| 초록 |
메탄 건식개질 반응은 주요 온실가스인 이산화탄소와 메탄을 반응물로 사용하여 고부가 화학물질의 원료로 사용되는 합성가스를 생산하는 반응이다. 그러나, 메탄 건식개질 반응의 촉매는 탄소 침적으로 인해 쉽게 비활성화되기 때문에 고활성∙고내구성 촉매 설계가 요구된다. 따라서, 본 연구에서는 촉매의 담체 및 제조 방법을 달리하여 메탄 건식개질 반응에 대한 영향을 살펴보고자 하였다. Ni 촉매는 담체(Al2O3, MgO, MgO-Al2O3, MgAl2O4)를 달리하여 함침법 또는 증착-침전법으로 제조하였으며, 건조 후 800 ℃에서 소성하였다. 반응 활성 실험은 600-750 ℃에서 CH4:CO2:N2를 1:1:1로 주입하여 GHSV 144,000 ml∙gcat-1∙h-1 조건에서 수행하였다. 담체 종류별 Ni 촉매에서 Al2O3나 MgO 담체는 NiAl2O4 및 NiO-MgO solid solution이 형성되어 Mg-Al을 담체로 사용한 촉매보다 환원 온도가 높고, 낮은 금속 분산도를 가졌다. 이로 인해, Mg-Al 담체에 Ni을 담지한 촉매에서 우수한 반응 활성을 가졌다. 또한, Mg-Al 담체에 제조 방법을 달리하여 Ni을 담지한 경우 함침법보다 증착-침전법으로 제조한 촉매가 높은 금속분산도로 인해 메탄 건식개질 반응에서 가장 우수한 반응 활성 및 내코킹 특성을 보였다. |
