| 초록 |
지구온난화에 영향을 미치는 물질들 중의 하나인 CO2를 재활용하고자 하는 방향에서 메탄올 합성 반응에 대한 연구가 지속되고 있다. 최근까지도 생성물의 탄소원이 CO라는 연구결과가 발표되었지만, 동위원소 실험이나 접촉시간 등에 따른 메커니즘 연구에 의해 CO2가 직접적인 메탄올합성의 탄소원이고 CO2의 반응성은 경쟁반응이나 평형에 의해 영향을 받는다는 의견이 지배적이다. 하지만 CO2를 반응물로 사용할 경우, CO와는 다른 양상을 보이게 되는데, CO2의 수소화 반응에서는 일당량의 물이 생성되고, 이는 수소화반응에서 주로 사용되는 구리계열 촉매에 경쟁적으로 흡착하여 반응속도를 저해한다. 이러한 문제를 개선하고자 반응공정 자체를 두 단계로 분리하여, 첫째 단계에서 역수성가스화 반응을 이용하여 생성되는 물을 제거하고, 둘째 단계에서 CO2/CO/H2 혼합물을 기존 메탄올 합성반응기에 반응물로 메탄올을 합성하는 공정을 고안하였다. CO2/CO/H2 혼합물의 조성비에 따른 메탄올합성 반응의 타당성과 촉매의 반응성, 안전성에 대한 연구에 이미 연구된 바 있다. 현재 수성가스화반응 촉매로는 상대적으로 저온에서 Cu/ZnO촉매가, 고온에서는 Fe2O3/Cr2O3촉매가 안전성을 보이고 있는데, 이들 촉매는 역수성가스화 반응에서도 높은 활성을 나타낸다. 본 연구에서는 상업적으로 이용되는 고온용 수성가스화반응 촉매인 철-크롬계열 촉매하에서 역수성가스화(RWGS) 반응의 속도식을 얻어내고자 하였다.
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