| 초록 |
최근들어 지구전체의 평균기온이 상승하는 "온실효과"가 중요한 환경문제의 하나로 부각되고 있다. 온실효과를 유발하는 원인물질로는 CO2, NOx, CH4 및 CFC등이 알려져 있다. 이산화탄소는 CFC에 이어 멀지 않은 장래에 배출규제가 시작될 전망이다. 이에 따라 이산화탄소의 배출억제 및 이의 회수/이용에 관한 적극적인 대비가 필수적이다. 이산화탄소는 화학적으로 볼 때 △Gof가 -94.26kcal/mol로 지극히 안정한 화합물이기 때문에 이산화탄소의 활성화는 높은 에너지의 환원제나 외부의 에너지가 공급되어야 하는 고난도의 기술이 요구된다. 이산화탄소의 고정화는 전기화학, 광화학등 여러 가지 방법을 생각할 수 있으나, 현재까지 가장 실현 가능성이 있는 이산화탄소의 저감책의 하나로 촉매화학적인 방법이 있다. 즉 화력발전등으로부터 주로 배출되는 이산화탄소를 농도가 짙게 분리, 회수한 다음 이를 접촉수소화하여 메탄올, 에탄올 등의 함산소화합물로 변환하거나, 고성능 액상 탄화수소계 연료 또는 고가치의 화합물 원료로 변환하는 것이 효과적이다. 이산화탄소의 수소화반응을 통한 메탄올합성에 관한 연구가 활발하게 되고 있으며[1,2], 직접적으로 탄화수소로의 전환에 관심이 모아지고 있다[3-7]. 혼성촉매는 메탄올 합성과 메탄올 전환의 기능으로 구성되어 있으며, 이산화탄소의 수소화반응에서 메탄올이 합성되어진 뒤 제올라이트의 산점에서 탄화수소로 전환된다. 구리계 촉매와 제올라이트는 각각 메탄올 합성과 MTG (Methanol-to- Gasoline) 공정, MTO(Methanol-to-Olefin)공정에 사용된다. 메탄올의 합성은 250-280℃의 온도와 높은 압력이 요구되어지며, 메탄올의 전환은 350℃이상의 고온과 낮은 압력에서 최적을 나타낸다. 본 실험에서는 ZSM-5, SAPO-5, SAPO-18, SAPO-34, SAPO-44와 Cu/ZnO/ZrO2의 혼성촉매상에서 분자체의 구조, 이온교환, 두 촉매의 혼합비 등에 관한 효과에 대하여 고찰하였다. 질소 흡착, N2O 적정, XRD, SEM, elemental analysis 등을 통하여 촉매의 특성분석을 수행하였다.
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