폴리프로필렌 열분해에 관한 연구
- 발행기관 서강대학교 대학원 화공생명공학과
- 지도교수 오세용
- 발행년도 2010
- 학위수여년월 2010. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 화공생명공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000046132
- 본문언어 한국어
초록/요약
열분해 촉매로서 벤토나이트를 산처리(HCl, NH4Cl)하고 여러 종류의 금속으로 Pillaring 하여 합성하고 실험실 규모의 반응기를 사용하여 Polypropylene을 열분해 수행하였다. 산처리(HCl, NH4Cl)된 벤토나이트는 구조 및 형상을 분석한 하기 위해 SEM, BET 분석을 하였고 그 결과 기공변화의 영향은 HCl>HCl-NH4Cl>NH4Cl임을 확인 할 수 있었으며 구조변화를 보기위한 XRD 분석결과 또한 HCl>HCl -NH4Cl>NH4Cl의 구조변화 순임을 확인할 수 있었다. 이 이유는 HCl 처리 시 결정구조가 파괴되어 양이온 Al13+, Mg2+, Fe3+등이 제거되어 기공이 크게 증가되고 양이온교환도 일부분 일어나 약간의 기공의 증가를 가져왔기 때문이고 동시에 NH4Cl는 저농도이기 때문에 단순히 양이온교환에 따른 기공의 형성보단 산성도의 변화가 상대적으로 커서 미세세공의 증가에 따른 비표면적의 증가가 HCl로 처리했을 경우 보다 작은 것으로 판단된다. 산처리된 (HCl,NH4Cl) 벤토나이트와 금속으로 Pillaring된 벤토나이트를 열분해 촉매로 사용하여 수행한 Polypropylene 열분해 결과 비표면적이 2∼4배 증가 하였다. 그 결과 열분해 오일수율이 85%에서 92%까지 향상 되었으며, 오일 생성 속도 역시 증가되었고 생성되는 시점의 반응온도가 상당히 낮아졌으며 반응시간은 20분정도 짧아지는 효과와 더불어 비점분포의 감소가 일어나 저분자 탄화수소생성이 가능해 졌다. 이와 같이 개질 촉매로서 벤토나이트를 사용한 열분해의 경우 무촉매 열분해나 처리안한 벤토나이트를 이용한 열분해에 비해 개시온도가 낮아지고, 반응전환시간이 짧아지는 것으로 나타났는데 이는 열분해를 위한 에너지 소모측면에서 상당히 효율적이라 사려 되며 저분자 탄화수소로의 전환이 가능함을 비점분포로 확인 하였는데 이는 곧 재생유로의 가능성을 확인하는 계기가 되었다.
more초록/요약
Plastic waste disposal in the municipal solid waste stream has been recognized as a worldwide environmental problem. In recent years, increased attention has been paid to recycling of synthetic polymer waste. Among the common used plastic PP were used to study their degradation performance using clinoptilolite and various of bentonite. The catalytic degradation of polypropylene has been investigated the study. Bentonite catalysts were screened for the polymer degradation. The catalytic degradation of polypropylene was attempted over various catalysts at 450℃ in a semi-batch reactor where PP and catalyst were placed together. Bentonite(Clinoptilolite structure, occuring in the Youngil area of korea) was an efficient catalyst for the polypropylene degradation. The acidity and characteristic pore structure of Bentonite appear to be responsible for good performance. The effect of temperature, contact time, and the presence of metal on the product distribution in polypropylene degradation are also discussed in this work. Also metal-pillared clay was synthesized by construction pillars metal oxides at the interlayer of bentonite. SEM, XRD, and chemical analyses of metal -pillared bentonite were performed to examine mineral properties. BET analyses showed that the interlayer space of metal-pillared clay expanded to surface area. The catalysts characteristics,.eg., pore structure, acidity, on polymer degradation are mentioned in detail. Catalytic pyrolysis of PP performance in the lab-scale reactor was shown to produced the range of narrow hydrocarbons. With respect to these results, the quality of the recycling oil produced by the pyrolysis of waste plastic was sufficient for use as fuel oil.
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