나노기술 및 정책 정보

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● 홋카이도대학의 연구진은 프로판 탈수소에 의한 프로필렌 제조에 있어 고온에서도 내구성을 대폭 향상시킨 신규 촉매를 개발

● 프로판 탈수소는 고온에서는 촉매가 현저히 열화되기 때문에 연속적으로 촉매를 재생할 수 있는 처리 기술이 필요

● 연구진은 칼슘(Ca)에 주목했으며, 칼슘을 첨가제로 사용한 촉매는 칼슘를 첨가하지 않은 촉매에 비해 활성은 같은 반면, 내구성이 크게 향상됨을 확인

● 해당 연구는 기하학적 효과와 전자 효과가 부여된 PtGa-Pb-Ca는 600℃라는 고온에서도 높은 성능을 1개월간 유지됨을 확인

● 본 연구는 580℃ 이상의 고온 조건에서 이루어진 프로판 탈수소 중에서 가장 우수한 성능을 보였고, 촉매 수명에 관해서는 지금까지 보고된 것의 약 3배의 내구성을 보유

● 전자 현미경 관찰 및 적외선 분광법을 통해 칼슘은 산화물로 PtGa 입자의 주위에 편재함으로써 Pt의 전자 밀도를 높이는 것을 확인

● 촉매 표면에 퇴적된 탄소는 산소·수소를 이용한 간편한 재생 처리에 의해 제거할 수 있기 때문에 개발된 촉매는 장기간 사용 후 재사용이 가능

● 본 촉매는 간편한 방법으로 제조할 수 있으며 기존 촉매와 같은 정도의 비용으로 제조가 가능하기 때문에, 향후 촉매의 재생 처리 비용을 대폭 절감할 수 있을 것으로 기대

※ Angewandte Chemie International Edition 게재, “Doubly Decorated Platinum–Gallium Intermetallics as Stable Catalysts for Propane Dehydrogenation”