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Highly active and durable Ru supported on $ZrO_2-SiO_2$ Catalyst in Dry Reforming of Methane = 지르코니아-실리카 지지체에 담지된 루테늄 촉매에서 고활성 및 고내구성의 메탄 건식 개질 반응에 관한 연구
서명 / 저자 Highly active and durable Ru supported on $ZrO_2-SiO_2$ Catalyst in Dry Reforming of Methane = 지르코니아-실리카 지지체에 담지된 루테늄 촉매에서 고활성 및 고내구성의 메탄 건식 개질 반응에 관한 연구 / Ho Seok Whang.
저자명 Whang, Ho Seok ; 황호석
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2018].
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초록정보

$Ru/ZrO_2-SiO_2$ catalyst is synthesized by wet impregnation. To compare the catalytic properties depending on composition, $Co-Ru/ZrO_2-SiO_2$ (CRZS), $Ru/SiO_2$ (RS), $ZrO_2/SiO_2$ (ZS) are synthesized by same process. $H_2-TPR$ and XANES show strong metal support interaction (SMSI) between Ru and $ZrO_2$. With $H_2-TPD$ analysis, Ru size was 6.3 nm and low dispersion in RS catalyst. However, in RZS catalyst, Ru size was decreased to 1.4 nm and high dispersion due to SMSI. In dry reforming of methane reaction, CRZS catalyst shows low durability due to coke deposition. However, RZS catalyst show high activity and durability. With TPO analyst, CRZS catalyst shows coke deposition. But, RS and RZS catalyst didn’t appear peak. From TEM images, there was coke deposition for spent CRZS catalyst. But, coke deposition was not shown in spent RZS catalyst. In this work, RZS catalyst is developed. It shows high activity and durability in high space velocity

함침법을 이용하여 $ZrO_2-SiO_2$ 지지체 위에 루테늄을 담지시켜 $Ru/ZrO_2-SiO_2 (RZS)$ 촉매를 합성하였다. 또한, 구성 성분에 따른 촉매적 특성을 알아보기 위해 $Co-Ru/ZrO_2-SiO_2 (CRZS)$, $Ru/SiO_2 (RS)$, $ZrO_2/SiO_2 (ZS)$를 같은 방법으로 합성을 하였다. $H_2-TPR$ 및 XANES 분석을 통해 루테늄과 지르코니아 사이에 강한 상호작용이 있음을 알 수 있었다. 또한, $H_2-TPD$ 분석을 통해 RS 촉매의 경우 입자가 6.3 nm 및 낮은 분산도를 나타냄을 알 수 있었다. 하지만, RZS 촉매의 경우 루테늄과 지르코니아 사이에 강한 상호작용으로 인해 1.4 nm의 나노 입자 및 높은 분산도가 존재함을 알 수 있었다. 메탄 건식 개질반응에서 CRZS 촉매의 경우 활성이 감소되는 현상을 보였다. 반면, RZS 촉매는 높은 활성 및 내구성을 나타내었다. 반응 후 촉매에 대한 TPO 분석을 통해, CRZS 촉매는 탄소 침적이 쉽게 일어남을 알 수 있었다. 하지만, RZS 및 RS 촉매에서는 탄소 침적에 해당되는 peak이 나타나지 않았다. 또한, 반응 후 촉매에 대한 TEM 분석을 통해서, CRZS 촉매의 경우 탄소 침적이 일어남을 시각적으로 확인 할 수 있었다. 하지만, RZS 촉매는 탄소 침적이 시각적으로 나타나지 않았다. 또한, 이를 통해, RZS 촉매는 높은 공간 속도 ($80,000ml/g_cat \cdot hr) 및 고온 ($800\circ C$)에서 높은 활성 및 내구성을 보이는 촉매를 개발하였다

서지기타정보

서지기타정보
청구기호 {MCBE 18023
형태사항 iii, 31 p. : 삽도 ; 30 cm
언어 영어
일반주기 저자명의 한글표기 : 황호석
지도교수의 영문표기 : Hyunjoo Lee
지도교수의 한글표기 : 이현주
수록잡지명 : "Enhanced Activity and Durability of Ru Catalyst Dispersed on Zirconia for Dry Reforming of Methane". Catalysis Today, 293, pp.122-128(2017)
학위논문 학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 생명화학공학과,
서지주기 References : p. 28-30
주제 Ruthenium
Zirconia
Dry reforming of methane
activity
durability
루테늄
지르코니아
메탄 건식 개질 반응
활성
내구성
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