Zeolites are microporous crystalline materials, and their inherent acidity makes them versatile catalysts for various catalytic reactions. To tailor the acid-catalytic properties of zeolites to a suitable level for specific reactions, several factors affecting the acidity of zeolites are being studied. In addition to the change of aluminum content, the replacement of aluminum with heteroatoms or the utilization of functional groups such as silanol are alternative methods for modifying acidity. This thesis explores the acid catalytic properties of zeolite by the incorporation of iron or the generation of silicon defect depending on the synthesis condition changes. Both approaches result in the formation of weak acid sites, rendering them suitable for catalytic reactions where strong acid sites may pose challenges. This study investigates the consequential changes in the physicochemical properties induced by these modifications, and their applications in the methanol-to-hydrocarbon reaction and Beckmann rearrangement reaction. These findings can contribute to a deeper understanding of how these factors in the zeolite synthesis procedure influence the acid-catalyzed reactions, providing valuable insights for the design and optimization of catalysts in diverse applications.
제올라이트는 미세기공 결정성 물질로, 고유한 산성 덕분에 다양한 촉매 반응에서 널리 활용된다. 특정 반응에 적합한 수준으로 제올라이트의 산 촉매적 특성을 조절하기 위해, 제올라이트의 산성에 영향을 주는 여러 요인이 연구되고 있다. 알루미늄 함량을 변화시키는 방법 외에도, 알루미늄을 다른 원소로 대체하거나 실라놀과 같은 작용기를 활용하는 것 또한 산성을 변화시킬 수 있는 다른 방법이다. 본 학위논문은 합성 조건 변화에 따른 철의 혼입 또는 실리콘 결함점 형성에 의한 제올라이트의 산 촉매적 특성을 탐구한다. 두 접근 모두 약한 산점을 형성하여 강한 산점이 문제될 수 있는 촉매 반응에 적합하게 만들 수 있다. 본 연구는 이러한 수정으로 인한 물리화학적 특성의 변화 및 이들의 메탄올-탄화수소 전환 반응과 베크만 재배열 반응에서의 응용을 다룬다. 이러한 발견은 제올라이트 합성 과정에서 이러한 요인들이 산성 촉매 반응에 어떻게 영향을 미치는지에 대한 심층적인 이해에 기여하고, 다양한 응용 분야에서 촉매의 설계 및 최적화에 중요한 통찰을 제공할 것으로 기대한다.
