연구자료42 (VOC 비금속 촉매연소)

소개

휘발성유기화합물(VOCs : Volatile Organic Compounds)는 환경독성적이고 광화학적 스모그의 생성에도 크게 하는 유해화학물질이므로, 대기의 질에 현저한 영향을 미칠 수 있는 오염물질이다. 생활환경 중의 세탁소, 주유소, 기름취급소, 화공약품점, 도료, 페인트, 신나, 유기용제 등에서 주로 발생되는 VOCs의 제거는 중요한 오염제거 업무이다. 금속산화물 촉매, 페로브스카이트 촉매, 금함유 촉매 등의 비금속(卑金屬)에 의한 VOCs의 촉매연소 제거에 있어서, 수분과 코크스 형성 및 지지체의 영향을 검토해 보고, 효율적인 VOCs의 제거기법을 모색해 볼 필요가 있다.

목차

1. 서론
2. 고활성 비금속 촉매의 발전
2.1 혼합 금속 산화물
2.2 페로브스카이트(Perovskite) 촉매
2.3 금을 함유하는 촉매
3. 수증기의 영향
4. 코크스의 생성
5. 지지체의 영향
6. 흡착 및 촉매연소 시스템
7. 결론
8. 출처

본문내용

플라티늄의 공업적 응용과 VOCs 제어을 위한 팔라듐 촉매는 비용과 귀금속 촉매의 독성(특히, 염소화 VOCs이 산화시 발생하는 염소/염화물)으로 인하여 제한된다. 그러므로 비-귀금속 금속 산화물 촉매는 플라티늄과 팔라듐의 저가 대체품으로 간주되어져 왔다. 연구자들은 산화 활성을 향상시키고, Cu-CuNaHY, Cu/Mg/Ag hydrotalicites, Cu/TiO2, Zn-Co/Al2O3, 금/세륨 산화물, 금/아연 산화물, silica-supported U3O8, V/MgAl2O4, Co-Fe-Cu 혼합 산화물, Mn-doped ZrO2, Fe-doped ZrO2 그리고 V2O5-WO3/TiO2 등의 금속 산화물 촉매의 독성에 대한 저항성을 향상시키고자 주의를 기울여 왔다. 비록 VOCs 연소에 대한 비-귀금속 산화물 촉매 발전을 위한 현저한 진보가 이루어져 왔으나, 보다 깊은 연구를 위한 여러 도전과제가 더욱 요구된다. 예를 들면, 크롬 3-산화물은 투과성 탄소를 지지하는데 매우 활동적이다. 그러나 크롬의 높은 유독성은 촉매 분해에 심각한 문제를 야기한다. 또 다른 예로는, 지지체 바나디아(Vanadia) 촉매는 이산화황의 독성에 높은 활성과 선택성, 그리고 저항성을 제공한다. 추가적으로, 바나디아 촉매는 Cl2-HCl 환경에서 좋은 안정성을 보여준다. 그리고 NOx와 염화 VOCs의 동시 제거에 잠재력을 가지고 있는데, 이는 공업 배연에 경제적인 이익을 명백히 강화한다. 이러한 이익에도 불과하고, 바나디아 촉매의 부식성은 습식 배연 유동의 막대한 응용에 있어서 문제를 나타낸다. 환경적이고 물질적인 취급 문제를 극복하기 위해서, 크롬과 바나디아 기초 촉매를 회합시켜야 한다. 외부와 내부의 원천으로 부터 다양한 VOCs을 처리하기 위하여 지난 5년 동안 많은 새로운 촉매가 개발되어져 왔다. 연소나 침전의 방식으로 된 세륨 산화물은, VOCs의 연소에서 매우 활성적이다. 더욱이 세륨과 지르코늄 혼합 산화물은 활동도에서 향상된 효율을 보여준다. 망간 기초 촉매는 전체 산화 반응, 낮은 비용과 유독성에 대한 높은 활성에 기인하여 큰 주의를 끌어들인다.

참고자료

· W.B.Li, J.X.Wang & H.Gong, “Catalytic combustion of VOCs on non-noble metal catalysts,”
· 神澤誠, 官前敏郞, “토양오염 중금속 및 VOC 처리 분석 기술”, 월간 첨단환경기술,
· 福山丈二, “VOCs 배출 억제 기술의 현상과 전망”, 월간 첨단환경기술, pp.26~35, 2004년9
· 한국과학기술정보연구원(KISTI) : http://www.kisti.re.kr
· 고경력과학기술인 프로그램 : http://www.reseat.re.kr
· 한민족과학기술자네트워크 : http://www.kosen21.org
· 한중일영 한자 센터: http://www.upaper.net/efictions