| 초록 |
최근 산화/환원(redox) 특성을 지닌 전이금속이 골격내에 도입된 제올라이트의 정밀화학반응에의 응용이 활발히 모색되고 있다. 그 중 티타늄을 제올라이트MFI골격 내에 치환 시킨 TS-1 촉매는 기본골격의 세공크기가 0.53(0.56nm 정도로 한정되어 있기 때문에 branched/cyclic-alkene등의 큰 유기분자의 반응에서는 반응물이 활성점이 있는 촉매 세공 내부로 확산해서 들어갈 수 없으므로 반응이 거의 진행되지 않는 문제점이 있다. 실리카의 메조포어 분자체에 티타늄을 도입시킨 Ti-MCM41, Ti-MCM48, Ti-HMS와 같은 촉매는 큰 유기분자의 반응에는 효과적인 반면, 세공벽의 분자단계 규칙성이 결여되어 무정형 실리카와 흡사하므로 친수성이 상대적으로 높고 수열 안전성이 낮으며, 과산화수소를 산화제로 하는 epoxidation의 경우 TS-1이나 Ti-beta보다 반응성과 선택성이 떨어지는 것으로 보고 되었다. 정밀화학 제품의 합성에는 약 0.7nm의 세공크기를 갖는 large pore 제올라이트인 베타촉매(BEA)에 티타늄을 일부 구조 치환시킨 Ti-beta가 크게 유용할 수 있으며 세공크기가 큰 cycloalkane, cycloalkene, cycloalcohol의 산화반응에 적용한 결과 TS-1보다 우수한 반응 결과를 얻을 수 있었다는 연구가 발표되었다. 그러나 Ti-beta는 일반적인 수열합성단계에서 베타 구조를 얻기 위해서는 일정량의 알루미늄이 반드시 필요하고 따라서 구조 내 알루미늄이 존재함으로써 소성 처리 후 Bronsted 산점이 발생하여 부 반응이 많이 발생하므로 액상 산화반응에 대한 epoxide의 selectivity를 저하시키는 결과를 초래하게 된다. 본 연구에서는 기존의 알칼리 분위기에서 제조한 제올라이트 Ti-Al-beta[4], 불산 분위기에서 합성한 Al-free-Ti-beta[5], TiO2/SiO2의 Xerogel에 구조배향제를 dry-impregnate 시킨 뒤 수열합성 처리하여 얻은 Ti-Al-beta[6], 그리고 SiO2/Al2O3비가 25인 베타촉매를 NH4NO3로 이온교환 시킨 후 소성 처리하여 H+-form beta에 액상 grafting에 의한 촉매[7]를 제조하여 각 촉매에 대한 물성평가와 과산화수소를 산화제로 한 액상산화반응에 대한 반응특성을 연구 검토하고자 한다. |
