전이금속염화물이 담지된 V2O5-WO3/TiO2 계 SCR 촉매의 가스상 원소수은 산화 활성 :

홍현조

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자료유형: 학위논문

저자정보: 홍현조 (경일대학교, 경일대학교 일반대학원)

지도교수: 함성원

발행연도: 2013

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2013

전이금속염화물이 담지된 V2O5-WO3/TiO2 계 SCR 촉매의 가스상 원소수은 산화 활성

홍현조 화학공학과 2013.01 학위논문

2011

V₂O⁵-WO₃/TiO₂ 계 SCR 촉매의 가스상 원소수은 산화 활성

홍현조 , 함성원 청정기술 2011.12 학술저널

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SCR 촉매의 원소수은 산화반응 메커니즘을 이해하기 위해 V2O5 -WO3/TiO2 계 상용 SCR 촉매의 반응조건에 따른 가스상 원소수은 산화활성을 조사하였다. SCR 조건에서보다 산화조건에서 촉매표면에 더 많은 양의 원소수은이 흡착되는 것을 확인하였다. 반응조건에 관계없이 HCl이 없는 경우에 상용 SCR 촉매의 원소수은 산화활성은 무시할 만한 수준이었다. 산화조건에서 반응가스 내에 HCl을 공급할 경우 원소수은을 HgCl2와 같은 산화수은(Hg2+)으로 산화시키는 SCR 촉매의 산화활성이 크게 증가하였다. 그러나, 산화조건에서보다 SCR 조건에서 원소수은 산화에 미치는 HCl의 영향이 훨씬 적었다. 또한 SCR 조건에서 NH3/NO 비가 감소함에 따라 원소수은 산화활성이 증가하였다. 이는 SCR 조건에서 촉매표면에 강하게 흡착하는 NH3가 원소수은의 산화를 촉진시키는데 중요한 역할을 하는 HCl의 흡착을 방해하기 때문이라 판단된다.
SCR 공정에서 가스상 원소수은의 산화에 미치는 CuCl2의 영향을 알아보기 위해 CuCl2/TiO2계 촉매에 대해 연구하였다. CuCl2/TiO2 촉매상에서 CuCl2는 높은 온도에서 Cl을 방출하며 분해되지만 HCl가스에 노출됨에 따라 원래의 형태로 가역적으로 복원되었다. HCl 농도와 CuCl2 담지량 증가에 따라 수은 산화활성은 크게 증가하였다. CuCl2 /TiO2 계 촉매는 HCl이 없어도 반응가스 조성에 상관없이 높은 수은 산화활성을 나타내었다. 이는 CuCl2의 분해에 의해 생성되는 Cl과 촉매표면에 흡착되거나 약하게 결합된 원소수은 사의의 반응을 통해 진행되는 Mars-Maessen 메커니즘에 의해 원소수은 산화가 일어날 수 있음을 보여주는 결과이다. 300-350oC 이상의 반응온도에서 CuCl2가 담지된 TiO2 계 촉매의 NO 제거활성은 반응온도가 증가함에 따라 크게 감소하는데, 이는 SCR반응에서 CuCl2가 NH3 산화를 촉진시키기 때문인 것으로 판단된다.
CuCl2가 담지된 V2O5-WO3/TiO2 계 SCR 촉매는 동시 NOx/수은 제거를 위한 SCR 촉매로서 적용 가능성이 높은 것으로 확인되었다.

#수은 #수은산화 #SCR 촉매

Ⅰ. 서론 1
1. 수은의 위해성, 배출규제 및 생성거동 1
2. 수은제거 기술 비교 8
3. 연구의 목적 12
Ⅱ. 실험 16
1. 촉매제조 및 특성분석 16
1) 촉매제조 16
(1) 상용 SCR 촉매 16
(2) CuCl2/TiO2 계열 촉매의 제조 16
(3) MeClx-V2O5-WO3/TiO2 계열 촉매 제조 18
2) 촉매특성 분석 20
(1) BET 비표면적 측정 20
(2) XRF(X-ray Fluorescence) 측정 20
(3) XRD(X-ray Diffraction) 측정 22
(4) NH3-TPD(Temperature Programmed Desorption) 측정 22
2. 실험장치 및 실험방법 23
Ⅲ. 실험결과 및 고찰 27
1. 상용 SCR 촉매의 수은 산화활성 27
1) 상용 SCR 촉매의 수은 흡착 특성 27
2) 상용 SCR 촉매의 수은 산화활성에 미치는 HCl의 영향 32
2. CuCl2/TiO2 계열 촉매의 수은산화 및 NOx 제거활성 39
1) CuCl2/TiO2 계열 촉매의 수은 산화활성 39
2) XRD를 이용한 CuCl2/TiO2 촉매의 특성분석 43
3) CuCl2/TiO2 계열 촉매의 NOx 제거활성 50
3. MeClx-V2O5-WO3/TiO2 계열 촉매의 수은산화 및 NOx 제거활성 53
1) MeClx-V2O5-WO3/TiO2 계열 촉매의 NOx 제거활성 53
2) NH3-TPD를 이용한 MeClx-V2O5-WO3/TiO2 계열 촉매의
특성분석 56
3) MeClx-V2O5-WO3/TiO2 계열 촉매의 수은 제거활성 58
4) XRD를 이용한 MeClx-V2O5-WO3/TiO2 계열 촉매의 특성분석 67
4. CuCl2-V2O5-WO3/TiO2촉매의 수은산화활성과 NOx 제거활성에 미치는 SO2의 영향 76
1) CuCl2-V2O5-WO3/TiO2촉매의 수은 산화활성에 미치는 SO2의 영향 76
2) XRD를 이용한 SO2에 노출된 CuCl2-V2O5-WO3/TiO2촉매의 특성분석 84
3) CuCl2-V2O5-WO3/TiO2촉매의 NOx 제거활성에 미치는 SO2의 영향 88
Ⅳ. 결론 및 추천 91
참 고 문 헌 93
국 문 초 록 98
영 문 초 록 100

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