| 초록 |
메탄은 천연가스와 셰일가스의 주성분으로, 매장량이 풍부해 탄소 공급원으로 이용 가치가 높다. 하지만 현재 메탄만을 이용한 상용 공정이 없다는 점, 그리고 자체의 높은 온실가스 효과로 인해 누출 위험을 최소화할 수 있다는 점에서 메탄의 직접 전환 반응을 주목하고 있다. 이 중에서도 메탄의 직접 탈수소방향족화 반응은 고부가가치 화합물인 벤젠이 주로 생성된다는 장점을 지니고 있다. 선행 연구들을 살펴보면 Mo/ZSM-5 촉매가 가장 범용적으로 연구되고 있는데, 메탄의 직접 탈수소방향족화 반응은 메탄의 높은 안정성으로 인해 700 ºC 이상의 높은 온도를 필요로 하면서도 메탄의 낮은 전환율과 코크 생성에 의한 촉매의 빠른 비활성화로 인하여 한계에 부딪혀있다. 이러한 한계를 극복하기 위해 본 연구에서는 Mo/ZSM-5에 NiO를 물리적으로 혼합하여 방향족 수율 증대와 코크로 인한 비활성화 억제를 유도하였다. 또한, NiO가 Mo/ZSM-5 촉매에 미치는 영향을 규명하기 위해 X선회절 분석법, 메탄 승온 표면 반응, CO 화학흡착, 투과 전자 현미경, 승온 산화법, 라만 분광법, 질소 흡탈착 분석 등을 수행하였다. |
