제올라이트 촉매상에서 메탄올 전화반응에 있어서의 코크형성

Abstract

제올라이트 촉매상에서 메탄올 전화반응시 형성되는 코크에 대해서 촉매의 종류와 반응시간을 변화시켜가면서 관찰하였다. 사용된 촉매로는 Faujasit형의 SH-Y, USH-Y와 H-Mordenite 그리고 H-ZSM-5등 이었다. 이들의 코크된 촉매들에 대해서 표면적을 측정했더니 H-Mordenite와 H-ZSM-5에서는 급격히 감소했고 H-Faujasite에서는 서서히 감소되는 경향을 보였다. 또한 T.G.A. 실험결과 H-Fagjasite, H-Mordenite는 반응시간에 따라서 코크가 형성되는 속도가 두개의 영역으로 나누어지고 H-ZSM-5에서는 코크의 생성속도가 한 개의 영역으로 나타났다. 이러한 현상들은 Faujasite에서는 코크가 일정한 두께의 층을 형성하면서 코크가 형성되다가 반응시간이 길어지면 세공구조를 막는 현상이 일어나며 H-Mordenite도 처음은 일정한 두께의 층을 형성하다가 반응시간이 조금지나면 세공구조를 막는 현상이 지배적으로 일어나고 H-ZSM-5에서는 세공구의 특수성과 세공의 크기가 작으므로서 세공구조가 막히는 현상으로 보아 진다. 그리고 X-선 분말 회절 분석 결과 H-Faujasite와 H-Mordenite에서는 다소 정도의 차이는 있지만 피크의 크기가 달라진 반면 H-ZSM-5는 변화가 없었다. 적외선 분광 실험에서 H-Faujasite의 Spectrum이 H-Mordenite, H-ZSM-5와는 다른 형태를 가졌다. 위의 결과와 잘일치됨을 보여주는 결과로서 세공의 크기에 따라서 코크의 생성물질이 달라지는 것으로 생각되어 진다.