유지 수소화용 폐촉매로부터 니켈을 추출 분리하여 수소화 촉매로 재생하였다. 입수한 폐촉매로부터는 약 21.8% Ni, 0.7% Mg 및 소량의 Al, Fe와 Zn이 검출되었다. 폐촉매로부터 무기산을 이용하여 니켈 성분을 추출할 때는 염산>질산>황산의 순서로 추출률이 감소하였으며, 질산으로 추출할 경우 3N의 농도로 3시간 정도 추출하는 것이 적합하였다. 용해도차를 이용한 금속 불순물의 침전 분리 제거에 있어서 니켈 회수율을 최대화 하려면 pH 6.5~9.0의 조건이 좋으나 부분적으로 불순물 공침이 생긴다. 니켈의 회수율이 약간 떨어지더라도 pH 7.0~9.0에서 니켈을 분리하여 금속 불순물의 대부분을 제거하면 촉매 제조에 효과적이었다. 폐촉매로부터 추출 처리하여 얻은 nickel을 규조토에 담지시켜 습식환원법으로 제조한 촉매는 촉매 내 금속 불순물의 제거율이 높은 경우, 시약으로 실험실에서 제조한 촉매와 대동소이한 대두유 경화반응 특성을 나타내었다. 이 때 담체의 비표면적은 반응에 영향을 미치지 않았다.
Ethyl pyruvate의 비대칭 수소화 반응에 $Rh-Pt/Al_{2}O_{3}$ 이원금속 촉매를 처음으로 적용하고 그 반응특성을 조사하였다. $Rh-Pt/Al_{2}O_{3}$ 촉매는 상용 $Pt/Al_{2}O_{3}$에 Rh을 담지하거나 $Al_{2}O_{3}$에 Pt와 Rh을 연속적으로 함침시켜 제조하여, 촉매제법, Rh 함량 및 환원온도에 따라 반응속도, 광학선택도(ee%)가 변화하는 경향을 비교하였으며, XRD, TEM을 통하여 촉매의 물리적 특성을 분석하였다. $Rh-Pt/Al_{2}O_{3}$ 이원금속 촉매는 환원온도가 증가함에 따라 반응속도와 광학순도가 향상되었다(63.6 ee%). 또한 Rh의 함량에 따라서도 촉매 반응속도의 큰 변화를 보여주었는데, 그 변화 경향은 촉매 제조과정에 따라 달랐으나 광학선택도는 모든 이원촉매가 단일촉매에 비해 떨어지는 결과(56~60 ee%)를 나타내었다.
Two rhodium(I) complexes of the types [Rh(BPPF)(NBD)]$ClO_4$ (10) and [Rh(BPPF)$Cl]_2$ (11) (BPPF = 1,1'-bis(diphenylphosphino)-ferrocene) have been prepared and investigated as catalysts for the regioselective hydrogenation of polynuclear heteroaromatic nitrogen and sulfur compounds such as quinoline (1), acridine (2), phenanthridine (3), 7,8-benzoquinoline (4), benzothiophene (5), isoquinoline (6), indole (7), pyridine (8), and thiophene (9). Both complexes 10 and 11, except for the cases of indole (7) and mononuclear heteroaromatics 8-9, are very efficient in the selective reduction under quite mild hydrogenation conditions to give the corresponding saturated nitrogen and sulfur heterocyclic analogues of 1-6 in fast conversion rates and in excellent yields. Relative rate studies revealed that the reduction depends significantly on the steric and electronic effects of the substrates. Of the two complexes 10-11, the dimeric species 11 gives faster reaction rates in all cases studied.
Chen, Chen;Lv, Guang;Huang, Xin;Liao, Xue Pin;Zhang, Wen Hua;Shi, Bi
Bulletin of the Korean Chemical Society
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제33권2호
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pp.403-408
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2012
In this study, the homogenous Pd nanoparticles (Pd NPs) were first prepared with bayberry tannin (BT) as the stabilizers. Subsequently, the obtained bayberry tannin-stabilized Pd nanoparticles (BT-Pd) were immobilized onto ${\gamma}-Al_2O_3$ to prepare heterogeneous ${\gamma}-Al_2O_3$-BT-Pd catalysts. Fourier Transformation Infrared Spectrum (FTIR) and X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) analyses confirmed that the Pd NPs were well stabilized by the phenolic hydroxyl groups of BT. Transmission Electron Microscopy (TEM) observation indicated that the diameter of the Pd NPs can be effectively controlled in the range of 4.2-16.0 nm by varying the amount of BT. It is found that the ${\gamma}-Al_2O_3$-BT-Pd catalysts exhibit highly activity for various olefin hydrogenations. For example, the initial TOF (turnover frequency) of the ${\gamma}-Al_2O_3$-BT-Pd in the allyl alcohol hydrogenation is as high as $12804 mol{\cdot}mol^{-1}{\cdot}h^{-1}$. Furthermore, the ${\gamma}-Al_2O_3$-BT-Pd can be reused 5 times without significant loss of activity, exhibiting a superior reusability as compared with conventionally prepared ${\gamma}-Al_2O_3$-Pd catalysts.
본 연구는 여러 가지 방법에 의해 제조된 Pd/C 촉매의 특성을 질소흡탈착등온선, XRD, FE-TEM 및 CO-chemisorption을 이용하여 확인하였고, 제조된 촉매의 활성을 cyclohexene의 수소화 반응을 통하여 확인하여 제조방법에 따른 촉매의 특성 변화가 촉매 활성에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 각각의 제조방법을 통하여 제조된 Pd/C 촉매의 FE-TEM 분석결과, 이온교환법으로 제조된 촉매의 분산 정도가 매우 우수하며, 폴리올법으로 제조된 촉매의 분산 정도가 매우 낮음을 확인하였다. CO-chemisorption 분석에 의한 분산도 결과 이온교환법, 함침법 및 폴리올법으로 제조된 촉매의 Pd 분산도가 각각 17.55, 13.82% 및 1.35%로 나타나 FE-TEM 결과와 일치함을 확인하였다. 이후 cyclohexene의 수소화반응을 통하여 제조된 촉매의 활성을 확인하였고, 이온교환법으로 제조된 촉매의 cyclohexene의 전환율이 71%로 가장 높음을 확인하였다. 이는 탄소 담지체에 담지된 Pd의 분산도가 반응 활성에 영향을 미쳐 나타난 결과임을 알 수 있었다.
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.
석탄액화반응의 모델반응으로 나프탈렌의 수소화반응을 소형반응기내에서 수행하였다. 생성물인 테트랄린 및 데칼린의 몰분율은 반응온도와 수소압력에 민감하였다. 38$0^{\circ}C$에서 입자촉매를 사용한 반응은 재현성이 낮았으며 이의 규명을 위한 다양한 방법이 시도되었다. H$_2$S에 의한 효과가 가장 관련이 깊은 것으로 추론되었으며 25$0^{\circ}C$에서 H$_2$S의 효과를 체계적으로 규명하였다. H$_2$S의 분압을 조절하여 중간유도체인 테트랄린의 분율을 최대화할 수 있었으며 반응온도 및 반응시간과 함께 H$_2$S의 분압이 황화촉매를 사용하는 석탄액화반응에서 중요한 실험인자임을 확인하였다.
다양한 양이온을 가지는 imidazolium hexafluorophosphate를 이용하여 탄소담지 팔라듐 촉매를 제조하여 이를 hexafluoropropylene 수소화 반응에 사용하였다. 팔라듐의 입자형태는 사용된 이온성액체의 양이온에 영향을 받는 것이 관찰되었다. 이온성액체와 팔라듐 입자 사이의 입체적 안정화 영향으로 인하여 양이온 부분의 알킬 길이가 증가할수록 팔라듐입자는 구형에서 원통형으로 변하였다. $500^{\circ}C$에서 소성한 촉매 모두 동일한 결정구조를 형성하였다. 일정한 반응조건에서 양이온에 hexyl기를 가진 이온성액체로 합성한 촉매가 가장우수한 반응성을 보였다.
Mesoporous carbon-silica composites supported Pt nanoparticle catalysts (Pt/MCS) were firstly applied to the heterogeneous asymmetric hydrogenation of ethyl 2-oxo-4-phenylbutyrate (EOPB). A series of different silica contents were investigated in the fabrication of this mesoporous material. When the volume of added tetraethyl orthosilicate (TEOS) during the preparation of composites is 8 mL, Pt/MCS-8 holds carbon and silica as the main components and possesses relatively strong acidity, mesoporous structures with micropores, appropriate Pt nanoparticle size and high dispersibility showing by XRD, XPS, TPD, $N_2$ sorption and TEM. These properties cause its good catalytic performance in the heterogeneous asymmetric hydrogenation of EOPB with the enantiomeric excess value and conversion up to 85.6% and 97.8%, respectively.
Furfural의 수소화반응에 쓰이는 구리-크롬산화물계 촉매에서 바륨, 스트론륨 등의 첨가효과 및 그 기능에 관하여 조사하였다. X-선 회절에 의하면 $BaCrO_4$, $SrCrO_4$등의 생성을 확인할 수 있었으나, 촉매표면적에는 차이가 없었다. 그러나 이들의 첨가로 촉매능은 개선되어 첨가전보다 반응시간에 따른 활성저하폭이 훨씬 적어졌다. 바륨이 첨가된 또는 실기카에 분산시킨 촉매는 CO흡착으로 분산된 Cr(V)의 EPR 스펙트럼을 보여주었으며 표면의 산화-혼원과정에서 가역적인 스펙트럼을 나타내었다. 바륨의 첨가로 촉매활성점이 분산되어 존재함으로서 furfural의 수소화반응에서 향상된 촉매능을 보여주는 것으로 생각된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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