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망간촉매를 이용한 메탄의 산화반응
Catalytic Oxidation of Methane Using the Manganese Catalysts 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.12 no.1, 2011년, pp.537 - 544  

장현태 (한서대학교 화학공학과) ,  차왕석 (군산대학교 토목환경공학부)

초록
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본 연구에서는 탄화수소가스 중에서 가장 발화온도가 높은 메탄을 대상으로 전이금속 촉매의 산화반응 특성을 수행하였다. 망간의 경우 MnO, $MnO_2$, $Mn_2O_3$, $Mn_3O_4$, $Mn_4O_5$와 같이 다양한 산화가를 나타내므로 산화망간을 선택하여 메탄산화반응실험을 실시하였다. 메탄의 산화를 위한 전이금속 촉매중 망간을 산화물형태로 $Al_2O_3$, $TiO_2$에 담지하였으며, 조촉매로는 Ni, Co 등을 이용하여 활성능과 수명의 향상을 연구하였다. 본 연구에서 촉매 제조는 과잉용액 함침법을 사용하였다. 촉매의 활성화에너지, $T_{50}$, $T_{90}$을 계산하기 위하여 온도와 공간속도에 대한 전환율을 측정하였다. Mn-Co, Mn-Ni의 두성분의 전이금속촉매의 수명이 망간촉매에 비하여 10%이상 증가하고 활성은 약간 감소함을 알 수 있었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This work was conducted to investigate the oxidation characteristics of methane having the highest ignition temperature among the other hydrocarbon gases using transition metal catalysts. The catalyst used for methane oxidation was manganese oxide having a various oxidation number, such as MnO,

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 악취물질 및 휘발성유기화합물의 처리방법으로는 세정흡수법, 직접연소법, 흡착법, 촉매산화법, 생물학적 처리방법이 있으며[1-4], 본 연구에서는 촉매산화법에 사용될 수 있는 촉매의 탄화수소류에 대한 전환을 연구하였다. 대상물질로는 가장 높은 전환온도를 지닌 메탄을 대상으로 연구를 수행하여 메탄에 대한 전화율을 이용하여 다양한 탄화수소류에 대한 전환처리 가능성을 제시하고자 연구를 수행하였다. 산화촉매로 제시될 수 있는 V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu 등의 금속산화물들과 Pd, Pt, Ru, Rh, Os, Ir 등의 귀금속산화물을 들 수 있으며, 이를 활성화된 알루미나, 산화티타늄, 산화지르코늄 또는 세라믹 담체에 담지시켜 사용하므로써 낮은 온도에서 산화가 가능하다.
  • 귀금속 촉매의 사용으로는 내피독성이 부여되나 현재까지 보고된 바에 의하면 전이금속촉매의 경우 내피독성은 전혀 가지지 못하는 것으로 되어있다. 따라서 수명을 측정하여 본 연구에서 연구된 전이금속 촉매의 사용 가능성을 제시하기 위하여 황화합물에 대한 내피독성을 측정하였다. 또한 황화합물에 의하여 피독 이후에도 일부 활성을 지니고 있는 경우 다양한 용도의 사용이 가능하므로 이에 대한 실험을 수행하였다.
  • 또한 대부분의 화석연료의 사용시 포함되는 황화합물에 대한 전이금속촉매의 수명을 연구하여 이용 가능성을 제시하고자 연구를 수행하였다. 따라서 전이금속 촉매 및 담지체의 영향과 황화합물에 대한 내성을 지닌 n형 금속인 Ni, Co의 조촉매 사용에 의한 활성 및 내피독성의 변화를 연구하였으며, 활성의 경우 50%, 90% 전환온도를 측정하여 최적조성의 촉매를 선별 제시하고자 연구를 수행하였다.
  • 로 나타나므로 다양한 산화가를 지닌 망간을 주촉매로 선정하고 조촉매를 첨가하므로써 메탄의 전환율을 측정하였다. 또한 대부분의 화석연료의 사용시 포함되는 황화합물에 대한 전이금속촉매의 수명을 연구하여 이용 가능성을 제시하고자 연구를 수행하였다. 따라서 전이금속 촉매 및 담지체의 영향과 황화합물에 대한 내성을 지닌 n형 금속인 Ni, Co의 조촉매 사용에 의한 활성 및 내피독성의 변화를 연구하였으며, 활성의 경우 50%, 90% 전환온도를 측정하여 최적조성의 촉매를 선별 제시하고자 연구를 수행하였다.
  • 따라서 수명을 측정하여 본 연구에서 연구된 전이금속 촉매의 사용 가능성을 제시하기 위하여 황화합물에 대한 내피독성을 측정하였다. 또한 황화합물에 의하여 피독 이후에도 일부 활성을 지니고 있는 경우 다양한 용도의 사용이 가능하므로 이에 대한 실험을 수행하였다. 담체의 경우 일반적으로 사용되는 γ-Al2O3의 경우 TiO2, ZrO2 담체에 비하여 내피독성이 떨어진다[6, 11-15].
  • 또한 귀금속의 경우 450 ℃ 정도의 낮은 전환온도를 얻을 수 있다. 본 연구에서는 전이금속을 이용하여 메탄의 산화를 연구하여, 다양한 메탄 및 탄화수소류를 연료로 사용하는 연소기기에서 미량 배출되는 메탄과 미연소탄화수소 및 CO를 전환할 수 있고, 탄화수소류가 존재하는 작업장의 난방기 등에 설치하여 탄화수소류를 처리할 수 있는 저렴한 전이금속촉매를 제시하고자 연구를 수행 하였다.
  • 산업화와 생활수준의 향상에 따른 다양한 오염물질에 노출이 증대되고 있다. 악취물질 및 휘발성유기화합물의 처리방법으로는 세정흡수법, 직접연소법, 흡착법, 촉매산화법, 생물학적 처리방법이 있으며[1-4], 본 연구에서는 촉매산화법에 사용될 수 있는 촉매의 탄화수소류에 대한 전환을 연구하였다. 대상물질로는 가장 높은 전환온도를 지닌 메탄을 대상으로 연구를 수행하여 메탄에 대한 전화율을 이용하여 다양한 탄화수소류에 대한 전환처리 가능성을 제시하고자 연구를 수행하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
악취물질 및 휘발성유기화합물의 처리방법은 어떤 것이 있는가? 산업화와 생활수준의 향상에 따른 다양한 오염물질에 노출이 증대되고 있다. 악취물질 및 휘발성유기화합물의 처리방법으로는 세정흡수법, 직접연소법, 흡착법, 촉매산화법, 생물학적 처리방법이 있으며[1-4], 본 연구에서는 촉매산화법에 사용될 수 있는 촉매의 탄화수소류에 대한 전환을 연구하였다. 대상물질로는 가장 높은 전환온도를 지닌 메탄을 대상으로 연구를 수행하여 메탄에 대한 전화율을 이용하여 다양한 탄화수소류에 대한 전환처리 가능성을 제시하고자 연구를 수행하였다.
활성알루미나에 망간촉매를 주촉매로 상하고 무엇을 조촉매로 사용한 경우 활성능과 황화합물에 대한 내피독성이 가장 우수하게 나타나는가? 1. 활성알루미나에 망간촉매를 주촉매로 사용하고, 조촉매로는 Co, Ni를 사용한 경우 활성능과 황화합물에 대한 내피독성이 가장 우수하게 나타났다.
촉매산화법에 사용되는 촉매는 어떤 것이 있는가? 대상물질로는 가장 높은 전환온도를 지닌 메탄을 대상으로 연구를 수행하여 메탄에 대한 전화율을 이용하여 다양한 탄화수소류에 대한 전환처리 가능성을 제시하고자 연구를 수행하였다. 산화촉매로 제시될 수 있는 V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu 등의 금속산화물들과 Pd, Pt, Ru, Rh, Os, Ir 등의 귀금속산화물을 들 수 있으며, 이를 활성화된 알루미나, 산화티타늄, 산화지르코늄 또는 세라믹 담체에 담지시켜 사용하므로써 낮은 온도에서 산화가 가능하다. 또한 귀금속의 경우 450 ℃ 정도의 낮은 전환온도를 얻을 수 있다.
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참고문헌 (15)

  1. Deutschmann, O. ; Behrendt, F. ; Warnatz, J. Catal. Today, 21, 461, 1994. 

  2. Veser, G. ; Frauhammer, J. ; Schmidt, L. D. ; Eigenberger, G. Stud. Surf. Sci. Catal., 109, 273, 1997. 

  3. Lapisardi, G. ; Urfels, L. ; Gelin, P. ; Primet, M. ; Kaddouri, A. ;Garbowski, E. ; Toppi, S. ; Tena, E. Catal. Today, 117, 564, 2006. 

  4. Bonarowska, M. ; Karpin. ski, Z. Catal. Today, 137, 498, 2008. 

  5. C. Serre, F. Garin, G. Belot and G. Maire, J. Catal., 141, 9, 1993. 

  6. U. S. Patent 5759948, June, 2, 1998. 

  7. D. L. Trimm and D. W. Lam, Chem. Eng. Sci., 35, 1405, 1980. 

  8. M. P. Lapinski, G. G. Silver, J. G. Ekerdt and R. W. Mcvabe, J. Catal., 105, 258, 1987. 

  9. J. Miwa, K. Awano and Y. Murakami, Appl. Catal., 7, 315, 1983. 

  10. 장현태외 4인, 자연과학연구논문집, Vol. 4, pp. 43-48, 2002. 

  11. J. B Lefers and P. Lodder, Eur. Patent 427344, 1991. 

  12. Choudhary, T. V. ; Banerjee, S. ; Choudhary, V. R. Appl. Catal. A: Gen. 234, 1, 2002. 

  13. Gelin, P. ; Primet, M. Appl. Catal. B: Environ. 39, 1, 2002. 

  14. Gelin, P. ; Urfels, L. ; Primet, M. ; Tena, E. Catal. Today 83, 45, 2003. 

  15. Burch, R. ; Urbano, F. J. Appl. Catal. A: Gen. 124, 121, 1995. 

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