KR100644345B1 - 물분해산물을 이용한 기상 유기 화합물 분해 및이산화탄소의 유기물 전환용 촉매 조성물 - Google Patents

물분해산물을 이용한 기상 유기 화합물 분해 및이산화탄소의 유기물 전환용 촉매 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 루이스 산으로 분류되는 화합물, 루이스 산에 전자쌍을 제공할 수 있는 금속 화합물, 전이금속 또는 전이금속 화합물 및 전해질을 필요에 따라 혼합한 촉매 조성물에 관한 것으로 본 발명에 의한 촉매 조성물은 기상유기물을 분해하고 물을 분해하여 수소를 생성시키며, 물과 이산화탄소를 반응시켜 유기물을 합성하는 특성을 갖는다.
기상 유기물 분해, 유기물 합성, 이산화탄소 전환, 물분해, 루이스 산.

Description

물분해산물을 이용한 기상 유기 화합물 분해 및 이산화탄소의 유기물 전환용 촉매 조성물{A CATALYST FOR THE DISINTEGRATION OF VAPOR PHASE ORGANIC COMPOUNDS AND FOR THE ORGANIC SYNTHESIS FROM CARBON DIOXIDE AND WATER}
도 1은 본 발명에 의한 촉매를 사용하여 기상 유기 화합물 분해 및 유기물 합성 실험을 하는 경우에 사용되는 실험 장치의 개략도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1. 실린더,
2. 유량조절기,
3. 버블러,
4. 항온조,
5. 온도조절기,
6. 온도조절구역,
7. 3-방향 밸브,
8. 촉매탑,
9. 가열밴드,
10. 가스크로마토그래피.
본 발명은 기상 유기화합물을 분해하고, 물을 분해하여 수소를 제조하며, 물과 이산화탄소를 반응시켜 다양한 유기물을 합성하는 특성을 갖는 세라믹 촉매 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 루이스 산으로 분류되는 화합물, 루이스 산에 전자쌍을 제공할 수 있는 금속 화합물, 전이금속 또는 전이금속산화물 및 전해질의 혼합 복합체로서, 기상 유기화합물을 분해하고, 물을 분해하여 수소를 생성시키며, 물과 이산화탄소를 반응시켜 유기물을 합성하는 특성을 갖는 세라믹 촉매 조성물에 관한 것이다.
종래의 악취물질을 포함하는 기상 화합물의 분해 촉매는 일반적으로 100℃이상의 고온에서만 그 기능의 발현이 가능하였고 또한 적용 대상물질도 한정적인 경우가 대부분이었다(일본특허 특개 제2001-38207호, 미국 특허 제6,344,987BZ호). 따라서, 이들 촉매는 실생활에서의 악취분해나 100℃ 이하의 저온에서의 휘발물질 분해에는 사실상 활용이 불가능하며 이를 활용하기 위해서는 기체 화합물이 공정 조건상 100℃ 이상의 온도를 갖거나 또는 100℃ 이상의 온도를 갖도록 인위적으로 가열하여야 했다. 이 결과 이들 촉매의 적용성은 극도로 한정되어 졌으며 경제적인 측면에서도 기체 화합물의 분해에 상당한 비용을 지불해야 했다.
또한, 종래의 물을 분해하여 수소를 제조하거나 이산화탄소와 물을 반응시켜 메탄 등의 유기화합물을 합성시키는 촉매는 광의 지원을 반드시 필요로 하였다. 이러한 광촉매를 활용하기 위해서는 광의 투과가 가능한 반응기에 광촉매가 잘 분산 된 물과 이산화탄소를 주입한 후 볼록렌즈, 오목거울 등으로 집광하여 반응기에 광을 조사시키는 과정이 필수적이다(Science 297 (2002) p2243, Applied Catalysis. A: General 249 (2003) p11). 따라서 광촉매를 이용하여 식물 모방 합성(이산화탄소와 물로부터 유기물 합성) 반응을 수행하는 경우에는 광의 조사가 효과적으로 될 수 있는 특수한 형태의 광투과성 반응기와 광촉매의 효과적인 분산 등이 필요하다. 이 결과 이들 광촉매를 실생활에 활용하기 위해서는 기술적인 면에서의 어려움도 아직 극복해야할 과제이지만 경제적인 측면에서도 광 조사를 위한 특수한 시스템의 필요 등으로 엄청난 비용이 소요될 것으로 예상되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 극복하고자 안출된 것으로, 100℃ 이하의 저온에서 기상 유기 화합물을 분해할 수 있으며, 100℃ 이상의 중·고온에서는 광 조사를 위한 특수한 시스템이 없이도 물과 이산화탄소를 반응시켜 유기 화합물을 합성시킬 수 있어 경제적인 측면에서 유리한 촉매 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 원료 물질들의 혼합과 소성 등에 의해 제조된 세라믹 촉매 조성물에 관한 것으로, 상기 촉매 조성물은 물을 분해하여 활성 수소, 활성 산소, 히드록시 라디칼을 생성시키며, 상온(일상생활 환경 온도: 25℃ 내외)을 포함하는 100℃ 이하의 저온에서도 기상 유기화합물을 분해하는 특성을 갖게 되며 100℃ 이상의 중·고온에서는 물을 분해하여 수소를 발생시키고 물과 이산화탄소를 반응시켜 유기 물을 합성하는 특성을 갖는다.
본 출원인은 적절한 외부환경이 주어지는 경우(예를 들어, 충분히 긴 반응시간 또는 100℃ 이상의 온도가 주어지는 경우), 루이스 산이 물을 루이스 염기로 이용하여, 다음과 같이 추정되는 반응 경로를 통하여 물을 분해할 수 있음을 발견하였다.
Figure 112005007262084-pat00001
상기와 같이, 루이스 산의 물 분해에 의하여 생성된 히드록시 라디칼, 활성 수소, 활성 산소 등은 100℃ 이하의 저온에서도 기상 유기화합물을 분해시키며, 100℃ 이상의 중·고온에서는 이산화탄소와 반응하여 유기물을 합성시킨다는 것을 관찰하였다.
물과 이산화탄소 반응의 경우, 본 출원인은 물의 분해 과정에서 생성되는 전자가 루이스 산 중 금속 표면으로 이동하여 전자 밀도를 증가시키고, 이 결과 루이스 산의 금속 표면에서 이산화탄소와 수소 또는 수소 이온이 예를 들면, 다음과 같 은 반응을 통해 유기화합물을 합성시키는 것으로 추정하고 있다.
Figure 112005007262084-pat00002
또한, 본 출원인은 알칼리금속 또는 알칼리토금속과 전자쌍을 제공할 수 있는 산성기로 구성되는 화합물(예를 들어, 산화물, 수산화물, 황산화물 등)을 상기 루이스 산에 첨가하는 경우, 루이스 염기도를 증가시켜 물 분해 반응이나 물과 이산화탄소의 반응을 예를 들어, 다음과 같이 촉진시킬 수 있음을 관찰하였다.
Figure 112005007262084-pat00003
이에 더하여, 본 출원인은 상기 루이스 산에 전이금속 화합물을 첨가하여 물과 이산화탄소 반응의 촉매로 사용하는 경우, 루이스 산의 금속 표면 전자가 전이금속으로 이동할 수 있으며, 이 경우 전이금속 표면에서도 유기화합물 합성을 가능 케 함으로써 보다 다양한 종류의 유기화합물 생성과 이산화탄소 전환율의 향상에 기여할 수 있음을 관찰하였다.
또한, 상기 루이스 산의 금속 표면 전자가 전이금속 표면으로 이동하는 과정에서 적절한 전해질이 혼합되는 경우 전자이동이 보다 활성화되고, 궁극적으로 이산화탄소 전환율이 향상됨도 발견하였다.
따라서, 본 발명의 100℃ 이하에서도 기상유기화합물을 분해하고, 100 ℃ 이상에서는 이산화탄소와 물을 반응시켜 유기물을 합성하는 특성을 갖는 세라믹 촉매는 루이스 산으로 분류되는 화합물만으로 이루어질 수 있다.
본 발명에서 사용하기에 적합한 상기 루이스 산으로 분류되는 화합물은 카올리나이트(kaolinite), 벤토나이트(bentonite), 아타풀가이트(attapulgite), 제올라이트(zeolites), 몬모릴로나이트(montmorillonite) 등의 천연 무기물, 산화아연(ZnO), 산화알루미늄(Al2O3), 산화티타늄(TiO2), 산화세슘(CeO2), 산화바나듐(V2O5), 산화규소(SiO2), 산화크롬(Cr2O3) 등의 산화물, 황산칼슘(CaSO4), 황산망간(MnSO4), 황산니켈(NiSO4), 황산구리(CuSO4), 황산코발트(CoSO4), 황산카드뮴(CdSO 4), 황산마그네슘(MgSO4), 황산철Ⅱ(FeSO4), 황산알루미늄(Al2(SO4)3 ) 등의 황산화물, 질산칼슘(Ca(NO3)2), 질산아연(Zn(NO3)2), 질산철Ⅲ(Fe(NO3) 3) 등의 질산화염 또는 인산알루미늄(AlPO4), 인산철Ⅲ(FePO4), 인산크롬(CrPO4), 인산구리(Cu3(PO 4)2), 인산아연(Zn3(PO4)4), 인산마그네슘(Mg3(PO4)2) 등의 인산화물, 및 염화알루미늄(AlCl3), 염화 티타늄(TiCl4), 염화칼슘(CaCl2), 불화칼슘(CaF2), 불화바륨(BaF2 ) 등의 할로겐화물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 2 이상의 혼합물일 수 있다.
또한, 본 발명의 촉매 조성물은 상기 루이스 산으로 분류되는 화합물에 더하여 루이스 산에 전자쌍을 제공할 수 있는 금속 화합물을 포함하여 제공될 수 있다. 이 경우 상기 루이스 산으로 분류되는 화합물은 20 내지 99.9 중량%이고 상기 금속 화합물은 0.1 내지 80 중량%인 것이 바람직하다. 루이스산이 20 중량% 미만인 경우에는 촉매 효능이 급격히 저하되고 루이스산이 99.9 중량% 보다 많으면 금속산화물 혼합에 의한 촉매 효능 향상 효과가 미미하다. 바람직하게는 루이스산이 60 내지 95 중량%인 경우가 더 좋다. 또한 금속 화합물이 0.1 중량% 미만이면 촉매 특성 개선 효과가 없으며 80 중량% 보다 많으면 촉매 특성이 오히려 저하되기 때문이다.
상기 금속 화합물은 루이스 염기의 역할을 하는 물질들로서, 알칼리 금속군의 황산염(예, Li2SO4, Na2SO4), 아황산염(예, Li2SO 3, Na2SO3), 인산염(예, Li3PO4, Na3PO4), 질산염(예, LiNO3, NaNO3), 아질산염(예, LiNO2 , NaNO2), 수산화물(예, LiOH, NaOH), 산화물(예, Li2O, Na2O), 과산화물(예, Na2O2), 초과산화물(예, KO2, RbO2, CsO2) 및 알칼리토 금속군의 황산염(예, MgSO4, CaSO4), 아황산염(예, MgSO3, CaSO3), 인산염(예, Mg3(PO4)2, Ca3(PO4) 2), 질산염(예, Mg(NO3)2, Ca(NO3)2), 아질산염(예, Mg(NO2)2, Ca(NO2)2), 수산화물(예, Mg(OH)2, Ca(OH)2), 산화물(예, MgO, CaO) 및 과산화물(예, BaO2)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 2이상의 혼합물 일 수 있다. 이들은 소성되는 경우, 금속산화물이나 금속으로 분해되는 특성을 갖는다. 따라서, 상기 금속 화합물을 물에 용해시킨 후 세라믹 원료와 혼합 반죽하여 소성하는 경우 세라믹 층에 금속산화물이나 금속이 잘 분산된 세라믹 촉매 조성물을 형성하게 된다.
또한, 본 발명의 촉매 조성물은 상기 루이스 산으로 분류되는 화합물에 더하여 전이금속 화합물을 포함하여 제공될 수 있다. 이 경우 상기 루이스 산으로 분류되는 화합물은 20 내지 99.9 중량%이고 상기 전이금속 화합물은 0.1 내지 80 중량%인 것이 바람직하다. 루이스산이 20 중량% 미만인 경우에는 촉매 효능이 급격히 저하되고 루이스산이 99.9 중량%보다 많으면 전이금속산화물 혼합에 의한 촉매 효능 향상 효과가 미미하다. 바람직하게는 루이스산이 60 내지 95 중량%인 경우가 더 좋다. 또한 전이금속 화합물이 0.1 중량% 미만이면 촉매 특성 개선 효과가 없으며 80 중량%보다 많으면 촉매 특성이 오히려 저하된다.
상기 전이금속 화합물은 수용성 화합물로서 전이금속군의 황산염(예, MnSO4, CoSO4, ZnSO4, CuSO4), 아황산염(예, MnSO3, CoSO3, ZnSO3, CuSO3), 인산염(예, Mn3(PO4)2, Co3(PO4)2, Zn3(PO 4)2, Cu3(PO4)2), 질산염(예, Mn(NO3) 2, Co(NO3)2, Zn(NO3)2, Cu(NO3)2), 아질산염(예, Mn(NO2)2 , Co(NO2)2, Zn(NO2)2, Cu(NO2)2), 수산화물(예, Mn(OH)2, Co(OH)2, Zn(OH)2, Cu(OH)2) 및 산화물(예, MnO, CoO, ZnO, CuO)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 2이상의 혼합물일 수 있다. 이들은 소성 되는 경우 대부분 다가의 금속산화물(예, MnO, Mn2O3, MnO2) 또는 금속(예, Pd, Pt)으로 분해되는 특성을 갖는다. 따라서, 상기 수용성 전이금속 화합물을 물에 용해시킨 후 세라믹 원료와 혼합 반죽하여 소성하는 경우, 세라믹 층에 다양한 금속산화물 또는 금속이 잘 분산된 세라믹 촉매 조성물을 형성하게 된다.
또한, 본 발명의 세라믹 촉매 조성물은 상기 루이스 산으로 분류되는 화합물, 상기 금속 화합물 및 상기 전이금속 화합물의 혼합물로 제공될 수 있다.
이 경우, 상기 조성물은 루이스 산으로 분류되는 화합물 20 내지 99.9 중량%와 루이스 산에 전자쌍을 제공할 수 있는 금속 화합물 0.1 내지 80중량%로 이루어진 혼합물 100부에 대하여 전이금속 화합물 0.1 내지 50 중량부를 추가적으로 함유하여 제공되는 것이 바람직하다. 루이스산이 20 중량% 미만인 경우에는 촉매 효능이 급격히 저하되고 루이스산이 99.9 중량%보다 많으면 금속산화물 혼합에 의한 촉매 효능 향상 효과가 미미하다. 바람직하게는 루이스산이 60 내지 95 중량%인 경우가 더 좋다. 또한 금속 화합물이 0.1 중량% 미만이면 촉매 특성 개선 효과가 없으며 80 중량% 보다 많으면 촉매 특성이 오히려 저하된다. 상기 혼합물 100부에 전이금속 화합물이 0.1 중량부 미만으로 첨가되면 촉매 특성 개선 효과가 없으며 50 중량부 보다 많은 경우에도 역시 촉매 특성 개선 효과가 나타나지 않는다.
또한, 본 발명의 세라믹 촉매 조성물은 상기 루이스 산으로 분류되는 화합물과 전해질의 혼합물로 제공될 수 있다.
이 경우, 상기 조성물에서 상기 전해질은 상기 루이스 산으로 분류되는 화합 물 100부에 대하여 0.1 내지 30 중량부의 양으로 첨가되는 것이 바람직하다. 전해질이 0.1 중량부 미만이면 촉매 특성 개선 효과가 없으며 30 중량부 보다 많으면 촉매 특성이 오히려 저하되기 때문이다.
상기 전해질은 쉽게 이온화되어 전하 이동을 보조하는 물질로서 무기산과 그 짝염으로 이루어진 화합물이 주로 사용되는데, 알칼리 금속군의 염산염(예, NaCl, KCl), 질산염(예, NaNO3, KNO3), 황산염(예, Na2SO4, K2 SO4), 탄산염(예, Li2CO3, Na2CO3, K2CO3), 인산염(예, NaH2PO4, Na2HPO4) 및 전이금속군의 염화염(예, CuCl2, NiCl2), 질산염(예, Cu(NO3)2, Ni(NO3)2), 황산염(예, CuSO4, NiSO4)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 2이상의 혼합물일 수 있다.
또한, 본 발명의 세라믹 촉매 조성물은 상기 루이스 산으로 분류되는 화합물, 상기 금속 화합물 및 상기 전해질로 이루어진 혼합물일 수 있다.
이 경우, 상기 조성물은 루이스 산으로 분류되는 화합물 20 내지 99.9 중량%와 루이스 산에 전자쌍을 제공할 수 있는 금속 화합물 0.1 내지 80중량% 가 혼합된 혼합물을 만들고 이 혼합물 100부에 전해질 0.1 내지 30중량부를 첨가하여 이루어지는 것이 바람직하다. 루이스산이 20 중량% 미만인 경우에는 촉매 효능이 급격히 저하되고 루이스산이 99.9 중량% 보다 많은 경우에는 금속산화물 혼합에 의한 촉매 효능 향상 효과가 미미하다. 바람직하게는 루이스산이 60 내지 95 중량%인 경우가 더 좋다. 또한 금속 화합물이 0.1 중량% 미만이면 촉매 특성 개선 효과가 없으며 80 중량% 보다 많으면 촉매 특성이 오히려 저하된다. 상기 혼합물 100부에 전해질 이 0.1 중량부 미만으로 첨가되면 촉매 특성 개선 효과가 없으며 30 중량부 보다 많은 경우에는 촉매 특성이 오히려 저하된다.
또한, 본 발명의 세라믹 촉매 조성물은 상기 루이스 산으로 분류되는 화합물, 상기 전이금속 화합물 및 상기 전해질로 이루어진 혼합물일 수 있다.
이 경우, 상기 조성물은 루이스 산으로 분류되는 화합물 20 내지 99.9 중량%와 루이스 산에 전자쌍을 제공할 수 있는 전이금속 화합물 0.1 내지 80중량% 가 혼합된 혼합물을 만들고 이 혼합물 100부에 전해질 0.1 내지 30중량부를 첨가하여 이루어지는 것이 바람직하다. 루이스산이 20 중량% 미만인 경우에는 촉매 효능이 급격히 저하되고, 루이스산이 99.9 중량% 보다 많은 경우에는 금속산화물 혼합에 의한 촉매 효능 향상 효과가 미미하다. 바람직하게는 루이스산이 60 내지 95 중량%인 경우가 더 좋다. 또한 전이금속 화합물이 0.1 중량% 미만이면 촉매 특성 개선 효과가 없으며 80 중량% 보다 많은 경우에도 개선 효과가 없다. 상기 혼합물 100부에 전해질이 0.1 중량부 미만으로 첨가되면 촉매 특성 개선 효과가 없으며 30 중량부 보다 많은 경우에는 촉매 특성이 오히려 저하된다.
또한, 본 발명의 세라믹 촉매 조성물은 상기 루이스 산으로 분류되는 화합물, 상기 금속 화합물, 상기 전이금속 화합물 및 상기 전해질로 이루어진 혼합물일 수 있다.
이 경우, 상기 조성물은 루이스 산으로 분류되는 화합물 20 내지 99.9 중량%와 루이스 산에 전자쌍을 제공할 수 있는 금속화합물 0.1 내지 80 중량%가 혼합된 혼합물 100부에 대하여 전이금속염 0.1 내지 50 중량부를 첨가한 혼합물을 만들고 이 혼합물 100부에 전해질 0.1 내지 30 중량부를 첨가하여 이루어지는 것이 바람직하다. 루이스산이 20 중량% 미만인 경우에는 촉매 효능이 급격히 저하되고 루이스산이 99.9 중량% 보다 많은 경우에는 금속산화물 혼합에 의한 촉매 효능 향상 효과가 미미하다. 바람직하게는 루이스산이 60 내지 95 중량%인 경우가 더 좋다. 또한 금속 화합물이 0.1 중량% 미만이면 촉매 특성 개선 효과가 없으며 80 중량% 보다 많은 경우에도 개선 효가 없다. 전이금속염이 0.1 중량부 미만으로 첨가되면 촉매 특성 개선 효과가 없으며 50 중량부 보다 많은 경우에도 촉매 특성 개선에 효과가 없다. 전해질이 0.1 중량부 미만으로 첨가되면 촉매 특성 개선 효과가 없으며 30 중량부 보다 많은 경우에는 촉매 특성이 오히려 저하된다.
다음의 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 이들 실시예들은 본 발명을 단지 예시하는 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예 1: 루이스 산 윈료에 따른 반응 특성 조사
도 1의 실험 장치를 이용하여 루이스 산들에 대한 반응 특성을 조사하였다.
가. 기상 유기물 분해 반응 : 상기 루이스 산 촉매를 평균 입경 1㎜ 이하가 되도록 분쇄한 후 5g을 취하여 도 1의 촉매탑(8)에 넣고 항온조(4), 온도조절구역(6) 및 촉매탑(8)의 온도를 상온으로 유지시킨다. 공기를 5㎖/min으로 주입하면서 버블러(3) 내의 프로피온알데히드가 10,000 ppm의 농도로 촉매탑(8)에 투입되도록 한다. 반응 30분 후의 프로피온알데히드 분해율을 가스크로마토그래피(10)(HP-5890)를 이용하여 측정하고 그 결과를 표 1에 나타내었다.
Figure 112005007262084-pat00004
나. 물 분해 반응 : 상기 루이스 산 촉매를 평균 입경 1㎜ 이하가 되도록 분쇄한 후 5g을 취하여 도 1의 촉매탑(8)에 넣고 항온조(4)는 상온으로, 온도조절구역(6) 및 촉매탑(8)의 온도는 250℃으로 유지시킨 후 아르곤 기체를 5㎖/min으로 주입하면서 버블러(3)의 증류수를 촉매탑(8)으로 이동하도록 하여 반응시킨다. 반응 30분 후의 물의 분해율을 가스크로마토그래피(10)(HP- 5890)를 이용하여 측정하고 그 결과를 표 2에 나타내었다.
Figure 112005007262084-pat00005
다. 무광합성(식물모방합성) 반응 : 상기 루이스 산 촉매를 평균 입경 1㎜ 이하가 되도록 분쇄한 후 5g을 취하여 도 1의 촉매탑(8)에 넣고 항온조(4), 온도조절구역(6) 및 촉매탑(8)의 온도를 250℃로 유지시킨다. 이산화탄소를 5㎖/min으로 주입하면서 버블러(3)의 증류수가 촉매탑(8)으로 이동하도록 하여 반응시킨다. 반응 30분 후의 이산화탄소 분해율을 가스크로마토그래피(10)(HP- 5890)를 이용하여 측정하고 그 결과를 표 3 내지 3에 나타내었다.
Figure 112005007262084-pat00006
실시예 2: 금속 화합물 첨가에 따른 반응 특성 조사
무게 기준으로 알루미나 루이스 산 원료 95부와 금속화합물 5부를 혼합하여 세라믹 촉매 원료혼합물을 제조하였다. 이 혼합물에 증류수를 무게 비율로 1.5배 섞어 반죽한 후에 직경 3㎝, 길이 10㎝의 원통형으로 성형하고 상온에서 72시간 건조시켰다, 건조된 성형물을 전기로에서 1,100℃로 12시간 소성하여 상온 냉각시키고, 세라믹 촉매를 얻었다.
가. 기상 유기물 분해 반응 : 상기 원통형 세라믹 촉매를 평균 입경 1㎜가 되도록 분쇄한 후 5g을 취하여 도 1의 촉매탑(8)에 넣고 항온조(4), 온도조절구역(6) 및 촉매탑(8)의 온도를 상온으로 유지시킨다. 공기를 5㎖/min으로 주입하면서 버블러(3) 내의 프로피온알데히드가 10,000 ppm의 농도로 촉매탑(8)에 투입되도록 하였다. 반응 30분 후 프로피온알데히드 분해율은 가스크로마토그래피(10)(HP-5890)를 이용하여 측정하고 그 결과를 표 4에 나타내었다.
Figure 112005007262084-pat00007
나. 물 분해 반응 : 상기 원통형 세라믹 촉매를 평균 입경 1㎜가 되도록 분쇄한 후 5g을 취하여 도 1의 촉매탑(8)에 넣고 불활성 기체(예, 아르곤)를 충분히 충진시킨다. 항온조(4)는 상온으로, 온도조절구역(6) 및 촉매탑(8)의 온도는 250℃으로 유지시킨 후 그 불활성 기체를 5㎖/min으로 주입하면서 버블러(3)의 증류수를 촉매탑(8)으로 이동하도록 하여 반응시킨다. 물의 분해율은 반응 30분 후 가스크로마토그래피(10)(HP-5890)를 이용하여 측정하고 그 결과를 표 5에 나타내었다.
Figure 112005007262084-pat00008
다. 무광합성(식물모방합성) 반응 : 상기 원통형 세라믹 촉매를 평균 입경 1 ㎜가 되도록 분쇄한 후 5g을 취하여 도 1의 촉매탑(8)에 넣고 항온조(4), 온도조절구역(6) 및 촉매탑(8)의 온도를 250℃로 유지시킨다. 이산화탄소를 5㎖/min으로 주입하면서 버블러(3)의 증류수가 촉매탑(8)으로 이동하도록 하여 반응시킨다. 이산화탄소 분해율은 반응 30분 후 가스크로마토그래피(10)(HP- 5890)를 이용하여 측정하고 그 결과를 표 6에 나타내었다.
Figure 112005007262084-pat00009
실시예 3: 전이금속 화합물 첨가에 따른 반응 특성 1
무게 기준으로 알루미나 루이스 산 원료 95부와 수용성 전이금속화합물 5부를 혼합하여 세라믹 촉매 원료혼합물을 제조하였다. 이 혼합물에 증류수를 무게 비율로 1.5배 섞어 반죽한 후에 직경 3㎝, 길이 10㎝의 원통형으로 성형하고 상온에서 72시간 건조시켰다, 건조된 성형물을 전기로에서 1,100℃로 12시간 소성하여 상온 냉각시키고, 세라믹 촉매를 얻었다.
가. 기상 유기물 분해 반응 : 상기 원통형 세라믹 촉매를 평균 입경 1㎜가 되도록 분쇄한 후 5g을 취하여 도 1의 촉매탑(8)에 넣고 항온조(4), 온도조절구역(6) 및 촉매탑(8)의 온도를 상온으로 유지시킨다. 공기를 5㎖/min으로 주입하면서 버블러(3) 내의 프로피온알데히드가 10,000 ppm의 농도로 촉매탑(8)에 투입되도록 하였다. 반응 30분 후 프로피온알데히드 분해율은 가스크로마토그래피(10)(HP-5890)를 이용하여 측정하고 그 결과를 표 7에 나타내었다.
Figure 112005007262084-pat00010
나. 물 분해 반응 : 상기 원통형 세라믹 촉매를 평균 입경 1㎜가 되도록 분쇄한 후 5g을 취하여 도 1의 촉매탑(8)에 넣고 불활성 기체(예, 아르곤)를 충분히 충진시킨다. 항온조(4)는 상온으로, 온도조절구역(6) 및 촉매탑(8)의 온도는 250℃으로 유지시킨 후 그 불활성 기체를 5㎖/min으로 주입하면서 버블러(3)의 증류수를 촉매탑(8)으로 이동하도록 하여 반응시킨다. 물의 분해율은 반응 30분 후 가스크로마토그래피(10)(HP-5890)를 이용하여 측정하고 그 결과를 표 8에 나타내었다.
Figure 112005007262084-pat00011
다. 무광합성(식물모방합성) 반응 : 상기 원통형 세라믹 촉매를 평균 입경 1㎜가 되도록 분쇄한 후 5g을 취하여 도 1의 촉매탑(8)에 넣고 항온조(4), 온도조절구역(6) 및 촉매탑(8)의 온도를 250℃로 유지시킨다. 이산화탄소를 5㎖/min으로 주입하면서 버블러(3)의 증류수가 촉매탑(8)으로 이동하도록 하여 반응시킨다. 이산화탄소 분해율은 반응 30분 후 가스크로마토그래피(10)(HP-5890)를 이용하여 측정하고 그 결과를 표 9에 나타내었다.
Figure 112005007262084-pat00012
실시예 4: 전이금속 화합물 첨가에 따른 반응 특성 조사 2
무게 기준으로 알루미나 루이스 산 원료 95부와 금속화합물 수산화칼슘(Ca(OH)2) 5부를 혼합하여 이 혼합물 90부에 전이금속화합물 10부를 첨가하여 세라믹 촉매 원료혼합물을 제조하였다. 이 혼합물에 증류수를 무게 비율로 1.5배 섞어 반죽한 후에 직경 3㎝, 길이 10㎝의 원통형으로 성형하고 상온에서 72시간 건조시켰다, 건조된 성형물을 전기로에서 1,100℃로 12시간 소성하여 상온 냉각시키고, 세라믹 촉매를 얻었다.
가. 기상 유기물 분해 반응 : 상기 세라믹 촉매를 평균 입경 1㎜가 되도록 분쇄한 후 5g을 취하여 도 1의 촉매탑(8)에 넣고 항온조(4), 온도조절구역(6) 및 촉매탑(8)의 온도를 상온으로 유지시킨다. 공기를 5㎖/min으로 주입하면서 버블러(3) 내의 프로피온알데히드가 10,000 ppm의 농도로 촉매탑(8)에 투입되도록 하였다. 반응 30분 후 프로피온알데히드 분해율은 가스크로마토그래피(10)(HP-5890)를 이용하여 측정하고 그 결과를 표 10에 나타내었다.
Figure 112005007262084-pat00013
나. 물 분해 반응 : 상기 세라믹 촉매를 평균 입경 1㎜가 되도록 분쇄한 후 5g을 취하여 도 1의 촉매탑(8)에 넣고 불활성 기체(예, 아르곤)를 충분히 충진시킨다. 항온조(4)는 상온으로, 온도조절구역(6) 및 촉매탑(8)의 온도는 250℃으로 유지시킨 후 그 불활성 기체를 5㎖/min으로 주입하면서 버블러(3)의 증류수를 촉매탑(8)으로 이동하도록 하여 반응시킨다. 물의 분해율은 반응 30분 후 가스크로마토그래피(10)(HP-5890)를 이용하여 측정하고 그 결과를 표 11에 나타내었다.
Figure 112005007262084-pat00014
다. 무광합성(식물모방합성) 반응 : 상기 세라믹 촉매를 평균 입경 1㎜가 되도록 분쇄한 후 5g을 취하여 도 1의 촉매탑(8)에 넣고 항온조(4), 온도조절구역(6) 및 촉매탑(8)의 온도를 250℃로 유지시킨다. 이산화탄소를 5㎖/min으로 주입하면서 버블러(3)의 증류수가 촉매탑(8)으로 이동하도록 하여 반응시킨다. 이산화탄소 분해율은 반응 30분 후 가스크로마토그래피(10)(HP-5890)를 이용하여 측정하고 그 결과를 표 12에 나타내었다.
Figure 112005007262084-pat00015
실시예 5: 전해질 첨가에 따른 반응 특성 1
도 1의 실험 장치를 이용하여 알루미나 루이스 산에 다음의 전해질들을 6중량%로 첨가하여 세라믹 촉매 원료 혼합물을 제조하였다. 이 혼합물에 증류수를 무게 비율로 1.5배 섞어 반죽한 후에 직경 3㎝, 길이 10㎝의 원통형으로 성형하고 상온에서 72시간 건조시켰다, 건조된 성형물을 전기로에서 900℃로 12시간 소성하여 상온 냉각시키고, 세라믹 촉매를 얻었다.
가. 기상 유기물 분해 반응 : 상기 촉매를 평균 입경 1㎜ 이하가 되도록 분쇄한 후 5g을 취하여 도 1의 촉매탑(8)에 넣고 항온조(4), 온도조절구역(6) 및 촉매탑(8)의 온도를 상온으로 유지시킨다. 공기를 5㎖/min으로 주입하면서 버블러(3) 내의 프로피온알데히드가 10,000 ppm의 농도로 촉매탑(8)에 투입되도록 한다. 반응 30분 후의 프로피온알데히드 분해율을 가스크로마토그래피(10)(HP-5890)를 이용하여 측정하고 그 결과를 표 13에 나타내었다.
Figure 112005007262084-pat00016
나. 물 분해 반응 : 상기 루이스 산 촉매를 평균 입경 1㎜ 이하가 되도록 분쇄한 후 5g을 취하여 도 1의 촉매탑(8)에 넣고 항온조(4)는 상온으로, 온도조절구역(6) 및 촉매탑(8)의 온도는 250℃으로 유지시킨 후 아르곤 기체를 5㎖/min으로 주입하면서 버블러(3)의 증류수를 촉매탑(8)으로 이동하도록 하여 반응시킨다. 반응 30분 후의 물의 분해율을 가스크로마토그래피(10)(HP- 5890)를 이용하여 측정하고 그 결과를 표 14에 나타내었다.
Figure 112005007262084-pat00017
다. 무광합성(식물모방합성) 반응 : 상기 루이스 산 촉매를 평균 입경 1㎜ 이하가 되도록 분쇄한 후 5g을 취하여 도 1의 촉매탑(8)에 넣고 항온조(4), 온도조 절구역(6) 및 촉매탑(8)의 온도를 250℃로 유지시킨다. 이산화탄소를 5㎖/min으로 주입하면서 버블러(3)의 증류수가 촉매탑(8)으로 이동하도록 하여 반응시킨다. 반응 30분 후의 이산화탄소 분해율을 가스크로마토그래피(10)(HP- 5890)를 이용하여 측정하고 그 결과를 표 15에 나타내었다.
Figure 112005007262084-pat00018
실시예 6: 전해질 첨가에 따른 반응 특성 2
무게 기준으로 알루미나 루이스 산 원료 95부와 금속화합물인 수산화나트륨(NaOH) 5부를 혼합하여 이 혼합물 94부에 다음의 전해질 6부를 첨가하여 세라믹 촉매 원료혼합물을 제조하였다. 이 혼합물에 증류수를 무게 비율로 1.5배 섞어 반죽한 후에 직경 3㎝, 길이 10㎝의 원통형으로 성형하고 상온에서 72시간 건조시켰다, 건조된 성형물을 전기로에서 900℃로 12시간 소성하여 상온 냉각시키고, 세라믹 촉매를 얻었다.
가. 기상 유기물 분해 반응 : 상기 세라믹 촉매를 평균 입경 1㎜가 되도록 분쇄한 후 5g을 취하여 도 1의 촉매탑(8)에 넣고 항온조(4), 온도조절구역(6) 및 촉매탑(8)의 온도를 상온으로 유지시킨다. 공기를 5㎖/min으로 주입하면서 버블러 (3) 내의 프로피온알데히드가 10,000 ppm의 농도로 촉매탑(8)에 투입되도록 하였다. 반응 30분 후 프로피온알데히드 분해율은 가스크로마토그래피(10)(HP-5890)를 이용하여 측정하고 그 결과를 표 16에 나타내었다.
Figure 112005007262084-pat00019
나. 물 분해 반응 : 상기 세라믹 촉매를 평균 입경 1㎜가 되도록 분쇄한 후 5g을 취하여 도 1의 촉매탑(8)에 넣고 불활성 기체(예, 아르곤)를 충분히 충진시킨다. 항온조(4)는 상온으로, 온도조절구역(6) 및 촉매탑(8)의 온도는 250℃으로 유지시킨 후 그 불활성 기체를 5㎖/min으로 주입하면서 버블러(3)의 증류수를 촉매탑(8)으로 이동하도록 하여 반응시킨다. 물의 분해율은 반응 30분 후 가스크로마토그래피(10)(HP-5890)를 이용하여 측정하고 그 결과를 표 17에 나타내었다.
Figure 112005007262084-pat00020
다. 무광합성(식물모방합성) 반응 : 상기 세라믹 촉매를 평균 입경 1㎜가 되도록 분쇄한 후 5g을 취하여 도 1의 촉매탑(8)에 넣고 항온조(4), 온도조절구역(6) 및 촉매탑(8)의 온도를 250℃로 유지시킨다. 이산화탄소를 5㎖/min으로 주입하면서 버블러(3)의 증류수가 촉매탑(8)으로 이동하도록 하여 반응시킨다. 이산화탄소 분해율은 반응 30분 후 가스크로마토그래피(10)(HP-5890)를 이용하여 측정하고 그 결과를 표 18에 나타내었다.
Figure 112005007262084-pat00021
실시예 7: 전해질 첨가에 따른 반응 특성 3
무게 기준으로 알루미나 루이스 산 원료 95부와 전이금속 화합물 황산아연(ZnSO4) 5부를 혼합하여 이 혼합물 94부에 다음의 전해질 6부를 첨가하여 세라믹 촉매 원료혼합물을 제조하였다. 이 혼합물에 증류수를 무게 비율로 1.5배 섞어 반죽한 후에 직경 3㎝, 길이 10㎝의 원통형으로 성형하고 상온에서 72시간 건조시켰다, 건조된 성형물을 전기로에서 900℃로 12시간 소성하여 상온 냉각시키고, 세라믹 촉매를 얻었다.
가. 기상 유기물 분해 반응 : 상기 세라믹 촉매를 평균 입경 1㎜가 되도록 분쇄한 후 5g을 취하여 도 1의 촉매탑(8)에 넣고 항온조(4), 온도조절구역(6) 및 촉매탑(8)의 온도를 상온으로 유지시킨다. 공기를 5㎖/min으로 주입하면서 버블러(3) 내의 프로피온알데히드가 10,000 ppm의 농도로 촉매탑(8)에 투입되도록 하였다. 반응 30분 후 프로피온알데히드 분해율은 가스크로마토그래피(10)(HP-5890)를 이용하여 측정하고 그 결과를 표 19에 나타내었다.
Figure 112005007262084-pat00022
나. 물 분해 반응 : 상기 세라믹 촉매를 평균 입경 1㎜가 되도록 분쇄한 후 5g을 취하여 도 1의 촉매탑(8)에 넣고 불활성 기체(예, 아르곤)를 충분히 충진시킨다. 항온조(4)는 상온으로, 온도조절구역(6) 및 촉매탑(8)의 온도는 250℃으로 유지시킨 후 그 불활성 기체를 5㎖/min으로 주입하면서 버블러(3)의 증류수를 촉매탑(8)으로 이동하도록 하여 반응시킨다. 물의 분해율은 반응 30분 후 가스크로마토그래피(10)(HP-5890)를 이용하여 측정하고 그 결과를 표 20에 나타내었다.
Figure 112005007262084-pat00023
다. 무광합성(식물모방합성) 반응 : 상기 세라믹 촉매를 평균 입경 1㎜가 되도록 분쇄한 후 5g을 취하여 도 1의 촉매탑(8)에 넣고 항온조(4), 온도조절구역(6) 및 촉매탑(8)의 온도를 250℃로 유지시킨다. 이산화탄소를 5㎖/min으로 주입하면서 버블러(3)의 증류수가 촉매탑(8)으로 이동하도록 하여 반응시킨다. 이산화탄소 분해율은 반응 30분 후 가스크로마토그래피(10)(HP-5890)를 이용하여 측정하고 그 결과를 표 21에 나타내었다.
Figure 112005007262084-pat00024
실시예 8: 전해질 첨가에 따른 반응 특성 4
무게 기준으로 알루미나 루이스 산 원료 90부와 금속화합물 수산화나트륨(NaOH) 5부를 혼합하고 여기에 금속화합물 황산아연(ZnSO4) 5부를 가한 후 이 혼합 물 94부에 다음의 전해질 6부를 첨가하여 세라믹 촉매 원료혼합물을 제조하였다. 이 혼합물에 증류수를 무게 비율로 1.5배 섞어 반죽한 후에 직경 3㎝, 길이 10㎝의 원통형으로 성형하고 상온에서 72시간 건조시켰다, 건조된 성형물을 전기로에서 900℃로 12시간 소성하여 상온 냉각시키고, 세라믹 촉매를 얻었다.
가. 기상 유기물 분해 반응 : 상기 세라믹 촉매를 평균 입경 1㎜가 되도록 분쇄한 후 5g을 취하여 도 1의 촉매탑(8)에 넣고 항온조(4), 온도조절구역(6) 및 촉매탑(8)의 온도를 상온으로 유지시킨다. 공기를 5㎖/min으로 주입하면서 버블러(3) 내의 프로피온알데히드가 10,000 ppm의 농도로 촉매탑(8)에 투입되도록 하였다. 반응 30분 후 프로피온알데히드 분해율은 가스크로마토그래피(10)(HP-5890)를 이용하여 측정하고 그 결과를 표 22에 나타내었다.
Figure 112005007262084-pat00025
나. 물 분해 반응 : 상기 세라믹 촉매를 평균 입경 1㎜가 되도록 분쇄한 후 5g을 취하여 도 1의 촉매탑(8)에 넣고 불활성 기체(예, 아르곤)를 충분히 충진시킨다. 항온조(4)는 상온으로, 온도조절구역(6) 및 촉매탑(8)의 온도는 250℃으로 유지시킨 후 그 불활성 기체를 5㎖/min으로 주입하면서 버블러(3)의 증류수를 촉매탑 (8)으로 이동하도록 하여 반응시킨다. 물의 분해율은 반응 30분 후 가스크로마토그래피(10)(HP-5890)를 이용하여 측정하고 그 결과를 표 23에 나타내었다.
Figure 112005007262084-pat00026
다. 무광합성(식물모방합성) 반응 : 상기 세라믹 촉매를 평균 입경 1㎜가 되도록 분쇄한 후 5g을 취하여 도 1의 촉매탑(8)에 넣고 항온조(4), 온도조절구역(6) 및 촉매탑(8)의 온도를 250℃로 유지시킨다. 이산화탄소를 5㎖/min으로 주입하면서 버블러(3)의 증류수가 촉매탑(8)으로 이동하도록 하여 반응시킨다. 이산화탄소 분해율은 반응 30분 후 가스크로마토그래피(10)(HP-5890)를 이용하여 측정하고 그 결과를 표 24에 나타내었다.
Figure 112005007262084-pat00027
이상과 같이 촉매 원료에 수용성 전해질 염을 분산시키는 다양한 기공을 갖는 본 발명의 촉매는 기상 유기화합물을 100℃ 이하의 저온 특히 상온(25℃ 내외)에서도 흡착 분해하는 특징이 있으며, 특히 100℃ 이상의 중·고온에서는 물을 분해하여 수소를 생성시키고 물과 이산화탄소를 반응시켜 유기물을 합성하는 특성을 갖는다.
즉, 본 발명의 촉매 조성은 촉매 자체가 비교적 값싼 루이스 산 등 촉매 원료와 금속산화물의 조합으로 구성되어 촉매 비용이 저렴하다는 특징을 갖는다. 따라서 특히, 물분해 및 무광합성(식물모방합성) 반응의 경우, 산업 현장에서 발생하는 폐열, 이산화탄소와 수증기를 이용하므로 본 발명의 촉매 기술에 의하여 생산되는 수소 에너지 및 재생 유기물 에너지의 비용은 매우 낮을 것으로 예측되며 경제성 또한 매우 우수할 것으로 예견된다. 또한 획기적으로 강화된 기상 유기화합물 분해 특성을 가지므로 상온에서의 악취물질 제거 등 촉매의 산업적 이용 가능성이 매우 큰 것으로 기대된다.

Claims (12)

  1. 루이스 산으로 분류되는 화합물만으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기상 유기 화합물 분해 및 이산화탄소의 유기물 전환용 촉매
  2. 루이스 산으로 분류되는 화합물 20 내지 99.9 중량%와 루이스 산에 전자쌍을 제공할 수 있는 금속 화합물 0.1 내지 80 중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 물분해산물을 이용한 기상 유기 화합물 분해 및 이산화탄소의 유기물 전환용 촉매 조성물.
  3. 루이스 산으로 분류되는 화합물 20 내지 99.9 중량%와 전이 금속 화합물 0.1 내지 80 중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 물분해산물을 이용한 기상 유기 화합물 분해 및 이산화탄소의 유기물 전환용 촉매 조성물.
  4. 루이스 산으로 분류되는 화합물 100부에 대해 전해질 0.1 내지 30 중량부를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 물분해산물을 이용한 기상 유기 화합물 분해 및 이산화탄소의 유기물 전환용 촉매 조성물.
  5. 제2항에 있어서, 상기 촉매 조성물 100부에 대해 전이 금속 화합물 0.1 내지 50중량부를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 물분해산물을 이용한 기상 유 기 화합물 분해 및 이산화탄소의 유기물 전환용 촉매 조성물.
  6. 제2항에 있어서, 상기 촉매 조성물 100부에 대해 전해질 0.1 내지 30중량부를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 물분해산물을 이용한 기상 유기 화합물 분해 및 이산화탄소의 유기물 전환용 촉매 조성물.
  7. 제3항에 있어서, 상기 촉매 조성물 100부에 대해 전해질 0.1 내지 30중량부를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 물분해산물을 이용한 기상 유기 화합물 분해 및 이산화탄소의 유기물 전환용 촉매 조성물.
  8. 제5항에 있어서, 상기 촉매 조성물 100부에 대해 전해질 0.1 내지 30중량부를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 물분해산물을 이용한 기상 유기 화합물 분해 및 이산화탄소의 유기물 전환용 촉매 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 루이스 산으로 분류되는 화합물은 카올리나이트(kaolinite), 벤토나이트(bentonite), 아타풀가이트(attapulgite), 제올라이트(zeolites), 몬모릴로나이트(montmorillonite) 등의 천연 무기물, 산화아연(ZnO), 산화알루미늄(Al2O3), 산화티타늄(TiO2), 산화세슘(CeO2), 산화바나듐(V2O5), 산화규소(SiO2), 산화크롬(Cr2O3) 등의 산화물, 황산칼슘(CaSO4), 황산망간(MnSO4), 황산니켈(NiSO4), 황산구리(CuSO4), 황산코발트(CoSO4), 황산카드뮴(CdSO4), 황산마그네슘(MgSO4), 황산철Ⅱ(FeSO4), 황산알루미늄(Al2(SO4)3) 등의 황산화물, 질산칼슘(Ca(NO3)2), 질산아연(Zn(NO3)2), 질산철Ⅲ(Fe(NO3)3) 등의 질산화염, 인산알루미늄(AlPO4), 인산철Ⅲ(FePO4), 인산크롬(CrPO4), 인산구리(Cu3(PO4)2), 인산아연(Zn3(PO4)4), 인산마그네슘(Mg3(PO4)2) 등의 인산화물 및 염화알루미늄(AlCl3), 염화티타늄(TiCl4), 염화칼슘(CaCl2), 불화칼슘(CaF2) 및 불화바륨(BaF2)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 물분해산물을 이용한 기상 유기 화합물 분해 및 이산화탄소의 유기물 전환용 촉매 조성물.
  10. 제2항, 제5항, 제6항 및 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 루이스 산에 전자쌍을 제공할 수 있는 금속 화합물은 Li2SO4, Na2SO4, Li2SO3, Na2SO3, Li3PO4, Na3PO4, LiNO3, NaNO3, LiNO2, NaNO2, LiOH, NaOH, Li2O, Na2O, Na2O2, KO2, RbO2, CsO2, MgSO4, CaSO4, MgSO3, CaSO3, Mg3(PO4)2, Ca3(PO4)2, Mg(NO3)2, Ca(NO3)2, Mg(NO2)2, Ca(NO2)2, Mg(OH)2, Ca(OH)2, MgO, CaO 및 BaO2로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 물분해산물을 이용한 기상 유기 화합물 분해 및 이산화탄소의 유기물 전환용 촉매 조성물.
  11. 제3항, 제7항 및 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 전이 금속 화합물은 MnSO4, CoSO4, ZnSO4, CuSO4, MnSO3, CoSO3, ZnSO3, CuSO3, Mn3(PO4)2, Co3(PO4)2, Zn3(PO4)2, Cu3(PO4)2, Mn(NO3)2, Co(NO3)2, Zn(NO3)2, Cu(NO3)2, Mn(NO2)2, Co(NO2)2, Zn(NO2)2, Cu(NO2)2, Mn(OH)2, Co(OH)2, Zn(OH)2, Cu(OH)2, MnO, CoO, ZnO 및 CuO로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 2이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 물분해산물을 이용한 기상 유기 화합물 분해 및 이산화탄소의 유기물 전환용 촉매 조성물.
  12. 제4항, 제6항, 제7항 및 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 전해질은 NaCl, KCl, NaNO3, KNO3, Na2SO4, K2SO4, Li2CO3, Na2CO3, K2CO3, NaH2PO4, Na2HPO4, CuCl2, NiCl2, Cu(NO3)2, Ni(NO3)2, CuSO4 및 NiSO4으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 물분해산물을 이용한 기상 유기 화합물 분해 및 이산화탄소의 유기물 전환용 촉매 조성물.
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