일반기술

가솔린첨가용 함산소화합물 제조연구

실험실에서 제조한 지르코니아 및 알루미나계 촉매를 사용하여 이소부탄올의 탈수에 의한 이소부틸렌 제조연구를 수행하였다. 제조한 촉매는 승온탈착법, 열중량분석법, X선회절법, IR 분석법 등을 통해 산의 강도, 결정구조, 산점의 형태별 분포 등에 대한 특성을 분석하였다. 황산이온이 담지된 지르코니아 촉매가 알루미나계 촉매에 비해 우수한 활성을 보였다. 촉매의 제조방법에 따라 활성의 변화를 보였으며, 염기성 분위기에서 수화물 침전을 완료하여 600℃에서 소성한 촉매가 가장 좋은 활성을 보여주었다. 알루미나 촉매는 황산담지 지르코니아 촉매에 비해 활성이 낮았으나 이수부틸렌으로의 선택성은 지르코니아계 촉매보다 매우 높게 나타났다. 촉매의 활성이 낮은 원인은 산점의 강도가 낮기 때문으로 판단되었다. 지르코니아 초강산 촉매는 주로 브뢴스테드 산점으로 이루어진 반면 알루미나 촉매는 주로 루이스 산점으로 이루어져 있는 특성으로부터 알루미나 촉매에서 높은 선택성이 나타나는 현상을 설명하는 반응기구를 제시하였다. 알루미나계 촉매의 선택성을 유지하면서 활성을 높일 수 있는 방법을 찾기 위한 방법을 모색하였으나 아직까지는 뚜렷한 성과를 얻지 못한 상태이다. 알루미나에 황산을 담지한 결과 촉매의 활성은 증가하였으나 선택성이 낮아졌으며, 알루미나 촉매에 Co, Ni, Fe, Mn 등의 전이금속을 담지시킨 경우 촉매의 활성이 저하되었다. 이소부틸렌 생성반응기구가 명확히 규명되면 촉매의 개선에 많은 기여를 할 수 있을 것으로 사료된다.