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Methane conversion into hydrocarbon by oxyiodide

초록/요약

현재 methane syngas 공정의 경제적 손실이라는 단점을 극복하기 위하여 methane 직접 변환에 대한 연구가 진행되고 있으나, 현재까지 연구된 많은 불균일 촉매는 고온공정 또는 낮은 선택성이라는 한계를 가진다. Oxyiodide 는 methane의 monohalogenation 을 통해 C-H 결합을 활성화할 수 있다고 알려져 있다. Methyl halide 는 쉽게 olefin, alcohol 등의 탄화수소로 변환될 수 있으므로 methyl halide 의 생성 및 활용 연구는 중요하다. 본 연구에서는 부산물 억제를 위하여 oxyiodide 를 촉매로 사용하였다. 촉매로 사용한 물질은 LaOI 와 BiOI 이며, LaOI 보다 BiOI 가 상대적으로 안정한 특징을 보였다. 특히, BiOI 에는 Ir, Pt, Rh, Pd 의 금속을 deposition 시킨 촉매도 합성하였으며, 산화제로는 O2, H2O2, CO 를 사용했고 KI, KIO4, I2 등의 additives 를 사용하였다. Pt-BiOI 의 경우, CH4, O2, CO, KI, H2O 와 함께 반응했을 때 1 초 이내로 폭발적인 반응을 일으키며 bismuth acetate 를 형성하며 저온과 빠른 속도의 acetic acid 공정의 가능성을 보였다. 또한 SUS316 반응기에서 CH4 를 O2, CO, KI, H2O 와 반응했을 때 methanol 과 acetic acid 가 소량 생성됨을 확인하였다.

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