KR101298688B1 - Novel metal catalyst supported on activated carbon aerogel bearing cation-exchanged heteropolyacid and decomposition method of lignin compounds using said catalyst - Google Patents

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홍웅기
이윤재
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Abstract

PURPOSE: A precious metal catalyst being immersed in activated carbon aerogel including cation exchange heteropoly acid and a decomposition method of lignin compound by using the same are provided to replace the conventional lignin pyrolysis method carried out under the existing condition of high temperature and high pressure (400°C, 50 atmosphere). CONSTITUTION: A precious metal catalyst being immersed in activated carbon aerogel including cation exchange heteropoly acid selectively disassembles a carbon-oxygen-carbon bond of an inner bond of lignin compound to produce an aromatic compound and is indicated as the chemical formula: M/Q_xH_3.0-xPW_12O_40/ACA. The precious metal catalyst is manufactured by: exchanging a hydrogen ion with one or more cation selected from alkaline metal ions or ammonium ions to produce heteropoly acid; immersing the heteropoly acid within the range of 5-70 weight% based on weight% of activation carbon aerogel to form activation carbon aerogel with an acid center; and immersing at least one precious metal selected from a group consisting of palladium, rhodium, and ruthenium and platinum in the activation carbon aerogel with the acid center within the range of 1-30 weight% based on weight% of activation carbon aerogel. A decomposition method of lignin compound by using the same comprises a step of decomposing lignin composition to produce an aromatic compound under the existence of the precious metal catalyst being immersed in activated carbon aerogel including cation exchange heteropoly acid, at 300°C or lower and 50 hydrogen atmosphere or lower. [Reference numerals] (AA) 4-phenoxyphenol conversion rate; (BB) Selectivity rate of main product; (CC) Yield rate of main product

Description

양이온 치환 헤테로폴리산을 포함한 활성 카본에어로젤에 담지된 귀금속 촉매 및 상기 촉매를 이용한 리그닌 화합물 분해 방법{NOVEL METAL CATALYST SUPPORTED ON ACTIVATED CARBON AEROGEL BEARING CATION-EXCHANGED HETEROPOLYACID AND DECOMPOSITION METHOD OF LIGNIN COMPOUNDS USING SAID CATALYST}NOVEL METAL CATALYST SUPPORTED ON ACTIVATED CARBON AEROGEL BEARING CATION-EXCHANGED HETEROPOLYACID AND DECOMPOSITION METHOD OF LIGNIN COMPOUNDS USING SAID CATA

본 발명은 양이온 치환 헤테로폴리산을 포함한 활성 카본에어로젤에 담지된 귀금속 촉매 및 상기 촉매를 이용한 리그닌 화합물 분해방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 리그닌 화합물의 내부 결합 중에서 탄소-산소-탄소 결합을 선택적으로 분해하여 방향족 화합물을 제조하는데 사용되며, 화학식 M/QxH3.0-xPW12O40/ACA (M은 귀금속이며, QxH3.0-xPW12O40은 양이온 치환 헤테로폴리산이며, 상기 Q는 알카리금속 이온 또는 암모늄 이온 중에서 선택된 1종 이상의 양이온, 0≤x≤3이고, ACA는 활성 카본에어로젤)으로 표시되고, 수소 이온이 알카리금속 이온 또는 암모늄 이온 중에서 선택된 1종 이상의 양이온으로 치환된 양이온 치환된 헤테로폴리산을 활성 카본 에어로젤의 중량을 기준으로 5 내지 70 중량% 범위로 담지하여 산점을 형성한 활성 카본 에어로젤에 팔라듐, 로듐, 루세늄 및 백금으로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 귀금속 촉매를 활성 카본 에어로젤의 중량을 기준으로 1 내지 30 중량% 범위로 담지한 것을 특징으로 하는 양이온 치환 헤테로폴리산을 포함한 활성 카본에어로젤에 담지된 귀금속 촉매 및 상기 촉매를 이용한 리그닌 화합물 분해 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a noble metal catalyst supported on an activated carbon aerogel including a cation-substituted heteropolyacid and a method for decomposing a lignin compound using the catalyst, and more particularly, by selectively decomposing a carbon-oxygen-carbon bond in an internal bond of a lignin compound. Used to prepare aromatic compounds, the formula M / Q x H 3.0-x PW 12 O 40 / ACA (M is a noble metal, Q x H 3.0-x PW 12 O 40 is a cation-substituted heteropolyacid, Q is an alkali metal Cation-substituted heteropolyacids represented by one or more cations selected from ions or ammonium ions, 0 ≦ x ≦ 3, ACA is an activated carbon aerogel) and hydrogen ions substituted with one or more cations selected from alkali metal ions or ammonium ions Activated carbon air having a acidic point formed by loading in the range of 5 to 70% by weight based on the weight of the activated carbon airgel Activated carbon aerogels including cation-substituted heteropolyacids, characterized in that the gel is supported with one or more precious metal catalysts selected from the group consisting of palladium, rhodium, ruthenium and platinum in the range of 1 to 30% by weight, based on the weight of the activated carbon aerogel. The present invention relates to a noble metal catalyst supported on and a method for decomposing lignin compounds using the catalyst.

석탄과 석유와 같은 화석 연료를 바탕으로 한 화학 산업은 화석연료의 고갈로 인한 가격 상승 문제와 대기 환경오염으로 인한 지구온난화 문제 때문에 바이오 매스를 바탕으로 한 화학 산업으로 패러다임이 변화하고 있다. 바이오 매스를 바탕으로 한 화학 산업은 사용 후 발생하는 이산화탄소의 순환이 수개월 또는 수년 사이에 이루어지기 때문에 지구온난화에 기여하지 않는 에너지원으로 주목 받고 있다. 그러나 전분계와 당류와 같은 바이오 매스는 에너지원이지만 동시에 식량자원으로서 중요한 역할을 한다. 반면 목질계 바이오 매스는 기존의 식량자원과 경쟁하지 않는 물질로 최근 주목받고 있다. 목질계 바이오 매스는 셀룰로스, 헤미셀룰로스와 리그닌으로 구성되어 있으며, 셀룰로스와 헤미셀룰로스는 후처리 공정을 이용해 바이오 디젤, 바이오 에탄올 등 고부가가치 에너지원으로 변환 가능하다. 리그닌은 생산 공정 내에서 연소하거나 발전에 사용하여 저부가가치 연료로 사용되고 있다. 그러나 리그닌 내부에는 방향족 물질이 다량 함유 되어있기 때문에 리그닌을 분해하여 발생하는 방향족을 화학물질이나 연료첨가제로 사용하는 기술이 주목받고 있다.  The chemical industry, based on fossil fuels such as coal and oil, is changing its paradigm to biomass-based chemical industry due to the problem of rising prices due to depletion of fossil fuels and global warming caused by pollution in the air. The biomass-based chemical industry is attracting attention as an energy source that does not contribute to global warming because the cycle of carbon dioxide generated after use occurs over several months or years. However, biomass, such as starch and sugars, is an energy source, but at the same time plays an important role as a food resource. On the other hand, woody biomass is attracting attention as a material that does not compete with existing food resources. The woody biomass is composed of cellulose, hemicellulose and lignin. Cellulose and hemicellulose can be converted into high-value energy sources such as biodiesel and bioethanol by using a post-treatment process. Lignin is used as a low value fuel for combustion in power production or for power generation. However, since a large amount of aromatic material is contained in lignin, a technique of using aromatics generated by decomposing lignin as a chemical substance or a fuel additive is attracting attention.

생산 방법으로 분류된 리그닌들은 분자량과 분자량 분포에서 차이는 보이지만, 도 1에서 보듯이 벤젠 및 페놀과 같은 방향족 물질이 탄소-탄소 (C-C)결합 및 탄소-산소 (C-O)결합으로 중합된 고분자이기 때문에 화학적으로 매우 안정된 물질이다. 따라서 리그닌을 분해 및 변환하여 단량체 방향족 화학물질 생산하는 것은 어려운 과정이며, 위 과정을 통하여 생산된 물질도 기존 석유 정제에서 생산된 것에 비해 경쟁력이 떨어진다. 그러나 최근 유가가 상승함에 따라 리그닌을 분해하여 생산된 방향족 물질이 경쟁력이 있을 것으로 예상되며 리그닌 분해에 관한 연구개발이 활발히 진행 중이다. Although lignin classified by the production method shows a difference in molecular weight and molecular weight distribution, as shown in FIG. 1, since aromatic substances such as benzene and phenol are polymers polymerized by carbon-carbon (CC) bond and carbon-oxygen (CO) bond, It is a chemically very stable substance. Therefore, it is difficult to produce monomeric aromatic chemicals by decomposing and converting lignin, and the materials produced through the above process are less competitive than those produced by conventional petroleum refining. However, with the recent rise in oil prices, aromatic materials produced by decomposing lignin are expected to be competitive, and research and development on lignin decomposition are actively underway.

리그닌은 코니페닐 알콜, 쿠머릴 알콜 및 시나필 알콜들이 효소를 통해 중합된 고분자 물질로 구조가 복잡하고 다양하여 리그닌 분해 연구에서는 리그닌 구조를 간단히 표현할 수 있는 모델 화합물을 주로 사용한다. 리그닌 모델화합물은 베타 탄소-산소-4 탄소 (β-O-4) 결합, 알파 탄소-산소-4 탄소 (α-O-4) 결합, 베타 탄소-5 탄소 (β-5) 결합, 그리고 4 탄소-산소-5 탄소 (4-O-5) 결합 등을 표현 할 수 있는 화합물을 주로 사용한다 (Biomass and Bioenergy, 2009, 33, 1122-1130). 리그닌 모델화합물중 가장 높은 비율을 보이는 베타 탄소-산소-탄소 결합을 표현하기 위해서는 페닐 에테르가 주로 사용되며, 리그닌 내부의 C-O 결합 중에서 가장 높은 결합 에너지를 보여주는 4-O-5 결합을 표현하기 위해 도 2에서 제시한 4-페녹시페놀이 리그닌 모델화합물로 주로 사용된다. Lignin is a polymer material in which koniphenyl alcohol, cumeryl alcohol, and cinafil alcohols are polymerized by enzymes. Therefore, lignin decomposition studies mainly use model compounds that can easily express lignin structure. Lignin model compounds include beta carbon-oxygen-4 carbon (β-O-4) bonds, alpha carbon-oxygen-4 carbon (α-O-4) bonds, beta carbon-5 carbon (β-5) bonds, and 4 Compounds capable of expressing carbon-oxygen-5 carbon (4-O-5) bonds are mainly used ( Biomass and Bioenergy, 2009, 33, 1122-1130 ). Phenyl ether is mainly used to express the highest ratio of beta carbon-oxygen-carbon bonds among lignin model compounds, and to express 4-O-5 bonds showing the highest binding energy among CO bonds in lignin. 4-phenoxyphenol shown in 2 is mainly used as a lignin model compound.

리그닌을 직접 분해하는 열분해 방법은 고압 고온에서 리그닌을 분해하여 방향족 물질을 생산하는 것으로, 450℃와 100 기압 이상의 반응 조건에서 전환율은 약 20%이상이며, 반응온도와 압력이 450℃와 100 기압 이하일 경우에는 전환율이 10% 이하이다(J. Org. Chem., 1995, 60, 6523-6536). 그러나 열분해는 고온고압에서 리그닌을 분해하면서도 수율이 낮은 문제점이 있어 최근에는 촉매를 이용한 리그닌 고부가가치화 기술이 주목받고 있다. HRI(Hydrocarbon Research, Inc.)에서 개발한 Lignol 공정은 알루미나와 실리카에 담지된 산화물 형태의 철, 코발트, 몰리브덴 및 니켈을 촉매로 사용하여 약 30% 이상의 방향족 수율을 얻었다(미국특허 제 4,647,704호/1987년). H-ZSM-5와 같은 제올라이트 촉매를 이용해 리그닌을 수첨 분해하는 공정은 리그닌 내부에 상대적으로 약한 결합을 하고 있는 탄소-산소 (C-O)결합과 상대적으로 강한 결합을 하고 있는 탄소-탄소(C-C)결합을 선택적으로 분해한다. 제올라이트를 이용한 리그닌 분해에서 촉매 성능은 제올라이트의 구조와 산세기에 아주 강한 영향을 받는다(Bioresource Tech., 1993, 45, 189-194). Pyrolysis method to directly decompose lignin produces aromatic substance by decomposing lignin at high pressure and high temperature. The conversion rate is about 20% or more under the reaction conditions of 450 ° C. and 100 atm, and the reaction temperature and pressure are below 450 ° C. and 100 atm. In this case, the conversion is less than 10% ( J. Org. Chem., 1995, 60, 6523-6536). However, pyrolysis has a problem in that the yield is low while decomposing lignin at high temperature and high pressure. Recently, lignin high value-added technology using a catalyst has attracted attention. The Lignol process developed by Hydrocarbon Research, Inc. (HRI) yielded an aromatic yield of at least about 30% using iron, cobalt, molybdenum and nickel in the form of oxides supported on alumina and silica as catalysts (US Pat. No. 4,647,704 / 1987). Hydrolysis of lignin using a zeolite catalyst such as H-ZSM-5 is a carbon-to-carbon (CC) bond that has a relatively strong bond with a carbon-oxygen (CO) bond that has a relatively weak bond inside the lignin. Decompose selectively. Catalytic performance in lignin decomposition with zeolites is strongly influenced by the structure and acidity of the zeolites ( Bioresource Tech., 1993, 45, 189-194 ).

리그닌의 탄소-산소(C-O)결합을 선택적으로 분해 할 수 있는 방법으로 양이온 치환된 헤테로폴리산을 이용하여 리그닌을 분해 한 기술이 소개 되었다. 세슘 이온이 치환된 헤테로폴리산(Cs2.5H0.5PW12O40) 촉매로 리그닌 모델화합물을 분해하면 전환율과 주 생성물 수율이 각각 80%와 60%로 우수한 리그닌 분해 효율을 보여준다. 상기 방법은 리그닌 내부에 탄소-산소 결합이 약 60~70%정도 분포하기 때문에 리근닌을 분해하는데 유용한 방법이다(Catal. Comm., 2010, 12, 1-4)(대한민국 특허 출원 제 10-2010-0030562 (2010)). 세슘 이온 치환된 헤테로폴리산에 담지한 귀금속은 리그닌의 탄소-산소 (C-O)결합의 산 촉매 표면에 흡착력을 증가시켜서 전환율과 수율을 증가시키는 효과가 있다(Korean J. Chem. Eng., 2010, 28 1177-1180, 대한민국 특허출원 10-2010-0066173 (2010)). As a method of selectively decomposing carbon-oxygen (CO) bonds of lignin, a technique of decomposing lignin using a cation-substituted heteropolyacid was introduced. Decomposition of the lignin model compound with a cesium ion-substituted heteropolyacid (Cs 2.5 H 0.5 PW 12 O 40 ) catalyst showed excellent lignin decomposition efficiency with conversion and main product yields of 80% and 60%, respectively. This method is useful for decomposing lignin, since the carbon-oxygen bond is distributed about 60 to 70% inside lignin ( Catal. Comm., 2010, 12, 1-4) (Korean Patent Application No. 10-2010). -0030562 (2010)). Precious metals supported on cesium ion-substituted heteropolyacids have the effect of increasing the adsorption capacity on the surface of the acid-catalyzed carbon-oxygen (CO) bond of lignin to increase the conversion and yield ( Korean J. Chem. Eng., 2010, 28 1177 -1180, Republic of Korea Patent Application 10-2010-0066173 (2010)).

활성탄에 담지된 귀금속 촉매 또한 리그닌 혹은 리그닌 올리고머 분해하는데 효과적이다 (Chem. Sus. Chem., 2008, 1, 626-629). 그러나 활성탄은 기공이 주로 1-3 nm 사이에 분포하기 때문에 분자 크기가 큰 리그닌을 분해하는데 비효율적이다. 카본 에어로젤은 중형 기공이 발달된 탄소 화합물로 그 제조 방법에 따라 기공이 3-20 nm사이에 분포한다. 그래서 중형 기공이 발달한 카본 에어로젤을 인산으로 활성화한 활성 카본 에어로젤에 담지된 팔라듐 촉매를 이용하여 리그닌을 분해하면 높은 전환율과 수율을 얻을 수 있다(대한민국 특허출원 10-2011-0010158 (2011)). 그러나 세슘 이온 치환된 헤테로폴리산 촉매와 활성 카본 에어로젤에 담지된 귀금속 촉매는 리그닌 모델화합물 중에서 가장 높은 결합에너지를 가진 4-O-5 결합의 모델화합물인 4-페녹시페놀을 분해하는데 효과적이지 못하다. Precious metal catalysts supported on activated carbon are also effective for the degradation of lignin or lignin oligomers ( Chem. Sus. Chem., 2008, 1, 626-629 ). However, activated carbon is inefficient in breaking down lignin, which has a large molecular size, because pores are distributed mainly between 1-3 nm. Carbon airgel is a carbon compound in which medium pores are developed, and the pores are distributed between 3-20 nm according to the preparation method thereof. Therefore, high conversion and yield can be obtained by decomposing lignin using a palladium catalyst supported on activated carbon aerogels in which medium pore-developed carbon aerogels are activated with phosphoric acid (Korean Patent Application 10-2011-0010158 (2011)). However, cesium ion-substituted heteropolyacid catalysts and noble metal catalysts supported on activated carbon aerogels are not effective in decomposing 4-phenoxyphenol, a model compound of 4-O-5 bond, which has the highest binding energy among lignin model compounds.

활성탄 혹은 다양한 카본 물질에 황산을 습식 및 건식 방법으로 처리하면 탄소 체인에 산점이 도입되어 고체산 촉매로 주로 사용된다. 탄소를 산처리 하여 제조된 고체산 카본 물질 촉매 및 촉매 담체로 사용하면 액상 촉매 사용시 발생하는 촉매 회수, 반응물과 분리, 및 반응기 부식 등의 문제를 해결할 수 있다. 또한 산 처리된 활성탄 혹은 카본을 이용하면 탄소의 기공성과 구조적 안정성을 이용하여 귀금속을 담지하는데 효과적인 담체로 사용될 수 있다(Nature, 2005, 438, 178). Treatment of sulfuric acid with activated carbon or various carbon materials by wet and dry methods introduces acid points into the carbon chain and is used primarily as a solid acid catalyst. By using carbon as a solid acid carbon material catalyst and catalyst carrier prepared by acid treatment, problems such as catalyst recovery, separation from reactants, and reactor corrosion generated when using a liquid catalyst can be solved. In addition, acid-treated activated carbon or carbon may be used as an effective carrier for supporting precious metals by utilizing carbon porosity and structural stability ( Nature, 2005, 438, 178 ).

미국특허 4,647,704 (D.J. Engel, K.Z. Steigleder) 1987년.U.S. Patent 4,647,704 (D.J. Engel, K.Z.Steigleder) 1987. 대한민국 특허출원 10-2010-0030562 (송인규, 박해웅, 박선영) 2010년.Republic of Korea Patent Application 10-2010-0030562 (Song In-gyu, Park Hae-woong, Park Sun-young) 2010. 대한민국 특허출원 10-2010-0066173 (송인규, 박해웅, 박선영) 2010년.Republic of Korea Patent Application 10-2010-0066173 (Song In-gyu, Park Hae-woong, Park Sun-young) 2010. 대한민국 특허출원 10-2011-0010158 (송인규, 박해웅, 홍웅기, 이윤재) 2011년.Republic of Korea Patent Application 10-2011-0010158 (Song In-gyu, Park Hae-woong, Hong Ung-ki, Lee Yun-jae) 2011.

J.B. Binder, M.J. Gray, J.F. White, Z.C. Zhang, J.E. Holladay, Biomass and Bioenergy 33권 1122쪽 (2009).J.B. Binder, M.J. Gray, J.F. White, Z. C. Zhang, J.E. Holladay, Biomass and Bioenergy Vol. 33, p. 1122 (2009). P.F. Britt, A.C. Buchanan, E.A. Malcolm, J. Org. Chem. 60권 6523쪽 (1995).P.F. Britt, A.C. Buchanan, E. A. Malcolm, J. Org. Chem. 60, p. 6523 (1995). A. Oasmaa, R. Alen, Bioresource Tech. 45권 189쪽 (1993).A. Oasmaa, R. Alen, Bioresource Tech. 45, pp. 189 (1993). H.W. Park, S. Park, D.R. Park, J.H. Choi, I.K. Song, Catal. Commun. 12권 1쪽 (2010).H.W. Park, S. Park, D. R. Park, J. H. Choi, I.K. Song, Catal. Commun. 12 Volume 1 (2010). H.W. Park, S. Park, D.R. Park, J.H. Choi, I.K. Song, Korean J. Chem. Eng. 28권 1177쪽 (2010).H.W. Park, S. Park, D. R. Park, J. H. Choi, I.K. Song, Korean J. Chem. Eng. 28, 1177 (2010). N. Yan, C. Zhao, P.J. Dyson, C. Wang, L.-T. Liu, Y. Kou, Chem. Sus. Chem. 1권 626쪽 (2008).N. Yan, C. Zhao, P.J. Dyson, C. Wang, L.-T. Liu, Y. Kou, Chem. Shut up. Chem. Vol. 1, p. 626 (2008). M Toda, A. Takagaki, M. Okamura, J.N. Kondo, S. Hayashi, K. Domen, M. Hara, Nature 438권 178 쪽 (2005). M Toda, A. Takagaki, M. Okamura, J.N. Kondo, S. Hayashi, K. Domen, M. Hara, Nature 438 pp. 178 (2005).

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전술한 문제점을 해결하고 리그닌 내부 결합 중 탄소-산소-탄소 결합을 선택적으로 분해하면서, 보다 상세하게는 탄소-산소-탄소 결합 중 가장 높은 결합에너지를 보이는 4-O-5 결합을 효과적으로 분해하는 촉매 설계 및 촉매 공정 개발을 제공하는 것이다. Accordingly, the technical problem to be achieved by the present invention is to solve the above-mentioned problems and selectively decompose the carbon-oxygen-carbon bond among the lignin internal bonds, more specifically, 4- showing the highest binding energy among the carbon-oxygen-carbon bonds. To provide catalytic design and catalytic process development that effectively breaks O-5 bonds.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 리그닌 화합물의 내부 결합 중에서 탄소-산소-탄소 결합을 선택적으로 분해하여 방향족 화합물을 제조하는데 사용되며, 화학식 M/QxH3.0-xPW12O40/ACA (M은 귀금속이며, QxH3.0-xPW12O40은 양이온 치환 헤테로폴리산이며, 상기 Q는 알카리금속 이온 또는 암모늄 이온 중에서 선택된 1종 이상의 양이온, 0≤x≤3이고, ACA는 활성 카본에어로젤)으로 표시되고, 수소 이온이 알카리금속 이온 또는 암모늄 이온 중에서 선택된 1종 이상의 양이온으로 치환된 양이온 치환된 헤테로폴리산을 활성 카본 에어로젤의 중량을 기준으로 5 내지 70 중량% 범위로 담지하여 산점을 형성한 활성 카본 에어로젤에 팔라듐, 로듐, 루세늄 및 백금으로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 귀금속 촉매를 활성 카본 에어로젤의 중량을 기준으로 1 내지 30 중량% 범위로 담지한 것을 특징으로 하는 양이온 치환 헤테로폴리산을 포함한 활성 카본에어로젤에 담지된 귀금속 촉매를 제공한다. In order to achieve the above technical problem, the present invention is used to prepare an aromatic compound by selectively decomposing the carbon-oxygen-carbon bond among the internal bonds of the lignin compound, the formula M / Q x H 3.0-x PW 12 O 40 / ACA (M is a noble metal, Q x H 3.0-x PW 12 O 40 is a cation substituted heteropolyacid, Q is at least one cation selected from alkali metal ions or ammonium ions, 0≤x≤3, ACA is activated carbon Aerogel), wherein the hydrogen ions are supported by a cation-substituted heteropolyacid substituted with at least one cation selected from alkali metal ions or ammonium ions in the range of 5 to 70% by weight based on the weight of the activated carbon airgel to form an acid point. The weight of the activated carbon aerogel is added to the activated carbon aerogel by at least one precious metal catalyst selected from the group consisting of palladium, rhodium, ruthenium and platinum. It provides a noble metal catalyst supported on an activated carbon aerogel containing a cationic substituted heteropoly acid, characterized in that supported on the basis of 1 to 30% by weight.

또한, 본 발명은 상기 활성 카본 에어로젤이 레조시놀 (Resocinol)과 포름알데히드 (Formaldehyde)를 레조시놀과 포름알데히드의 비율 (R/F ratio)이 0.1~2.0 범위로 중합하여 생산된 카본 에어로젤을 수산화칼륨, 인산, 및 염화아연으로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 활성화제로 200~800℃ 온도범위, 1~3 시간, 그리고 질소 분위기에서 활성화한 것을 특징으로 하는 양이온 치환 헤테로폴리산을 포함한 활성 카본에어로젤에 담지된 귀금속 촉매를 제공한다.In addition, the present invention is a carbon airgel produced by polymerizing the resorcinol and formaldehyde (R / F ratio) of the resorcinol and formaldehyde in the range of 0.1 ~ 2.0 One or more activators selected from the group consisting of potassium hydroxide, phosphoric acid, and zinc chloride, supported on activated carbon aerogels containing cation-substituted heteropolyacids, which are activated in a temperature range of 200 to 800 ° C., for 1 to 3 hours, and in a nitrogen atmosphere. Precious metal catalysts.

또한, 본 발명은 상기 양이온 치환 헤테로폴리산을 포함한 활성 카본에어로젤에 담지된 귀금속 촉매 존재하에 300℃ 미만의 온도 및 수소 50 기압 이하 범위의 압력하에서 리그닌 화합물을 분해하여 방향족 화합물을 제조하는 것을 특징으로 하는 리그닌 화합물 분해 방법을 제공한다. In addition, the present invention decomposes the lignin compound in the presence of a noble metal catalyst supported on the activated carbon aerogel including the cation-substituted heteropolyacid at a temperature of less than 300 ℃ and a pressure of 50 atm or less hydrogen to produce an aromatic compound Provided are methods for compound decomposition.

본 발명의 양이온 치환 헤테로폴리산을 처리하여 산점이 포함된 활성 카본 에어로졸에 담지된 귀금속 촉매를 이용한 리그닌 모델화합물 분해반응은 기존의 고온 고압 조건에서 (400℃, 50 기압) 실시한 리그닌 열분해 방법을 대체 할 수 있는 기술을 제공하며, 상대적으로 저온 저압인 (200℃, 10 기압)에서 리그닌의 내부 결합 중 탄소-산소-탄소 결합을 선택적으로 분해하여 벤젠, 페놀 등 방향족을 생산할 수 있는 기술을 제공한다.Decomposition reaction of lignin model compound using a noble metal catalyst supported on activated carbon aerosol containing acid point by treating cationic substituted heteropolyacid of the present invention can replace the lignin pyrolysis method performed at the existing high temperature and high pressure condition (400 ℃, 50 atm). It provides a technology that can produce aromatics such as benzene and phenol by selectively decomposing carbon-oxygen-carbon bonds among the internal bonds of lignin at relatively low temperature and low pressure (200 ° C., 10 atm).

도 1은 리그닌 내부 결합을 설명하는 리그닌 구조도
도 2는 4 탄소-산소-5 탄소 (4-O-5)결합을 가지고 있는 리그닌 모델 화합물인 4-페녹시페놀 구조식
도 3은 제조예 1에서 실시한 양이온 치환 헤테로폴리산을 처리하여 산점을 형성한 활성 카본 에어로젤 제조과정과 산점을 형성한 활성 카본 에어로젤에 담지된 팔라듐 촉매 제조과정
도 4는 제조예 1에서 생산된 양이온 치환 헤테로폴리산을 처리하여 산점을 형성한 활성 카본 에어로젤에 담지된 팔라듐 촉매 (Pd/YCs2.5H0.5PW12O40/ACA, Y=10, 20, 30, 40. 그리고 50 중량%) 질소 흡탈착곡선
도 5는 제조예 1에서 생산된 양이온 치환 헤테로폴리산을 처리하여 산점을 형성한 활성 카본 에어로젤에 담지된 팔라듐 촉매 (Pd/YCs2.5H0.5PW12O40/ACA, Y=10, 20, 30, 40. 그리고 50 중량%)의 XRD 패턴
도 6는 제조예 1에서 생산된 양이온 치환 헤테로폴리산을 처리하여 산점을 형성한 활성 카본 에어로젤에 담지된 팔라듐 촉매 (Pd/YCs2.5H0.5PW12O40/ACA, Y=10, 20, 30, 40. 그리고 50 중량%)의 팔라듐 입자 크기 분포와 기공 모양을 TEM 이미지로 분석한 사진
도 7는 제조예 1에서 생산된 양이온 치환 헤테로폴리산을 처리하여 산점을 형성한 활성 카본 에어로젤에 담지된 팔라듐 촉매 (Pd/YCs2.5H0.5PW12O40/ACA, Y=10, 20, 30, 40. 그리고 50 중량%)를 이용한 4-페녹시페놀 분해 반응 성능
도 8는 제조예 1과 비교제조예 1, 2에서 생산된 양이온 치환 헤테로폴리산을 포함한 활성 카본 에어로젤에 담지된 팔라듐 촉매 (Pd/20Cs2.5H0.5PW12O40/ACA), 활성 카본에어로젤에 담지된 팔라듐 촉매 (Pd/ACA), 그리고 상용 활성탄에 담지된 팔라듐 촉매 (Pd/AC)의 4-페녹시페놀 분해 성능 비교 그래프
1 is a lignin structural diagram illustrating lignin internal binding
FIG. 2 is a schematic diagram of a lignin model compound having a 4-carbon-oxygen-5-carbon (4-O-5)
3 is a process for preparing an activated carbon airgel formed by treating a cation-substituted heteropolyacid according to Preparation Example 1 and forming an acid point and a process for preparing a palladium catalyst supported on an activated carbon airgel having an acid point;
4 is a palladium catalyst (Pd / YCs 2.5 H 0.5 PW 12 O 40 / ACA, Y = 10, 20, 30, 40) supported on an activated carbon airgel formed by treating a cationic substituted heteropolyacid produced in Preparation Example 1 And 50% by weight) nitrogen adsorption and desorption curve
5 is a palladium catalyst (Pd / YCs 2.5 H 0.5 PW 12 O 40 / ACA, Y = 10, 20, 30, 40 supported on an activated carbon airgel formed by treating a cationic substituted heteropolyacid produced in Preparation Example 1 And 50% by weight of XRD pattern
6 is a palladium catalyst (Pd / YCs 2.5 H 0.5 PW 12 O 40 / ACA, Y = 10, 20, 30, 40) supported on an activated carbon airgel formed by treating a cationic substituted heteropolyacid produced in Preparation Example 1 And a TEM image of the palladium particle size distribution and pore shape of 50% by weight).
7 is a palladium catalyst (Pd / YCs 2.5 H 0.5 PW 12 O 40 / ACA, Y = 10, 20, 30, 40 supported on an activated carbon airgel formed by treating a cationic substituted heteropolyacid produced in Preparation Example 1 And 4-phenoxyphenol decomposition reaction performance using 50% by weight)
8 is a palladium catalyst (Pd / 20Cs 2.5 H 0.5 PW 12 O 40 / ACA) supported on activated carbon aerogels containing cationic substituted heteropolyacids produced in Preparation Example 1 and Comparative Preparation Examples 1 and 2, and supported on activated carbon aerogels. Comparison of 4-phenoxyphenol Degradation Performance of Palladium Catalyst (Pd / ACA) and Palladium Catalyst (Pd / AC) Supported on Commercial Activated Carbon

이하에서 본 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 양이온 치환 헤테로폴리산을 포함한 활성 카본에어로젤에 담지된 귀금속 촉매는 리그닌 화합물의 내부 결합 중에서 탄소-산소-탄소 결합을 선택적으로 분해하여 방향족 화합물을 제조하는데 사용되며, 화학식 M/QxH3.0-xPW12O40/ACA (M은 귀금속이며, QxH3.0-xPW12O40은 양이온 치환 헤테로폴리산이며, 상기 Q는 알카리금속 이온 또는 암모늄 이온 중에서 선택된 1종 이상의 양이온, 0≤x≤3이고, ACA는 활성 카본에어로젤)으로 표시되고, 수소 이온이 알카리금속 이온 또는 암모늄 이온 중에서 선택된 1종 이상의 양이온으로 치환된 양이온 치환된 헤테로폴리산을 활성 카본 에어로젤의 중량을 기준으로 5 내지 70 중량% 범위로 담지하여 산점을 형성한 활성 카본 에어로젤에 팔라듐, 로듐, 루세늄 및 백금으로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 귀금속 촉매를 활성 카본 에어로젤의 중량을 기준으로 1 내지 30 중량% 범위로 담지한 것을 특징으로 한다. The noble metal catalyst supported on the activated carbon aerogel including the cation-substituted heteropolyacid of the present invention is used to prepare an aromatic compound by selectively decomposing the carbon-oxygen-carbon bond among the internal bonds of the lignin compound, and the formula M / Q x H 3.0- x PW 12 O 40 / ACA (M is a noble metal, Q x H 3.0-x PW 12 O 40 is a cationic substituted heteropolyacid, Q is at least one cation selected from alkali metal ions or ammonium ions, 0≤x≤3 ACA is an activated carbon aerogel), and the cation-substituted heteropolyacid in which hydrogen ions are substituted with at least one cation selected from alkali metal ions or ammonium ions is in the range of 5 to 70% by weight based on the weight of the activated carbon aerogel. At least one member selected from the group consisting of palladium, rhodium, ruthenium and platinum on an activated carbon airgel which is supported and forms an acid point The noble metal catalyst is characterized in that it is supported in the range of 1 to 30% by weight based on the weight of the activated carbon airgel.

본 발명의 리그닌 모델 화합물 분해를 위한 산점이 포함된 활성 카본 에어로젤에 담지된 귀금속 촉매는 (a) 레조시놀(Resocinol)과 포름알데히드(Formaldehyde)를 탄산수소나트륨을 촉매로 사용하여 중합한 후 RF (Resocinol-Formaldehyde) 젤을 생산하는 단계; (b) 상기 (a) 단계에서 제조된 RF 젤을 아세톤 교환 후 건조하는 단계; (c) 상기 (b) 단계에서 생성된 RF 젤을 탄화하여 카본 에어로젤을 생산하는 단계; (d) 상기 (c) 단계에서 생산된 카본 에어로젤에 수산화칼륨, 인산, 염화아연을 전처리하여 활성 카본 에어로젤을 생산하는 단계; (e) 상기 (d) 단계에서 생산된 활성 카본 에어로젤을 수세한 후 건조하는 단계; (f) 상기 (e) 단계에서 생산된 활성 카본에어로젤에 산점을 더하기 위해 양이온 치환 헤테로폴리산을 처리하는 단계; (g) 상기 (e) 단계에서 생산된 양이온 치환 헤테로폴리산을 처리하여 산점이 포함된 활성 카본 에어로젤에 귀금속을 담지 한 후 소성하여 귀금속 산화물이 담지된 활성 카본 에어로젤 생산 단계; (h) 상기 (g) 단계에서 생산된 산점이 포함된 활성 카본 에어로젤에 담지된 귀금속 산화물을 수소로 환원하여 산점이 포함된 활성 카본 에어로젤에 담지된 귀금속 촉매 (M/QxH3.0-xPW12O40/ACA)를 제조하는 단계를 포함하는 방법으로 제조될 수 있다. The noble metal catalyst supported on the activated carbon aerogel containing the acid point for decomposition of the lignin model compound of the present invention is (a) RF after polymerization of resocinol and formaldehyde using sodium hydrogen carbonate as a catalyst. Producing (Resocinol-Formaldehyde) gel; (b) exchanging the RF gel prepared in the step (a) with acetone and drying; (c) carbonizing the RF gel produced in the step (b) to produce carbon aerogels; (d) pre-treating the carbon aerogels produced in the step (c) with potassium hydroxide, phosphoric acid and zinc chloride to produce active carbon aerogels; (e) washing the activated carbon aerogels produced in the step (d) with water, followed by drying; (f) treating the cation-substituted heteropolyacid to add an acid point to the activated carbon aerogel produced in step (e); (g) treating the cation-substituted heteropolyacid produced in step (e) to carry an noble metal in an activated carbon airgel containing an acid point and then firing to produce an activated carbon airgel in which the precious metal oxide is supported; (h) Reducing the precious metal oxide supported on the activated carbon airgel containing acid point produced in step (g) to hydrogen to reduce the precious metal catalyst supported on the activated carbon airgel containing acid point (M / Q x H 3.0-x PW 12 O 40 / ACA).

상기 (a) 단계에서 사용되는 레조시놀 (Resocinol)과 포름알데히드 (Formaldehyde)의 비율 (R/F ratio)는 0.1 ~ 2.0 사이 이며, 각각 증류수에 충분히 용해 한 후 혼합한다. 또한 상기의 레조시놀과 포름알데히드 혼합용액에 촉매로 탄산수소나트륨을 첨가하여 중합반응을 개시하며, 첨가된 탄산수소나트륨의 양은 레조시놀 기준으로 비율로 1/50~500 사이가 바람직하다. 상기 촉매를 이용한 중합반응에서 중합 반응 시간은 1~3시간 사이가 바람직하며, 중합 개시 후 80~120℃ 온도에서 12~24시간 동안 보관하여 충분히 RF 젤이 형성될 수 있도록 한다.The ratio (R / F ratio) of resorcinol to formaldehyde used in step (a) is between 0.1 and 2.0, and they are sufficiently dissolved in distilled water and mixed. Also, sodium bicarbonate is added as a catalyst to the mixed solution of resorcinol and formaldehyde to initiate the polymerization reaction, and the amount of sodium hydrogencarbonate added is preferably 1/50 to 500 in terms of resorcinol. In the polymerization using the catalyst, the polymerization reaction time is preferably from 1 to 3 hours, and after the initiation of polymerization, the polymerization reaction is maintained at 80 to 120 ° C for 12 to 24 hours to sufficiently form an RF gel.

(b) 단계에서는 상기 (a) 단계에서 제조된 RF 젤 내부에 있는 수분을 아세톤으로 교환단계로서, 수분을 함유한 RF 젤을 50℃의 고순도 아세톤 용액으로 충분히 세척 한 후에 60~80℃ 분위기에서 3~5시간 동안 건조하여 RF 젤을 생산한다. In step (b), the water contained in the RF gel prepared in step (a) is exchanged with acetone. After the RF gel containing water is thoroughly washed with a high purity acetone solution at 50 ° C, Dry for 3 to 5 hours to produce RF gel.

(c) 단계에서는 상기 (b) 단계에서 생성된 RF 젤을 탄화하여 카본 에어로젤을 생산하는 단계로, RF 젤의 탄화 조건은 200~800℃의 온도 범위와 질소 분위기, 그리고 1~8시간 동안 탄화한다. In step (c), the RF gel produced in step (b) is carbonized to produce carbon aerogels. The carbon gelation conditions of the RF gel include a temperature range of 200 to 800 ° C., a nitrogen atmosphere, and a carbonization do.

(d) 단계에서는 상기 (c) 단게에서 생산된 카본 에어로젤을 활성화하는 단계로, 수산화칼륨 (KOH), 인산 (H3PO4), 그리고 염화아연 (ZnCl2) 중 선택된 1종을 카본 에어로젤에 함침방법으로 혼합하여 준다. 활성화 물질이 혼합된 카본 에어로젤을 200~800℃ 사이 온도, 질소 분위기에서 1~3 시간 동안 충분히 활성화해준다. 활성화 물질과 카본 에어로젤의 비율은 중량비로 0.5~5사이이며, 바람직하게는 1~2 사이이다. 상기 활성화 물질의 첨가량이 상기 범위를 벗어나서 0.5 이하인 경우에는 카본 에어로젤의 활성화가 되지 않고, 5 이상일 때는 카본 에어로젤의 구조가 붕괴되어 촉매 활성이 떨어지기 때문이다. In step (d), the step of activating the carbon airgel produced in step (c) may be a step of activating carbon aerogels selected from potassium hydroxide (KOH), phosphoric acid (H 3 PO 4 ) and zinc chloride (ZnCl 2 ) Mix by impregnation method. The carbon aerogels mixed with the activating material are sufficiently activated at a temperature of 200 to 800 ° C for 1 to 3 hours in a nitrogen atmosphere. The ratio of the activating material to the carbon airgel is between 0.5 and 5 by weight, preferably between 1 and 2. This is because the carbon airgel is not activated when the amount of the activating substance is out of the range of 0.5 or less, and when it is 5 or more, the structure of the carbon airgel is decayed and catalyst activity is lowered.

(e) 단계에서는 상기 (d) 단계에서 생산된 활성화 물질이 포함되어 있는 활성 카본 에어로젤을 수세하는 과정으로, 증류수를 이용하여 활성 카본 에어로젤에 잔류한 산 물질을 충분히 세척하여 준다. 세척 완료 시점은 세척수의 pH가 6.5~7.0 사이 일 경우에 활성물질이 충분히 세척되었다고 판단한다. 세척이 완료된 활성 카본 에어로젤은 110℃온도에서 5시간 동안 건조하여 준다. In step (e), the activated carbon aerogels containing the active material produced in step (d) are washed with water, and the acid material remaining on the activated carbon aerogels is thoroughly washed using distilled water. When the pH of the washing water is between 6.5 and 7.0, it is judged that the active substance is sufficiently washed. The washed activated carbon aerogels are dried at 110 ° C for 5 hours.

(f) 단계에서는 상기 (e) 단계에서 생산된 활성 카본 에어로젤에 산점을 포함시키기 위해 양이온 치환 헤테로폴리산을 처리하는 단계로, 헤테로폴리산을 활성 카본에어로젤에 함침범으로 담지하고 80℃에서 3시간동안 건조한다. 건조된 헤테로폴리산을 포함한 활성 카본에어로젤은 선택된 양이온으로 치환한다. 치환된 양이온 Q 종은 수용액 상태의 알카리 금속 혹은 암모늄 이온 중에서 선택된 1종이며, 수용액 상태의 양이온 물질을 헤테로폴리산이 담지된 활성 카본에어로젤에 기계적으로 혼합한다. 양이온이 치환된 헤테로폴리산을 포함한 활성 카본에어로젤은 110℃에서 5시간동안 건조 후, 250~300℃ 범위에서 2~5시간동안 소성하여 귀금속 촉매 담체로 사용한다. 양이온 치환된 헤테로폴리산의 담지량은 활성 카본에어로젤 기준으로 1~70중량% 범위가 바람직하며, 바람직하게는 10~30중량% 범위가 더욱 바람직하다. 양이온 치환된 헤테로폴리산의 담지량이 10% 미만 일 경우에는 활성 카본 에어로젤에 포함된 산세기가 약하여 촉매 활성이 저하되며, 70% 이상일때는 양이온 치환 헤테로폴리산의 뭉침 현상 때문에 산 세기가 약하게 되어 촉매 활성이 저하된다.Step (f) is a step of treating a cationic substituted heteropoly acid to include an acid point in the activated carbon airgel produced in step (e), the heteropoly acid is impregnated in an activated carbon aerogel and dried at 80 ° C. for 3 hours. . Activated carbon aerogels, including dried heteropolyacids, are substituted for selected cations. Substituted cationic Q species is one selected from alkali metal or ammonium ions in aqueous solution, and the cationic material in aqueous solution is mechanically mixed into the activated carbon aerogel carrying heteropoly acid. Activated carbon aerogels containing cation-substituted heteropolyacids are dried at 110 ° C for 5 hours and then calcined at 250 to 300 ° C for 2 to 5 hours to be used as noble metal catalyst carriers. The supported amount of the cation-substituted heteropolyacid is preferably in the range of 1 to 70% by weight, and more preferably in the range of 10 to 30% by weight, based on the activated carbon aerogel. If the supported amount of the cation-substituted heteropolyacid is less than 10%, the acid activity contained in the activated carbon aerogel is weak and the catalytic activity is lowered. At 70% or more, the acid activity is weakened due to the agglomeration of the cation-substituted heteropolyacid, thereby lowering the catalytic activity. .

(g) 단계에서는 상기 (f) 단계에서 생산된 양이온 치환 헤테로폴리산으로 산처리된 활성 카본 에어로젤에 귀금속 물질을 담지후 소성하는 단계로, 사용 가능한 귀금속 M종은 팔라듐, 백금, 로듐 및 루세늄으로 구성된 군에서 선택된 1종 이상이며, 귀금속 전구체를 용매에 완전히 용해 후 함침법으로 활성 카본 에어로젤에 담지한다. 귀금속 전구체가 혼합된 활성 카본 에어로젤을 80℃에서 5시간동안 충분히 건조 후, 250~350℃의 온도 범위와, 공기 분위기에서 2~5시간동안 소성한다. 그 결과 귀금속 산화물이 산점이 포함된 활성 카본 에어로젤에 담지되며, 소성 온도가 250℃ 이하일 경우 소성이 불완전하게 되며, 350℃이상의 온도에서는 귀금속 입자의 소결현상이 발생할 수 있다. 담지된 귀금속의 비율은 활성 카본 에어로젤의 중량비로 1~30%이며, 바람직하게는 3~7%사이이다. 담지된 귀금속이 1%미만일때는 담지된 귀금속의 영향을 보기 힘들며, 30% 이상일때는 활성 카본에어로젤에 담지된 귀금속의 뭉침 현상 때문에 귀금속의 비표면적이 작아져서 촉매 활성이 떨어지는 단점이 있다.In step (g), the precious metal material is calcined after supporting the activated carbon airgel acid-treated with the cation-substituted heteropolyacid produced in step (f), followed by calcination, and the available precious metal M is composed of palladium, platinum, rhodium and ruthenium. It is one or more selected from the group, and the noble metal precursor is completely dissolved in a solvent and then supported on the activated carbon airgel by impregnation. Activated carbon aerogels mixed with precious metal precursors are thoroughly dried at 80 ° C for 5 hours and then calcined at a temperature ranging from 250 to 350 ° C for 2 to 5 hours in an air atmosphere. As a result, the noble metal oxide is supported on the activated carbon aerogels containing the acid sites. When the calcination temperature is 250 ° C or less, the calcination is incomplete, and when the temperature is 350 ° C or more, sintering of the noble metal particles may occur. The proportion of the noble metal supported is 1 to 30% by weight, preferably 3 to 7% by weight of the activated carbon aerogels. When the supported precious metal is less than 1%, it is difficult to see the influence of the supported precious metal. When the supported precious metal is less than 30%, the specific surface area of the precious metal is reduced due to the aggregation of the precious metal supported on the activated carbon aerogels, thereby degrading the catalytic activity.

(h) 단계에서는 상기 (g) 단계에서 생성된 산점이 포함된 활성 카본 에어로젤에 담지된 귀금속 산화물을 수소로 환원하여 귀금속 형태로 변화시켜준다. 환원은 120℃에서 5~12시간동안 수소분위기에서 이루어진다.In the step (h), the noble metal oxide supported on the activated carbon airgel containing the acid point generated in the step (g) is reduced to hydrogen and converted into a noble metal form. The reduction is carried out in a hydrogen atmosphere at 120 DEG C for 5 to 12 hours.

또한, 본 발명은 리그닌 분해에 있어 리그닌의 복잡한 내부 구조를 단순화하기 위해 리그닌 모델화합물을 사용하였으며, 리그닌 내부 결합 중 가장 높은 빈도를 보이는 탄소-산소 결합 (C-O bond)를 대표할 수 있는 물질을 모델화합물로 선정하였다. 리그닌의 탄소-산소 결합 중에 가장 높은 결합 에너지를 가진 4 탄소-산소-5 탄소 (4-O-5) 결합을 대표할 수 있는 4-페녹시페놀을 모델화합물로 선정하였으며 도 2에 4-페녹시페놀의 구조식을 제시하였다.In addition, the present invention uses a lignin model compound to simplify the complicated internal structure of lignin in lignin decomposition, and a model representative of the most frequently occurring carbon-oxygen bond (CO bond) Were selected. 4-phenoxyphenol, which is representative of 4-carbon-oxygen-5-carbon (4-O-5) bond having the highest binding energy among the carbon-oxygen bonds of lignin, was selected as a model compound. The structural formula of cyphenol was presented.

또한, 본 발명은 상기에서 제조된 활성 카본 에어로젤에 담지된 귀금속을 촉매로 이용하여 리그닌 모델 화합물 분해 반응을 실시하였으며, 반응은 액상 반응으로 촉매가 용매에 불균일상으로 분산되어 있다. 반응에 사용가능한 용매는 산점이 포함된 활성 카본 에어로젤에 담지된 귀금속 촉매에 분해되지 않으며, 끓는점이 200℃이상인 탄화수수 물질을 선정하였으며, 본 발명에서는 헥사데칸(Hexadecane, C16H34)을 선정하였다.In addition, the present invention was carried out the decomposition reaction of the lignin model compound using a noble metal supported on the activated carbon airgel prepared above as a catalyst, the reaction is a liquid phase reaction in which the catalyst is dispersed in a solvent heterogeneously. The solvent that can be used for the reaction does not decompose on the noble metal catalyst supported on the activated carbon airgel containing acidic point, and a hydrocarbon material having a boiling point of 200 ° C. or higher was selected. In the present invention, hexadecane (C 16 H 34 ) was selected. It was.

본 발명에서는 리그닌 모델화합물의 전환율을 계산하기 위해 반응 전 리그닌의 양과 반응 후의 리그닌 양을 가스크로마토그래피를 이용해 분석하였다. 4-페녹시페놀 분해 반응 결과 생산된 페놀, 벤젠, 사이클로헥산올의 양은 가스크로마토그래피를 이용하여 분석하였으며, 리그닌 모델 화합물의 전환율, 주 생성물 (페놀 + 벤젠 + 사이클로헥산올)의 선택도와 수율은 아래의 수학식을 이용하여 계산하였다.In the present invention, in order to calculate the conversion rate of the lignin model compound, the amount of lignin before the reaction and the amount of lignin after the reaction were analyzed by gas chromatography. The amount of phenol, benzene and cyclohexanol produced as a result of 4-phenoxyphenol decomposition reaction was analyzed by gas chromatography, and the conversion of lignin model compound, selectivity and yield of main product (phenol + benzene + cyclohexanol) It was calculated using the following equation.

Figure 112012024061202-pat00001
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Figure 112012024061202-pat00003
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제조예 1Production Example 1

본 발명에서는 양이온 치환 헤테로폴리산을 처리하여 산점이 포함된 활성 카본 에어로젤에 담지된 귀금속 촉매를 리그닌 모델 화합물 분해 반응에 적용하였다. 활성 카본에어로젤에 산점을 포함시키기 위해 양이온 치환 헤테로폴리산 처리 과정과 산점을 형성한 활성 카본에어로젤에 담지된 귀금속 촉매 제조 과정을 도 3에서 제시하였다. 활성 카본 에어로젤은 레조시놀 (Resocinol)과 포름알데히드 (Formaldehyde)를 중합하여 생산된 RF젤을 탄화하여 카본 에어로젤 제조하였으며, 상기에서 제조된 카본 에어로젤을 인산 (H3PO4)을 이용하여 활성화하여 생산하였다. 사용된 레조시놀과 포름알데히드의 비율은 0.5이며 촉매로 사용된 탄산수소나트륨의 비율을 레조시놀 기준 중량비로 1/200이다. 적당한 양의 레조시놀과 포름알데히드를 각각 증류수에 충분히 녹인 후, 하나의 용기에 혼합하여준다. 충분히 혼합된 레조시놀과 포름알데히드 용액에 계산된 양의 촉매를 넣어 주어 중합반응을 개시한다. 중합 개시된 레조시놀/포름알데히드 혼합 용액은 밀폐 용기에 담아 100℃에서 10시간동안 반응하여 고체성분의 RF 젤이 생성된다. 상기에서 생성된 고상의 RF 젤은 아세톤으로 세척한 후 80℃에서 5시간동안 건조한다. 건조된 RF 젤은 500℃, 질소 분위기에서 1시간동안 탄화하여 카본 에어로젤 (CA, Carbon Aerogel)을 생산한다. 상기에서 생산된 카본 에어로젤에 인산을 함침법으로 혼합한 후 100℃에서 충분히 건조한다. 활성 물질로 사용된 인산의 비율은 카본 에어로젤을 기준으로 중량비로 2배를 사용한다. 상기에 인산이 함침된 카본 에어로젤을 800℃에서 1 시간동안 질소 분위기에서 탄화 및 활성화하여 활성 카본 에어로젤 (ACA, Activated Carbon Aerogel)을 제조한다. 활성화가 완료된 카본 에어로젤은 증류수로 세척하며, 세척수의 pH가 6.5~7사이가 될 때 까지 세척한다. 세척이 완료된 활성 카본 에어로젤은 110℃에서 3시간동안 건조한다. In the present invention, a noble metal catalyst supported on an activated carbon airgel containing an acid point by treating a cation-substituted heteropolyacid was applied to a lignin model compound decomposition reaction. In order to include an acid point in the activated carbon aerogel, a process of preparing a cation-substituted heteropolyacid and a precious metal catalyst supported on the activated carbon aerogel having an acid point are shown in FIG. 3. The activated carbon aerogels were prepared by carbonizing the RF gels produced by polymerizing resocinol and formaldehyde. The carbon aerogels prepared above were activated by using phosphoric acid (H 3 PO 4 ) Respectively. The ratio of resorcinol to formaldehyde used is 0.5 and the ratio of sodium hydrogencarbonate used as catalyst is 1/200 in terms of resorcinol base weight ratio. Resorcinol and formaldehyde are dissolved in distilled water, respectively, and mixed in a single container. The calculated amount of catalyst is added to the fully mixed resorcinol and formaldehyde solution to initiate the polymerization reaction. The polymerization initiated resorcinol / formaldehyde mixed solution is placed in a sealed container and reacted at 100 ° C for 10 hours to produce a solid RF gel. The solid RF gel is washed with acetone and dried at 80 ° C for 5 hours. The dried RF gel is carbonized at 500 ° C for 1 hour under a nitrogen atmosphere to produce carbon aerogels (CA). The carbon aerogels produced above are mixed by impregnation with phosphoric acid and sufficiently dried at 100 ° C. The proportion of phosphoric acid used as active substance is used twice by weight based on carbon airgel. Carbon aerogels impregnated with phosphoric acid are carbonized and activated at 800 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere to produce an activated carbon aerogel (ACA). The activated carbon aerogels are washed with distilled water and rinsed until the pH of the wash water is between 6.5 and 7. The washed activated carbon aerogels are dried at 110 ° C for 3 hours.

활성 카본 에어로젤 (ACA, Activated Carbon Aerogel)에 산점을 더하기 위해 양이온 치환 헤테로폴리산을 처리하는데 함침법을 사용하며, 사용된 헤테로폴리산은 12-텅스토인산(H3PW12O40)이며, 치환된 양이온은 세슘 전구체를 사용한다. 활성 카본에어로젤에 수용액 상태의 헤테로폴리산을 함침법으로 처리한 후 80℃에서 3시간 동안 건조한다. 건조된 활성 카본에어로젤을 정해진 양의 수용액 상태 세슘 전구체를 이용해 양이온 치환하며, 250℃에서 5시간 동안 소성하여 양이온 치환 헤테로폴리산이 처리된 활성 카본에어로젤 (YCs2.5H0.5PW12O40/ACA, Y=10, 20, 30, 40, 그리고 50중량%)를 제조한다. Y로 표시되는 처리된 양이온 헤테로폴리산의 양은 활성 카본에어로젤 기준으로 10~50중량%이며, 치환된 양이온 세슘의 양은 2.5 몰비로 정하였다. 팔라듐을 담지하기 위해 팔라듐 전구체 (질산팔라듐, Pd(NO3)2)를 증류수에 녹인 후 활성 카본 에어로젤에 함침법으로 담지한다. 산점이 포함된 활성 카본 에어로젤에 담지된 팔라듐의 양은 5 중량%로 담지하여 250℃에서 2 시간동안 소성하여 산점이 포함된 활성 카본에어로젤에 팔라듐 산화물이 담지된 물질을 생산할 수 있다. 소성이 완료된 산점이 포함된 활성 카본 에어로젤에 담지된 팔라듐 산화물을 환원하기 위해 120℃, 수소 분위기에서 10시간 동안 환원 (Pd/YCs2.5H0.5PW12O40/ACA, Y=10, 20, 30, 40, 그리고 50 중량%)하여 리그닌 모델화합물 분해 촉매로 사용한다.
The impregnation method is used to treat cationic substituted heteropolyacids to add an acid point to an activated carbon aerogel (ACA), the heteropolyacid used is 12- tungstoic acid (H 3 PW 12 O 40 ), and the substituted cations Cesium precursors are used. The activated carbon aerogels are treated with aqueous solution of heteropoly acid by impregnation method and dried at 80 ° C for 3 hours. Cationic substitution of the dried activated carbon aerogels with a predetermined amount of aqueous cesium precursor, followed by calcining at 250 ° C. for 5 hours to treat activated carbon aerogels treated with cationic substituted heteropolyacids (YCs 2.5 H 0.5 PW 12 O 40 / ACA, Y = 10, 20, 30, 40, and 50% by weight). The amount of treated cationic heteropolyacid represented by Y is 10 to 50% by weight based on activated carbon aerogel, and the amount of substituted cation cesium is set at 2.5 molar ratio. In order to support palladium, a palladium precursor (palladium nitrate, Pd (NO 3 ) 2 ) is dissolved in distilled water and impregnated in activated carbon aerogels. The amount of palladium supported on the activated carbon aerogels containing the acid sites is 5 wt%, and the mixture is calcined at 250 DEG C for 2 hours to produce palladium oxide-supported active carbon aerogels containing acid sites. In order to reduce the palladium oxide supported on the activated carbon aerogel containing the acid point which has been calcined, it is reduced at 120 ° C. for 10 hours in a hydrogen atmosphere (Pd / YCs 2.5 H 0.5 PW 12 O 40 / ACA, Y = 10, 20, 30 , 40, and 50% by weight) is used as a lignin model compound decomposition catalyst.

비교제조예 1Comparative Preparation Example 1

제조예 1에서 생산된 양이온 치환 헤테로폴리산을 처리하여 산점이 포함된 활성 카본 에어로젤에 담지된 팔라듐 촉매 (Pd/20Cs2.5H0.5PW12O40/ACA)와 촉매 성능을 비교하기 위해 활성 카본 에어로젤에 담지된 팔라듐 촉매 (Pd/ACA, ACA는 Activated Carbon Aerogel)을 제조하였다. 상기의 카본 에어로젤 제조에 사용된 레조시놀과 포름알데히드의 비율은 0.5이며 촉매로 사용된 탄산수소나트륨의 비율을 레조시놀 기준 중량비로 1/200이다. 적당한 양의 레조시놀과 포름알데히드를 각각 증류수에 충분히 녹인 후, 하나의 용기에 혼합하여준다. 충분히 혼합된 레조시놀과 포름알데히드 용액에 계산된 양의 촉매를 넣어 주어 중합반응을 개시한다. 중합 개시된 레조시놀/포름알데히드 혼합 용액은 밀폐 용기에 담아 100℃에서 10시간동안 반응하여 고체성분의 RF 젤이 생성된다. 상기에서 생성된 고상의 RF 젤은 아세톤으로 세척한 후 80℃에서 건조한다. 건조된 RF 젤을 800℃, 질소 분위기에서 1시간동안 탄화하여 카본 에어로젤을 생산한다. 상기에서 생산된 카본 에어로젤에 인산을 각각 함침법으로 혼합한 후 100℃에서 충분히 건조한다. 활성 물질로 사용된 인산의 비율은 카본 에어로젤을 기준으로 중량비로 2배를 사용한다. 상기에 인산이 함침된 카본 에어로젤을 800℃에서 1 시간동안 질소 분위기에서 탄화 및 활성화한다. 활성화가 완료된 카본 에어로젤은 증류수로 세척하며, 세척수의 pH가 6.5~7사이가 될 때 까지 세척한다. 세척이 완료된 활성 카본 에어로젤은 110℃에서 3시간동안 건조한다. 상기에서 생산된 활성 카본 에어로젤에 팔라듐을 담지한 촉매는 함침법으로 제조하였으며, 팔라듐 금속은 활성 카본 에어로젤 기준으로 5 중량%로 담지하며 250℃에서 2 시간동안 소성하여 팔라듐 산화물이 담지된 활성 카본 에어로젤을 제조한다. 활성 카본 에어로젤에 담지된 귀금속 산화물을 귀금속으로 환원하기 위해서 카본 에어로젤에 담지된 귀금속 산화물을 120℃, 수소 분위기에서 10시간 동안 환원하여 촉매 (Pd/ACA, ACA는 Activated Carbon aerogel)로 사용한다.
The cation-substituted heteropolyacid produced in Preparation Example 1 was treated on an activated carbon aerogel to compare the catalytic performance with a palladium catalyst (Pd / 20Cs 2.5 H 0.5 PW 12 O 40 / ACA) supported on an activated carbon aerogel containing an acid point. Palladium catalyst (Pd / ACA, ACA is Activated Carbon Aerogel) was prepared. The ratio of resorcinol to formaldehyde used in the preparation of the carbon aerogels is 0.5, and the ratio of sodium hydrogencarbonate used as the catalyst is 1/200 as a resorcinol-based weight ratio. Resorcinol and formaldehyde are dissolved in distilled water, respectively, and mixed in a single container. The calculated amount of catalyst is added to the fully mixed resorcinol and formaldehyde solution to initiate the polymerization reaction. The polymerization initiated resorcinol / formaldehyde mixed solution is placed in a sealed container and reacted at 100 ° C for 10 hours to produce a solid RF gel. The solid RF gel produced above is washed with acetone and then dried at 80 ° C. The dried RF gel is carbonized at 800 ° C under a nitrogen atmosphere for 1 hour to produce carbon aerogels. Phosphoric acid is mixed in each of the carbon aerogels produced by impregnation, followed by drying at 100 ° C. The proportion of phosphoric acid used as active substance is used twice by weight based on carbon airgel. Carbon aerogels impregnated with phosphoric acid are carbonized and activated at 800 DEG C for 1 hour in a nitrogen atmosphere. The activated carbon aerogels are washed with distilled water and rinsed until the pH of the wash water is between 6.5 and 7. The washed activated carbon aerogels are dried at 110 ° C for 3 hours. The catalyst supporting the palladium on the activated carbon airgel produced above was prepared by the impregnation method, and the palladium metal was supported by 5 wt% based on the activated carbon airgel and calcined at 250 ° C. for 2 hours to activate the activated carbon airgel loaded with palladium oxide. To prepare. In order to reduce the precious metal oxide supported on the activated carbon airgel to the precious metal, the precious metal oxide supported on the carbon airgel is reduced at 120 ° C. for 10 hours in a hydrogen atmosphere to be used as a catalyst (Pd / ACA, ACA is an activated carbon aerogel).

비교제조예 2Comparative Production Example 2

제조예 1에서 생산된 양이온 치환 헤테로폴리산으로 처리하여 산점이 포함된 활성 카본 에어로젤에 담지된 팔라듐 촉매 (Pd/20Cs2.5H0.5PW12O40/ACA)와 리그닌 모델 화합물 분해 성능을 비교하기 위해 상용 활성탄에 팔라듐 금속을 담지하여 Pd/AC (AC: 상용 Activated Carbon)촉매를 제조하였다. 상기에서 사용된 상용 활성탄은 Kanshai 사의 MSP 20 제품을 사용하였다. 상용 활성탄에 팔라듐을 담지한 촉매는 함침법으로 제조하였으며, 팔라듐 금속은 상용 활성탄 기준으로 5 중량%로 담지하며 250℃에서 2 시간동안 소성하여 상용 활성탄에 귀금속 산화물이 담지된 물질을 제조한다. 상용 활성탄에 담지된 귀금속 산화물을 귀금속으로 환원하기 위해 120℃, 수소 분위기에서 10시간 동안 환원하여 촉매 (Pd/AC, 상용 Activated Carbon)로 사용한다.
Commercial activated carbon to compare the degradation performance of lignin model compound with palladium catalyst (Pd / 20Cs 2.5 H 0.5 PW 12 O 40 / ACA) supported on activated carbon airgel containing acidic acid by treatment with cationic substituted heteropolyacid produced in Preparation Example 1 The Pd / AC (AC: commercially activated carbon) catalyst was prepared by supporting palladium metal. The commercial activated carbon used above used Kanshai's MSP 20 product. The catalyst supporting palladium on commercial activated carbon was prepared by impregnation, and the palladium metal was supported by 5 wt% based on commercial activated carbon and calcined at 250 ° C. for 2 hours to prepare a material in which precious metal oxide was supported on commercial activated carbon. In order to reduce the precious metal oxide supported on the commercial activated carbon to the precious metal, it is reduced for 10 hours in a hydrogen atmosphere at 120 ° C. and used as a catalyst (Pd / AC, commercially activated carbon).

실시예 1Example 1

제조예 1에서 생산된 세슘 이온 치환 헤테로폴리산을 처리하여 산점을 형성한 활성 카본 에어로젤에 담지된 팔라듐 촉매를 이용하여 리그닌 모델 화합물 분해 반응에 적용하였다. 리그닌 분해 반응에는 리그닌 내부 결합 중 가장 높은 빈도를 점유하고 있으며 탄소-산소 결합을 대표할 수 있는 4-페녹시페놀을 사용하였다. 4-페녹시페놀을 분해하기 위해서 고온 고압 용기 반응기를 사용하였으며, 헥사데칸을 용매로 사용하였다. 반응온도는 200℃, 10 기압의 수소 분위기에서 1 시간동안 진행되었으며, 반응에 투입된 4-페녹시페놀과 산점이 포함된 활성 카본 에어로젤에 담지된 팔라듐 촉매 (Pd/YCs2.5H0.5PW12O40/ACA, Y=10, 20, 30, 40, 그리고 50 중량%)의 중량비는 20이다.
The cesium ion-substituted heteropolyacid produced in Preparation Example 1 was treated with a palladium catalyst supported on an activated carbon airgel formed with acid spots, and subjected to lignin model compound decomposition reaction. The lignin degradation reaction occupied the highest frequency of lignin interactions and used 4 - phenoxyphenol which is representative of carbon - oxygen bond. To decompose 4-phenoxyphenol, a high-temperature high-pressure vessel reactor was used, and hexadecane was used as a solvent. The reaction temperature was carried out for 1 hour in a hydrogen atmosphere of 200 ℃, 10 atmospheres, the palladium catalyst (Pd / YCs 2.5 H 0.5 PW 12 O 40 supported on the activated carbon airgel containing 4-phenoxyphenol and acid point / ACA, Y = 10, 20, 30, 40, and 50% by weight).

비교예 1Comparative Example 1

실시예 1에 적용된 세슘 이온 치환 헤테로폴리산을 처리하여 산점을 형성한 활성 카본에어로젤에 담지된 팔라듐 촉매 (Pd/20Cs2.5H0.5PW12O40/ACA)의 성능을 검증하기 위해 비교제조예 1에서 생산된 활성 카본 에어로젤에 담지된 팔라듐 촉매 (Pd/ACA)을 이용하여 리그닌 분해 반응에 적용하였다. 리그닌 분해 반응에는 리그닌 내부 결합 중 가장 높은 빈도를 점유하고 있으며 탄소-산소 결합을 대표할 수 있는 4-페녹시페놀을 사용하였다. 4-페녹시페놀을 분해하기 위해서 고온 고압 용기 반응기를 사용하였으며, 헥사데칸을 용매로 사용하였다. 반응온도는 200℃, 10 기압의 수소 분위기에서 1 시간동안 진행되었으며, 반응에 투입된 4-페녹시페놀과 카본 에어로젤에 담지된 팔라듐 촉매 (Pd/ACA)의 중량비는 20이다.
Produced in Comparative Preparation Example 1 to verify the performance of a palladium catalyst (Pd / 20Cs 2.5 H 0.5 PW 12 O 40 / ACA) supported on activated carbon aerogels formed by treating cesium ion-substituted heteropolyacids applied in Example 1 Palladium catalyst (Pd / ACA) supported on activated carbon airgel was subjected to the lignin decomposition reaction. The lignin degradation reaction occupied the highest frequency of lignin interactions and used 4 - phenoxyphenol which is representative of carbon - oxygen bond. To decompose 4-phenoxyphenol, a high-temperature high-pressure vessel reactor was used, and hexadecane was used as a solvent. The reaction temperature was maintained at 200 ° C under a hydrogen atmosphere of 10 atmospheres for 1 hour. The weight ratio of 4-phenoxyphenol and palladium catalyst (Pd / ACA) supported on carbon aerogels was 20.

비교예 2Comparative Example 2

실시예 1에 적용된 세슘 이온 치환 헤테로폴리산을 처리하여 산점을 형성한 활성 카본에어로젤에 담지된 팔라듐 촉매 (Pd/20Cs2.5H0.5PW12O40/ACA)의 성능을 검증하기 위해 비교제조예 2에서 생산된 상용 활성탄에 담지된 팔라듐 촉매 (Pd/AC, AC는 상용 활성탄)을 이용하여 리그닌 분해 반응에 적용하였다. 리그닌 분해 반응에는 리그닌 내부 결합 중 가장 높은 빈도를 점유하고 있으며 탄소-산소 결합을 대표할 수 있는 4-페녹시페놀을 사용하였다. 4-페녹시페놀를 분해하기 위해서 고온 고압 용기 반응기를 사용하였으며, 헥사데칸을 용매로 사용하였다. 반응온도는 200℃, 10 기압의 수소 분위기에서 1 시간동안 진행되었으며, 반응에 투입된 4-페녹시페놀과 세슘 이온 치환 헤테로폴리산을 포함한 활성탄에 담지된 팔라듐 촉매 (Pd/AC)의 중량비는 20이다.
Produced in Comparative Preparation Example 2 to verify the performance of a palladium catalyst (Pd / 20Cs 2.5 H 0.5 PW 12 O 40 / ACA) supported on activated carbon aerogels formed by treating cesium ion-substituted heteropolyacids applied in Example 1 The palladium catalyst (Pd / AC, AC is a commercial activated carbon) supported on the commercially available activated carbon was applied to the lignin decomposition reaction. The lignin degradation reaction occupied the highest frequency of lignin interactions and used 4 - phenoxyphenol which is representative of carbon - oxygen bond. A high-temperature high-pressure vessel reactor was used to decompose 4-phenoxyphenol, and hexadecane was used as a solvent. The reaction temperature was carried out for 1 hour in a hydrogen atmosphere of 200 ℃, 10 atm, the weight ratio of the palladium catalyst (Pd / AC) supported on the activated carbon containing 4-phenoxyphenol and cesium ion-substituted heteropoly acid charged in the reaction is 20.

세슘 이온 치환 헤테로폴리산을 처리하여 산점을 형성한 활성 카본 에어로젤에 담지된 팔라듐 촉매 (Pd/YCsPalladium catalyst (Pd / YCs) supported on activated carbon airgel formed by treating cesium ion-substituted heteropolyacid xx HH 3.0-x3.0-x PWPW 1212 OO 4040 /ACA, Y=10, 20, 30, 40, 그리고 50 중량%)의 특성 분석/ ACA, Y = 10, 20, 30, 40, and 50% by weight)

양이온 치환 헤테로폴리산을 처리하여 산점을 형성한 활성 카본에어로젤에 담지된 팔라듐 촉매(Pd/YCs2.5H0.5PW12O40/ACA, Y=10, 20, 30, 40, 그리고 50 중량%)의 비표면적과 기공사이즈를 표 1에 제시하였다. 활성 카본에어로젤에 포함된 양이온 치환 헤테로폴리산의 양이 10 중량%에서 50 중량%로 증가함에 따라 1385 m2/g에서 636 m2/g으로 감소하며, 기공 크기는 4.1-4.6 nm로 거의 일정하게 관찰되었다. 활성 카본 에어로젤에 포함된 양이온이 치환된 헤테로폴리산의 양이 증가함에 따라 비표면적이 감소하는 현상은 상대적으로 비표면적이 작은 양이온 치환 헤테로폴리산의 양이 증가하기 때문이다. 도 4에서는 상기 촉매 Pd/YCs2.5H0.5PW12O40/ACA (Y=10, 20, 30, 40, 그리고 50 중량%) 촉매의 질소 흡탈착 곡선을 보여준다. Pd/YCs2.5H0.5PW12O40/ACA (Y=10, 20, 30, 40, 그리고 50 중량%) 촉매 질소 흡탈착 곡선은 모두 type 4의 기공형태가 관찰되었다. 도 5에서는 Pd/YCs2.5H0.5PW12O40/ACA (Y=10, 20, 30, 40, 그리고 50 중량%) 촉매의 결정구조를 분석한 XRD 패턴을 보여준다. 10-50중량%의 양이온 치환 헤테로폴리산이 포함된 촉매 중 Pd/10Cs2.5H0.5PW12O40/ACA와 Pd/20Cs2.5H0.5PW12O40/ACA 촉매의 경우 양이온 치환 헤테로폴리산 촉매의 분산도가 높아서 헤테로폴리산 관련 피크가 관찰되지 않는다. 반면 30 중량% 이상의 양이온 치환 헤테로폴리산이 포함된 촉매의 경우 헤테로폴리산의 결정구조가 XRD 패턴으로 확인된다. 도 6에서는 Pd/YCs2.5H0.5PW12O40/ACA (Y=10, 20, 30, 40, 그리고 50 중량%) 촉매의 TEM 이미지를 보여준다. TEM 이미지에서는 팔라듐 금속 입자가 10-20 nm 사이로 분포하는 것을 관찰 할 수 있으며, 30 중량% 이상의 양이온 치환 헤테로폴리산이 포함된 촉매의 경우 헤테로폴리산 이미지가 관찰되었다. Specific surface area of palladium catalyst (Pd / YCs 2.5 H 0.5 PW 12 O 40 / ACA, Y = 10, 20, 30, 40, and 50% by weight) supported on activated carbon aerogels formed by treating cationic substituted heteropolyacids And pore sizes are shown in Table 1. As the amount of cation-substituted heteropolyacids contained in activated carbon aerogels increased from 10% to 50% by weight, it decreased from 1385 m 2 / g to 636 m 2 / g and the pore size was observed almost constant at 4.1-4.6 nm. It became. As the amount of the cation-substituted heteropolyacid included in the activated carbon airgel increases, the specific surface area decreases because the amount of the cation-substituted heteropolyacid having a relatively small specific surface area increases. Figure 4 shows the nitrogen adsorption and desorption curves of the catalyst Pd / YCs 2.5 H 0.5 PW 12 O 40 / ACA (Y = 10, 20, 30, 40, and 50% by weight) catalyst. Pd / YCs 2.5 H 0.5 PW 12 O 40 / ACA (Y = 10, 20, 30, 40, and 50 wt%) The catalytic nitrogen adsorption and desorption curves were all observed in type 4 pore morphology. 5 shows the XRD pattern of the crystal structure of Pd / YCs 2.5 H 0.5 PW 12 O 40 / ACA (Y = 10, 20, 30, 40, and 50% by weight) catalyst. Dispersion degree of cationic substituted heteropolyacid catalyst for Pd / 10Cs 2.5 H 0.5 PW 12 O 40 / ACA and Pd / 20Cs 2.5 H 0.5 PW 12 O 40 / ACA catalyst High, no heteropoly acid related peaks are observed. On the other hand, in the case of a catalyst containing more than 30% by weight of cation-substituted heteropolyacid, the crystal structure of the heteropolyacid is confirmed by the XRD pattern. 6 shows TEM images of Pd / YCs 2.5 H 0.5 PW 12 O 40 / ACA (Y = 10, 20, 30, 40, and 50 wt%) catalysts. In the TEM image, it was observed that the palladium metal particles were distributed between 10-20 nm, and in the case of a catalyst containing more than 30% by weight of cation-substituted heteropolyacid, a heteropolyacid image was observed.

촉매catalyst 비표면적 (m2/g)Specific surface area (m 2 / g) 기공 사이즈 (nm)Pore size (nm) Pd/10Cs2.5H0.5PW12O40/ACAPd / 10Cs 2.5 H 0.5 PW 12 O 40 / ACA 13851385 4.64.6 Pd/20Cs2.5H0.5PW12O40/ACAPd / 20Cs 2.5 H 0.5 PW 12 O 40 / ACA 932932 4.74.7 Pd/30Cs2.5H0.5PW12O40/ACAPd / 30Cs 2.5 H 0.5 PW 12 O 40 / ACA 923923 4.84.8 Pd/40Cs2.5H0.5PW12O40/ACAPd / 40Cs 2.5 H 0.5 PW 12 O 40 / ACA 723723 4.74.7 Pd/50Cs2.5H0.5PW12O40/ACAPd / 50Cs 2.5 H 0.5 PW 12 O 40 / ACA 636636 4.14.1

세슘 이온 치환 헤테로폴리산을 처리하여 산점이 포함된 활성 카본 에어로젤에 담지된 팔라듐 촉매 (Pd/YCsPalladium catalyst (Pd / YCs) supported on activated carbon airgel containing acid point by treatment of cesium ion-substituted heteropolyacid 2.52.5 HH 0.50.5 PWPW 1212 OO 4040 /ACA, Y=10, 20, 30, 40, 그리고 50 중량%)를 이용한 4-페녹시페놀 분해 반응/ Phenaphenol decomposition reaction with (ACA, Y = 10, 20, 30, 40, and 50% by weight)

리그닌 모델 화합물인 4-페녹시페놀을 분해하는데 있어 양이온 치환 헤테로폴리산을 처리하여 산점이 포함된 활성 카본에어로젤에 담지된 팔라듐 촉매의 성능 평가를 위해 실시예 1과 같이 반응을 실시하였다. 4-페녹시페놀 분해 반응에서 생산되는 생성물은 벤젠, 사이클로헥산올, 그리고 페놀이며 각각 GC-MS로 확인하였다. 4-페녹시페놀의 촉매 분해 반응 후 촉매 활성을 평가하기위해 전환율, 선택도, 그리고 수율은 수학식 1, 수학식 2, 그리고 수학식 3과 같이 계산한다. 실시예 1에 제시한 것처럼 양이온 치환 헤테로폴리산을 처리하여 산점을 형성한 활성 카본 에어로젤에 담지된 팔라듐 촉매를 이용하여 리그닌 모델화합물 4-페녹시페놀을 분해 한 결과를 도 7에 제시하였다. 도 7에 나타난 것과 같이 4-페녹시페놀 전환율과 주 생성물 수율은 촉매에 포함된 양이온 치환 헤테로폴리산의 양에 따라 화산형 그래프를 보여준다. 상기에 제시된 촉매 중에서 촉매에 포함된 양이온 치환 헤테로폴리산이 20 중량% (Pd/20Cs2.5H0.5PW12O40/ACA)일 경우 전환율과 주 생성물 수율은 각각 93.7%와 66.5%로 최대치를 보여준다. 또한 양이온 치환 헤테로폴리산의 양이 10 중량%에서 50중량% 사이일 경우 전환율은 약 80-95% 사이고, 주생성물 수율은 약 45-67% 사이에서 관찰된다.
In the decomposition of 4-phenoxyphenol, which is a lignin model compound, the reaction was carried out as in Example 1 for the performance evaluation of the palladium catalyst supported on the activated carbon aerogel containing an acid point by treating a cation-substituted heteropolyacid. The products produced in the 4-phenoxyphenol decomposition reaction were benzene, cyclohexanol, and phenol, respectively, identified by GC-MS. The conversion, selectivity, and yield are calculated according to equations (1), (2), and (3) to evaluate the catalytic activity after catalytic cracking of 4-phenoxyphenol. As shown in Example 1, the result of decomposing the lignin model compound 4-phenoxyphenol using a palladium catalyst supported on an activated carbon airgel treated with a cation-substituted heteropolyacid to form an acid point is shown in FIG. 7. As shown in FIG. 7, 4-phenoxyphenol conversion and main product yield show volcanic graphs depending on the amount of cationic substituted heteropolyacids included in the catalyst. When the cationic substituted heteropolyacid included in the catalyst is 20% by weight (Pd / 20Cs 2.5 H 0.5 PW 12 O 40 / ACA) among the catalysts described above, the conversion and main product yields are 93.7% and 66.5%, respectively. In addition, when the amount of cation-substituted heteropolyacid is between 10% and 50% by weight, the conversion is between about 80-95% and the main product yield is observed between about 45-67%.

세슘 이온 치환 헤테로폴리산을 처리하여 산점이 포함된 활성 카본 에어로젤에 담지된 팔라듐 촉매 (Pd/20CsTreatment of cesium ion-substituted heteropolyacids, palladium catalyst (Pd / 20Cs) supported on activated carbon airgel containing acid 2.52.5 HH 0.50.5 PWPW 1212 OO 4040 /ACA), 활성 카본에어로젤에 담지된 팔라듐 촉매 (Pd/ACA), 상용 활성탄에 담지된 팔라듐 촉매 (Pd/AC)의 4-페녹시페놀 분해 성능 비교/ ACA), Palladium Catalyst Supported on Activated Carbon Aerogels (Pd / ACA), Palladium Catalyst Supported on Commercial Activated Carbon (Pd / AC)

도 8에는 실시예1, 비교예 1, 2에서 실시한 양이온 치환 헤테로폴리산을 처리하여 산점이 포함된 활성 카본에어로젤에 담지된 팔라듐 촉매(Pd/20Cs2.5H0.5PW12O40/ACA), 활성 카본에어로젤에 담지된 팔라듐 촉매 (Pd/ACA), 그리고 상용 활성탄에 담지된 팔라듐 촉매 (Pd/AC)로 리그닌 모델화합물 4-페녹시페놀을 분해한 결과를 보여준다. 상용 활성탄에 담지된 팔라듐 촉매 (Pd/AC) 촉매를 사용하여 4-페녹시페놀을 분해 할 경우 전환율과 주 생성물 수율은 각각 40.5%와 13.7%를 보여준다. 또한 활성 카본 에어로젤에 담지된 팔라듐 촉매 (Pd/ACA)를 사용하여 4-페녹시페놀을 분해 할 경우 전환율과 주 생성물 수율은 각각 62.4%와 49.9%를 보여준다. 이와 비교해 양이온 치환 헤테로폴리산을 처리하여 산점이 포함된 활성 카본에어로젤에 담지된 팔라듐 촉매 (Pd/20Cs2.5H0.5PW12O40/ACA)를 이용하여 4-페녹시페놀을 분해할 경우 전환율과 주 생성물의 수율은 93.7%와 66.5%로 관찰되었다. 상기의 세 촉매들을 이용해 4-페녹시페놀을 분해할 경우 전환율과 주 생성물의 수율은 Pd/20Cs2.5H0.5PW12O40/ACA > Pd/ACA > Pd/AC 순으로 관찰되었으며, 상기 촉매 중에서 양이온 치환 헤테로폴리산을 처리하여 산점이 포함된 활성 카본에어로젤에 담지된 팔라듐 촉매 (Pd/20Cs2.5H0.5PW12O40/ACA)가 가장 우수한 4-페녹시페놀 분해성능을 보여준다.8 shows the palladium catalyst (Pd / 20Cs 2.5 H 0.5 PW 12 O 40 / ACA) supported on the activated carbon aerogels containing acidic acid by treating the cation-substituted heteropolyacids carried out in Examples 1 and 2 and the activated carbon aerogels. Decomposition of the lignin model compound 4-phenoxyphenol with the palladium catalyst supported on (Pd / ACA) and the palladium catalyst supported on commercial activated carbon (Pd / AC) is shown. When the 4-phenoxyphenol is decomposed using a palladium catalyst (Pd / AC) catalyst supported on commercial activated carbon, the conversion and main product yields are 40.5% and 13.7%, respectively. In addition, the conversion and main product yields of 62.4% and 49.9%, respectively, were obtained when the 4-phenoxyphenol was decomposed using a palladium catalyst (Pd / ACA) supported on activated carbon aerogels. In contrast, the conversion and main product of the decomposition of 4-phenoxyphenol using a palladium catalyst (Pd / 20Cs 2.5 H 0.5 PW 12 O 40 / ACA) supported on activated carbon aerogels containing acidic acid by treating cationic substituted heteropolyacids Yields of 93.7% and 66.5% were observed. When the 4-phenoxyphenol was decomposed using the above three catalysts, the conversion and the yield of the main product were observed in the order of Pd / 20Cs 2.5 H 0.5 PW 12 O 40 / ACA> Pd / ACA> Pd / AC. The palladium catalyst (Pd / 20Cs 2.5 H 0.5 PW 12 O 40 / ACA) supported on the activated carbon aerogel containing the acid point by treating the cation-substituted heteropolyacid showed the best 4-phenoxyphenol degrading performance.

앞에서 설명된 본 발명의 일실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.The embodiments of the present invention described above should not be construed as limiting the technical idea of the present invention. The scope of protection of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those skilled in the art will be able to modify the technical idea of the present invention in various forms. Accordingly, such improvements and modifications will fall within the scope of the present invention as long as they are obvious to those skilled in the art.

Claims (3)

리그닌 화합물의 내부 결합 중에서 탄소-산소-탄소 결합을 선택적으로 분해하여 방향족 화합물을 제조하는데 사용되며,
화학식 M/QxH3.0-xPW12O40/ACA (M은 귀금속이며, QxH3.0-xPW12O40은 양이온 치환 헤테로폴리산이며, 상기 Q는 알카리금속 이온 또는 암모늄 이온 중에서 선택된 1종 이상의 양이온, 0≤x≤3이고, ACA는 활성 카본에어로젤)으로 표시되고, 수소 이온이 알카리금속 이온 또는 암모늄 이온 중에서 선택된 1종 이상의 양이온으로 치환된 양이온 치환된 헤테로폴리산을 활성 카본 에어로젤의 중량을 기준으로 5 내지 70 중량% 범위로 담지하여 산점을 형성한 활성 카본 에어로젤에 팔라듐, 로듐, 루세늄 및 백금으로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 귀금속 촉매를 활성 카본 에어로젤의 중량을 기준으로 1 내지 30 중량% 범위로 담지한 것을 특징으로 하는 양이온 치환 헤테로폴리산을 포함한 활성 카본에어로젤에 담지된 귀금속 촉매.
Used to prepare aromatic compounds by selectively decomposing carbon-oxygen-carbon bonds among the internal bonds of lignin compounds,
Formula M / Q x H 3.0-x PW 12 O 40 / ACA (M is a noble metal, Q x H 3.0-x PW 12 O 40 is a cation-substituted heteropolyacid, wherein Q is one selected from alkali metal ions or ammonium ions) Or more cations, 0 ≦ x ≦ 3, ACA is an activated carbon aerogel), and a cation-substituted heteropolyacid in which hydrogen ions are substituted with at least one cation selected from alkali metal ions or ammonium ions, based on the weight of the activated carbon aerogel. 1 to 30% by weight based on the weight of the activated carbon airgel of at least one precious metal catalyst selected from the group consisting of palladium, rhodium, ruthenium and platinum on the activated carbon airgel formed in the range of 5 to 70% by weight A noble metal catalyst supported on an activated carbon aerogel comprising a cation-substituted heteropolyacid, which is supported in a range.
제1항에 있어서, 상기 활성 카본 에어로젤은 레조시놀 (Resocinol)과 포름알데히드 (Formaldehyde)를 레조시놀과 포름알데히드의 비율 (R/F ratio)이 0.1~2.0 범위로 중합하여 생산된 카본 에어로젤을 수산화칼륨, 인산, 및 염화아연으로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 활성화제로 200~800℃ 온도범위, 1~3 시간, 그리고 질소 분위기에서 활성화한 것을 특징으로 하는 양이온 치환 헤테로폴리산을 포함한 활성 카본에어로젤에 담지된 귀금속 촉매.The method of claim 1, wherein the activated carbon airgel is a carbon airgel produced by polymerizing resorcinol and formaldehyde (R / F ratio) in the range of 0.1 ~ 2.0 of resocinol and formaldehyde (R / F ratio) Activated carbon aerogels containing cation-substituted heteropolyacids, which are activated in a temperature range of 200 to 800 ° C. for 1 to 3 hours and in a nitrogen atmosphere with at least one activator selected from the group consisting of potassium hydroxide, phosphoric acid, and zinc chloride. Supported Precious Metal Catalysts. 제1항 또는 제2항의 양이온 치환 헤테로폴리산을 포함한 활성 카본에어로젤에 담지된 귀금속 촉매 존재하에 300℃ 미만의 온도 및 수소 50 기압 이하 범위의 압력하에서 리그닌 화합물을 분해하여 방향족 화합물을 제조하는 것을 특징으로 하는 리그닌 화합물 분해 방법.An aromatic compound is prepared by decomposing a lignin compound at a temperature of less than 300 ° C. and a pressure of 50 atm or less of hydrogen in the presence of a noble metal catalyst supported on an activated carbon aerogel including the cationic substituted heteropolyacid of claim 1. Method for Degrading Lignin Compounds.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101466882B1 (en) * 2013-10-25 2014-12-03 서울대학교산학협력단 Cation-exchanged heteropolyacid and novel metal catalyst supported on mesoporous carbon, preparation method thereof and decomposition method of lignin compounds using said catalyst
CN107628618A (en) * 2017-11-09 2018-01-26 长江师范学院 A kind of preparation method of lignin-base high-specific surface area carbon material
CN110694686A (en) * 2019-11-08 2020-01-17 西安凯立新材料股份有限公司 Method for preparing phosphotungstic acid modified activated carbon supported palladium catalyst and application

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101101179B1 (en) 2010-07-09 2012-01-03 서울대학교산학협력단 Novel metal catalyst supported on cation-excahnged heteropolyacid for lignin compounds decomposition and decomposition method of lignin compounds using said catalyst

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101101179B1 (en) 2010-07-09 2012-01-03 서울대학교산학협력단 Novel metal catalyst supported on cation-excahnged heteropolyacid for lignin compounds decomposition and decomposition method of lignin compounds using said catalyst

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Hai W. P., et al., "Catalytic decomposition of 4-phenoxyphenol to aromatics over Pd/XCs2.5H0.5PW12O40/ACA catalysts", Applied Catalysis A: General, Vol.437-438(2012.09.) *
논문1 : APPLIED CATALYSIS A *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101466882B1 (en) * 2013-10-25 2014-12-03 서울대학교산학협력단 Cation-exchanged heteropolyacid and novel metal catalyst supported on mesoporous carbon, preparation method thereof and decomposition method of lignin compounds using said catalyst
CN107628618A (en) * 2017-11-09 2018-01-26 长江师范学院 A kind of preparation method of lignin-base high-specific surface area carbon material
CN110694686A (en) * 2019-11-08 2020-01-17 西安凯立新材料股份有限公司 Method for preparing phosphotungstic acid modified activated carbon supported palladium catalyst and application
CN110694686B (en) * 2019-11-08 2022-08-16 西安凯立新材料股份有限公司 Method for preparing phosphotungstic acid modified activated carbon supported palladium catalyst and application

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