ZSM-5 제올라이트 촉매의 산특성에 관한 연구

Abstract

ZSM-5 제올라이트 촉매의 고체산 특성을 암모니아 승온 탈착법과 적외선 분광법에 의하여 연구하였다. 이온교환등온선에서 알칼리금속 양이온에 의해서는 거의 완전히 이온 교환이 가능하지만, 알칼리 토금속과 희토류금속 양이온에 의해서는 $30 \sim 40\%$ 이상 이온교환될 수 없었다. HZSM-5 의 암모니아 승온탈착곡선에는 $\alpha, \beta, \gamma$의 세가지 상태가 나타나는데, $\gamma$-상태의 양은 Si/Al 비가 클수록 그리고 알칼리 금속의 양이온 교환에 의해서 감소됨을 알았다. ZSM-5 에 흡착시킨 피리딘의 적외선 흡수 스펙트럼으로부터 $\gamma$-상태는 Si-OH-Al의 수산기, 즉 브뢴스테드산점에 의한 것임을 알았다. KZSM-5 와 양이온 교환 및 마그네슘 처리된 촉매 상에서의 에탄올에 의한 톨루엔의 알킬화 반응을 고찰하였다. 브뢴스테드 산점이 일차적인 활성점이었고, 알칼리금속 양이온 교환에 의하여 촉매의 활성은 급격히 감소하였다. $K^+,\; Cs^+$-이온교환 및 마그네슘 처리된 ZSM-5 제올라이트 촉매의 변형된 확산특성에 기인한 높은 para-에틸톨루엔의 선택성이 나타났다.