Theories and Applications of Chem. Eng., 2017, Vol. 23, No. 1 363
화학공학의 이론과 응용 제23권 제1호 2017년
Co3O4 촉매에 조촉매 첨가와 K도핑에 따른 N2O 분해반응 특성비교
황라현, 박지혜, 백정훈, 전상구1, 이광복† 충남대학교; 1한국에너지기술연구원
대표적인 온실가스 중 하나인 N2O는 지구온난화에 미치는 영향이 CO2가 미치는 영향의 약 10% 정도지만 지구온난화지수가 CO2에 비해 310배가 높으며 대기 중에서 매우 안정하여 120년 동안 잔류하며 오존층을 파괴하는 물질로 알려져 있다. N2O 저감 기술에는 열분해법, 촉매분해법 및 선택적 촉매 환원법 등이 있다. 그 중 촉배분해법은 가장 단순한 공정으로 촉매 층을 통과시키며 열을 가하여 N2와 O2로 분해하는 공정이며, 환원제가 사용되지 않아 운전이 편리하다는 장점이 있다. 촉매분해 공정에 사용되는 촉매는 이온교환 제올라이트, 복합금속산 화물, 단일금속산화물, 페롭스카이트 산화물, 금속촉매 등이 있다. 금속산화물에 속하는 Co3O4 촉매는 열적 안정성과 낮은 온도영역에서 좋은 활성 때문에 최근 많이 연구가 되고 있 다. Co3O4 촉매에 조촉매를 첨가하여 활성을 높이거나, 알카리금속을 도핑하여 활성을 높이 는 연구가 보고되어 있다. 본 연구에서는 조촉매의 첨가와 K도핑에 대한 N2O 분해반응 특성 을 비교하여 분석하였다. 조촉매로는 Ce와 Zr을 사용하였으며 Ce/Co, Zr/Co의 비율은 0.05몰 비로 공침하여 제조하였고, K의 도핑은 K2CO3를 사용하여 1 wt%로 함침하였다. 촉매의 특성 은 BET, SEM, XRD, H2-TPR, XPS을 통해 분석하였고 활성평가는 250-375℃ 온도영역에서 25℃ 간격으로 GHSV를 45,000h-1로 고정하여 진행하였다.
