Catalytic conversion of ethanol to acetaldehyde via finely dispersed hydrotalcite-like materials by sol-gel method
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 이진원
- 발행년도 2018
- 학위수여년월 2018. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 화공생명공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000062762
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권보호를 받습니다.
초록/요약
본 연구의 목적은 C1 가스로부터 생성된 에탄올을 이용하여 고부가가치 물질인 1,3-Butadiene을 합성하기 위해서 중간체인 아세트알데히드를 높은 효율로 생산하는 것이다. 에탄올이 아세트알데히드로 전환되는 반응은 탈 수소 반응이고, 이 반응에 관여하는 촉매는 염기특성이 가장 주된 특성이다. 하이드로탈싸이트를 소성한 촉매는 에탄올에서 아세트알데히드로 가는 반응에서 높은 선택도를 가지지만 낮은 전환율을 보였다. 본 연구에서 합성한 촉매는 하이드로탈싸이트 유사체가 분산된 알루미나 겔을 소성하여 합성하였다. 하이드로탈싸이트 유사체는 동일한 3가 알루미늄과 4가지 다른 2가 양이온을 이용하였고 XRD, TEM을 이용해서 구조를 확인하였다. 하이드로탈싸이트는 이온교환물질로 알려져 있다. 촉매 전구체인 하이드로탈싸이트 유사체들은 UV-Vis를 통해서 2가 양이온과 3가 양이온의 비율에 따른 이온교환 성능을 확인하였다. 또한 다양한 2가 양이온을 이용해서 합성한 하이드로탈싸이트 유사체들은 Zeta analyzer를 통해 표면 염기도를 측정하고 IEP를 측정하였다. 촉매는 CO2-TPD, NH3-TPD를 통해서 산-염기 특성을 분석하였다. Zn를 이용한 촉매가 250℃까지 아세트알데히드 선택도 100%를 보였으며, 300℃에서 전체 수득률이 30% 이상임을 확인하였다. 또한 Co를 이용한 촉매는 아세트알데히드보다 에틸 아세테이트로의 전환에서 높은 선택도를 보였다. 300℃ 이상의 고온에서는 아세트알데히드가 아니라 빙초산 선택도가 증가하였고, 다른 부산물의 선택도가 증가하였음을 확인하였다.
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