망간산화물 촉매를 이용한 메탄올의 친환경적 처리 특성 :Characteristics of eco-friendly Treatment of Methanol using Manganese Oxide Catalysts

위지혜

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자료유형: 학위논문

저자정보: 위지혜 (전남대학교, 전남대학교 대학원)

지도교수: 서성규

발행연도: 2017

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이용수15

이 논문의 연구 히스토리 (3)

2018

망간산화물 촉매 제조 방법에 따른 메탄올 완전 산화 특성

위지혜 , 안호현 , 서성규 한국대기환경학회 학술대회논문집 2018.10 학술대회자료

2017

ɣ-MnO₂를 이용한 메탄올의 친환경적 처리 특성

위지혜 , 윤형선 , 서성규 대한환경공학회 학술발표논문집 2017.11 학술대회자료

망간산화물 촉매를 이용한 메탄올의 친환경적 처리 특성

위지혜 건설.환경공학과 2017.01 학위논문

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본 연구에서는 인체에 유해하고 최근 산재 원인 물질로 대두되고 있으며, 석유화학공장에서 많이 배출되는 메탄올을 휘발성유기화합물 (VOCs: Volatile Organic Compounds)의 모델물질로 선정하고 메탄올 제거용 촉매로 Mn Oxides (α-Mn2O3, β-MnO2, γ-MnO2)을 이용하여 친환경적 처리 특성을 검토한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
망간산화물의 촉매 활성은 γ-MnO2 > α-Mn2O3 > β-MnO2의 순서였으며, 특히 γ-MnO2 촉매는 메탄올의 완전 산화 특성을 보였다. 제조 방법에 따른 γ-MnO2 촉매 (JH-0N, JH-1, JH-2, JH-3N-2) 중 JH-3N-2 촉매가 가장 활성이 높았다. 반응온도 110℃에서 메탄올 농도[공간속도(GHSV: Gas hourly space velocity): 18000h-1]에 대한 촉매활성은 mole%가 증가함에 따라 전화율은 감소하는 경향을 보였다. 메탄올 농도가 0.63 mole%일때 140℃에서만 포름알데히드 선택율이 2.21%로 부분 산화특성을 보였다. 공간속도 9000~36000h-1에 따른 촉매활성을 검토한 결과 공간속도가 낮을수록 촉매와 접촉시간이 증가되어 높은 활성을 보였다. JH-3N-2 촉매의 XRD (X-ray diffraction) 분석결과 결정구조는 γ-MnO2, SEM (Scanning Electron Microscope) 분석결과 망상의 입자들로 나타났으며, BET (Brunauer Emmett Teller) 분석결과 비표면적은 158.48 m2/g로 매우 크게 나타났다. 또한 메탄올 산화 촉매에 대한 문헌조사결과 본 연구에서 사용된 JH-3N-2 촉매는 다른 금속산화물 촉매보다 매우 우수한 친환경적 특성, 즉 완전 산화 및 저온 산화의 특성을 보였다.

1 서론 1
가. 연구 배경 1
나. 연구 목적 1
2. 이론 3
가. 휘발성유기화합물 정의 3
나. 세계 각국의 휘발성유기화합물 정의 5
다. 국내 휘발성유기화합물 배출현황 및 규제 7
라. 휘발성유기화합물 배출 저감기술 9
마. 메탄올의 배출량 14
바. 메탄올의 유해성 18
사. 망간산화물 촉매 연구동향 20
3. 연구방법 22
가. 촉매의 제조 22
나. 촉매의 물리화학적 특성 조사 24
다. 반응 실험 25
4. 결과 및 고찰 27
가. 망간산화물 촉매의 메탄올 산화 활성 27
나. 망간산화물 촉매의 light-off temperature 32
다. γ-MnO2 촉매제조 방법별 활성비교 34
라. 메탄올 농도의 영향 35
마. 공간속도(GHSV)의 영향 36
바. XRD 분석결과 37
사. SEM 분석결과 38
아. BET 분석결과 39
자. 촉매별 메탄올 산화온도 비교 40
5. 결론 41
◉참고문헌 43
◉영문초록 47
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