| 초록 |
메탄을 이용하여 메탄올을 합성하는 기존 방법으로는 메탄 개질을 통해 합성 가스로 전환한 뒤, Fischer-Tropsch 반응을 거치는 두 단계 반응이 일반적이다. 이러한 두 단계의 반응 과정에서 많은 에너지와 비용이 필요하기 때문에 최근 저온, 단일 단계 반응으로 진행할 수 있는 촉매의 필요성이 대두되고 있다. 이러한 목적으로 최근 메탄을 에너지원이자 탄소 공급원으로 사용하는 methanotrophs의 methane monooxygenase(MMO) 효소의 활성 부위를 모방한 촉매 연구가 많이 진행되고 있다. 본 연구에서는 MMO의 활성화 부위를 모방하기 위해 이미다졸을 연결 인자로 갖는 콜로이드 상 ZIF-7 나노입자를 합성하였고, 여기에 구리 이온을 도핑하여 제작된 촉매(Cu/ZIF-7)를 이용하여 메탄의 부분 산화 특성을 고찰하였다. 합성된 ZIF-7과 Cu/ZIF-7의 형상을 SEM과 XRD로 확인하였고, ZIF-7에 존재하는 강한 산 부위에 구리 이온이 결합하여 Lewis acid site를 형성하는 것을 NH3-TPD로 확인하였다. 합성된 Cu/ZIF-7은 메탄 부분 산화 성능을 나타내었으며, 촉매 성능은 구리 이온 함량, 온도, 산화제 농도, 시간에 영향을 받았다. |
