γ-Al2O3 촉매상에서 가수분해와 산화반응에 의한 SF6 촉매분해 특성 (Catalytic Decomposition of SF6 by Hydrolysis and Oxidation over γ-Al2O3)

서지정보

· 발행기관 : 한국청정기술학회
· 수록지 정보 : Clean Technology / 15권 / 4호 / 273 ~ 279페이지
· 저자명 : 이태진, 박노국, 장원철, 윤석훈, 이선화

초록

온실효과를 발생시킬 수 있는 SF6는 고체 산 촉매상에서 물과 산소에 의해 가수분해 및 산화반응에서 황 및 불소화합물로 분해될 수 있다. 본 연구에서는 SF6 제거를 위한 고체 산 촉매로 γ-Al2O3가 사용되었으며, 반응온도와 공간속도에 따른 촉매활성이 조사되었다. 가수분해에 의한 촉매활성은 20,000 ml/g-cat·h의 공간속도와 973 K이상의 반응온도 조건에서 SF6 전화율이 거의 100% 달하는 최대값에 도달하였다. 공간속도가 45,000 ml/g-cat·h이하에서 SF6 전화율은 최대값이 유지되었다. 한편, 동일한 반응조건에서 산화반응에 의한 SF6 전화율은 약 20%정도였다. γ-Al2O3는 가수분해과정에서 α-Al2O3, 산화반응과정에서 AlF3로 각각 변화됨을 SEM과 XRD분석에 의해 확인되었다. 산화반응 후 AlF3는 20 ㎛이상 성장되었고, 이들의 촉매활성은 낮은 표면적 때문에 매우 낮아졌다. 그러므로 SF6의 분해를 위한 촉매반응은 산화반응보다는 가수분해가 유리하다고 판단된다.

영어초록

SF6, which has a high global warming potential, can be decomposed to sulfur and fluorine compounds through hydrolysis by H2O or oxidation by O2 over solid acid catalysts. In this study γ-Al2O3 was employed as the solid acid catalyst for the abatement of SF6 and its catalytic activity was investigated with respect to the reaction temperature and the space velocity. The catalytic activity for SF6 decomposition by the hydrolysis reached the maximum at and above 973 K with the space velocity of 20,000 ml/g-cat·h, exhibiting a conversion very close to 100%. When the space velocity was lower than 45,000 ml/g-cat·h, the conversion was maintained at the maximum value. On the other hand, the conversion of SF6 by the oxidation was about 20% under the same conditions. The SEM and XRD analyses revealed that the γ-Al2O3 was transformed to α-Al2O3 during the hydrolysis and to AlF3 during the oxidation, respectively. The size of AlF3 after the oxidation was over 20 ㎛, and its catalytic activity was low due to the low surface area. Therefore, it was concluded that the hydrolysis over γ-Al2O3 was much more favorable than the oxidation for the catalytic decomposition of SF6.

참고자료

· 없음