초록 ▼

Red Mud는 알루미나를 생산하는 bauxite 공정에서 폐기물로 발생되며, 우리나라에서는 연간 약 20만톤이 발생한다. Red Mud는 보통 연못이나 댐 또는 해양에 투기되고 있다. Red Mud의 처리는 넓은 부지가 필요하며 자체의 알칼리도가 높기 때문에 심각한 환경문제를 유발시킬 수 있다. Red Mud의 재활용은 Red Mud처리에 비하여 경제성이 높을 것이며, 환경적으로도 의미가 클 것으로 판단된다.
휘발성 유기화합물은 화학공업 또는 생활주변에서 발생하여 직간접적으로 생활환경에 영향을 주는 유해 물질이다. 대기 중에

Red Mud는 알루미나를 생산하는 bauxite 공정에서 폐기물로 발생되며, 우리나라에서는 연간 약 20만톤이 발생한다. Red Mud는 보통 연못이나 댐 또는 해양에 투기되고 있다. Red Mud의 처리는 넓은 부지가 필요하며 자체의 알칼리도가 높기 때문에 심각한 환경문제를 유발시킬 수 있다. Red Mud의 재활용은 Red Mud처리에 비하여 경제성이 높을 것이며, 환경적으로도 의미가 클 것으로 판단된다.
휘발성 유기화합물은 화학공업 또는 생활주변에서 발생하여 직간접적으로 생활환경에 영향을 주는 유해 물질이다. 대기 중에 방출시 자연 상태에서 대부분 분해가 되지 않고, 낮은 농도에서도 유해성과 악취를 나타낼 수 있으므로 적절한 방법으로 제거해야한다. 휘발성 유기화합물 제어 기술 중에 촉매 연소법은 휘발성 유기화합물을 효과적으로 처리할 수 있는 이상적인 제어 기술로서 점차 강화되는 환경규제에도 유동적으로 대응할 수 있는 방법이라고 평가할 수 있다. 촉매 연소법에 사용되는 촉매는 보통 귀금속계 촉매와 전이금속계 촉매로 대별할 수 있다. 귀금속계 촉매는 활성은 우수하나 경제적이지 못하고 촉매독에 약한 단점이 있다. 귀금속계 촉매를 전이금속계 촉매로 대체하려고 하지만 전이금속계 촉매는 완전연소 반응의 활성이 낮고 부분연소에 의한 부생성물이 생성되는 문제점이 있다. 이와 같은 문제점을 해결하고자 많은 연구들이 진행되고 있으나, 여전히 저비용, 고효율의 촉매계 도출이 필요한 실정이다.
본 연구에서는 알루미나 제조공정의 부산물인 Red Mud를 이용하여 휘발성유기화합물 처리를 위한 촉매제를 제조하였다. 또한 Red Mud를 귀금속계 그리고 전이금속계 물질로 개질하여 촉매를 제조하고 이 촉매들을 비교 검토하여, 휘발성 유기화합물 처리에 안정적이고 최적의 촉매활성을 나타내는 환경 친화적이며 저비용, 고효율의 촉매를 개발하고자 하였다.
1차년도에는 Red Mud를 여러 방법으로 처리하여 산화용 Red Mud 촉매를 제조하기 위한 최적의 조건을 정립하고 VOCs 산화반응에 적용하여 Red Mud 촉매의 반응 특성과 촉매의 특성을 조사하였다. 염산과 암모니아수로 처리한 후 400℃에서 소성한 Red Mud 촉매가 휘발성 유기화합물의 산화 반응 활성이 뛰어나, 휘발성 유기화합물 처리에 적용할 수 있는 촉매임을 확인하였다.
2차년도에는 귀금속/Red Mud 촉매를 개발하는 연구를 수행하였다. 1차년도의 연구를 토대로 최적의 조건에서 제조한 Red Mud 촉매를 Pt와 Pd로 개질하여 촉매를 제조하여 반응성을 조사하였다. 반응활성은 귀금속의 종류에 따라 제조방법에 의존하는 경향을 보였으며, 귀금속 (Pt, Pd)/Red Mud 촉매는 귀금속(Pt, Pd)/γ-Al2O3 촉매에 비하여 우수한 촉매활성을 나타내었다.
3차년도에는 전이금속/Red Mud 촉매를 개발하는 연구를 수행하였다. 1차년도에서 제조한 최적의 Red Mud 촉매에 Cu, Mn, Co, Ni 그리고 Zn을 첨가하여 촉매를 제조하고 촉매활성을 조사하였다. Cu, Mn 그리고 Co를 첨가하여 제조한 Red Mud 촉매가 휘발성 유기화합물 처리 효율이 우수하였다. 귀금속/Red Mud 촉매와 마찬가지로 전이금속(Cu, Mn, Co)/Red Mud 촉매는 전이금속(Cu, Mn, Co)/γ-Al2O3 촉매에 비하여 우수한 촉매활성을 나타내었다.
따라서 1차, 2차 그리고 3차년도의 연구를 바탕으로, 휘발성 유기화합물 종류에 따른 최적의 Red Mud 촉매계를 선택할 수 있을 것으로 판단된다. 아울러 Red Mud를 이용한 최적의 휘발성 유기화합물 처리 촉매 시스템을 구축 할 수 있을 것이며, 경제적이고 환경 친화적인 촉매 시스템이 될 것으로 전망된다.
(출처 : Ⅰ. 연구결과 요약문 4P)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 3
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 4
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 5
• 1. 연구과제의 개요 ... 5
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 5
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 6
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 8
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 9
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 9
• Ⅲ. 연구성과 ... 10
• 끝페이지 ... 12