| 초록 |
메탄은 셰일가스의 채굴로 인해 생산량이 증가하고 있는 자원이다. 고온의 메탄전환반응은 수소와 일산화탄소를 생성하고, C1 산화체를 만들기 위해서는 수소/일산화탄소 비율을 조절한 후 후속공정으로 이루어진 다단계 공정을 거쳐야한다. 기존의 기술은 막대한 에너지를 소모하기 때문에 최근 들어 메탄에서 C1 산화체를 직접 생산하는 촉매 개발 연구가 활발히 진행되고있다. Cu, Fe 금속이온이 치환된 제올라이트 계열의 촉매가 낮은 온도에서 메탄의 산화를 통해 메탄올을 생산하는 것으로 알려지면서 이에 대한 연구가 많은 주목을 받고 있다. 제올라이트촉매는 3단계(활성화, 반응, 추출)를 통해 메탄올을 생산한다. 특히, 활성화 단계는 산화제에 의해 메탄에 산소원자를 제공하는 [Cu-O-Cu]구조가 형성되기 때문에 메탄올 생산을 위한 핵심 단계이다. 본 연구에서는 Cu-MOR 촉매를 이용하여 산화제인 산소와 아산화질소에 의한 촉매의 활성화과정을 밝혔다. 즉, 활성점생성에 대한 활성화 온도의 효과에 대해 분석하였고 자외선 및 가시선 분광분석법을 활용하여 치환된 구리의 구조를 관찰하였다. 그 결과 아산화질소를 이용할 경우 고온에서 더 많은 활성점이 형성되었고 이는 활성화 매커니즘의 차이에 기인하는 것을 확인하였다. 이를 통해 활성점의 양을 증가시켜 메탄올 생산을 최적화시킬 것으로 기대된다. |
