| 초록 |
메탄건식개질 반응은 주요 온실가스인 이산화탄소와 메탄을 반응물로 사용하여 고부가 화학물질의 원료로 사용되는 합성 가스를 생산하는 반응이다. 그러나, 메탄건식개질 반응에 사용되어지는 촉매는 탄소 침적 및 고온∙장기간 반응에서의 활성 금속 표면적 감소로 인해 쉽게 비활성화 되기 때문에 고활성∙고내구성 촉매 설계가 요구된다. 본 연구에서는 용출법 기반 증발유도 자가 조립 합성법을 이용하여 Co-Ni/MgAl2O4 촉매를 합성하였다. 환원 과정에서 활성 금속이 벌크 격자로부터 촉매 표면으로 용출되어 Co-Ni 의 합금 구조가 형성됨을 확인하였다. 용출된 합금 구조의 나노 입자는 고온 산화 처리 하에 벌크 격자로 다시 회복되어 재 분산되는 특성으로 메탄건식개질 반응 중 활성 금속의 소결 문제를 효과적으로 제어하고 금속 표면에 침적된 탄소의 연소를 통해 촉매를 재생하고자 하였다. 반응기 내부에서 산화/환원 재생 공정의 주기적 반복에 따른 촉매의 활성 유지 여부와 탄소 침적량, 활성 금속의 상태를 보기 위해 XRD, TEM, TGA 등 특성 분석을 실시하였다. 특히, 산화 온도 조건을 조절하여 반응 후 재생 촉매의 활성을 비교하였다. 본 연구에서 목표하는 활성 금속의 소결 제어와 침적된 탄소의 연소에 따라 재생이 가능한 Co-Ni/MgAl2O4 촉매는 지속 반응이 가능한 촉매로 개질 촉매 분야에 이바지할 것으로 기대한다. |
