본 연구에서는 이산화탄소 개질반응에 대한 연구의 일환으로 HY-zeolite를 주요 담체로 하여 촉매 활성화에 대한 연구가 수행되었다. 우선 반응온도에 따른 영향을 알아보기 위하여 300℃～700℃에 걸쳐 반응실험을 수행한 결과 온도가 증가함에 따라 메탄과 이산화탄소의 전환율이 증가하였고, 700℃ 이상이 되었을 때 80% 이상의 전환율을 얻었다. 그 다음 니켈의 최적 담지량을 확인하기 위하여 HY-zeolite에 니켈의 담지량에 따른 촉매의 활성을 비교한 결과 니켈의 담지량이 증가할수록 촉매의 활성이 증가하였고, 13wt%에서 가장 높은 활성을 보였다. 지지체에 따른 촉매 활성 비교를 목적으로 주요 담체로 쓰이는 HY-zeolite, 외에 γ-Al2O3와 SiO2에 니켈을 담지시켜 반응활성을 비교한 결과 메탄과 이산화탄소의 초기 전환율은 HY-zeolite에 담지된 니켈 촉매를 사용했을 때가 가장 높았고, 시간이 지남에 따라 γ-Al2O3에 담지된 니켈 촉매보다 비활성화가 빨랐지만 24시간 반응후에도 메탄의 전환율이 80% 이상을 나타내었다. 그리고 13wt%Ni/HY-zeolite 촉매의 성능 향상을 위하여 Mg, ...
본 연구에서는 이산화탄소 개질반응에 대한 연구의 일환으로 HY-zeolite를 주요 담체로 하여 촉매 활성화에 대한 연구가 수행되었다. 우선 반응온도에 따른 영향을 알아보기 위하여 300℃～700℃에 걸쳐 반응실험을 수행한 결과 온도가 증가함에 따라 메탄과 이산화탄소의 전환율이 증가하였고, 700℃ 이상이 되었을 때 80% 이상의 전환율을 얻었다. 그 다음 니켈의 최적 담지량을 확인하기 위하여 HY-zeolite에 니켈의 담지량에 따른 촉매의 활성을 비교한 결과 니켈의 담지량이 증가할수록 촉매의 활성이 증가하였고, 13wt%에서 가장 높은 활성을 보였다. 지지체에 따른 촉매 활성 비교를 목적으로 주요 담체로 쓰이는 HY-zeolite, 외에 γ-Al2O3와 SiO2에 니켈을 담지시켜 반응활성을 비교한 결과 메탄과 이산화탄소의 초기 전환율은 HY-zeolite에 담지된 니켈 촉매를 사용했을 때가 가장 높았고, 시간이 지남에 따라 γ-Al2O3에 담지된 니켈 촉매보다 비활성화가 빨랐지만 24시간 반응후에도 메탄의 전환율이 80% 이상을 나타내었다. 그리고 13wt%Ni/HY-zeolite 촉매의 성능 향상을 위하여 Mg, Mn, K, Ca을 조촉매로 첨가하여 반응활성을 조사한 결과 Mg을 첨가한 촉매가 Mn, K, Ca을 조촉매로 첨가한 촉매보다 더 높은 활성과 안정성을 나타내었고, Mg의 최적 첨가량은 5wt%임을 확인하였다. 최종 선정된 5wt%Mg/13wt%Ni/HY-zeolite 촉매는 96시간의 장시간 반응에도 불구하고 메탄 및 이산화탄소 전환율이 각각 85%, 82%로 비교적 높은 전환율을 보여주었다. 이산화탄소 개질반응 후의 촉매는 코크의 침적이 관찰되었으며, 생성된 코크는 대부분 니켈 입자의 한 쪽면에서 성장을 하는 whisker형으로 촉매의 비활성화 속도를 느리게 하였다.
본 연구에서는 이산화탄소 개질반응에 대한 연구의 일환으로 HY-zeolite를 주요 담체로 하여 촉매 활성화에 대한 연구가 수행되었다. 우선 반응온도에 따른 영향을 알아보기 위하여 300℃～700℃에 걸쳐 반응실험을 수행한 결과 온도가 증가함에 따라 메탄과 이산화탄소의 전환율이 증가하였고, 700℃ 이상이 되었을 때 80% 이상의 전환율을 얻었다. 그 다음 니켈의 최적 담지량을 확인하기 위하여 HY-zeolite에 니켈의 담지량에 따른 촉매의 활성을 비교한 결과 니켈의 담지량이 증가할수록 촉매의 활성이 증가하였고, 13wt%에서 가장 높은 활성을 보였다. 지지체에 따른 촉매 활성 비교를 목적으로 주요 담체로 쓰이는 HY-zeolite, 외에 γ-Al2O3와 SiO2에 니켈을 담지시켜 반응활성을 비교한 결과 메탄과 이산화탄소의 초기 전환율은 HY-zeolite에 담지된 니켈 촉매를 사용했을 때가 가장 높았고, 시간이 지남에 따라 γ-Al2O3에 담지된 니켈 촉매보다 비활성화가 빨랐지만 24시간 반응후에도 메탄의 전환율이 80% 이상을 나타내었다. 그리고 13wt%Ni/HY-zeolite 촉매의 성능 향상을 위하여 Mg, Mn, K, Ca을 조촉매로 첨가하여 반응활성을 조사한 결과 Mg을 첨가한 촉매가 Mn, K, Ca을 조촉매로 첨가한 촉매보다 더 높은 활성과 안정성을 나타내었고, Mg의 최적 첨가량은 5wt%임을 확인하였다. 최종 선정된 5wt%Mg/13wt%Ni/HY-zeolite 촉매는 96시간의 장시간 반응에도 불구하고 메탄 및 이산화탄소 전환율이 각각 85%, 82%로 비교적 높은 전환율을 보여주었다. 이산화탄소 개질반응 후의 촉매는 코크의 침적이 관찰되었으며, 생성된 코크는 대부분 니켈 입자의 한 쪽면에서 성장을 하는 whisker형으로 촉매의 비활성화 속도를 느리게 하였다.
We studied on catalyst activation of Ni metal using HY-zeolite as main supporter for carbon dioxide reforming. At first, we investigated the effect of reaction temperature in the range 300 to 700 oC, As increasing reaction temperature, CH4 and CO2 conversions were increased, and we obtained conversi...
We studied on catalyst activation of Ni metal using HY-zeolite as main supporter for carbon dioxide reforming. At first, we investigated the effect of reaction temperature in the range 300 to 700 oC, As increasing reaction temperature, CH4 and CO2 conversions were increased, and we obtained conversions more than 80% above 700 oC. Secondly, we investigated the effect of Ni loading on HY-Zeolite supporter. As Ni loading was increased, catalyst activation was increased, and it showed that Ni loading of 13wt% was highest catalyst activation. Thirdly, to investigate the effect of supporters, we compared catalyst activation of Ni metal on HY-zeolite, γ-Al2O3 and SiO2 supporters. HY-zeolite supporter was shown the highest intial conversion of CH4 and CO2, but it showed faster deactivation than γ-Al2O3 supporter. But, it maintained CH4 conversion more than 80% after 24hr reaction. Finally, to improve catalyst activity and deactivation due to coking on 13 wt% Ni supported HY-zeolite catalyst. we studied the effect of promoters by adding Mg, Mn, K, and Ca metal of 5wt%. We obtained that Mg metal promotor was shown the highest catalyst activity and less deactivation compared with Mn, K and Ca metal after 24hr reaction. Also, we confirmed that optimum Mg addition was 5wt%. Ni supported HY-zeolite catalyst added 5wt% Mg was shown relatively high CH4(85%) and CO2(82%) conversion in spite of 96hr reaction. Also, we observed that the main reason of deactivation on Ni supported HY-zeolite catalyst in CO2 reforming was carbon deposition, which was shown to be whisker type with a Ni particles by SEM. It brought out the slow deactivation of catalyst.
We studied on catalyst activation of Ni metal using HY-zeolite as main supporter for carbon dioxide reforming. At first, we investigated the effect of reaction temperature in the range 300 to 700 oC, As increasing reaction temperature, CH4 and CO2 conversions were increased, and we obtained conversions more than 80% above 700 oC. Secondly, we investigated the effect of Ni loading on HY-Zeolite supporter. As Ni loading was increased, catalyst activation was increased, and it showed that Ni loading of 13wt% was highest catalyst activation. Thirdly, to investigate the effect of supporters, we compared catalyst activation of Ni metal on HY-zeolite, γ-Al2O3 and SiO2 supporters. HY-zeolite supporter was shown the highest intial conversion of CH4 and CO2, but it showed faster deactivation than γ-Al2O3 supporter. But, it maintained CH4 conversion more than 80% after 24hr reaction. Finally, to improve catalyst activity and deactivation due to coking on 13 wt% Ni supported HY-zeolite catalyst. we studied the effect of promoters by adding Mg, Mn, K, and Ca metal of 5wt%. We obtained that Mg metal promotor was shown the highest catalyst activity and less deactivation compared with Mn, K and Ca metal after 24hr reaction. Also, we confirmed that optimum Mg addition was 5wt%. Ni supported HY-zeolite catalyst added 5wt% Mg was shown relatively high CH4(85%) and CO2(82%) conversion in spite of 96hr reaction. Also, we observed that the main reason of deactivation on Ni supported HY-zeolite catalyst in CO2 reforming was carbon deposition, which was shown to be whisker type with a Ni particles by SEM. It brought out the slow deactivation of catalyst.
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