초록 ▼

o 미래 화학산업 분야의 원천 전환기술을 확보하기 위하여 바이오매스 유래 화합물의 전환반응을 나노 촉매 개발과 연계하여 진행하였음. 바이오 유기산 분야에서는 새로운 나노 복합촉매계에 대한 최적화 연구에 참여하여, 유기산 고리화 반응에 탁월한 성능을 나타내는 Cu-Ni/SiO2 플랫폼 촉매계를 확보하였으며, 바이오알데히드 기반 디올과 락톤 제조반응 연구부야에서 락톤 생성반응 경로를 탐색하여 바이오알데히드로부터 직접 해당 락톤 제조 가능성을 제시하였음.
o 바이오유래 알코올과 당류의 탈수 촉매로 사용되고 있는 산촉매 기술을 확대하

o 미래 화학산업 분야의 원천 전환기술을 확보하기 위하여 바이오매스 유래 화합물의 전환반응을 나노 촉매 개발과 연계하여 진행하였음. 바이오 유기산 분야에서는 새로운 나노 복합촉매계에 대한 최적화 연구에 참여하여, 유기산 고리화 반응에 탁월한 성능을 나타내는 Cu-Ni/SiO2 플랫폼 촉매계를 확보하였으며, 바이오알데히드 기반 디올과 락톤 제조반응 연구부야에서 락톤 생성반응 경로를 탐색하여 바이오알데히드로부터 직접 해당 락톤 제조 가능성을 제시하였음.
o 바이오유래 알코올과 당류의 탈수 촉매로 사용되고 있는 산촉매 기술을 확대하는 연구로 새로운 개념의 페닐실록산 구조를 갖는 유동성 산 촉매계를 발견하여 특허 출원하였으며, 이 촉매계는 반응중 생성되는 고분자 부산물이 촉매 내부의 통로에 축적되는 문제점을 완화하는 유용한 산 촉매를 제시하였음. Au/CeO2와 Au/TiO2 나노 촉매계를 제조하고 이를 적용하는 5-HMF 저온 반응을 연구하였으며, Au 입자의 크기에 따라 선택성과 활성의 변화를 타내는 현상을 규명하였음. 나노 크기의 Au 입자로 구성된 저온 5-HMF 산화촉매계의 초기 활성은 매우 우수한 것으로 나타났으나, 저온의 반응온도에서도 Au 나노 입자의 안정성이 확보되지 않아 분리 재사용 단계에서 급격한 활성 저하가 동반되는 문제점이 나타났음. 이를 극복하기 위한 새로운 촉매특성을 부여하기 위하여 코아쉘 타입의 표면 기공을 갖는 지지체를 제조하고 담지된 금속 성분을 안정화하는 시도를 진행하고 있음. 5-HMF를 FDCA로 선택산화하는 과정에서 유용한 중간체로 DFF를 제조하는 단계를 경유할 수 있으며, HMF에서 DFF를
선택적으로 제조할 경우, 이로부터 FDCA를 제조하는 경로를 적용할 수 있을 것으로 예상할 수 있음. 술폰화된 탄소에 Cu 이온과 Vo 이온을 고정한 새로운 형태의 Cu-VO/CS 불균일 촉매를 사용할 경우, 매우 우수한 촉매활성과 선택도, 안정도를 확보할 수 있었음. 이의 특성 연구를 확대하는 단계에 있음.
o 바이오 에탄올 탈수소, 알돌 축합 반응 등의 복합반응을 진행할 수 있는 촉매 반응계를 탐색한 결과, 부탄올-부타디엔 선택도가 70% 수준인 새로운 촉매계를 발굴하였으며, 부탄올이나 부타디엔 등의 고부가 가치와 산업수요를 갖는 화합물을 제조하는 기술은 석유화학산업의 보완 기술로서 기여할 수 있을 것임.
o 다가 알코올의 정교한 산화분해 반응에서는 바이오매스 화합물이 갖고 있는 자연의 비대칭성 (키랄 특성)을 보존하여, 새로운 C3 키랄 기초 화합물을 대량 제조할 수 있는 탐색 연구를 진행하여 (R)형 glyceraldehyde 제조기술의 유효성을 확증하였음.
o 나노 촉매계와 바이오매스 유래 화합물의 전환반응은 다양한 화학기술 분야에서 미개척 상태이며, 본 기반구축 연구방법인 적용 바이오 유래 반응물의 확대와 나노 촉매계의 적용으로 새로운 원천기술의 창출에 기여할 수 있을 것임.

목차 Contents

• 2012년도 주요사업 연구결과보고서 ... 1
• 1. 연구과제 개요 ... 1
• 2. 연구목표 ... 2
• 3. 주요 연구내용 ... 3
• 4. 주요 연구개발결과(연구개발목표의 달성도) ... 45
• 5. 활용분야 및 계획 ... 46
• 6. 기대효과 ... 46
• 7. 연구개발의 성과 및 성과활용 ... 47
• 8. 연구개발비 집행현황 ... 52
• 9. 참여 연구원 현황 ... 53
• 끝페이지 ... 53