- HOME
- 기술정보
- 기술동향
기술동향
동향 기본정보
태양광에 의한 합성 가스의 올레핀 전환반응 선택성을 높이는 촉매
동향 개요
| 기관명 | NDSL |
|---|---|
| 작성자 | KISTI 미리안 글로벌동향브리핑 |
| 작성일자 | 2018-11-07 00:00:00.000 |
| 내용 | 석유 자원의 감소와 C2~C4범위의 올레핀에 대한 수요가 증가하면서 합성 가스를 직접 올레핀으로 전환하는 연구가 각광을 받고 있다. 이 과정에서는 1920년대부터 사용되 오던 Fischer-Tropsch합성 반응이 사용된다 (FTO). 이를 통해 석유 납사에서 열 촉매 분해를 통해 얻어지는 올레핀을 대체할 수 있을 공정이다. 같은 원료로 F-T공정을 통해 액체 연료를 생산할 수도 있다. 태양광에 의해 일산화탄소와 수소를 반응하여 올레핀을 합성하는 반응에서 올레핀 선택성을 높이는 연구가 중국 과학자들에 의해 보고 되었다. 북경대학의 분자과학 국가 중점 실험실의 Ding Ma교수와 산서성 태원의 중국과학원 석탄 화학 연구소 석탄 전환 연구실의 Xiao-Dong Wen 연구팀은 태양광이 조사되는 환경에서 Fe5C2 촉매가 합성 가스에서 올레핀을 합성하며 선택성을 높일 수 있음을 연구하였다. 촉매에 대한 특성 규명 연구를 통해 연구팀은 온화한 반응 조건에서 Fe5C2 촉매의 표면에 재구조화가 일어나면서 Fe5C2 촉매 표면에 산소에 의해 둘러싸인다는 것을 보여주었다. 이를 통해서 태양광에 의해 Fischer-Tropsch합성 반응이 일어나기가 쉬어지는 것이다. 이론적인 계산을 통해서도 적은 숫자의 산소 원자가 Fe5C2 표면에 흡착되어서 올레핀이 탈착되는 것을 증진시키는데, 이것이 부가가치가 높은 올레핀을 만들어내는데 중요한 역할을 한다는 것을 밝혔다. 직접 일산화탄소를 F-T공정에 의해 C2~C4범위의 올레핀을 합성한 것으로, 이 범위의 올레핀의 합성을 위한 선택성은 태양광 조사 환경에서 촉매에 장식된 산소에 의존하고 있다는 것을 보여준 것이다. 태양광에 의한 FTO공정은 얻어지는 산물의 선택성을 크게 변화시킬 수 있어서 일산화탄소 전환율이 49%보다 높은 상태에서 올레핀/파라핀 비율이 10.9를 보여주었다. 이산화탄소에 대한 선택성은 18.9%로서 낮아서 높은 탄소 원자 효율을 보이면서 촉매도 안정성을 보여주었다. 광조사 조건에서 Fe5C2 촉매의 표면은 현장에서 만들어진 산소에 의해 저절로 장식이 되었고 이를 통해 올레핀으로의 전환이 선택성이 높게 나나탄 것으로 연구팀은 분석하였고, 광조사를 통한 FTO공정에서 Fe5C2가 우수한 촉매가 될 수 있다고 결론을 지었다. 이 연구는 철 기반의 Fischer-Tropsch 합성 촉매와 공정에 대한 외부 환경의 영향에 대한 이해를 높여주었다는 평가를 받고 있다. |
| 출처 | |
| 원문URL | http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIDetailView?keyValue=03553784&target=TREND&cn=GTB2018004736 |
| 첨부파일 |
추가정보
| 과학기술표준분류 | |
|---|---|
| ICT 기술분류 | |
| 주제어 (키워드) | 1. 올레핀,합성 가스,광조사,촉매 2. Olefin,syngas,photo-driven,catalysis |