티타늄 칩 담지 CuO-ZnO계 촉매상에서 이산화탄소의 메탄올로의 전환에 관한 연구 (Study on Conversion of Carbon Dioxide to Methyl Alcohol over TC-Supported CuO and ZnO Catalysts)

서지정보

· 발행기관 : 한국환경기술학회
· 수록지 정보 : 한국환경기술학회지 / 13권 / 3호 / 179 ~ 186페이지
· 저자명 : 서형석, 안호근, 박철민, 조웅규, 차성한, 김기중, 정운조, 손보균, 정민철

초록

촉매 담체로서 폐 티타늄 칩(TC)을 재활용하기 위하여 칩의 표면을 공기중에서 열처리하였다. 티타늄 칩 담지 CuO와 ZnO계 촉매는 함침법(CuO/ZnO/TC)과 공침법(CuO-ZnO/TC)으로 각각 제조하였다. 제조한 촉매의 이산화탄소 수소화에 대한 활성은 가압 유통식 반응기를 사용하여 조사하였고, 그 촉매들의 특성은 주사형 전자현미경(SEM) 관찰과 X-선 회절분석을 통하여 알아보았다. CuO와 ZnO는 CuO/ZnO/TC 촉매 보다 CuO-ZnO/TC 촉매에서TC 표면에 더 고르게 담지됨을 알 수 있었다. 또한, 반응온도와 반응압력을 변화시켜 최적의 반응조건을 조사하였다. 각 촉매상에서의 이산화탄소 전화율, 메탄올 선택율 및 수율은 경시변화와 반응압력 변화에 따라 얻었다. 메탄올의 선택율과 수율은 각각 반응온도 220℃와 250℃ 일 때 가장 좋게 나타났다. CO_2의 수소화 반응에서 CuO/ZnO/TC 촉매상에서 보다 CuO-ZnO/TC 촉매 상에서 더 높은 CO_2의 전화율, 메탄올 선택율과 수율을 얻었다. 결과적으로, 반응온도 250℃과 반응압력 30atm에서 얻은 최대의 메탄올 수율은 약 18.2%이었다.

영어초록

In order to reutilize spent metallic titanium chips(TC) as catalyst support, the surface of the TC was modified by thermal treatment in air. TC-supported CuO and ZnO catalysts were prepared by impregnation(IMP) and co-precipitation(CP) methods, respectively. Their catalytic activity for CO_2 hydrogenation was investigated using a flow-typed reactor under various pressures. The prepared catalyst was characterized by using scanning electron microscopy(SEM) and X-ray diffraction(XRD). CuO and ZnO on CuO-ZnO/TC catalyst was more homogeneously supported than on CuO/ZnO/TC catalyst. Also, optimum conditions were investigated with varying reaction temperature and reaction pressure. CO_2 conversion, CH_3OH selectivity, and CH_3OH yield were obtained as a function of time on stream and reaction pressure over CuO-ZnO/TC catalysts. Maximum selectivity and yield of methyl acohol were obtained at reaction temperature of 220℃ and 250℃, respectively. CuO-ZnO/TC catalyst prepared by co-precipitation gave higher CO_2 conversion, CH_3OH selectivity, and CH_3OH yield than CuO/ZnO/TC catalyst. Maximum CH_3OH yield over CuO-ZnO/TC at 250℃ was ca. 18.2% at 30 atm.

참고자료

· 없음