내 신청현황
종류	모집공고명	진행상태
신청내용이 없습니다.

알림마당

home

고체 초강산의 합성과 알칸 반응들에 대한 그것들의 활성도(Synthesis of solid superacids and their activities for reactions of alkanes)

전문가 제언: □ 표면 산도를 측정하기 위하여 다른 방법들이 있지만 각 방법은 다른 형태들의 고체 산에 대하여 용도가 자유자재하지 못하다. 그 표면 산도 특히 대단히 강한 산도를 측정하기 위한 새로운 방법을 개발하는 것이 바람직하다. 그 표면에 강한 산도를 갖는 고체 산들의 산 세기들은 Ar의 시간-프로그램 된 탈착(TPD)에 의해 결정된다. 이 방법은 특히 초 강산의 산도 측정을 위하여 유용하다.

□ 촉매활성도를 결정하는 제조조건의 설명을 위하여 황산화된 지르코니아는 다른 제조조건들 하에서 제조되었다. 변화된 조건들은 수화된 지르코니아-겔의 형태, 황산화 전의 건조 온도 및 황산화 후의 굽기 온도이다. 최적 건조온도와 굽기 온도가 지르코니아-겔의 형태에 따라서 다를지라도 얻을 수 있는 활성도는 그 겔의 형태에 무관하다.

□ 다른 건조와 굽기 온도에서 제조된 촉매 중에서 300℃에서 건조되고 550℃에서 굽기된 촉매가 가장 높은 활성도를 나타냈다. 400℃에서 구운 촉매의 낮은 활성도는 ZrO2의 결정화 때문이다. 결정화된 지르코니아는 그 표면에 촉매활성 종을 형성하도록 황산이온과 반응하기가 곤란하다.

□ 부탄의 변환에 대한 높은 활성 촉매가 큰 양의 Pt(7~8wt.%)를 SO4/ZrO2에 첨가하여 얻었다. Pt 첨가된 SO4/ZrO2에서 S=O에 배위된 PtO는 유도효과가 뒤따르는 전자 제거 화학종으로 작용하여 Zr4+의 Lewis산 세기가 더욱 강해진다. 가장 높은 활성도를 갖는 그 SO4/ZrO2촉매는 보통 약 2wt.% S를 포함한다. 이 값은 12wt.% Pt와 동일하다. 따라서 현재 7.5% Pt 첨가된 황산 처리된 지르코니아의 60%의 황산종들은 PtO와 배위되어있다.

□ 보통방법 “단일 굽기”로부터 구별하기 위하여 “이중 굽기”라고 명한다. 가장 높은 활성도는 “이중 굽기”로 제조된 촉매에 대하여 3wt.%의 Pt로서 관찰되었으나, 반면에 최고 활성도는 단일 굽기의 경우에는 7.5wt.% Pt로서 관찰되었다. 두 촉매들에 대한 최고 활성도는 거의 똑같았다. 단일 굽기 제조될 때에는 큰 양의 Pt가 낭비되는 것 같다.

□ Pt-SO4/ZrO2의 구조는 이중 굽기가 활성도를 향상시키는데 Pt종들의 효과적인 사용을 일으킨다는 것을 보인다. 최대 활성도를 나타내기 위한 굽기 온도는 첫 번째 굽기에 대하여는 600℃이고 두 번째 굽기에 대하여는 500℃이었다. 이 제조법은 Ru 첨가된 SO4/ZrO2에 대하여도 만족스럽게 응용되었는데 그 최적온도는 첫 번째 굽기에 대하여 550℃이고 두 번째 굽기에 대하여는 400℃이었다.

□ 부탄을 이소부탄으로의 변환에 대한 활성 촉매는 WO3/ZrO2와 Pt/ZrO2(0.5wt.%)를 기계적으로 혼합하여 얻어진다. 지르코니아를 W와 Pt로 공-침윤에 의하여 제조된 Pt-WO3/ZrO2의 활성도는 WO3/ZrO2와 Pt/ZrO2의 기계적 혼합물의 활성도보다 더욱 낮다. SO4/ZrO2의 촉매 활성도는 철 화합물과 기계적 혼합으로 향상되었다. 600℃에서 열처리된 FeSO4와 혼합된 SO4/ZrO2의 활성도는 혼합 없는 SO4/ZrO2의 활성도보다 6배이다.

□ 고체 초 강산의 합성과 유기합성화학에서의 응용성은 거의 무한대하며 특히 이성질화반응과 알킬화반응의 촉매로서 활용이 중요하다. n-부탄을 이소부탄화하고 이 1-부탄에 의한 알킬화반응은 고 옥탄 가솔린을 생산하기 위하여 활용되는 중요한 공정임을 예로서 알 수 있다.

저자: Arata, Kazushi; Matsuhashi, Hiromi; Hino, Makoto; Nakamura, Hideo
자료유형