규칙적인 메조다공성의 주골격을 갖는 피셔-트롭쉬 합성 반응용 코발트-철 하이브리드 촉매, 이의 제조방법 및 이를 이용한 탄화수소의 제조방법

고온 안정성 메조다공성 코발트-철 하이브리드 촉매

본 기술은 피셔-트롭쉬(Fischer-Tropsch) 합성 반응용 코발트-철 하이브리드 촉매, 이의 제조방법 및 이를 이용한 탄화수소의 제조방법에 관한 것으로, 코발트 산화물과 철 산화물이 균일하게 혼재되어 있는 규칙적인 메조다공성의 주골격을 갖는 피셔-트롭쉬 합성 반응용 코발트 철 하이브리드 촉매, 경질 주형 기법을 이용한 이의 제조방법 및 이를 이용한 탄화수소의 제조방법에 관한 것입이다.

기존 피셔-트롭쉬 촉매는 활성 저하 및 구조 불안정성 등의 문제로 효율적인 탄화수소 합성에 어려움이 있었습니다. 본 기술은 규칙적인 메조다공성 주골격을 가진 코발트-철 하이브리드 촉매를 개발하여 이러한 한계를 극복합니다.

이 촉매는 코발트 산화물과 철 산화물이 균일하게 혼재된 3차원 구조를 가지며, 경질 주형 기법으로 제조되어, 고온 및 가혹한 반응 조건에서도 높은 활성과 뛰어난 구조적 안정성을 유지하여, 별도의 조촉매 없이도 안정적인 피셔-트롭쉬 반응을 가능하게 합니다. 이를 통해 합성가스로부터 C2-C4 경질 탄화수소 및 C5+ 중질 유분 탄화수소를 선택적으로 고수율 생산할 수 있습니다.

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Key Features:

• 메조다공성 실리카를 '틀'로 사용하는 경질 주형 기법(hard templating method)을 통해, 코발트 산화물과 철 산화물이 균일하게 혼합된 3차원 다공성 구조의 하이브리드 촉매를 제조
• 촉매의 골격 자체가 활성 물질(Co, Fe)로 이루어져 기존 지지체 촉매보다 많은 반응 활성점을 가짐
• 코발트-철 혼합 산화물(CoFe2O4 등)이 구조 증진제 역할을 하여, 고온의 수소화 반응 조건에서도 다공성 구조가 붕괴되지 않고 안정적으로 유지
• 촉매의 구조적 안정성과 활성이 뛰어나, 기존 철 계열 촉매에서 필수적이던 칼륨(K), 구리(Cu) 등의 고가 조촉매를 첨가할 필요가 없음

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본 기술은 한국연구재단의 기후변화대응 기술개발 연구사업 지원을 통해 개발되었습니다.

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