| 초록 |
메탄의 C-H 결합은 화학적으로 안정하여 직접 활성화시켜 반응에 참여시키기 매우 어렵다. 메탄의 산화이량화 반응은 산소와 촉매를 활용하여 메탄을 직접 산화시키되 일산화탄소, 이산화탄소와 같은 연소 생성물이 아닌 에탄, 에틸렌, 프로판, 프로필렌과 같은 다양한 기초화학소재를 생산하는 방법이다. 이를 위해 반응 조건의 최적화, 반응기 등 운전 방법 개발, 고활성 고선택성 촉매 개발 등의 연구가 필요하다. 거의 40년에 가까운 시간동안 다양한 촉매가 연구되어 왔으나 경제성있는 반응 특성을 확보한 촉매로 인정된 것은 없었다. 반응 시스템 개발의 어려움, 촉매 반응전후 기체 혼합물 분리 정제의 어려움과 같은 촉매 외 시스템 개발의 어려움도 있으나, 메탄 산화이량화 반응의 경우 촉매 개발에 있어서 촉매 특성-반응성의 관계가 명확하지 않아 촉매 설계 방향이 모호한 경우가 많기 때문이기도 하다. 본 연구에서는 촉매 설계를 위해 계산화학적인 방법을 활용하여 어떤 촉매가 좋은 반응성을 가지는지 확인해보고 이를 바탕으로 최적의 촉매를 제조하는 전략을 확립해보고자 한다. |
