Ce-Zr 혼합 산화물 촉매의 특성분석 및 IPA 탈수반응에서의 촉매활성

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서의 Ce-Zr 복합 산화물 촉매는 Ce/(Ce+Zr)의 몰비를 달리하여 공침전시켜 합성하였으며, 600 – 900 oC에서 6 시간동안 공기 흐름 하에 소성하였다. 제조된 산화물 촉매를 이용하여 이소프로판올 탈수 반응을 진행하였으며, Ce/(Ce+Zr) 비율 및 소성온도에 따라 산 특성을 확인하여 탈수 분해 반응에서의 촉매 활성에 미치는 영향을 알아보았다. 제조된 Ce-Zr 복합 산화물 촉매의 물리 화학적 특성을 분석하기 위하여 X-선 회절 분석, 비표면적과 기공부피 측정, 주사 전자 현미경, 에너지 분산형 X 선, 이소프로판올 승온 탈착법, 피리딘 흡착 IR 측정을 수행하였다. Ce-Zr 복합 산화물 촉매의 소성온도에 따른 표면 산 특성과 반응 활성을 비교하였다. 피리딘 흡착 적외선 분광법 측정으로부터 Ce함량이 증가함에 따라 루이스 산점은 점차적으로 감소하는 반면, 브뢴스테드 산 점의 밀도는 Ce/(Ce+Zr) 몰 비 0.7에서 최대값을 갖는 화산 모양의 곡선을 나타냈다. 이는 이소프로판올 승온 탈착법, 피리딘 적외선 분광법을 통해 브뢴스테드 산점이 탈수 분해 반응 활성에 있어 크게 영향을 받는 것으로 확인할 수 있었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The Ce-Zr complex oxide catalysts were synthesized by coprecipitation with different molar ratio of Ce/(Ce+Zr) and calcined under air flow at 600 – 900 oC for 6 h. The following analyzes were performed to analyze the physicochemical properties including the acidic functions of the prepared materials. (XRD, specific surface area and pore volume measurement, SEM, EDX, TPD, pyridine absorption IR measurement) The surface acidity and reaction activity of CexZr(1-x)O2 oxide catalysts were compared with each other according to calcination temperature. In particular, from the pyridine adsorbed IR measurements, Lewis acid sites gradually decreased as the Ce content was increased, while the density of Bronsted acid sites exhibited volcano shaped curve with a maximum value at 0.7 of Ce/(Ce+Zr) molar ratio. It was found that the Bronsted acid sites were greatly influenced by the dehydration decomposition reaction activity through the isopropanol temperature elevation desorption and pyridine infrared spectroscopy.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• Ⅱ. 이론적 고찰 3
• Ⅲ. 실험 5
• Ⅳ. 결과 및 고찰 13
• Ⅴ. 결론 38
• 참고문헌 39