초록 ▼

□ 연구개요
화학 산업에서 산-염기 촉매를 이용한 불균일계 촉매반응은 매우 중요한 화학공정이다. 강염기 촉매는 반응기 부식, 분리공정의 필요 등의 문제점들을 가지고 있다. 따라서 기존 강염기균일계 촉매들의 문제점들을 보완한 고체염기에 대한 연구 및 개발이 필요하다. 본 연구에서는 불균일계 고체 염기 촉매로 잘 알려진 하이드로탈사이트에 대한 연구를 진행하였으며, 그결과 하이드로탈사이트가 열처리 되는 동안의 구체적인 구조 변화를 규명하고 재수화를 통한 메모리 효과의 메커니즘을 명확하게 규명하였다. 하이드로탈사이트 촉매의 염기점 특

□ 연구개요
화학 산업에서 산-염기 촉매를 이용한 불균일계 촉매반응은 매우 중요한 화학공정이다. 강염기 촉매는 반응기 부식, 분리공정의 필요 등의 문제점들을 가지고 있다. 따라서 기존 강염기균일계 촉매들의 문제점들을 보완한 고체염기에 대한 연구 및 개발이 필요하다. 본 연구에서는 불균일계 고체 염기 촉매로 잘 알려진 하이드로탈사이트에 대한 연구를 진행하였으며, 그결과 하이드로탈사이트가 열처리 되는 동안의 구체적인 구조 변화를 규명하고 재수화를 통한 메모리 효과의 메커니즘을 명확하게 규명하였다. 하이드로탈사이트 촉매의 염기점 특성을 적정법 및 모델반응을 통하여 체계적으로 분석하였으며, 다양한 제조법을 통하여 하이드로탈사이트를 성공적으로 제조하고 제조방법이 촉매의 구조적, 촉매적 특징에 미치는 영향을 제시하였다. 연구는 향후 하이드로탈사이트의 염기 촉매로의 활용 가능성을 매우 높인 것으로 판단된다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구는 하이드로탈사이트의 활성점, 메모리 효과의 메커니즘 및 금속산화물의 특성 규명을 통해 목적에 맞는 염기촉매를 설계하는데 목적이 있다. 하이드로탈사이트의 활성점을 규명하기 위하여 제조방법을 달리하여 하이드로탈사이트들을 제조하였다. 제조한 하이드로탈사이트들을 포도당 이성질화 반응의 촉매로 적용하여 촉매활성을 확인한 결과 하이드로탈사이트의 구조적 특성이 활성에 많은 영향을 미치는 것을 확인하였다.
하이드로탈사이트의 메모리 효과 메커니즘을 확립하고, 염기 특성을 확인하기 위해서 하이드로탈사이트를 다양한 온도에서 소성 및 재수화하였다. 층상 이중 수소화물 형태의 하이드로탈사이트는 온도가 증가함에 따라 구조 변화가 발생하였다. MgO구조 및 Mg-Al-O 형태의 복합금속산화물은 350-500 ℃에서 나타났고, 그 이상의 온도에서는 스피넬 구조가 형성되었다.
스피넬 구조가 형성되지 않은 하이드로탈사이트는 재수화 과정을 통하여 기존의 층상구조를 가지는 하이드로탈사이트로 복원되었다. 재수화된 하이드로탈사이트는 작은 스태킹을 통한 층상구조 형성가 형성되는 것을 확인하였다. 과정을 통하여 열처리한 하이드로탈사이트의 메모리 효과를 확인하였다. 더욱이 소성온도에 따른 하이드로탈사이트를 포도당 이성질화 반응의 촉매로 이용하여 소성온도가 하이드로탈사이트의 염기적 특성에 미치는 영향을 규명하였다.
제조방법 및 조건 변화를 통하여 하이드로탈사이트의 활성점과 구조·염기적 특성을 규명하였고, 선택성이 높은 하이드로탈사이트 촉매 설계가 가능하다는 것을 확인하였다. 따라서 하이드로탈사이트가 다양한 염기촉매반응에 활용 가능하며 높은 활성을 보일 수 있을 것으로 기대된다.
상기의 연구결과로 판단할 때 기존에 목표로 하였던 연구결과 및 성과를 충분히 달성한 것으로 판단된다.

□ 연구개발결과의 중요성
본 연구에서는 다양한 반응에서 염기 촉매로 활용 가능한 하이드로탈사이트의 기본적 특성에 대한 연구를 진행하였다. 연구를 통하여 하이드로탈사이트의 활성점, 메모리효과에 메커니즘,열처리에 따른 금속산화물의 촉매적 특성, 다양한 제조법을 통한 하이드로탈사이트의 제조 등은 향후 하이드로탈사이트가 다양한 염기 반응에 활용하기 위한 초석을 다진 것으로 생각되며 그 의의가 큰 것으로 판단된다.
또한 본 연구를 통하여 얻어진 연구결과를 국제 저명학술지 및 국제 학술회의 발표를 통하여 하이드로탈사이트 염기 촉매 연구 분야의 학술적 우위를 선점하는데 기여한 것으로 판단되며, 본 연구를 통하여 배출된 인력들은 향후 대한민국의 차세대 촉매 전문 인력으로서 다양한 촉매공정에서 큰 역할을 할 것으로 기대되므로, 인력 양성 측면에서도 본 연구의 의미가 큰 것으로 판단된다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 1) 열처리 효과 및 염기점 분석법 개발 ... 4
• 2) 메모리 효과의 메커니즘 분석 및 염기점 분석 개발 ... 6
• 3) 다양한 제조방법에 따른 하이드로탈사이트의 구조적·염기적 특성 규명 ... 7
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 8
• 4. 참고문헌 ... 9
• 5. 연구성과 ... 10
• 끝페이지 ... 11