재생 세륨 전구체로부터 세륨 화합물 합성 및 촉매 활성 평가

Abstract

폐 연마재 슬러리로부터 정제 및 합성 공정을 통해 수산화 세륨(Ce(OH)4), 염화세륨(CeCl3•nH2O) 탄산세륨(Ce2(CO3)3•8H2O) 그리고 산화세륨(CeO2)을 합성하고 제조된 산화세륨(CeO2)의 촉매특성에 대해 연구하였다. 정제 공정은 약 75 wt%의 세륨이 함유된 폐 연마재를 출발 물질로 하여 하소 및 황산침출을 진행하였다. 또한 복염침전과 질산 및 트리 부틸 인산을 이용하여 세륨에 대해 용매추출하였다. 합성 공정은 재생 세륨 분말을 황산 재침출하여 황산나트륨세륨 화합물(CeNa(SO4)2)을 합성하였으며 수산화 세륨 합성단계로부터 산화세륨의 합성을 연속적으로 진행하였다. 폐 연마재로부터 정제 공정을 통해 약 99 wt% 순도의 세륨을 분리할 수 있었다. 또한 합성 공정을 통해서 황산나트륨세륨 화합물로부터 약 99.9 wt%의 침상형인 탄산세륨을 합성하였으며 하소와 분산을 통해서 평균 30 ~ 40 nm 산화 세륨을 제조하였다. 합성된 산화세륨으로 NOx 제거에 관한 촉매 특성을 평가한 결과, 400 ℃ 에서 약 97 % 로 높은 NOx 제거율을 보였으며 백금을 첨가한 산화세륨(Pt-CeO2)은 200 ~ 350 ℃ 조건에서 약 99 %의 매우 높은 NOx 제거율을 보였다.