| 초록 |
본 연구에서는 현재 상업화된 공정에서 Feed gas로서 CO2가 차지하는 부분이 전체의 약 5vol%밖에 안되고 대부분이 CO라는 것에 힌트를 얻어 반응가스로 CO2만을 Feed 시킨 후 1-Stage에서 역수성 가스 반응을 2-Stage에서 메탄올 합성반응을 실행시켰다. 이는 1-Stage에서 CO2를 CO로 전환시킨 후 2-Stage에서 메탄올 합성반응을 수행하여 순수한 CO2가 반응가스일 때와 비교하여 관찰하기 위함이다. 반응은 다음과 같이 세가지로 나누어 수행하였다. 처음에는 Cu/ZnO/Al2O3 촉매 단독으로 반응을 수행 하였고, 두번째는 Cu/ZnO/Al2O3 와 Cu/ZnO/Al2O3 를 직렬로 연결하여 반응활성을 관찰하였다. 마지막으로 두번째 시스템에다 역수성가스반응에서 생기는 물을 제거하기 위해 중간에 Molecular sieve (M.S) 를 사용하였다. 이러한 세가지 반응에서 얻어진 각각에 대한 전환률은 Cu/ZnO/Al2O3 + M.S + Cu/ZnO/Al2O3가 가장 높았으며, 다음으로 Cu/ZnO/Al2O3 + Cu/ZnO/Al2O3 그리고 Cu/ZnO/Al2O3 순으로 나왔다. 선택도에 대한 결과는 Cu/ZnO/Al2O3 + M.S + Cu/ZnO/Al2O3가 가장 뛰어났으며, 다음으로 Cu/ZnO/Al2O3 그리고 Cu/ZnO/Al2O3 + Cu/ZnO/Al2O3 순으로 나왔다. 특히 Cu/ZnO/Al2O3 + Cu/ZnO/Al2O3 시스템이 선택도가 가장 안 좋을 뿐만 아니라 시간이 갈수록 점점 더 선택도가 떨어지는 이유는 전 단계에서 반응시간에 따라 생긴 물의 effect 때문이라고 생각된다. 최종적으로 메탄올에 대한 수율은 Cu/ZnO/Al2O3 + M.S + Cu/ZnO/Al2O3가 가장 높았으며, 다음으로 Cu/ZnO/Al2O3 그리고 Cu/ZnO/Al2O3 + Cu/ZnO/Al2O3 순이었다. 따라서 2단계 수소화 반응과 1단계 수소화 반응을 비교 해보았을때 전환률은 물론 메탄올에 대한 선택도도 향상 되었음을 알 수 있다. 특히 메탄올에 대한 수율은 단독으로 사용한 1단계 수소화 반응에 비해 2단계 수소화 반응이 약 2∼3배 정도 향상 되었다.
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