BET를 통한 촉매의 특성 분석

소개

BET를 통한 촉매의 특성 분석
촉매의 deactivation 현상.

목차

1. 서론

2. 이론

3. 실험방법

4. 결과 및 토론

5. 결론

6. 참고문헌

본문내용

1. 서론
촉매란 자신은 반응에 참여하지 않으면서 반응의 active energy를 낮추어 화학반응의 속도를 높이고 selectivity와 yield를 향상시키는 역할을 하는 물질을 말한다. 대표적인 물질로 Pt같은 금속 물질과 산화물 형태의 촉매가 있다. 촉매는 사용함에 따라서 deactivation이 일어나는데 촉매의 deactivation에는 sintering, poisoning, coking이 있다. sintering은 촉매가 열화에 의해서 촉매의 결정 구조가 달라지는 것을 말 하며, poisoning은 reactant가 아닌 다른 독성 물질이 촉매의 표면에 달라붙어 촉매의 반응을 방해하는 현상을 말한다. coking은 주로 C가 포함된 반응에서 일어나며, 촉매 주변에 불특정 다수의 물질이 달라붙어서 촉매 반응을 방해하는 현상을 말한다.
이러한 deactivation이 문제가 되는 이유는 촉매의 활성면적에 영향을 주기 때문이다. 촉매의 활성면적이 높을수록 촉매의 효율이 좋아지기 때문에 촉매의 활성면적은 촉매의 특성을 분석 하는데 있어 매우 중요한 요소라고 할 수 있다. 그러한 영향에 따라 이번 실험에서는 BET를 이용해 촉매의 사용 전, 후의 활성 면적을 비교하여 촉매의 활성면적이 어떠한 영향을 받는지를 실험해 보기로 한다.


2. 이론

2-1. 흡착(adsorption) 원리

Gas 분자들이 다양한 방향과 속도로 고체의 표면과 충돌할 때, 고체의 표면은 내부보다 불안정한 상태에 있으며, 이를 만족시키기 위해 Gas 분자는 표면에 달라 붙거나 분리되며, 압력, 온도 등의 변화를 주었을 경구 고체의 표면에 Gas가 응축하는 현상을 보인다. 이러한 현상을 흡착(adsorption)이라 한다. 이의 반대되는 현상을 탈착(desorption)이라 한다.
흡착은 고체의 계면(Solid interface) 어느 곳에서 일어나며, 흡착제(고체)는 다공성(Porous) 이고 모세관이 많을수록 흡착에 필요한 고체의 계면은 증가한다. 흡착에 대한 이론은 여러 가지가 있지만, 활성탄의 흡착력은 분자 모세관 응축 (Molecula capilury condensation)에 주로 기인한 것이며, 반면 실리카겔의 흡착력은 모세관 응축현상에 의한 것으로 알려져 있다. 흡착제가 갖추어야 할 가장 중요한 성질은 비표면적 (Surface to Volume ratio)과 흡착 물질에 대한 친화력이며, 비표면적과 친화력이 클수록 흡착효과는 커진다. 흡착공정은 흡착, 탈착 (Separated from the adsorbent) 및 흡착제 재생의 세 공정으로 구분한다.

참고자료

· 1) 기기분석의 원리 : 박기채외 5명, 1998, 자유아카데미, p446～459
· 2) 화학반응공학 Octave Levenspiel, 2000, (주)사이텍 미디어, p516～516