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김송형(Song Hyoung Kim),강영구(Young Gu Kang),신기석(Ki Seok Shin),안성환(Sung Hwan Ahn),함현식(Hyun Sik Hahm) 한국가스학회 2009 한국가스학회지 Vol.13 No.4
하이브리드 촉매를 이용하여 합성가스로부터 디메틸에테르(DME)를 1단계 공정으로 합성하였다. 하이브리드 촉매는 메탄올 합성반응을 위하여 Cu-ZnO-Al₂O₃, 메탄올 탈수반응을 위하여 aluminum phosphate 혹은 H₃PO₄-modified γ-alumina로 구성되었다. 제조한 촉매들은 XRD, BET, SEM, FT-IR, NH₃-TPD를 이용하여 특성분석을 하였다. XRD 분석을 통해 aluminum phosphate가 잘 합성되었음을 알 수 있었다. BET 분석을 통해 aluminum phosphate의 비표면적이 P/Al의 비에 따라서 달라짐을 확인할 수 있었다. 반응실험 결과 메탄올 탈수 촉매로 사용된 aluminum phosphate의 P/Al의 비가 1.2인 하이브리드 촉매에서 55%의 CO 전환율과 70%의 DME 선택도를 보여 주었다. γ-alumina를 인산으로 처리한 경우 촉매활성 감소를 막을 수 있었다. 하지만 85%의 진한인산으로 처리한 경우에는 촉매 활성 및 DME 선택도가 낮아짐을 확인할 수 있었다. Dimethyl ether(DME) was synthesized from synthesis gas by a one-step process in which a hybrid catalyst was used. The hybrid catalyst consisted of Cu-ZnO-Al₂O₃ for the methanol synthesis reaction and aluminum phosphate or H₃PO₄-modified γ-alumina for the methanol dehydration reaction. The prepared catalysts were characterized by XRD, BET, SEM, FT-IR and NH3-TPD. From the XRD analysis, it was verified that the aluminum phosphate was successfully synthesized. The specific surface areas of the synthesized aluminum phosphates were varied with the ratio of P/Al. The hybrid catalyst in which P/Al ratio of the aluminum phosphate was 1.2 showed the highest CO conversion of 55% and DME selectivity of 70%. There was no remarkable decrease in catalytic activity with the phosphoric acid treatment of γ-alumina. However, when treated with concentrated phosphoric acid(85%), the catalytic activity and DME selectivity decreased.