Fischer-Tropsch 합성반응용 Fe계 촉매의 성능 및 물리화학적 특성에 미치는 SiO 첨가효과

현순택; 천동현; 김학주; 양정훈; 양정일; 이호태; 이관영; 정헌

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자료유형: 학술저널

저자정보: 현순택 (고려대학교 화공생명공학과) 천동현 (한국에너지기술연구원 청정화석연료연구센터) 김학주 (한국에너지기술연구원 청정화석연료연구센터) 양정훈 (한국에너지기술연구원 청정화석연료연구센터) 양정일 (한국에너지기술연구원 청정화석연료연구센터) 이호태 (한국에너지기술연구원 청정화석연료연구센터) 이관영 (고려대학교 화공생명공학과) 정헌 (한국에너지기술연구원 청정화석연료연구센터)

저널정보: 한국화학공학회 화학공학 화학공학 제48권 제3호

발행연도: 2010.1

수록면: 304 - 310 (7page)

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공침법을 이용하여 구조 조촉매인 $SiO_2$가 첨가된 Fe계 촉매와 $SiO_2$가 첨가되지 않은 Fe계 촉매를 제조하였고, 이러한 두 가지 촉매를 이용하여 $250^{\circ}C$의 온도 및 1.5 MPa의 압력에서 Fischer-Tropsch 합성반응을 수행하였다. $SiO_2$를 첨가한 Fe계 촉매가 $SiO_2$를 첨가하지 않은 Fe계 촉매보다 현저히 우수한 촉매활성을 나타내었고, 144시간의 반응시간동안 뛰어난 촉매안정성을 나타내었다. X-선 회절 및 $N_2$의 물리흡착을 통하여 촉매의 결정구조 및 세공구조를 분석한 결과, $SiO_2$를 첨가할 경우 Fe계 촉매의 분산도가 향상되는 것을 발견할 수 있었다. 또한 $H_2$-TPR(temperature-programmed reduction) 분석결과를 통해, $SiO_2$를 첨가할 경우 $260^{\circ}C$ 이하의 저온 영역에서 $Fe_2O_3$의 $Fe_3O_4$ 및 FeO로의 환원이 촉진되는 것을 확인하였다. 반면 $CO_2$-TPD(temperature-programmed desorption) 분석결과에 의하면, $SiO_2$를 첨가한 결과 촉매의 표면 염기도는 감소하였다. 따라서 $SiO_2$를 첨가한 촉매가 $SiO_2$를 첨가하지 않은 촉매보다 우수한 촉매성능을 나타내는 것은, $SiO_2$를 첨가함에 따라 촉매의 분산이 증진되고 환원이 촉진된 것이 주요 원인인 것으로 생각된다.

#Indirect Coal Liquefaction #Fischer-Tropsch Synthesis #Precipitated Iron-Based Catalyst #$SiO_2$ Incorporation

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