초록 ▼

최종목표: 바이오매스의 선택적 전환을 위한 나노구조 제어 촉매 개발
바이오매스에 다량으로 존재하는 C-O 결합을 선택적으로 분해할 수 있는 나노구조제어 촉매를 (1) 금속촉매의 표면 특성 제어, (2) 금속산화물 촉매의 표면 특성 제어, (3) 금속/금속산화물 촉매의 접촉점 조절을 통해 합성하고, 이를 특히 셀룰로오즈의 선택적 분해와 글리세롤의 선택적 전환에 이용하고자 함.
1. 금속 및 금속 산화물 입자 합성
- 형상이 제어된 Cu/CeO₂ 나노입자를 합성하였고 이를 선택적 CO 산화반응을 위한

최종목표: 바이오매스의 선택적 전환을 위한 나노구조 제어 촉매 개발
바이오매스에 다량으로 존재하는 C-O 결합을 선택적으로 분해할 수 있는 나노구조제어 촉매를 (1) 금속촉매의 표면 특성 제어, (2) 금속산화물 촉매의 표면 특성 제어, (3) 금속/금속산화물 촉매의 접촉점 조절을 통해 합성하고, 이를 특히 셀룰로오즈의 선택적 분해와 글리세롤의 선택적 전환에 이용하고자 함.
1. 금속 및 금속 산화물 입자 합성
- 형상이 제어된 Cu/CeO₂ 나노입자를 합성하였고 이를 선택적 CO 산화반응을 위한 촉매로 사용.
- 팔면체형의 세리아 담체를 이용할 경우 반응성 및 장기 안정성이 모두 가장 높게 나타남.
2. 탄소나노튜브의 표면 개질 및 금속 촉매 담지
- 탄소나노튜브의 표면을 개질하여 백금 촉매를 담지 하였으며 특히 이 때 담지 되는 백금 촉매의 형상을 제어하여 육면체형의 나노입자를 합성함.
- 탄소 담지체에 직접 형상 제어된 촉매를 개발함.
3. 셀룰로오즈의 선택적 전환을 위한 나노구조 제어 촉매 개발
- 산촉매와 금속촉매의 장점을 동시에 구현할 수 있는 이중 작용점촉매(sulfuric acid group, Ru) 개발.
- 셀룰로오즈의 전환 반응 실시, 높은 셀룰로오즈 전환율과 소비킩 수율을 얻음.
- 재사용시에도 거의 비슷한 촉매적 성질을 나타냄.
4. 글리세롤의 선택적 전환을 위한 나노구조 제어 촉매 개발
- Pt가 담지된 sulfated zirconia 촉매 개발.
- 글리세롤의 1,3-propanediol로의 선택적 전환에 매우 효과적인 촉매임을 확인.
- 장기안정성 및 재사용 실험에서도 매우 훌륭한 결과를 얻음.
5. 식물성 유지로부터 윤활유 제조
- 여러 가지 방법으로 산촉매 제조 및 식물성 유지를 윤활유로 전환시키는 반응을 진행,
- SZ type 1 촉매에서 약 90%의 높은 전환율을 얻음.
- 장기 안정성 및 재사용 실험에서도 약 90%의 전환율을 확보 함.
6. 구조 제어된 금속산화물 나노입자 합성 및 응용
- Copper oxide의 형상에 따라 담지 된 금속 나노입자의 모양변화를 확인할 수 있었음.
▷ 본 연구에서 개발한 바이오매스의 선택적 전환을 위한 촉매 합성 기술은 이전에 바이오매스 분야에서 사용되지 않았던 새로운 개념의 촉매로서 고부가가치 화합물로의 전환을 위한 높은 가능성을 보임.
▷ 연구 기간 동안 총 7편의 SCI급 저널에 논문을 게재하였고, 1건의 국내 특허 출원 및 등록이 있으며, 이 밖에도 2건의 초청 강연 및 국제 7건 국내 21건의 학회 발표를 수행 함.

목차 Contents

• 일반연구자지원사업 최종(결과)보고서 ... 1
• 목차 ... 2
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 3
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 4
• 1. 연구과제의 개요 ... 4
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 4
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 5
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 9
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 10
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 10
• Ⅲ. 연구성과 ... 12