| 초록 |
Dimethyl Carbonate(DMC, (CH3O)2CO)는 carbonylation agent, methylating agent로서, polycarbonate수지와 polyurethane의 제조, 의약품·농약의 중간체 합성에 주로 이용되는 물질이다. 이는 기존에 사용되던dimethyl sulfate와 phosgene을 대체하는 것으로, 독성이 없는 환경친화적인 물질로 각광받고 있다. 또한 최근에는 가솔린 첨가제인 MTBE의 대체 물질 등으로 자동차 산업과 그 외 전자 부품에 대한 급격한 수요 증가가 예상되고 있다. DMC를 제조하는 기존의 공정은 메탄올과 phosgene의 반응을 이용한 합성방법인데, 이는 phosgene의 유해성으로 전 공정상에서 큰 문제점을 유발시켜 왔다. 그러므로 phosgene 대체공정의 일환으로 메탄올을 oxidative carboxylation하는 메탄올 산화법과 산화질소를 매개로하는 Methylnitrite법이 개발되어 각각 ENIChem 공정과 Ube 공정으로 상용화되어 있다. 그러나 이런 DMC 공정들도 비록 Phosgene 이용에서는 탈피되었지만 유독물질인 CO, NO를 사용하고 특히, 다단계 공정으로 구성되어 있기에 메탄올과 CO2에 의한 직접합성법(2CH3OH + CO2 → (CH3O)2CO + H2O)에 관한 관심이 국내외적으로 집중되고 있다. 이 방법은 DMC의 직접 합성이라는 장점이외에 현재 지구온난화 물질로 인식되고 있는 이산화탄소를 이용함으로써 CO2 고정화기, 즉새로운 환경친화적인 신기술로도 그 의의가 매우 크다. 메탄올과 CO2로부터 DMC의 직접합성에 관해서는 여러 가지 문헌에서 수율은 극히 낮지만 반응이 가능한 것으로 밝혀져 있다. CO2가 염기성 산화물의 표면에서 해리하지 않은 상태로 carbonate를 형성하고, 메탄올에서 메틸기를 공급하기 위해서는 산점이 필요하므로 DMC의 합성에는 산점과 염기점을 동시에 갖는 촉매가 사용되어야 한다고 알려져 있다[6]. 본 연구에서는 DMC의 직접합성 반응이 메탄올의 산화와 CO2의 환원이 동시에 진행[2]되어야 한다는 점에 따라 우수한 oxygen storage를 갖는 CeO2에 빠른 oxygen mobility, release capacity를 갖는 ZrO2의 기능을 동시에 부여한 복합산화물을 제조하여 촉매효과를 조사 하고자 하였다. |
