암모니아 용액 처리에 의한 Ru-Ni/Al2O3 촉매의 메탄 수증기 개질 반응에 미치는 영향

이정원; 정진혁; 서동주; 서유택; 서용석; 윤왕래; Jung Won Lee; Jin Hyeok Jeong; Dong Joo Seo; Yu Taek Seo; Yong Seog Seo; Wang Lai Yoon

Journal of the Korean Industrial and Engineering Chemistry, Vol.17, No.1, 87-92, February, 2006

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암모니아 용액 처리에 의한 Ru-Ni/Al2O3 촉매의 메탄 수증기 개질 반응에 미치는 영향

The Effect by Aqueous NH4OH Treatment on Ru Promoted Nickel Catalysts for Methane Steam Reforming

이정원, 정진혁¹, 서동주², 서유택², 서용석 ², 윤왕래 ^{2, †}

과학기술연합대학원대학교 신에너지기술학파
¹경북대학교 화학공학과
²한국에너지기술연구원 수소시스템 연구센터

Jung Won Lee, Jin Hyeok Jeong¹, Dong Joo Seo², Yu Taek Seo², Yong Seog Seo², and Wang Lai Yoon^{2, †}

Department of Advanced Energy Tech, Univ. of Sci. and Tech., Daejeon 305-333, Korea
¹Department of Chemical Engineering, Kyungpook National University, Daegu 702-701, Korea
²Hydrogen/Fuel cell Research Department, Korea Institute of Energy Research, Daejeon 305-343, Korea

E-mail:

초록

Ru이 첨가된 Ni/Al2O3 촉매 상에서의 메탄 수증기 개질 반응을 수행하였다. 반응 전에 H2를 사용한 전처리가 필용한 Ni/Al2O3 촉매에 비해, Ru/Ni/Al2O3 촉매는 별도의 전처리 과정이 없이도 우수한 반응 활성을 나타내었다. CH4-TPR과 반응 후 촉매에 대한 H2-TPR 결과, 메탄의 분해반응에 의한 RuOX의 환원이 저온(220 ℃)에서부터 진행되며, 환원된 Ru이 NiO의 환원을 촉진하게 되어 자발적인 환원이 일어나게 된다는 것을 알 수 있었다 .금속 입자의 분산도를 높이기 위하여 Ru/Ni/Al2O3 촉매를 45 ℃에서 2 h 동안 7 M NH4OH 수용액에 담근 후 소성하여 반응을 수행하였다. NH4OH 수용액으로 처리한 Ru/Ni/Al2O3 촉매는 상대적으로 더 높은 반응 활성을 나타내었으며, H2-화학흡착과 XRD, XPS 분석 결과로부터 입자크기가 감소하고 금속의 분산도가 향상되었음을 확인할 수 있었다. NH4OH 수용액에 의한 촉매의 고분산을 이용하여 Ru의 함량을 감소시켜 소량의 첨가로 높은 반응 활성을 보이고자 하였다.

The steam reforming of methane over Ru-promoted Ni/Al2O3 was carried out Compared with Ni/Al2O3, which needs pre-reduction by H2, Ru/Ni/Al2O3 catalysts exhibited relatively higher activity than conventional Ni/Al2O3. According to H2-TPR of reduced or used catalysts and CH4-TPR, it was revealed that the reduction of RuOx by CH4 decomposition begins at a lower temperature (220 ℃) and the reduced Ru facilitates the reduction of NiO, and leads to self-activation. To improve metal dispersion, the catalyst was soaked in 7 M aqueous NH4OH for 2 h at 45 ℃ while stirring. As a chemisorption), and small particle size (by XRD and XPS). It is noted that the amount of noble metal could be reduced by aqueous NH4OH treatment.

Keywords:methane steam reforming;Ru-promoted nickel catalyst;aqueous NH4OH treatment

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