$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

메탄의 부분산화에 의한 메탄올 직접 합성
Direct Methanol Synthesis by Partial Oxidation of Methane 원문보기

한국유화학회지 = Journal of oil & applied science, v.30 no.4, 2013년, pp.649 - 655  

김영국 (명지대학교 공과대학 화학공학과) ,  이광혁 (명지대학교 공과대학 화학공학과) ,  함현식 (명지대학교 공과대학 화학공학과)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

페롭스카이트 촉매와 Mo, Bi를 기본으로 하는 복합 산화물 촉매를 이용하여 천연가스의 주성분인 메탄의 부분산화를 통하여 메탄올을 직접 합성하였다. 페롭스카이트($ABO_3$) 촉매는 A 및 B site 성분을 변화시키면서 사과산법으로 제조하였으며, Mo, Bi를 기본으로 하는 3성분계 복합 산화물 촉매는 공침법으로 제조하여 반응특성을 살펴보았다. 페롭스카이트 촉매에서 A site에 알칼리 금속인 Sr을, B site에 전이금속인 Cr을 도입한 $SrCrO_3$ 촉매가 $400^{\circ}C$에서 메탄올 선택도 11%로 가장 우수한 결과를 보였다. Mo, Bi를 기본으로 하는 3성분계 복합 산화물 촉매의 경우 모든 촉매에서 메탄 전환율에는 큰 차이를 보이지 않았으며, Cr을 첨가한 Mo-Bi-Cr 복합 산화물 촉매가 $400^{\circ}C$에서 메탄올 선택도 15.3%로 가장 우수한 결과를 나타냈다. 3성분계 복합 산화물 촉매에서 촉매의 활성과 메탄올 선택도는 촉매의 표면적에 정비례하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Methanol was directly produced by the partial oxidation of methane with perovskite and mixed oxide catalysts. Perovskite ($ABO_3$) catalysts were prepared by the malic acid method with changing A and B site components. Three-component mixed oxide catalysts that have Mo and Bi as a main co...

주제어

#메탄 부분산화   #직접 메탄올 합성   #페롭스카이트   #복합 산화물 촉매   #공침법  

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

문제 정의

  • 본 연구는 부분산화반응에서 주로 이용되는 Mo, Bi를 기본으로 하고 부분산화반응에서 주로 이용되는 Cr, V, Mn를 선택적으로 첨가하여 3성분계 복합 산화물 촉매를 제조하고, 이를 이용하여 메탄의 직접전환에 의하여 메탄올 합성을 시도하여 보았다. 아울러 복합 산화물의 일종인 페롭스카이트 촉매를 이용하여 같은 반응을 시도하여 보았다.
  • 본 연구는 부분산화반응에서 주로 이용되는 Mo, Bi를 기본으로 하고 부분산화반응에서 주로 이용되는 Cr, V, Mn를 선택적으로 첨가하여 3성분계 복합 산화물 촉매를 제조하고, 이를 이용하여 메탄의 직접전환에 의하여 메탄올 합성을 시도하여 보았다. 아울러 복합 산화물의 일종인 페롭스카이트 촉매를 이용하여 같은 반응을 시도하여 보았다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
메탄의 활성화 1단계, 2단계 공정을 거치면 어떤 단점이 있는가? 메탄의 활성화에 대한 연구는 광범위하게 진행되어 왔는데 효과적으로 실용화된 대표적인 공정은 메탄을 수증기 개질하여 합성가스(CO+H2)로 전환하고, 이 합성가스를 이용하여 메탄올이나 가솔린을 합성하는 2단계 공정으로 이루어져 있다. 이러한 방법들은 합성가스를 제조하는 공정을 필요로 하고 또 합성가스 제조공정은 에너지를 많이 소비하는 공정이다. 따라서 메탄의 직접전환에 의하여 목적물을 얻을 수 있는 공정에 대한 연구가 필요하다[1].
메탄의 특징은? 메탄은 열역학적으로 대단히 안정한 물질이다[5]. 열역학적으로 메탄이 산소와 반응하여 이산화탄소나 물이 생성되는 완전산화반응의 깁스 자유에너지 변화량은 메탄올이 생성되는 반응보다 훨씬 큰 마이너스 값을 갖는다.
페롭스카이트 어떤방식으로 표기하는가? 페롭스카이트는 일반적으로 ABO3로 표기하며, 그 구조가 비교적 잘 알려져 있는 복합 산화물이다. A에는 희토류 금속(La, Ce, Pr, Nd)이나 알칼리 금속(Ba, Sr, Ca)이 위치하고, B에는 전이금속(Ti, Mn, Co, Ni)이 위치한다[10].
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (15)

  1. M. J. Gradassi and N. W. Green, Economic of Natural Gas Conversion Processes, Fuel Process. Tech., 42, 65 (1995). 

    상세보기 crossref

  2. S. N. Vereshchagin, E. V. Kondratenko, E. V. Rabchevskii, N. N. Anshits, L. A. Solov'ev, and A. G. Anshits, New Approach to the Preparation of Catalysts for the Oxidative Coupling of Methane, Kinetics and Catalysis, 53(4), 449 (2012). 

    상세보기 crossref

  3. H. R. Bozorgzadeh, R. Ahmadi, M. M. Golkar, and M. R. Khodagholi, Oxidative Coupling of Methane over Different Supported Mn / $Na_{2}WO_{4}$ Catalysts, Petroleum and Coal, 53(2), 84 (2011). 

  4. M. Sohrabi and L. Vafajoo, Partial Oxidation of Methane to Methanol in a Catalytic Packed Bed Reactor: Kinetic Modeling and Experimental Study, World Applied Sciences Journal, 6(3), 339 (2009). 

  5. R. Burch, D. J. Crittle, and M. J. Hayes, C-H Bond Activation in Hydrocarbon Oxidation on Heterogeneous Catalysts, Catal. Tod., 47, 229 (1999). 

    상세보기 crossref

  6. A. Bielanski and J. Haber, "Oxygen in Catalysis", Marcel Dekker Inc., pp. 423-441 (1991). 

  7. H. J. Jun, "Introduction to Catalysis", 4th ed. pp. 279-288 (2002). 

  8. Z. S. Han, W. Pan, W. X. Pan, J. L. Li, Q. M. Zhu, K. C. Tin, and N. B. Wong, Preparation And Effect of Mo-V-Cr-Bi-Si Oxide Catalysts on Controlled Oxidation of Methane to Methanol and Formaldehyde, Korean J. of Chem. Eng., 15(5), 496 (1998). 

    상세보기 crossref

  9. M. A. Volpe, Partial Oxidation of Methane over $VO_X/{\alpha}-Al_2O_3$ Catalysts, Appl. Catal. A: Gen., 210, 355 (2001). 

    상세보기 crossref

  10. R. J. H. Voorhoeve, "Advanced Materials in Catalysis", Academic Press, New York, 129 (1977). 

  11. L. G. Tejuca and F. L. G. Fierro, "Properties and Applications of Perovskite-type Oxides" Marcel & Dekker, pp. 10-15 (1993). 

  12. J. G. Mccarty, M. A. Quinlan, and H. Wise, Catalytic Combustion of Methane by Complex Oxides, "Catalysis: Theory to Practice", 4, 1818 (1988). 

  13. H. M. Zhang, Y. Teraoka, and Y. Yamazoe, Preparation of Surpported La1-XSrXMnO3 Catalysts by Citrate Process, Appl. Catal., 41, 137 (1987). 

  14. J. A. Labinber, Methane Activation in Homogeneous Systems, Fuel Process. Tech., 42, 325 (1995). 

    상세보기 crossref

  15. Y. Shiota and K. Yoshizawa, Methane to Methanol Conversion by First-Row Transition-Metal Oxide Ions, J. Amer. Chem. Soc., 122, 12317 (2000). 

    상세보기 crossref

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로