Dimethyl ether 합성을 위한 HTiNbO5 나노시트 촉매의 제조

Abstract

대기 중 대량으로 배출되는 온실가스로 인해 지구온난화 문제가 심각해지고 있으며, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 온실가스의 약 80%를 차지하고 있는 이산화탄소의 재활용에 대한 수많은 연구가 진행되고 있다. 그 중에서도 새로운 디젤 대체연료로서 친환경적이고 경제적인 이유로 상용화 가능성이 높은 디메틸에테르(dimethyl ether, DME)를 이산화탄소로부터 생산하는 연구가 세계적으로 각광받고 있다. 이산화탄소와 수소를 활용한 DME 반응은 크게 두 단계로 나누어지며, 1 단계인 메탄올 생성반응, 2 단계인 탈수화 반응을 통해 최종 생성된다. 메탄올 합성에서 열역학적 한계를 극복하고 전체적으로 반응의 생산성을 향상시키기 위해서는 산 촉매를 사용하여 탈수화 반응속도를 촉진시켜야 한다. 본 연구에서는 고체혼합법과 용액혼합법의 두 가지 다른 방법으로 HTiNbO5 나노시트를 제조하여 DME 반응실험을 진행하였다. 새롭게 개발된 용액혼합법으로 제조한 나노시트는 기존의 고체혼합법으로 제조한 나노시트보다 높은 박리효율과 넓은 비표면적 및 많은 산점을 타나내는 특성을 확인하였으며, 또한 DME 합성에서 우수한 촉매성능을 보였다. 그러므로 개발된 용액혼합법은 효율적으로 박리된 형태의 HTiNbO5 나노시트를 제조하는데 매우 효과적이며, 나아가 다양한 나노시트 형태의 재료를 개발하는데 적용할 수 있을 것으로 기대된다.