MFI zeolite with microporous and mesoporous hierarchical structure, preparation method therefor, and catalytic use

자일렌 수율 증대 계층형 MFI 제올라이트

본 기술은 규칙적인 마이크로다공성 기공크기의 MFI 제올라이트 종자결정의 골격 구조를 제공하는 비벤젠계 제1 구조유도제와, 제1구조유도제의 역할을 방해하지 않으면서 메조동공-유도제(mesopore directing agent) 역할을 수행하는 1개의 벤젠고리 및 암모늄이온 함유 제2 구조유도제를, 동시에 사용하는 마 이크로다공성 및 메조다공성 계층적 구조의 MFI 제올라이트의 제조방법에 관한 것 입니다.

기존 MFI 제올라이트의 물질 전달 한계를 극복하고 아세틸렌 기반의 지속 가능한 방향족 화합물 생산을 위한 해결책을 제시합니다.

본 기술에 의한 촉매는 기존 제올라이트의 우수한 특성을 유지하면서도 물질 전달 효율을 극대화하여, 아세틸렌으로부터 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등 고부가가치 방향족 화합물로의 전환 반응에서 탁월한 촉매 활성을 보입니다. 특히 자일렌 생산 수율을 최대 7배 향상시켜 지속 가능한 화학 산업 발전에 기여할 수 있습니다

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Key Features:

• 두 종류의 구조유도제(Structure-Directing Agent, SDA)를 동시에 사용하여 마이크로기공과 메조기공이 공존하는 계층적 구조의 MFI 제올라이트를 제조
• 제1 구조유도제: 비벤젠계 유도제(예: 수산화 테트라프로필암모늄)가 MFI 제올라이트의 골격이 되는 규칙적인 마이크로다공성 구조를 형성
• 제2 구조유도제: 벤젠고리를 포함한 양이온성 계면활성제(예: 브롬화 벤질트리메틸암모늄)가 마이크로 구조 형성을 방해하지 않으면서 추가적으로 메조기공을 형성
• 아세틸렌으로부터 방향족 화합물로의 전환 반응에서 기존 촉매 대비 방향족 화합물 수율은 약 2배, 특히 자일렌 수율은 약 7배까지 현저히 증가하는 우수한 성능

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본 기술은 한국연구재단의 메탄으로부터 아세틸렌을 경유한 BTX 제조 촉매기술 연구과제 통해 개발되었습니다.

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