• 공업화학
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• 제27권2호
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• pp.128-134
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• 2016

최근 셰일가스의 개발로 프로판, 부탄과 같은 경질알칸으로부터 프로필렌, 부텐, 부타디엔과 같은 올레핀을 제조하는 탈수소 공정에 대한 연구와 상용화가 많이 진행되었다. 특히 직접 탈수소화 반응의 열역학적 한계를 극복하고자 산화적 탈수소 또는 선택적 수소 산화 반응과 같이 산소를 활용한 기술의 연구개발이 진행되거나, 실제 공정에 적용된 사례들도 보고되고 있다. 이에 본 연구에서는 경질알칸의 탈수소 반응을 위한 산소활용기술의 최근 연구동향을 가스상의 산소를 활용하는 방법과 고체산화물의 격자산소를 활용한 기술로 나누어 정리하고, 산소활용기술의 현황과 연구 개발 방향 및 향후 전망에 대해 고찰하였다. 반응물의 반응성에 따라 기체상 산소의 적용이 용이한 경우와 반응성의 조절을 위해 격자산소를 이용하는 기술로 분류할 수 있었고, 전환율을 높이면서 선택도를 낮추지 않는 기술의 개발이 주요한 목표가 되었다.

• 대한화학회지
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• 제19권6호
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• pp.423-427
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• 1975

에탄올의 산화반응중의 칼륨을 dope 한 산화아연의 전기전도의 변화를 250${\sim}350^{\circ}C$에서 측정하였다. 산화아연 상에서는 탈수소 및 탈수반응이 일어난다. 300$^{\circ}C$ 이상에서 $CO_2$의 생성과 이에 따르는 전기전도의 증가를 보였는데 이것은 아세트알데히드의 분해에 의해 생긴 CO의 산화반응에 의한 것이 아닌가 본다. 에탄올에 산소를 가하면 아세트알데히드의 생성은 증가하나 에틸렌의 생성에는 변화가 없었다. 이것은 주로 $O^-$로서 화학흡착 되어있는 산소가 에탄올 흡착과 이에 따른 탈수소 과정에 유리하게 작용하고 있는 것이 아닌가 한다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제33권2호
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• pp.401-410
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• 2016

금속 산화물과 혼합한 $Pt-Sn/Al_2O_3$ 촉매의 프로판 탈수소 반응 성능의 향상 가능성에 대해서 연구하였다. 금속 산화물로서 $Cu-Mn/{\gamma}-Al_2O_3$, $Ni-Mn/{\gamma}-Al_2O_3$, $Cu/{\alpha}-Al_2O_3$를 제조하여 $Pt-Sn/Al_2O_3$ 촉매와 혼합하고, 프로판 탈수소 반응 성능을 측정하였다. 이 결과들을 불활성 물질인 glass bead를 혼합한 $Pt-Sn/Al_2O_3$ 촉매를 기준샘플로 삼아 비교하였다. 촉매와 금속산화물을 환원처리하지 않고 반응 실험한 경우, $576.5^{\circ}C$에서 기준샘플의 전환율 8% 대비, $Cu-Mn/{\gamma}-Al_2O_3$를 혼합한 $Pt-Sn/Al_2O_3$ 촉매가 14.9%의 높은 전환율과 96.8%의 선택도를 보였다. 촉매와 금속산화물을 환원 처리하여 반응활성을 측정한 경우, $Cu/{\alpha}-Al_2O_3$과 $Pt-Sn/Al_2O_3$의 혼합촉매가 기준샘플대비 초기에 높은 수율을 보였다. 그러나, 촉매를 환원 처리한 경우 전반적으로 전환율 상승이 크지 않았고, 이것으로 $Cu-Mn/{\gamma}-Al_2O_3$의 격자산소가 탈수소반응의 전환율 증가 영향을 주었음을 알 수 있었다.

• 대한화학회지
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• 제55권1호
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• pp.81-85
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• 2011

이소부탄의 산화탈수소반응(ODH)에 대한 $V_{0.9}Sb_{0.1}O_x$ 촉매계의 5가지 담지체의 촉진효과를 조사하였다. 사용된 5가지 담지체는 감마-알루미나, 알파-알루미나, 실리카-알루미나, 실리카겔, 마그네슘 산화물이다. 촉매는 사용된 담지체에 따라 그 효과가 다르게 나타났다: ${\gamma}-Al_2O_3$ > $\alpha$-$Al_2O_3$ > Si-Al-O> $SiO_2$ $\approx$MgO$\gg$unsupported. V-Sb-O 비율은 별로 촉매 활성과 선택성에 영향을 미치지 않았다. 촉매 성분들이 담지체에 골고루 잘 분포된 이유로 인해 감마-알루미나에 담지된 $V_{0.9}Sb_{0.1}O_x$ 촉매계가 성능이 제일 뛰어났다.

• 청정기술
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• 제20권3호
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• pp.330-336
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• 2014

Mg/Al 몰비를 1에서 3 범위에서 변화시켜 Mg-Al 혼합산화물을 공침법으로 제조하였다. 제조된 Mg-Al 혼합산화물은 X-선회절분석, 주사전자현미경분석, 질소흡착에 의한 비표면적 및 기공부피 측정, 이소프로판올의 승온탈착모델 반응으로 제조된 산화물의 특성분석을 수행하였다. 소성된 Mg-Al 혼합산화물은 이소프로판올의 탈수소/탈수반응에 적용하여 산염기 특성을 비교하였다. Mg-Al 혼합산화물에서 Al 함량이 증가함에 따라 비표면적 및 산점세기가 비례적으로 증가하였다. 이러한 산점세기 변화는 이소프로판올의 전환율 및 프로필렌 선택도에 직접적인 영향을 미쳤다.

• 공업화학
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• 제3권4호
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• pp.722-729
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• 1992

몇 종류의 산화물을 혼합하여 그 장점들이 촉매의 특성으로 나타나도록 하는 복합산화물 촉매의 한 종류로서 스피넬 구조를 이루는 Mg- 및 Bn-페라이트를 촉매로 선정하여 K 첨가에 따른 물성을 분석하고 페라이트상에서 에틸벤젠의 탈수소반응에 대하여 연구하였다. 촉매의 특성분석에는 XRD, BET법, DTA, XPS, TEM, TPD 등의 분석기법을 사용하였다. 페라이트 촉매에 대한 K 첨가 효과를 검토하기 위하여 물성을 종합적으로 분석한 결과, K는 입자의 분산도를 향상시키는 구조적 조촉매로서의 역할과 함께 전자를 공급하는 조촉매로서 작용하였으며, K의 첨가량이 증가함에 따라 산점이 중화되어 그 세기가 약해지면서 산점의 농도는 증가하였다. 반응성을 연구한 결과 페라이트 촉매에 첨가된 K는 강한 산점을 중화시켜 탈수소 반응에 적합한 세기의 산점을 형성하여 스티렌의 선택도를 일정하게 유지하였다.

• 대한화학회지
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• 제24권4호
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• pp.315-321
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• 1980

G. melanogenus로부터 분리한 폴리올 탈수소 효소는 이미 알려진 바의 다른 폴리올 탈수소 효소와는 달리 조효소로서 2,6-dichlorophenolindophenol (DPIP)와 같은 인위적 전자 수용체를 필수로 요구하고 있음으로 이 특수 효소의 반응메카니즘을 반응속도론적 연구를 통하여 규명코저 시도하였으며, 폴리올 산화반응에 대한 초기속도 측정실험과 효소반응 산물인 케토산에 의한 저해 실험을 통하여 이 반응은 Ping-Pong Bi-Bi형의 반응메카니즘으로 진행됨을 확인하였다. 따라서 두 기질 즉 포리올로서 D-mannitol 및 전자수용체로 DPIP가 효소에 의하여 반응이 진행될 경우 D-mannitol이 우선 효소와 작용하며 첫 반응산물로서 해당하는 케토산인 D-fructose가 생성될 것으로 기대되며 이 반응이 전체 반응속도를 조절하는 과정일 것이라고 추측하였다.

• 공업화학
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• 제3권4호
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• pp.663-669
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• 1992

분말의 $Zr(OH)_4$를 $(NH_4)_2CrO_4$수용액에 함침시킨 후 공기중에 소성하여 질코니아에 담지된 산화크롬 촉매를 제조하였다. 제조된 $CrO_x/ZrO_2$ 촉매상에 cumene을 반응시켜 산화-환원 거동을 연구한 결과 크롬의 산화상태가 +6인 chromate형태로 질코니아 표면에 존재할 때는 강한 산점이 생성되어 cumene의 탈알킬화 반응에 촉매활성을 나타내었다. 그러나 많은 양의 $Cr^{6+}$종은 반응중에 탈수소로 생성된 $H_2$에 의하여 환원되어 $Cr^{3+}$종으로 변환되었으며 $Cr^{3+}$종은 cumene을 탈수소화시켜 ${\alpha}$-methyl styrene을 생성하는 반응에 활성점으로 작용하였다. 환원된 $Cr^{3+}$종은 $O_2$로 처리하면 다시 $Cr^{6+}$종으로 되고 따라서 산화된 촉매는 cumene의 탈알킬화 반응에 활성을 나타내었다.

• 공업화학
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• 제2권3호
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• pp.279-288
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• 1991

몇 종류의 산화물을 혼합하여 그 장점들이 촉매의 특성으로 나타나도록 하는 복합산화물 촉매의 한 종류로서 스피넬 구조를 이루는 Mg- 및 Zn-페라이트를 촉매로 선정하여 Cr 치환에 따른 물성을 분석하고, 에틸벤젠의 탈수소 반응에 대하여 연구하였다. 촉매의 특성 분석에는 XRD, BET, TG/DTA, ESCA, TEM, TPD등의 분석법을 사용하였다. 페라이트 촉매에 대한 Cr 치환 효과를 검토하기 위하여 물성을 종합적으로 분석한 결과, 표면으로의 확산이 용이한 Cr 은 촉매의 표면적 증가와 구조의 안정성에 기여하는 구조적인 조촉매로서 작용하였다. 촉매의 반응성 실험에 있어서는 Cr의 치환에 따른 활성변화를 검토하였는데, $MgCr_xFe_{2-x}O_4$ 촉매에서 Cr 치환량이 증가할수록 산소의 유동성이 작아져 완전산화반응이 억제되고 스티렌으로의 선택도가 증가하였다.

• 공업화학
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• 제9권1호
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• pp.129-134
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• 1998

프로판의 아크릴로니트릴로의 가암모니아 산화반응을 $Nb_2O_5-V_{0.4}Mo_1Te_{0.1}$ 혼합촉매를 이용하여 연구하였다. 가암모니아 산화반응의 촉매적 활성은 강한 산성을 띠는 니오피움산화물을 몰리브덴계 산화물촉매($V_{0.4}Mo_1Te_{0.1}$)에 첨가함에 따라서 증가하였으며, 이때 아크롤로니트릴과 프로필린의 선택율은 일정하게 유지되었다. 최대의 활성은 $Nb_2O_5-V_{0.4}Mo_1Te_{0.1}$ 촉매 중 니오비움산화물이 25wt%가 되었을 때 얻었으며, 니오비움산화물은 프로판의 탈수소과정에 선택적인 촉매임을 알았다.