| 초록 |
최근 환경 문제로, 바이오매스는 기존 석유계 화학물질을 대체할 수 있는 친환경 소재로 큰 주목을 받고 있다. 바이오매스는 furfural과 5-(hydroxymethyl)fufural (HMF) 등이 있으며, 이들은 산화 및 수소화 반응 등에 의해 다양한 물질로 전환이 가능하다. 이 중 HMF의 수소화 반응에 의해 생성되는 2,5-bis(hydroxymethyl)furan (BHMF)는 다양한 석유계 폴리머들을 대체할 수 있는 잠재력이 있다. 이들 공정의 경제성은 반응원료인 HMF를 획득하는 방법에 크게 좌우된다. 크게, fructose를 탈수시켜 얻는 방법과 옥수수대, 사탕수수 찌꺼기 등의 유기성 폐자원을 염산 처리하여 5-(chloromethyl)furfural (CMF)를 얻는 방법이 있다. 그 중에서 CMF를 이용하는 경우 보다 경제성이 높다고 알려져 있다. 따라서 CMF를 이용한 방법이 HMF를 만드는데 가장 합리적인 합성 경로로 판단된다. 본 연구에서는 CMF를 가수분해하여 HMF를 합성하고, 이를 수소화 반응을 하여 BHMF를 얻고자 하였다. CMF 가수분해와 HMF 수소화 반응은 회분식, 연속식 반응으로 진행하였으며, 고농도 HMF를 연속식 반응으로 BHMF를 합성하기 위해 mortar grinder를 이용하여 다공성 구리 촉매를 kg 규모로 준비하였다. 대량 합성한 촉매는 성형화하여 연속식 반응기에 투입하였고, 고농도 HMF 수소화 반응은 최적화된 조건에서 100시간 동안 안정적으로 지속되었다. |
