인류의 생활수준 향상됨에 따라 석탄과 석유와 같은 에너지사용량이 급증하여 CO2, N2O와 같은 대기오염물질이 생성되어 배출되고 있다. N2O의 향후 100년 후 지구온난화를 유발하는 영향력 지수가 CO2와 비교하여 약 310배에 달한다고 알려져 있으며, 수송 분야에서 디젤 자동차의 경우 후처리시스템에서 배출되는 N2O 배기가스 규제 강도가 높아지고 있다. N2O는 ...
인류의 생활수준 향상됨에 따라 석탄과 석유와 같은 에너지사용량이 급증하여 CO2, N2O와 같은 대기오염물질이 생성되어 배출되고 있다. N2O의 향후 100년 후 지구온난화를 유발하는 영향력 지수가 CO2와 비교하여 약 310배에 달한다고 알려져 있으며, 수송 분야에서 디젤 자동차의 경우 후처리시스템에서 배출되는 N2O 배기가스 규제 강도가 높아지고 있다. N2O는 대기압에서 불활성을 띠므로 성층권에서 분해되지 않으며, N2O 농도가 2배 증가할 때마다 성층권의 오존층이 10%씩 감소한다고 알려져 있다. 그렇기 때문에 디젤엔진의 배기가스 후처리시스템에서 N2O 배출을 감소시켜야한다. N2O를 포함하는 질소산화물을 저감하기 위한 장치로는 흡장형질소산화물 촉매(Lean NOX, Trap, LNT), 선택적 촉매환원법(Selective Catalytic Reduction, HC-SCR)과 같은 기술들이 존재한다. 이중 SCR 방법은 NOX를 N2로 전환하는 NOX저감기술이다. SCR 반응에서는 주로 금속산화물과 제올라이트가 사용되며, 금속산화물의 경우 주로 V, Fe, Cu, Mo, Mn, Ce, Ni, Sn의 순서로 사용된다. 환원제에 따라서 현재 상용화되고 있는 암모니아(NH3)를 환원제로 하는 선택적 촉매환원법과 최근 활발하게 연구되고 있는 과잉 산소분위기 하에서의 탄화수소를 환원제로 하는 비 암모니아계 선택적 촉매환원법이 있다. 본 논문에서는 TiO2가 가지는 기공의 한계점을 LiOH, NaOH, KOH와 같은 알칼리 수산화물을 사용하여 약 127 oC에서 30시간동안 수열처리과정을 통해 그 물리적인 특성을 개질하였고, 귀금속을 담지하여 SCR 촉매로 적용가능성을 조사하였다. 본 연구에 사용된 anatase 형태의 상용 TiO2는 알칼리 수산화물의 종류에 따라서 각각 다른 입자형태, 비표면적, 기공크기를 가지는 나노기공물질로 개질되었으며, 그중에서 마이크로기공을 가지는 TiO2에 Pt와 같은 귀금속을 담지하여 촉매를 제조하였다. X-선 회절 분석법, 주사전자현미경, N2-흡착-탈착법 등을 이용하여 담체에 귀금속이 담지되기 전후의 특성분석을 통해서 귀금속이 담체에 고르게 분산되었는지를 조사하였다. 또한 수소흡착과 CO흡착을 통해서 담체에 위치해 있는 Pt의 입자 크기를 분석하였다. Pt/m-TiO2와 Pt/Al2O3촉매를 이용한 deNOX반응실험을 통해서 두 촉매간의 질소산화물 저감효과를 비교하였다. 또한 디젤자동차의 후처리 시스템 중 DPF필터로부터 SCR 시스템으로 유입될 수 있는 디젤미세입자(soot)의 유무에 따른 N2O 생성 정도를 반응실험으로 확인하였고, 마이크로 기공이 발달한 TiO2가 Al2O3보다 효과적으로 N2O 생성 억제성능을 보임을 알 수 있었다.
인류의 생활수준 향상됨에 따라 석탄과 석유와 같은 에너지사용량이 급증하여 CO2, N2O와 같은 대기오염물질이 생성되어 배출되고 있다. N2O의 향후 100년 후 지구온난화를 유발하는 영향력 지수가 CO2와 비교하여 약 310배에 달한다고 알려져 있으며, 수송 분야에서 디젤 자동차의 경우 후처리시스템에서 배출되는 N2O 배기가스 규제 강도가 높아지고 있다. N2O는 대기압에서 불활성을 띠므로 성층권에서 분해되지 않으며, N2O 농도가 2배 증가할 때마다 성층권의 오존층이 10%씩 감소한다고 알려져 있다. 그렇기 때문에 디젤엔진의 배기가스 후처리시스템에서 N2O 배출을 감소시켜야한다. N2O를 포함하는 질소산화물을 저감하기 위한 장치로는 흡장형질소산화물 촉매(Lean NOX, Trap, LNT), 선택적 촉매환원법(Selective Catalytic Reduction, HC-SCR)과 같은 기술들이 존재한다. 이중 SCR 방법은 NOX를 N2로 전환하는 NOX저감기술이다. SCR 반응에서는 주로 금속산화물과 제올라이트가 사용되며, 금속산화물의 경우 주로 V, Fe, Cu, Mo, Mn, Ce, Ni, Sn의 순서로 사용된다. 환원제에 따라서 현재 상용화되고 있는 암모니아(NH3)를 환원제로 하는 선택적 촉매환원법과 최근 활발하게 연구되고 있는 과잉 산소분위기 하에서의 탄화수소를 환원제로 하는 비 암모니아계 선택적 촉매환원법이 있다. 본 논문에서는 TiO2가 가지는 기공의 한계점을 LiOH, NaOH, KOH와 같은 알칼리 수산화물을 사용하여 약 127 oC에서 30시간동안 수열처리과정을 통해 그 물리적인 특성을 개질하였고, 귀금속을 담지하여 SCR 촉매로 적용가능성을 조사하였다. 본 연구에 사용된 anatase 형태의 상용 TiO2는 알칼리 수산화물의 종류에 따라서 각각 다른 입자형태, 비표면적, 기공크기를 가지는 나노기공물질로 개질되었으며, 그중에서 마이크로기공을 가지는 TiO2에 Pt와 같은 귀금속을 담지하여 촉매를 제조하였다. X-선 회절 분석법, 주사전자현미경, N2-흡착-탈착법 등을 이용하여 담체에 귀금속이 담지되기 전후의 특성분석을 통해서 귀금속이 담체에 고르게 분산되었는지를 조사하였다. 또한 수소흡착과 CO흡착을 통해서 담체에 위치해 있는 Pt의 입자 크기를 분석하였다. Pt/m-TiO2와 Pt/Al2O3촉매를 이용한 deNOX반응실험을 통해서 두 촉매간의 질소산화물 저감효과를 비교하였다. 또한 디젤자동차의 후처리 시스템 중 DPF필터로부터 SCR 시스템으로 유입될 수 있는 디젤미세입자(soot)의 유무에 따른 N2O 생성 정도를 반응실험으로 확인하였고, 마이크로 기공이 발달한 TiO2가 Al2O3보다 효과적으로 N2O 생성 억제성능을 보임을 알 수 있었다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.