초록 ▼

연구개발 결과
최종목표
기능성 나노포러스 물질을 이용한 복합 온실가스 제어를 위한 촉매 및 흡착제 개발

개발내용 및 결과
ㅇ 문헌조사, 자료수집 등 기술정보 활동을 통한 온실가스의 분석 기술 연구
ㅇ 메조포러스 실리카 합성의 최적조건 도출
ㅇ N₂O 제거를 위한 금속산화물 촉매의 선정 및 메조포러스 촉매 표면개질의 통한 기능기의 부착
ㅇ SEM, TEM, BET, XRD, XRF를 통한 촉매의 특성 분석
ㅇ 제조된 메조포러스 포러스 촉매를 통한 N₂

연구개발 결과
최종목표
기능성 나노포러스 물질을 이용한 복합 온실가스 제어를 위한 촉매 및 흡착제 개발

개발내용 및 결과
ㅇ 문헌조사, 자료수집 등 기술정보 활동을 통한 온실가스의 분석 기술 연구
ㅇ 메조포러스 실리카 합성의 최적조건 도출
ㅇ N₂O 제거를 위한 금속산화물 촉매의 선정 및 메조포러스 촉매 표면개질의 통한 기능기의 부착
ㅇ SEM, TEM, BET, XRD, XRF를 통한 촉매의 특성 분석
ㅇ 제조된 메조포러스 포러스 촉매를 통한 N₂O 제거 평가
ㅇ Non-CO₂ 온실가스 제거에 적합한 메조포러스 실리카 합성
ㅇ 나노포러스 탄소흡착제 제조
ㅇ Non-CO₂ 온실가스의 종류와 특성에 따라 선택적 흡착을 위한 나노포러스 탄소흡착제의 기공크기 조절
ㅇ 나노포러스 탄소흡착제를 이용한 non-CO₂ 온실가스의 분리를 통한 촉매의 특성 평가
ㅇ SEM, TEM, BET, XRD, TGA, DSC, DTA, XPS를 통한 나노포러스 탄소흡착제의 특성 분석
ㅇ Non-CO₂ 온실가스 제거에 적합한 나노포러스 탄소흡착제 제조
ㅇ 나노포러스 탄소흡착제를 이용한 탄소계 온실가스 제거 연구
ㅇ 본 연구에서 개발한 나노 촉매 및 흡착제는 기존 촉매에 비해 큰 비표면적과 일정한 기공 크기를 가지므로 기존 촉매 및 흡착제 대체물질로 사용 할 수 있으며, 기 개발한 메조포러스 실리카 물질 원형올 주형으로 활용하여 나노포러스 탄소 분자체를 합성하는 제조공정의 일원화, 일산화탄소가스를 환원가스로 활용하여 N₂O 제거율 향상 및 CH₄, PFCs, SF₆등의 온실가스를 기존의 열적처리에 의한 분해가 아닌 흡착을 통해 제거함으로써 non-CO₂ 온실 가스 제어에 새로운 신기술을 확보

개발기술의 특징ㆍ장점
신제품(공정)개발 및 국산화 - 독창적인 기술의 탄소계 흡착제와 나노촉매 지지체 개발 및 선진기술의 국산화

기대효과 (기술적 및 경제적 효과)
ㅇ 메조포러스 촉매 제조기술을 확보함으로써 선진국의 기술 도움없이 순수 국내 기술을 통하여 촉매를 제작 가능.
ㅇ 메조포러스 촉매의 표면개질 및 기능화를 통한 다양한 환경 분야에 적용
ㅇ 나노포러스 탄소흡착제 제조기술을 확보함으로써 기존 활성탄의 성능을 능가하는 대체흡착제를 제조
ㅇ 다양한 기공 크기의 흡착제를 제조할 수 있고, 오염물질의 선택적 흡착이 가능

적용분야
ㅇ 온실가스 흡착 및 제어장치 분야, 나노소재분야(흡착, 촉매, 센서), 환경오염 제어, 신재생에너지분야

과학기술적 성과
ㅇ 특허
• 국내 : 메조포러스 탄소체, 그 제조방법 및 이를 이용한 비 이산화탄소 계열 온실가스 제거방법(출원번호: 10-2011-0050513/2011.5.27.)
ㅇ 논문 게재
• 비 SCI
- La이온 농도에 따른 MCM-48 메조포러스 실리카의 표면전위에 관한 연구(환경과학회지, 심사중)
- N₂O 온실가스 제거를 위한 메조포러스 촉매 개발(한국환경과학회지, 심사중)
- 기능성 나노포러스 물질을 이용한 non-CO₂ 온실가스 제어에 관한 연구(한국 환경과학회지, 제출예정)

(출처 : 보고서 초록 4p)

Abstract ▼

The final goal of this project is to develop a nano-porous material and thus to obtain the technology which can be used in controlling non-CO₂ green house gas. For this, the meso-porous silica, a frame of the catalyst, was synthesized, and then the catalyst as well as the nano-porous carb

The final goal of this project is to develop a nano-porous material and thus to obtain the technology which can be used in controlling non-CO₂ green house gas. For this, the meso-porous silica, a frame of the catalyst, was synthesized, and then the catalyst as well as the nano-porous carbon adsorbent was successfully manufactured.
Several porous materials developed in this project are X-MS (Meso-porous Silica catalyst intercalated with X transition metal), MC (Meso-porous Carbon adsorbent), and MCK(newly developed Meso-porous Carbon). Various analytical instruments were used to characterize the surface properties； XRD, XRF, N₂ adsorption/desorption analysis, SEM, TEM, TGA, XPS, etc. Analytical results showed that the meso-porous silica, a frame of the catalyst, carried the surface area as high as 1000 m²/g with consistent size of the pore. The structure of the pore was a shape of gourd bottle. The intercalation of various metals in the catalyst was confirmed. The surface area of the nano-porous carbon adsorbent were about 2000 m²/g. Consistent pore size and its array were also confirmed. Decomposition of N₂O by the catalyst was over 80% at 350°C and the removal percentage was even higher when the catalyst was intercalated with various metals. The adsorbent developed in this study showed high adsorption capacity in adsorbing CH₄, CF₄, SF₆. The adsorption characteristics of various non-CO₂ green house gases other than CH₄ were not reported. The importance of this study is that efforts were made to manage above gases with the adsorption process.

(출처 : SUMMARY 8p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 초록 ... 4
• 요약문 ... 6
• SUMMARY ... 8
• 목차 ... 10
• 표목차 ... 12
• 그림목차 ... 14
• 제1장 서론 ... 18
• 제1절 연구개발의 중요성 및 필요성 ... 18
• 1. 연구의 배경 ... 18
• 2. 연구의 필요성 및 중요성 ... 22
• 제2절 연구개발의 국내외 현황 ... 25
• 1. 관련기술에 대한 문헌조사 ... 25
• 2. 국외 기술 현황 ... 37
• 3. 국내 기술 현황 ... 38
• 제3절 연구개발대상 기술의 차별성 ... 39
• 제2장 연구개발의 목표 및 내용 ... 42
• 제1절 연구의 최종목표 ... 42
• 제2절 연도별 연구개발의 목표 및 평가방법 ... 43
• 1. 연도별 연구개발의 목표 ... 43
• 2. 연도별 평가방법 ... 44
• 제3절 연도별 추진체계 ... 45
• 1. 연구추진 방법 ... 45
• 2. 연도별 추진체계 ... 46
• 제3장 연구개발 결과 및 활용계획 ... 48
• 제1절 연구개발 결과 ... 48
• 1. 메조포러스 실리카 촉매의 개발 ... 48
• 2. 나노포러스 탄소흡착제의 개발 ... 68
• 3. Non-CO₂ 온실가스 제어 ... 97
• 제2절 연구개발 결과 요약 ... 138
• 1. MS의 표면특성분석결과 ... 138
• 2. MC 및 MCK의 표면특성분석결과 ... 139
• 3. 촉매에 의한 N₂O 제거 실험결과 ... 140
• 4. 흡착에 의한 Non-CO₂ 제거 실험결과 ... 141
• 제3절 연도별 연구개발목표의 달성도 ... 143
• 제4절 연도별 연구성과(논문·특허 등) ... 145
• 1. 논문게재 성과 ... 145
• 2. 학술회의발표 성과 ... 145
• 3. 특허 성과 ... 146
• 4. 전문인력양성 및 취업지원 ... 146
• 제5절 관련분야의 기술발전 기여도 ... 146
• 제6절 연구개발 결과의 활용계획 ... 147
• 1. 기술적 측면 ... 147
• 2. 환경적 측면 ... 147
• 3. 경제적·산업적 측면 ... 148
• 4. 일자리창출 측면 ... 148
• 제4장 참고문헌 ... 150
• 부록 ... 152
• 1. 메조포러스 실리카 촉매 ... 152
• 2. 나노포러스 탄소 흡착제 ... 155
• 3. 온실가스 제거 실험데이타 ... 159
• 4. 공개세미나 개최결과 ... 169
• 끝페이지 ... 173