Nb₂O₅로 개질된 Zirconia 촉매의 특성과 산촉매 활성 연구

국문 초록 (Abstract)

최근 전 산업분야에 있어서 환경친화의 중요성이 커지고 있으며, 이에 부응하여 촉매의 활성과 선택 성올 증가시켜 원하는 생성물을 제조하는 것 이외에 공해를 발생시키지 않는 고체산 촉매의 필요성이 증대되고 있다. 본 연구에서는 zirconia(ZrO₂)를 niobium pentoxide 용액에 함침 시킨 후 공기 분위기 하에서 여러 온도별로 소성하여 Nb₂O₅/ZrO₂ 고체산 촉매를 제조하였다. 제조된 촉매의 특성을 알기 위하여 B.E.T. 장치에서 표면적, 산의 양, 산세기, 산자리를 측정하였고, 표면의 성질을 FTIR, XRD, DSC-TGA 등을 사용하여 연구하였다. 촉매의 표면적과 산의 양은 소성온도가 낮을 때에는 높은 값을 보였지만, 소성온도가 높아질수록 그 값은 급격한 감소량을 나타내었다. 이 결과는 소성온도가 증가함에 따라 소결현상과 결정화가 일어나기 때문이며 FTIR, XRD, DSC-TGA 분석결과와 일치함을 알 수 있었다. 열적분석 결과 Nb₂O₅ 함량이 증가할수록 더 높은 온도에서 ZrO₂의 상전이가 지연되이 나타났다. 이는 Nb₂O₅와 ZrO₂ 표면과의 강한 상호작용에 의한 것으로 생각된다. 제조된 촉매의 활성을 test reaction 방법으로 2-propan이의 dehydration 반응을 수행하여 본 결과 2-propanol 반응에 활성을 보였고 Nb₂O₅ 함량이 6 wt%일 때 최대활성을 나타내었다.