| 초록 |
몰리브덴이 기반 촉매(Mo2C/H-ZSM-5)를 사용하여 메탄의 직접 전환을 통한 벤젠과 나프탈렌, 톨루엔 등의 방향족 화합물을 생성하는 반응을 연구하였다. 촉매 표면에는 몰리브덴과 제올라이트에 의한 두 종류의 활성점이 존재한다. 몰리브덴 활성점에서는 메탄이 에틸렌으로 전환되며, 생성된 에틸렌은 제올라이트 활성점에서 방향족 화합물인 벤젠과 나프탈렌, 톨루엔으로 전환된다. 연속식 반응시스템에서 사용되는 촉매의 급격한 비활성화로 인해, 촉매의 활성화, 반응, 비활성화가 동시에 진행되므로 반응 및 비활성화 속도식을 동시에 실험 데이터에 적용하여 반응속도실을 개발하였다. 다양한 공간속도와 온도에서, 시간에 따른 메탄의 전환율과 생성물의 수득률에 대한 실험데이터를 확보하였고, 제안한 속도식을 기반으로 반응속도 상수와 반응차수, 촉매의 비활성화 속도 상수를 추정하였다. 개발된 모델을 이용하여 운전조건과 시간에 따른 전환율과 수득률의 변화를 살펴보았으며, 또한 운전조건이 비활성화에 미치는 영향을 확인하였다. |
