈을 회수한 다음, 회수한 산화니켈을 산처리하고 침전법으로 Kieselguhr에 담지 된 니켈 촉매로 재생시켰다. 폐촉매의 배소 조건이 니켈산화물의 회수에 미치는 영향을 조사하였다. 니켈 폐촉매의 재생 과정에서 $1,000^{\circ}C$의 온도에서 배소 하였을 경우에 대부분 니켈산화물로 회수할 수 있었다. 산화니켈을 산처리하여 얻은 질산니켈을 사용하여 Kieselguhr에 담지 된 니켈 촉매를 제조하였다. 이때 조촉매의 첨가, 침전 조건 및 환원 조건 등이 재생된 촉매의 식물성 오일의 수소화 반응 성능에 미치는 영향을 조사하였다. 알카리 금속인 CaO와 희토류 금속인 $Ce_2$$O_3$를 조촉매로 첨가했을 때 수소화 반응의 활성이 증가하였다.

• 청정기술
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• 제30권2호
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• pp.145-156
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• 2024

탄소는 비표면적이 매우 크고 우수한 화학적 안정성을 지녀 촉매 지지체로 사용한 연구들이 활발히 진행되고 있다. 탄소를 지지체로 사용하는데 있어 전처리 과정은 필수적이다. 전처리를 통해 금속 입자의 성장을 제어해 안정화하고 지지체와 금속 입자 간 결합력을 향상시킬 수 있다. 본 연구에서는 표면 개질을 위해 탄소의 전처리를 실시하였으며 이를 촉매 지지체로 사용해 5 wt% Pd/C 촉매를 합성하였다. 제조된 촉매의 활성은 페놀 수소화 반응을 통해 평가되었다. 탄소 전처리 시 일반적으로 사용되는 질산과 비교하고자 유기산을 사용해 탄소 전처리를 진행하였고 이를 지지체로 사용해 촉매를 제조하였다. 글루콘산으로 처리된 촉매는 94.93%의 전환율과 92.76%의 사이클로헥사논 선택도를 나타내 질산으로 처리된 촉매보다 우수한 활성을 나타냈다. 따라서 유기산을 이용한 탄소의 전처리가 무기산 처리의 단점을 개선하는 것뿐만 아니라 촉매 성능 개선에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.