KR20120022015A - 코발트계 촉매의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
Description
도 2는 실시예 1에서 제조한 Co(9)-Ru(0.07)-Zr(4.33)-SiO2(86.60) 촉매를 이용하여 700℃에서 메탄의 이산화탄소 개질반응을 수행함에 있어, 개질반응 시간에 따른 메탄의 전환율과 이산화탄소의 전환율을 나타낸 그래프이다. 반응시간의 경과에도 촉매의 활성은 안정적으로 유지됨을 확인할 수 있다.
도 3은 실시예 1에서 제조한 Co(9)-Ru(0.07)-Zr(4.33)-SiO2(86.60) 촉매를 이용하여 850℃에서 메탄의 이산화탄소 개질반응을 수행함에 있어, 개질반응 시간에 따른 메탄의 전환율과 이산화탄소의 전환율을 나타낸 그래프이다. 반응시간의 경과에도 촉매의 활성은 안정적으로 유지됨을 확인 할 수 있다.
도 4는 실시예 1에서 제조한 Co(9)-Ru(0.07)-Zr(4.33)-SiO2(86.60) 촉매를 700℃에서 장시간 동안 메탄의 이산화탄소 개질반응을 수행함에 있어, 개질반응 시간에 따른 메탄의 전환율과 이산화탄소의 전환율을 나타낸 그래프이다. 900시간 이상의 장시간 운전하더라도 촉매의 활성은 안정적으로 유지됨을 확인할 수 있다.
| 구 분 | 촉매조성(중량%) | 금속 담지 온도 및 pH | 담지법 | |||||
| 활성금속 | 담체 | Co | X | Y | ||||
| Co | X | Y | ||||||
| 실시예 1 | 9 | 0.07 (Ru) |
4.33 (Zr) |
86.60 (Colloidal-silica) |
80℃, pH 3.0 |
80℃, pH 0.1 |
80℃, pH 0.1 |
공침 |
| 실시예 2 | 9 | 0.07 (Ru) |
4.33 (Zr) |
86.60 (Colloidal-silica) |
80℃, pH 3.0 |
80℃, pH 0.5 |
80℃, pH 0.5 |
공침 |
| 실시예 3 | 9 | 0.08 (Pt) |
9 (La) |
81.92 (Colloidal-silica) |
80℃, pH 3.0 |
80℃, pH 0.1 |
80℃, pH 0.1 |
공침 |
| 비교예 1 | 9 | 0.07 (Ru) |
4.33 (Zr) |
86.60 (Silica-gel) |
80℃ | 함침 | ||
| 비교예 2 | 9 | 0.07 (Ru) |
4.33 (Zr) |
86.60 (Colloidal-silica) |
80℃, pH 3.0 |
80℃, pH 3.0 |
80℃, pH 3.0 |
공침 |
| 비교예 3 | 9 | 1.5 (Ru) |
4.31 (Zr) |
85.19 (Colloidal-silica) |
80℃, pH 3.0 |
80℃, pH 0.1 |
80℃, pH 0.1 |
공침 |
| 비교예 4 | 10 | - | - | 90 (Colloidal-silica) |
80℃, pH 3.0 |
80℃, pH 0.1 |
80℃, pH 0.1 |
공침 |
| 비교예 5 | 10 | 0.5 (Ru) |
- | 89.50 (Colloidal-silica) |
80℃, pH 3.0 |
80℃, pH 0.1 |
80℃, pH 0.1 |
공침 |
| 비교예 6 | 10 | - | 4.3 (Zr) |
85.70 (Colloidal-silica) |
80℃, pH 3.0 |
80℃, pH 0.1 |
80℃, pH 0.1 |
공침 |
| 촉매 | 개질반응조건 | 전환율(%) | ||
| 온도(℃) | 시간(hr) | CH4 | CO2 | |
| 실시예 1 | 700 | 3 | 58 | 74 |
| 40 | 58 | 74 | ||
| 실시예 1 | 850 | 3 | 86 | 98 |
| 40 | 86 | 98 | ||
| 실시예 2 | 850 | 3 | 83 | 95 |
| 40 | 83 | 95 | ||
| 실시예 3 | 850 | 3 | 77 | 99 |
| 40 | 76 | 99 | ||
| 비교예 1 | 700 | 3 | 52 | 69 |
| 40 | 48 | 60 | ||
| 비교예 2 | 700 | 3 | 19 | 30 |
| 40 | 19 | 30 | ||
| 비교예 3 | 700 | 3 | 32 | 46 |
| 40 | 32 | 46 | ||
| 비교예 4 | 850 | 3 | 35 | 56 |
| 40 | 30 | 52 | ||
| 비교예 5 | 700 | 3 | 3 | 8 |
| 40 | 0 | 0 | ||
| 비교예 6 | 700 | 3 | 2 | 8 |
| 40 | 0 | 0 | ||
Claims (3)
- 코발트(Co) 전구체 용액과 콜로이달 실리카를 혼합하고, 질산 수용액을 첨가하여 pH 2.0 내지 4.0 범위로 조절하여 솔(Sol)을 제조하는 제 1단계;
상기 제 1단계에서 제조된 솔(Sol)을 60℃ 내지 150℃ 온도에서 교반 반응시키는 제 2단계;
상기 제 2단계의 반응용액에 Pt, Pd, Rh, Ir, 및 Ru 중에서 선택된 귀금속(X) 전구체 용액과, Zr 및 La 중에서 보조금속(Y) 전구체 용액을 혼합하고, 질산 수용액을 첨가하여 pH 0.1 내지 1.0 범위로 조절하여 솔(Sol)을 제조하는 제 3단계;
상기 제 3단계에서 제조된 솔(Sol)을 60℃ 내지 150℃ 온도에서 교반 반응시키는 제 4단계; 및
상기 제 4단계의 반응용액을 건조 및 소성하여 하기 화학식 1로 표시되는 코발트계 촉매를 제조하는 제 5단계;
를 포함하는 메탄의 이산화탄소 개질반응용 코발트계 촉매의 제조방법 :
[화학식 1]
(a)Co-(b)X-(c)Y-(d)SiO2
상기 화학식 1에서, X는 Pt, Pd, Rh, Ir, 및 Ru로부터 선택된 1종 이상의 귀금속 원소이고, Y는 Zr 및 La 중에서 선택된 1종 이상의 보조금속(Y) 원소이며, a, b, c, 및 d는 각 성분의 중량비로서 a는 1?30 중량%, b는 0.01?1.0 중량%, c는 0.1?10 중량%, d는 50?98 중량%를 나타낸다.
- 청구항 1에 있어서,
상기 건조단계에서는 80℃ 내지 100℃ 온도에서 수행하여 건조분말을 수득하는 것을 특징으로 하는 메탄의 이산화탄소 개질반응용 코발트계 촉매의 제조방법.
- 청구항 1 또는 2항에 있어서,
상기 소성단계에서는 건조분말을 공기 또는 산소 흐름 조건에서 200℃ 내지 1200℃ 온도로 소성하여 고체촉매를 수득하는 것을 특징으로 하는 메탄의 이산화탄소 개질반응용 코발트계 촉매의 제조방법.
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| KR20180126872A (ko) * | 2017-05-18 | 2018-11-28 | 한국화학연구원 | 내열성이 개선된 메탄 개질 반응용 모노리스 촉매 및 이의 제조방법 |
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