| 초록 |
메탄올 합성 공정은 온실가스를 감축하기 위한 이산화탄소 포집 및 전환(CCU) 기술 중 하나이다. 합성가스를 이용한 ICI사의 메탄올 합성 상용화 공정 개발 이후, 이산화탄소의 수소화를 통한 메탄올 합성 공정 또한 촉매개발과 반응 시스템에 대하여 많은 연구들이 이루어졌다. 상기 공정은 pilot plant 실증연구 단계까지 진행되어왔으나 반응 mechanism 및 촉매의 작용에 관해 명확히 규명되지 않았다. Cu/ZnO/Al2O3 촉매는 상기 공정의 대표적인 촉매로 잘 알려져 있으며, 일반적으로 촉매 개발은 Cu/ZnO를 기반으로 연구가 진행되고 있다. 촉매의 활성을 증진시키기 위하여 조 촉매 첨가, Al2O3 이 외에 다양한 전구체 도입, 제조 방법 변경과 같은 academic한 연구들이 진행 중이다. 우리 연구실에서도 Cu/ZnO를 기반으로 촉매 개발 및 메탄올 합성공정에 대한 연구를 해오고 있으며, 이전 연구에서는 CO2 흡착능에 중점을 두어 여러 염기성 담체를 도입하였고, 성능 실험을 하였다. 그 중에서도 AlOOH는 염기도를 높일 수 있는 alkaline precursor로서 비교적 싸고, 쉽게 구할 수 있기에 담체로 도입하였으며, Cu/ZnO/AlOOH 촉매의 우수한 활성을 나타냈다. Cu/Zn/AlOOH 촉매는 Cu/ZnO/Al2O3 촉매에 비해 전환율, 메탄올 선택도, 수율 모두 높았다. 본 연구에서는 담체로서 Al2O3를 사용하였을 때보다 AlOOH를 사용하였을 때 활성이 증진된 이유를 FT-IR 분석을 통해 밝히고자 한다. |
