| 초록 |
Ni를 활성 금속으로 하는 메탄건식개질 촉매가 가져야 할 중요한 특징은 탄소(Coke) 침적에 대한 저항성과 높은 반응온도에서의 안정성이다. 촉매에 코크가 침적되는 것을 막기 위해 지지체 또는 증진제로서 세리아를 첨가하는 사례는 흔히 접할 수 있다. 지지체로서 세리아는 물질 특유의 산소 공석(Oxygen vacancy) 특성이 촉매에 코크 저항성을 제공하지만, 고온의 반응 온도에서 세리아만을 지지체로 하는 촉매는 열적 안정성이 취약하다고 알려져 있다. 고온 안정성을 위해 세리아에 Al2O3, SiO2, ZrO2 등 다른 지지체를 첨가할 수도 있지만, 이는 코크 저항성과 반응성이 저하되는 원인 중 하나이다. 본 연구에서는 구연산을 첨가한 졸-겔법으로 지지체로서 세리아만을 이용한 니켈기반 메탄건식개질 촉매를 단일공정으로 합성하였고, 함침을 통한 2단계로 합성한 촉매와 물리화학적 특성, 반응성, 코크저항성 등을 비교하였다. 50 시간의 반응실험 결과, 단일공정 졸-겔 법으로 제조한 촉매는 비교군 촉매에 비해서 월등히 뛰어난 코크 저항성을 보였다. 이는 단일공정으로 합성한 촉매의 Ni 활성 금속을 감싸는 구조 특성에 기인하는 것으로 보인다. Ni 함량과 합성 방법에 따른 촉매의 특성을 화학 흡착법을 비롯한 여러 특성분석 기법을 통하여 확인해본다. |
