초록 ▼

I. 제 목 촉매화학적 분자활성화 연구 II. 연구개발의 목표 - 나노촉매기술: 나노세공 물질 및 나노 입자를 갖는 촉매기술의 개발로 고활성, 고선택성으로 청정촉매기술의 기반 구축과 실용화 - 작용기 및 위치 선택 기능성 수소화 촉매물질/공정의 실용화기술 개발 - 축차 반응을 제어할 수 있는 수소화 촉매/공정기술 개발 (카보닐 및 카르복실기의 직접 수소화를 통한 Diol류의 생산공정 개발 - 초임계유체용 신규촉매 물질의 합성 및 이를 이용한 신규 초임계유체 청정반응 개발 III. 연구개발의 내용 실용화 1) 수소제조 촉매 제조

I. 제 목 촉매화학적 분자활성화 연구 II. 연구개발의 목표 - 나노촉매기술: 나노세공 물질 및 나노 입자를 갖는 촉매기술의 개발로 고활성, 고선택성으로 청정촉매기술의 기반 구축과 실용화 - 작용기 및 위치 선택 기능성 수소화 촉매물질/공정의 실용화기술 개발 - 축차 반응을 제어할 수 있는 수소화 촉매/공정기술 개발 (카보닐 및 카르복실기의 직접 수소화를 통한 Diol류의 생산공정 개발 - 초임계유체용 신규촉매 물질의 합성 및 이를 이용한 신규 초임계유체 청정반응 개발 III. 연구개발의 내용 실용화 1) 수소제조 촉매 제조 기술 : 가스공사와 matching fund(2억원)로 3차년도 연구 를 현재 수행중임. Onsite H2 제조장치 기술료 기대 : 3억원/년 수입대체 효과 기대 : 30억원/년 2) 나노분산 광촉매 실용화 기술개발 3) 선택적 수소화 나노촉매 개발 : 촉매 이란 수출 예정(기술료 6,000만원), 일본 의 촉매제조사를 통해 10톤 규모의 수소화 촉매를 위탁생산할 예정. 디-올레핀의 선택적 수소화 반응에 적용하여 상업용 촉매보다 20%의 선택 성 향상과 15%의 모노-올레핀 수율 향상 무수말레인산으로부터 -부티로락톤 제조용 고활성/고선택성 구리촉매계를 개발함 ( Bench scale, 촉매성능: 전환율 98%이상, 선택도 94% 이상, 수명 4300시간 이상) 실용촉매화 기술 확보를 목표로 Pilot plant 테스트용 촉매 10kg 제조하고, Pilot plant에서 개발촉매의 성능확인 및 Scale up data를 확보함 (전환율 98% 이상, 선택도 90%이상) 기반기술 1) 새로운 나노세공형 촉매 개발 및 응용 : 새로운 나노세공형 촉매인 다공성 니 켈 포스페이트 물질을 2종류 합성하고 이것의 특성을 규명. VSB-1과 VSB- 5 로 명명되는 니켈 포스페이트 나노세공 물질은 각각 8.8 와 6.4 의 세공크 기를 갖고 선택적 수소화와 탈수소에 대한 촉매 특성을 나타냄. 기존의 제올라 이트 분자체와 경쟁할 수 있는 독특한 촉매적 특성을 관찰. 2) 다공성 분자체 촉매 나노조립 기술 개발 : 다공성 분자체 촉매인 Ti-Zeolite의 나노입자를 마이크로파를 이용하여 조립하는 새로운 기술을 개발함. 이 기술은 높은 유전상수를 갖는 티타늄과 같은 금속성분의 마이크로파 흡수특성을 활용 하는 새로운 나노접착 기술. 3) 고효율 나노분산 광촉매 제조기술 : 광촉매 환원효율이 기존의 Titania 광촉매 보다 300배 이상 높은 나노분산 광촉매 개발. 4) 수식된 나노세공물질을 방향족 수산화반응에 적용 : 수식된 촉매의 활성자리 를 제안하였으며, 그로부터 부산물 생성양이 최소화된 촉매를 설계 IV. 연구개발 결과 활용 및 성과 실용화 1) 수소제조 촉매 제조 기술 실용화 : 가스공사와 matching fund(2억원)로 3차년 도 연구를 현재 수행중임. Catal. Letter 등 국외 SCI 논문에 9편 투고, 국내 특허 3건 출원, 국외 논문 발표(ICCDU VI, Breckenridge, USA) 2건. 2) 나노분산 광촉매 실용화 기술개발 3) 선택적 수소화 나노촉매 개발 : 촉매 이란 수출 예정(기술료 6,000만원) 및 특 허5건출원 - 무수말레인산으로부터 -부티로락톤 제조용 촉매개발(전환율98%이상, 선택도 92%이상) - -부티로락톤으로부터 1,4-부탄디올 제조촉매개발 (전환율 99%이상, 선택도 99%이상) - 초임계유체를 이용한 청정 hydroformylation반응 개발 기반기술 1) 새로운 나노세공형 촉매 개발 및 응용 : SCI 지수 3.0이상 논문 2편(Angew. Chemie Int. Ed., 40(15), 2831 (2001), Chem. Commun., (9), 859 (2001))발표 2) 다공성 분자체 촉매 나노조립 기술 개발 : 미국화학회 최우수 논문상 수상 3) 고효율 나노분산 광촉매 제조기술 : JACS 투고, 국내 및 미국특허 2건 출원 4) 수식된 나노세공물질을 방향족 수산화반응에 적용 : Microporous and Mesoporous M aterials, 44, 587 (2001) 등 국외 SCI 논문에 3편 투고, 국내 특허 2건 출원, 국외 논문 발표(IZC XIII, Montepellier, France) 등 10건. V. 연구개발 결과의 기대효과 - 선택적 수소화 촉매: 중동에 플랜트 수출과 함께 촉매 수출 (3000만불 플랜트 수출효과, 3억원 규모 촉매수출 기대 - 이수산화벤젠 제조기술 국산화에 의한 수입대체 (500만불) - 수소제조촉매 100% 국산 대체시: 30억원/년 - Onsite H2 제조장치 기술료: 3억원/년 - 작용기별 선택적 수소화 활성 물질을 개발하고 산업재산권을 확보 - 다작용기를 갖고 있는 기질화합물에 축차반응을 통한 고선택적 수소화반응 촉매 개발을 상업화하여 화학공정의 국내 고유 라이센스를 확보 - NMP시제품 생산 : 연산 1만톤 규모의 생산설비, 년 매출 300억원이 예상 - GBL, NMP제조용 촉매제조 라이센싱 및 플랜트 수출.

목차 Contents

• 제 1 장천연가스로부터 수소제조연구...7
• 제 1 절서론...7
• 제 2 절실험...8
• 제 3 절실 험 결 과...12
• 제 4 절결론...35
• 제 2 장기능성 환원촉매 기술개발...36
• 제 1 절서론...36
• 제 2 절연구개발 내용 및 결과...42
• 제 3 절결론 및 활용 건의...61
• 참고 문헌...63
• 제 3 장 초임계 유체 Hydroformylation 반응용 촉매 개발...64
• 제 1 절서론...64
• 제 2 절실험...69
• 제 3 절실 험 결 과...79
• 제 4 절결론...92
• 참고문헌...93