초록 ▼

<1단계 연구결과>
$\blacksquare$ 대표적 휘발성유기물에 대한 촉매반응장치 설계 및 운전
- 기상촉매산화 반응장치, 습식산화 반응장치, 광분해 반응장치 각 1기 제작 및 효율적 가동 확인
$\blacksquare$ 촉매제조기술 확립
- 분말형태의 담지 귀금속 촉매, 담지/비담지 전이금속산화물 촉매, $TiO_2$ 담지 $V_2O_2$ 촉매, 광촉매 제조
$V_2O_2$ 반응물에 따른 촉매성능 기초

<1단계 연구결과>
$\blacksquare$ 대표적 휘발성유기물에 대한 촉매반응장치 설계 및 운전
- 기상촉매산화 반응장치, 습식산화 반응장치, 광분해 반응장치 각 1기 제작 및 효율적 가동 확인
$\blacksquare$ 촉매제조기술 확립
- 분말형태의 담지 귀금속 촉매, 담지/비담지 전이금속산화물 촉매, $TiO_2$ 담지 $V_2O_2$ 촉매, 광촉매 제조
$V_2O_2$ 반응물에 따른 촉매성능 기초자료 축적
- 촉매특성분석기술 확립: TPD/TPR/TPO, XPS, XRD, FT-IR, TGA, ESR 등
- VOC 종류 및 조성변화에 따른 촉매 활성 및 선택성 규명
<2단계 연구결과>
$V_2O_2$ VOC 제거용 환경촉매선정 기본자료 구축
- 성형촉매용 반응장치 1기 제작 및 기존 분말시험장치 개선 후 효율적 가동 확인
- 촉매 성형기술 확립: 귀금속 및 산화물 담지 하니컴 촉매 제조
- 촉매특성분석을 통한 활성,선택성 및 제거기구 규명
- 반응속도론적 공정변수 해석 및 반응기(고정층 및 하니컴 반응기) 모델링
- 촉매안정성 검토: 비활성화 원인 및 영향 규명, 첨가제를 통한 촉매안정성 및 성능 향상
- 실제 VOC 제거공정에의 응용: 이원기능(흡착/소각) 촉매시스템 개발 및 소형 이동식 VOC 흡착/소각 촉매반응장치 제작 및 성능 평가
$V_2O_2$ 휘발성유기물 관련 환경촉매분야 전문가 집단 구축
- VOC 전문가 커뮤니티 구축: 양방향적인 정보공유사이트 구축 및 커뮤니케이션 공간 창출
$\cdot$ 환경촉매관련 기술정보(논문, 특허) 데이터베이스 구축(16,000여건)
$\cdot$ 환경촉매관련 전문가 정보 데이터베이스 구축(248명)
$\cdot$ 전문가 집단을 이용한 E-mail 컨설팅 환경 및 커뮤니티 공간 제공
$\cdot$ 환경촉매관련 뉴스브리핑(276건) 및 환경업체정보 제공
- VOC 처리기술 특허맵 작성(대기, 토양, 수질 내의 VOC 처리기술)

Abstract ▼

For an effective catalyst design, overall understanding on materials and molecular interaction between reactants and catalysts and the concept of heat and mass transfer in the reaction system should be integrated. In this work, each subject for the core technologies has been investigated simultaneou

For an effective catalyst design, overall understanding on materials and molecular interaction between reactants and catalysts and the concept of heat and mass transfer in the reaction system should be integrated. In this work, each subject for the core technologies has been investigated simultaneously. Reaction path analysis on molecular level, synthesis and forming of catalyst materials, modelling for the design and operation of reaction facilities can be carried out independently and thereby minimize the time required to develop a full catalytic process. Efforts should be made to coordinate the research results for developing domestic catalytic processes through the collaborations among industries, of academia and research laboratories. The final goals of the research are to provide basic data on catalysis design technology for the removal of representative volatile organic compounds and also to establish a database and an expert group for environmental catalysis. During the first stage of research, for two years, basic information on the catalyst performances for different VOCs are to be accumulated by establishing the methods of catalyst preparation and activity analysis through the reaction apparatus. During the second stage of research, for three years, basic data on the design of environmental catalysis for the removal of VOCs is to be acquired by establishing the technologies for catalyst forming, characterization, reaction path analysis, and reactor design; and also an expert group or a brain-pool in the area of environmental catalysis on VOCs is to be organized.

목차 Contents

• 제출문...3
• 보고서 초록...4
• 요약문...5
• I. 제목...5
• II. 연구개발의 목적 및 필요성...5
• III. 연구개발의 내용 및 범위...6
• IV. 연구개발결과...6
• V. 연구개발결과의 활용계획...10
• SUMMARY...11
• CONTENTS...18
• 목차...28
• 제1장 연구개발과제의 개요...38
• 제1절 연구개발 개요...39
• 제2절 연구개발의 필요성...39
• 1. 기술적 측면...39
• 2. 경제$\cdot$산업적 측면...42
• 3. 사회$\cdot$문화적 측면...43
• 제3절 연구개발 목표 및 내용...44
• 1. 연구개발의 최종목표...44
• 2. 단계별 연구개발 목표 및 내용...44
• 제4절 연구개발 방법...44
• 제5절 환경촉매설계...46
• 제2장 국내외 기술개발 현황...47
• 제1절 휘발성유기물 제거 기술...48
• 1. VOC 방지기술의 분류...48
• 2. VOC 방지기술...48
• 3. VOCs 방지 기술의 선택 기준...52
• 제2절 기상 촉매산화를 이용한 휘발성유기물 제거...55
• 1. 기상 촉매산화분해...55
• 2. 비염소계 휘발성유기물 분해제거...56
• 3. 염소계 휘발성유기물 분해제거...59
• 제3절 습식산화를 이용한 수용액 중의 유기물 제거...74
• 1. 습식산화...74
• 2. 습식산화 반응 - 반응 속도론, 반응 메카니즘...77
• 3. 습식산화 촉매...87
• 4. 습식산화 공정의 응용...89
• 제4절 광촉매를 이용한 유기물 제거...94
• 1. 광촉매 산화분해 반응...94
• 2. 졸-겔법과 기상법으로 제조된 티타니아 광촉매의 VOC 분해반응...99
• 3. Ti-MCM-41을 이용한 VOC 분해...101
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과...103
• 제1절 비염소계 휘발성유기물 분해제거...103
• 1. 실험...103
• 2. 결과 및 고찰...109
• 3. 결론...168
• 제2절 염소계 휘발성유기물 분해제거...179
• 1. 염소계 지방족 탄화수소 화합물 분해제거...179
• 2. 염소계 방향족 탄화수소 화합물 분해제거...229
• 제3절 습식산화를 이용한 수용액 중의 유기물 제거...283
• 1.실험...283
• 2. 결과 및 고찰...286
• 3. 결론...351
• 제4절 광촉매를 이용한 유기물 제거...354
• 1. 졸-겔법으로 제조된 티타니아 광촉매의 수열처리 효과...354
• 2. 졸-겔법과 기상법으로 제조된 티타니아 광촉매의 TCE 분해...377
• 3. Ti-MCM-41을 이용한 VOC 분해...399
• 4. 고정화된 광촉매를 이용한 휘발성유기화합물의 기상분해반응...429
• 제5절 반응기 해석 및 모델링...441
• 1. 반응기 형태에 따른 좌표계(coordinate)...441
• 2. 지배방정식 (governing equation)...441
• 3. 불균일 촉매반응에서의 반응속도식...447
• 4. 결론...448
• 제6절 이원기능(흡착/소각) 촉매시스템 개발...450
• 1. 이원기능(흡착/소각) 촉매시스템 연구배경...450
• 2. 이원기능(흡착/소각) 촉매 시스템 ...451
• 3. 소규모의 이원기능(흡착/소각) 촉매시스템 장치 제작 및 시운전...459
• 제7절 휘발성유기물과 환경촉매 관련 DB 및 전문가집단 구축...483
• 1. 전문가 집단 구축 및 분석...483
• 2. 전문가 커뮤니티 시스템 구축...503
• 3. VOC 처리기술관련 특허맵 작성...517
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...557
• 제5장 연구개발결과의 활용계획...561
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...563
• 제7장 참고문헌...566