Cu/Zn/Al 촉매에서의 화학적 메모리에 대한 Al의 역할

Abstract

메탄올 합성반응, water-gas shift 반응 등에 자주 사용되어 오고 있는 Cu/ZnO 기반 촉매는 Al2O3를 첨가한 Cu/ZnO/Al2O3 촉매로 많이 사용되고 있다. Al2O3는 주로 지지체로 사용되었는데, 최근 증진제 역할을 수행한다는 보고가 있었다. Cu/ZnO 촉매의 구조와 활성에 미치는 Al2O3 효과를 체계적으로 고찰하고자 하였다. 이를 위해 Cu/Zn 7:3의 고정된 몰 비에 Al2O3의 양을 달리하여 촉매를 합성하였고, 이 때 Cu-Zn과 Al 금속 전구체 용액과 침전제 NaHCO3 용액과의 혼합 방법을 달리 하였다. 합성한 촉매들의 결정구조는 XRD 분석을 통해 확인하였고, TGA 분석으로 precursor catalyst의 무게 감소가 일어나는 온도 영역을 확인하여 소성온도를 결정하였다. TPR 분석을 통해 촉매의 환원특성을 조사하였고, N2O chemisorption으로 구리 표면적을 측정하였다. 한편, 연속식 고정층 반응기에서 butylbutyrate를 n-butanol로 전환시키는 수소첨가분해반응을 수행하여, 제조한 촉매의 활성을 평가하였다. 끝으로 촉매 물성값과 활성을 비교하여 Al2O3의 효과를 확인하였다.