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수열특성 및 기계적 안정성의 개선으로 슬러리상 CSTR에 적합한 P 첨가 알루미나 기반의 Fischer-Tropsch 합성용 코발트 촉매
Phosphorus Modified Co/Al2O3 Fischer-Tropsch Catalyst for a Slurry Phase CSTR with Enhanced Hydrothermal and Mechanical Stability 원문보기

Korean chemical engineering research = 화학공학, v.50 no.2, 2012년, pp.229 - 237  

정규인 (한국화학연구원 그린화학촉매연구센터) ,  하경수 (한국화학연구원 그린화학촉매연구센터) ,  박선주 (한국화학연구원 그린화학촉매연구센터) ,  김두일 (한국화학연구원 그린화학촉매연구센터) ,  우민희 (한국화학연구원 그린화학촉매연구센터) ,  전기원 (한국화학연구원 그린화학촉매연구센터) ,  배종욱 (성균관대학교 화학공학과) ,  강용 (충남대학교 화학공학과)

초록
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Fischer-Tropsch 합성용 Co/$Al_2O_3$ 촉매에서 알루미나 지지체에 인산 용액으로 알루미나 표면을 개질하여 촉매적 활성은 물론이고, 기계적 강도와 수열 안정성을 개선하였다. FT-IR과 같은 촉매 표면 분석법을 통하여 P 첨가로 알루미나 표면에 $AlPO_4$ 상이 생성되어 촉매인 코발트와 지지체인 알루미나 사이의 상호작용이 약화되어 촉매의 환원도가 높아졌음을 보였다. 이에 따른 촉매성능을 평가하기 위하여 $C_{5+}$ productivity와 turnover frequency를 계산하였다. 또한, 2 wt.% P 첨가 알루미나를 대상으로 지지체의 소성온도가 촉매활성에 미치는 영향도 살펴보았다. 한편, 고온 가압 하에서 물을 이용하여 P 첨가 알루미나(P-알루미나)를 지지체로 한 촉매의 수열 특성을 살펴보았으며, 실험 전후의 XRD 패턴을 분석함으로써 P 첨가 알루미나 기반 촉매가 수열 안정성이 우수하다는 것을 증명하였다. 뿐만 아니라, 촉매의 기계적 강도를 측정하기 위하여 유동화 반응기를 직접 제작하여 P-알루미나 기반 촉매의 P 함량이 증가할수록 마모도가 감소함을 확인하였다. 촉매 활성, 수열 안정성, 그리고 기계적 강도를 모두 고려하면, 알루미나에 첨가된 P의 함량이 1~2 wt.% 이고, 지지체를 $500^{\circ}C$에서 소성하여 제조한 촉매가 가장 좋은 성능을 보였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Phosphorus was incorporated into Co/$Al_2O_3$ catalyst for FTS by impregnating an acidic precursor, phosphoric acid, in ${\gamma}-Al_2O_3$ support to improve the mechanical strength, the hydrothermal stability of the catalyst particle, and the catalytic performance as well. Sur...

주제어

#Fischer-Tropsch   #CSTR   #Hydrothermal Stability   #Attrition Test  

참고문헌 (15)

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  15. Patterson, A. L., "The Scherrer Formula for X-Ray Particle Size Determination," Phys. Rev., 56, 978-982(1939). 

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