KR101616195B1 - Direct synthesis of hydrogen peroxide using Pd/silica-alumina catalysts having core/shell structure - Google Patents

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Abstract

본 발명은 코어/쉘 구조의 팔라듐/실리카-알루미나 촉매, 및 이를 이용한 과산화수소의 직접 생산방법으로, 보다 자세하게는 과산화수소 직접 생산용으로 사용되는 코어/쉘 구조의 팔라듐/실리카-알루미나 촉매를 사용하여 반응물인 수소 및 산소로부터 과산화수소를 직접 생산하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a palladium / silica-alumina catalyst having a core / shell structure and a method for producing hydrogen peroxide directly using the same, and more particularly, to a process for producing hydrogen peroxide using a core / shell structure palladium / silica- To a method for producing hydrogen peroxide directly from hydrogen and oxygen.

Description

코어/쉘 구조의 팔라듐/실리카-알루미나 촉매를 이용한 과산화수소의 직접 생산방법{Direct synthesis of hydrogen peroxide using Pd/silica-alumina catalysts having core/shell structure}Technical Field [0001] The present invention relates to a direct synthesis method of hydrogen peroxide using a palladium / silica-alumina catalyst having a core / shell structure,

본 발명은 코어/쉘 구조의 팔라듐/실리카-알루미나 촉매를 이용한 과산화수소의 직접 생산방법으로, 보다 자세하게는 과산화수소 직접 생산용으로 사용되는 코어/쉘 구조의 팔라듐/실리카-알루미나 촉매를 사용하여 반응물인 수소 및 산소로부터 과산화수소를 직접 생산하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for the direct production of hydrogen peroxide using a palladium / silica-alumina catalyst having a core / shell structure and more particularly to a process for producing hydrogen peroxide using a core / shell structure palladium / silica- And a method for producing hydrogen peroxide directly from oxygen.

과산화수소는 펄프 및 섬유의 표백제, 소독 살균제, 반도체 세정액, 수처리 공정의 산화제, 화학 반응의 친환경 산화제(프로필렌 옥사이드 합성)로 사용되고 있다. 2009년 기준 연간 220만 톤의 과산화수소가 생산되고 있으며 프로필렌 옥사이드 수요의 증가와 함께 과산화수소의 수요 증가가 기대된다.Hydrogen peroxide is used as a bleaching agent for pulp and fiber, disinfectant disinfectant, semiconductor cleaning liquid, oxidizer for water treatment process, and environmentally friendly oxidizer for chemical reaction (propylene oxide synthesis). As of 2009, 2.2 million tons of hydrogen peroxide are produced annually, and demand for hydrogen peroxide is expected to rise along with an increase in demand for propylene oxide.

현재 과산화수소는 대한민국 공개특허 제1999-0027774호 및 제2001-0076225호에서 공지된 바와 같이, 안트라퀴논(anthraquinone) 계열 화합물을 시작으로 연속적인 산화, 수소화 공정을 거쳐 생성되는데, 이때 많은 양의 유기 용매가 사용되고 폐기물로 발생한다는 문제점이 있다. 또한, 과산화수소의 생산이 다단의 연속 공정과 생산 후 정제 및 농축 과정을 거치며 많은 에너지의 소비가 필요하다는 문제점도 있다.At present, hydrogen peroxide is produced by successive oxidation and hydrogenation processes starting from anthraquinone-based compounds, as known from Korean Patent Publication Nos. 1999-0027774 and 2001-0076225, wherein a large amount of organic solvent There is a problem that it is used as waste and is generated as waste. In addition, there is also a problem that the production of hydrogen peroxide requires a lot of energy consumption through a multistage continuous process and purification and concentration process after production.

이에 수소와 산소를 직접 반응시켜 과산화수소를 합성하는 직접 생산 공정이 주목 받고 있으며, 이러한 직접 생산 공정은 반응 부산물로 물이 생산되며 유기 용매의 사용이 적어 상용 공정의 대체 공정으로 많은 연구가 되어왔다. 또한, 직접 생산 공정은 구성이 간단해 과산화수소를 필요로 하는 곳에서 생산 공급할 수 있어 과산화수소의 보관 및 운반시 폭발의 위험성을 크게 줄일 수 있다. Direct production processes for the synthesis of hydrogen peroxide by directly reacting hydrogen and oxygen have been attracting attention. This direct production process has been studied as an alternative process of commercial process because water is produced as a reaction by-product and use of organic solvent is low. In addition, the direct production process can be manufactured and supplied where hydrogen peroxide is needed because of its simple structure, which greatly reduces the risk of explosion when storing and transporting hydrogen peroxide.

따라서, 과산화수소 직접 생산을 위한 촉매 및 반응시스템에 대한 연구가 현재 진행되고 있다. 하지만, 과산화수소 직접 생산을 위한 촉매 시스템은 대부분 금속 촉매가 사용되고 있으며, 용매에 산을 첨가하는 것이 일반적이다. 산(H+ ion)의 역할은 여러 가지가 보고되고 있으며, 그 중 합성된 과산화 수소의 분해를 억제하는 것과 과산화 수소의 선택성을 증가시킨다는 역할이 보고되었다. 하지만, 산을 사용함으로써 촉매의 활성 금속이 용출되거나, 반응기의 부식을 야기시킬 수 있다. 또한, 과산화수소를 사용하는 토양정화, 천이나 옷감의 표백공정에서는 첨가하는 산의 양이 적거나 없는 것이 바람직하다. 따라서, 용매에 첨가하는 산을 사용하지 않거나, 사용 양을 줄일 필요가 있다.Therefore, researches on catalysts and reaction systems for direct production of hydrogen peroxide are underway. However, most catalyst systems for direct production of hydrogen peroxide are metal catalysts, and it is common to add an acid to the solvent. The role of acid (H + ion) has been reported in various roles, among which the role of inhibiting the decomposition of synthesized hydrogen peroxide and increasing the selectivity of hydrogen peroxide has been reported. However, the use of an acid can lead to the elution of the active metal of the catalyst or to the corrosion of the reactor. In addition, it is preferable that the amount of acid to be added is little or no in the purification of soil using hydrogen peroxide, bleaching process of cloth or cloth. Therefore, it is necessary to use no acid added to the solvent, or to reduce the amount used.

또한, 수소와 산소로부터 과산화수소를 직접 생산하기 위한 촉매로 팔라듐을 이용한 다양한 촉매의 개발이 이루어지고 있다. 그러나 과산화수소의 직접 생산에서 촉매 담체를 사용하는 경우, 담체의 산 특성을 변화시켜서 용매에 사용하는 산의 양을 줄인 보고는 많이 되고 있으나, 아직까지 담체를 사용하지 않은 나노 촉매를 이용한 경우는 보고되고 있지 않다.In addition, various catalysts using palladium as a catalyst for directly producing hydrogen peroxide from hydrogen and oxygen have been developed. However, in the case of using a catalyst carrier in the direct production of hydrogen peroxide, it has been reported that the amount of acid used in the solvent is reduced by changing the acid property of the carrier, but the case of using a nanocatalyst that has not yet used a carrier has been reported It is not.

특히, 코어/쉘 구조의 팔라듐/실리카-알루미나 촉매의 산점을 활용하여, 용매에 첨가되는 산의 양을 감소시켜 촉매의 용출 및 반응기의 부식을 억제하는 연구는 진행된바 없다.In particular, research has not been conducted to suppress the elution of the catalyst and the corrosion of the reactor by reducing the amount of the acid added to the solvent by utilizing the acid sites of the palladium / silica-alumina catalyst of the core / shell structure.

대한민국 공개특허 제1999-0027774호Korean Patent Publication No. 1999-0027774 대한민국 공개특허 제2001-0076225호Korean Patent Publication No. 2001-0076225

상기 문제점을 해결하기 위하여,In order to solve the above problems,

본 발명은 수소와 산소로부터 과산화수소를 직접 생산하는 공정에서 나노 촉매인 코어/쉘 구조의 팔라듐/실리카-알루미나 촉매를 사용하는 것을 목적으로 한다.The present invention aims to use a core / shell structure palladium / silica-alumina catalyst which is a nano catalyst in the process of directly producing hydrogen peroxide from hydrogen and oxygen.

또한, 본 발명은 상기 코어/쉘 구조의 팔라듐/실리카-알루미나 촉매는 산점을 가지고 있으므로, 과산화수소의 직접 생산방법에 사용되는 산의 양을 감소 및 과산화수소의 생산량을 증가시키는 것을 목적으로 한다.Further, the present invention aims at reducing the amount of acid used in the direct production method of hydrogen peroxide and increasing the production amount of hydrogen peroxide because the palladium / silica-alumina catalyst of the core / shell structure has acid sites.

상기 목적을 달성하기 위하여,In order to achieve the above object,

본 발명은 코어/쉘 구조의 팔라듐/실리카-알루미나 촉매를 사용하여 수소 및 산소로부터 과산화수소를 직접 생산하는 것을 특징으로 하는 과산화수소의 직접 생산방법을 제공한다.The present invention provides a method for the direct production of hydrogen peroxide, characterized in that hydrogen peroxide is directly produced from hydrogen and oxygen using a palladium / silica-alumina catalyst having a core / shell structure.

본 발명의 코어/쉘 구조의 팔라듐/실리카-알루미나 촉매는 산점을 가지고 있으며, 이를 수소 및 산소로부터 과산화수소를 직접 생산하는 방법에 사용함으로써, 과산화수소 직접 생산시 사용되는 산의 양을 줄일 수 있으며, 과산화수소의 생산량을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.The palladium / silica-alumina catalyst of the core / shell structure of the present invention has an acid site and can be used in a method of directly producing hydrogen peroxide from hydrogen and oxygen, thereby reducing the amount of acid used in direct production of hydrogen peroxide, It is possible to increase the amount of production.

도 1은 코어/쉘 구조의 팔라듐/실리카-알루미나 촉매의 TEM 사진이다.
도 2는 코어/쉘 구조의 팔라듐/실리카 촉매의 TEM 사진이다.
도 3은 코어/쉘 구조의 팔라듐/실리카-알루미나 촉매 및 코어/쉘 구조의 팔라듐/실리카 촉매의 암모니아 탈착량을 측정한 그래프이다.
도 4는 코어/쉘 구조의 팔라듐/실리카-알루미나 촉매 및 코어/쉘 구조의 팔라듐/실리카 촉매에 피리딘이 흡착된 FT-IR 그래프이다.
도 5는 코어/쉘 구조의 팔라듐/실리카-알루미나 촉매 및 코어/쉘 구조의 팔라듐/실리카 촉매의 인산 함량에 따른 과산화수소 생산량을 나타낸 그래프이다.
1 is a TEM photograph of a palladium / silica-alumina catalyst with a core / shell structure.
Figure 2 is a TEM photograph of a palladium / silica catalyst with a core / shell structure.
3 is a graph showing the ammonia desorption amount of a palladium / silica-alumina catalyst having a core / shell structure and a palladium / silica catalyst having a core / shell structure.
Figure 4 is a FT-IR graph of pyridine adsorbed on a palladium / silica-catalyzed palladium / silica-alumina catalyst of core / shell structure and core / shell structure.
FIG. 5 is a graph showing hydrogen peroxide production according to the phosphoric acid content of the palladium / silica-alumina catalyst of the core / shell structure and the palladium / silica catalyst of the core / shell structure.

이하, 본 발명을 보다 자세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

과산화수소는 안트라퀴논(anthraquinone) 계열 화합물을 시작으로 연속적인 산화 및 수소화 공정을 거쳐 생성되는데, 이 때 많은 양의 유기 용매가 사용되고 폐기물로 발생한다는 문제점이 있다. 또한, 과산화수소의 생산이 다단의 연속 공정과 생산 후 정제 및 농축 과정을 거치며 많은 에너지의 소비가 필요하다는 문제점도 있다.Hydrogen peroxide is produced by successive oxidation and hydrogenation processes starting from anthraquinone type compounds. In this case, a large amount of organic solvent is used and it is generated as waste. In addition, there is also a problem that the production of hydrogen peroxide requires a lot of energy consumption through a multistage continuous process and purification and concentration process after production.

이에 수소와 산소를 직접 반응시켜 과산화수소를 합성하는 직접 생산 공정이 주목 받고 있으며, 이러한 직접 생산 공정은 반응 부산물로 물이 생산되며, 유기 용매의 사용이 적어 상용 공정의 대체 공정으로 많은 연구가 진행되고 있다.
Direct production processes for the synthesis of hydrogen peroxide by directly reacting hydrogen and oxygen have been attracting attention. Since this direct production process is a reaction by-product, water is produced and the use of organic solvents is low. have.

따라서, 본 발명에서는 코어/쉘 구조의 팔라듐/실리카-알루미나 촉매를 사용하여 수소 및 산소로부터 과산화수소를 직접 생산하는 것을 특징으로 하는 과산화수소의 직접 생산방법을 제공하고자 한다.
Accordingly, the present invention provides a direct production method of hydrogen peroxide which is characterized in that hydrogen peroxide is directly produced from hydrogen and oxygen using a palladium / silica-alumina catalyst having a core / shell structure.

본 발명의 과산화수소 직접 생산방법에 사용되는 코어/쉘 구조의 팔라듐/실리카-알루미나 촉매는 10 내지 500nm 크기이며, 1 내지 30nm 크기의 팔라듐 나노 입자가 실리카-알루미나 쉘 내부에 코어로 존재하는 형태로, 팔라듐/실리카-알루미나 촉매 총 중량에 대하여 0.1 내지 20 중량%로 포함되어 있다. 상기 함량 범위로 팔라듐 나노 입자가 포함될 경우, 과산화수소의 직접 생산에서 촉매 역할을 바람직하게 수행할 수 있다. The palladium / silica-alumina catalyst of the core / shell structure used in the direct production method of hydrogen peroxide of the present invention has a size of 10 to 500 nm and palladium nanoparticles of 1 to 30 nm in size exist as a core in the silica- Palladium / silica-alumina catalyst in an amount of 0.1 to 20% by weight based on the total weight of the catalyst. When the palladium nanoparticles are contained in the above content range, the catalyst can be preferably performed in the direct production of hydrogen peroxide.

또한, 상기 촉매의 쉘은 실리카-알루미나로 이루어진 기공성 쉘이며, 상기 쉘은 실리콘 및 알루미늄을 10 내지 300:1의 몰비로 혼합하여 사용하며, 더욱 바람직하게는 20 내지 80:1의 몰비로 혼합하여 사용한다. 상기 실리카-알루미나 쉘은 기공성이므로, 상기 기공을 통하여 코어인 팔라듐 나노 입자까지 물질을 전달할 수 있다.
Also, the shell of the catalyst is a porous shell made of silica-alumina, and the shell is mixed with silicon and aluminum in a molar ratio of 10 to 300: 1, more preferably 20 to 80: 1 . Since the silica-alumina shell is porous, the material can be transferred through the pores to the core of palladium nanoparticles.

본 발명에서 수소 및 산소로부터 과산화수소를 직접 생산하는 방법은, 상기 코어/쉘 구조의 팔라듐/실리카-알루미나 촉매 및 알코올 용매를 포함하는 반응기에 반응물인 수소 및 산소를 공급하여 반응시킴으로써 과산화수소를 직접 생산할 수 있다. 또한, 바람직하게는 상기 반응기에 반응물로 질소를 추가로 공급하여 반응시킬 수 있다.In the present invention, a method of directly producing hydrogen peroxide from hydrogen and oxygen is a method of directly producing hydrogen peroxide by supplying hydrogen and oxygen as reactants to a reactor including a palladium / silica-alumina catalyst of the core / shell structure and an alcohol solvent have. In addition, it is preferable that the reactor is further reacted by additionally supplying nitrogen as a reactant.

보다 구체적으로, 본 발명의 과산화수소 직접 생산방법은 알코올 용매가 반응 매질로 사용되는 것으로, 과산화수소 직접 생산방법이 액상으로 진행될 수 있게 한다. 상기 알코올 용매는 과산화수소의 용도에 따라 적합한 것을 선택하여 사용하며, 바람직하게는 메탄올, 에탄올 또는 알코올과 물의 혼합용액일 수 있으며, 보다 바람직하게는 에탄올과 물의 혼합 용액이 사용된다. More specifically, the direct production method of hydrogen peroxide of the present invention allows an alcohol solvent to be used as a reaction medium so that the direct production method of hydrogen peroxide can proceed to a liquid phase. The alcohol solvent may be selected from those suitable for the use of hydrogen peroxide, preferably methanol, ethanol or a mixed solution of alcohol and water, more preferably a mixed solution of ethanol and water.

또한, 상기 반응은 고온 고압 반응기(autoclave)에서 진행되며, 반응기 외벽을 둘러싼 가열 장치와 반응기 내부에 설치되어 있는 온도계 및 냉각 장치를 통해 10 내지 30℃의 반응 온도를 유지하여 과산화수소를 직접 생산할 수 있다.The reaction is carried out in a high-temperature autoclave, and a reaction temperature of 10 to 30 ° C is maintained through a heating device surrounding the outer wall of the reactor and a thermometer and a cooling device installed in the reactor to directly produce hydrogen peroxide .

반응물인 수소 및 산소는 가스 형태로 반응기에 주입되며, 용매에 대한 용해도를 향상시키기 위하여 용매에 담길 수 있는 관(Dip tube)을 이용하여 용매에 직접 공급하는 것이 바람직하다. 수소 가스 및 산소 가스는 각각 1 내지 4mL/분 및 10 내지 40mL/분의 유속으로 흘려주는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 각각 1.5 내지 2.5mL/분 및 15 내지 25mL/분의 유속으로 흘려준다. 상기 수소 가스 및 산소 가스의 유속으로 인하여, 결과적으로 수소 및 산소는 1:5 내지 15의 몰 비로 유지되며 반응기에 주입된다.The reactants, hydrogen and oxygen, are injected into the reactor in the form of a gas. In order to improve the solubility with respect to the solvent, it is preferable to directly supply the hydrogen and oxygen to the solvent using a dip tube. The hydrogen gas and the oxygen gas are preferably flowed at a flow rate of 1 to 4 mL / min and 10 to 40 mL / min, respectively, and more preferably at a flow rate of 1.5 to 2.5 mL / min and 15 to 25 mL / min, respectively. Due to the flow rates of the hydrogen gas and oxygen gas, consequently, hydrogen and oxygen are maintained at a molar ratio of 1: 5 to 15 and are injected into the reactor.

상기 수소 가스 및 산소 가스를 반응기에 상기의 유속으로 일정하게 흘려주면서 BPR(Back Pressure Regulator)을 사용하여 전체 반응 압력을 조절하며, 반응 압력은 반응기에 연결되어 있는 압력계를 통하여 측정한다. 과산화수소 직접 생산방법에서 반응 압력은 1 내지 40 기압, 바람직하게는 상압으로 유지하여 반응을 진행한다.
The hydrogen gas and the oxygen gas are supplied to the reactor at the above-mentioned flow rate, and the total reaction pressure is regulated using a BPR (Back Pressure Regulator). The reaction pressure is measured through a pressure gauge connected to the reactor. In the direct production method of hydrogen peroxide, the reaction pressure is maintained at 1 to 40 atm, preferably at atmospheric pressure.

본 발명의 과산화수소 직접 생산방법에서, 더욱 바람직하게는 상기 알코올 용매에 추가로 할로겐 화합물을 포함시킬 수 있다. 팔라듐을 포함하는 촉매의 경우 할로겐 화합물을 첨가하면 할로겐 화합물 일부가 팔라듐에 흡착하게 된다. 할로겐 화합물이 흡착하는 활성점은 과산화수소가 생성되는 활성점 보다, 부 반응인 물이 생성되는 활성점에 더 잘 흡착한다고 알려져 있다. 따라서, 소량의 할로겐 화합물을 첨가할 경우 과산화수소의 선택성이 증가하여 과산화수소의 생산량을 증가시킬 수 있다. In the direct production method of hydrogen peroxide of the present invention, it is more preferable to further include a halogen compound in the alcohol solvent. In the case of a catalyst containing palladium, when a halogen compound is added, a part of the halogen compound is adsorbed on palladium. It is known that the active site adsorbed by the halogen compound is more adsorbed to the active site where water is generated than the active site where hydrogen peroxide is generated. Therefore, when a small amount of a halogen compound is added, the selectivity of hydrogen peroxide is increased and the production amount of hydrogen peroxide can be increased.

상기 할로겐 화합물은 브롬(Br), 염소(Cl) 및 요오드(I) 이온으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 화합물, 또는 상기 화합물의 혼합물일 수 있으며, 브롬(Br) 이온을 포함하는 화합물인 것이 바람직하다.The halogen compound may be a compound containing at least one member selected from the group consisting of bromine (Br), chlorine (Cl) and iodine (I) ions, Compound.

또한, 상기 할로겐 화합물을 추가로 사용할 경우, 0 초과 0.1M 이하의 농도로 사용하며, 바람직하게는 0 초과 5mM 이하의 농도로 사용한다.
When the halogen compound is further used, it is used in a concentration of more than 0 to 0.1M, preferably in a concentration of more than 0 and 5 mM or less.

또한, 본 발명의 과산화수소 직접 생산방법에서, 더욱 바람직하게는 상기 알코올 용매에 추가로 산을 포함시킬 수 있다. Further, in the direct production method of hydrogen peroxide of the present invention, more preferably, the alcohol solvent may further include an acid.

상기 산은 황산(H2SO4), 염산(HCl), 인산(H3PO4) 및 질산(HNO3)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이며, 바람직하게는 인산(H3PO4)을 사용한다.The acid is sulfuric acid (H 2 SO 4), hydrochloric acid (HCl), phosphoric acid (H 3 PO 4) and nitric acid is at least one member selected from the group consisting of (HNO 3), preferably phosphoric acid (H 3 PO 4) the use.

또한, 상기 산을 추가로 사용할 경우, 0 초과 1M의 농도로 사용하며, 바람직하게는 0 초과 0.03M 이하의 농도로 사용한다.When the acid is further used, it is used in a concentration of more than 0 and 1M, preferably in a concentration of more than 0 and 0.03M or less.

산을 포함시킴으로써, 합성된 과산화 수소의 분해를 억제할 수 있으며, 과산화수소의 선택성을 증가시킬 수 있으나, 산을 사용함으로 인하여 촉매의 활성 금속이 용출되거나, 반응기의 부식을 야기하는 문제점이 있다.By including an acid, it is possible to inhibit the decomposition of hydrogen peroxide synthesized and to increase the selectivity of hydrogen peroxide. However, there is a problem that the active metal of the catalyst is eluted due to the use of an acid, or corrosion of the reactor is caused.

그러나, 본 발명의 과산화수소 직접 생산방법에 사용되는 코어/쉘 구조의 팔라듐/실리카-알루미나 촉매는 산점을 가지고 있어, 산의 역할을 대신할 수 있으며, 그로 인하여 과산화수소 직접 생산방법에 사용되는 산의 양을 저감시킬 수 있고, 과산화수소의 생산량을 증가시킬 수 있다.However, the palladium / silica-alumina catalyst of the core / shell structure used in the direct production method of hydrogen peroxide of the present invention has an acid point, and can replace the role of an acid, and therefore the amount of acid used in the direct production method of hydrogen peroxide Can be reduced, and the production amount of hydrogen peroxide can be increased.

보다 자세하게는, 코어/쉘 구조의 팔라듐/실리카-알루미나 촉매의 실리카-알루미나 쉘이 산점을 가지고 있다. 이는 실리콘-알루미늄이 혼합되면, 알루미늄과 실리콘 원자의 크기가 다르기 때문에 이들의 결합 방법에 따라 실리카-알루미나에서 세가지 유형의 구조적 결함이 나타나기 때문이다. 첫번째로, 정사면체 배위구조의 실리콘 양이온 자리에 치환된 알루미늄 이온, 두번째로, 변형된 정사면체 구조에 들어있는 알루미늄 양이온, 세번째로, 변형된 정사면체 구조에 들어있는 실리콘 양이온이다. 그 중 정사면체 배위 구조를 갖는 알루미늄 양이온 때문에 생성되는 결함에서 브뢴스테드 산성 및 루이스 산성이 나타난다. More specifically, the silica-alumina shell of the palladium / silica-alumina catalyst of the core / shell structure has acid sites. This is because, when silicon-aluminum is mixed, there are three types of structural defects in the silica-alumina due to the different bonding methods of aluminum and silicon atoms. First, aluminum ions substituted in the silicon cation sites of the tetrahedral coordination structure; second, aluminum cations in the modified tetrahedral structure; and third, silicon cations in the modified tetrahedral structure. Among them, Bronsted acidity and Lewis acidity appear in defects produced by aluminum cations having a tetrahedral coordination structure.

결론적으로, 실리콘과 알루미늄의 결합 방식에 따라 산점의 종류가 바뀌게 되므로, 본 발명에 사용되는 코어/쉘 구조의 팔라듐/실리카-알루미나 촉매의 산점은 실리콘과 알루미늄의 몰비에 의존할 수 있다.Consequently, the acid sites of the palladium / silica-alumina catalyst of the core / shell structure used in the present invention may depend on the molar ratio of silicon to aluminum, since the types of acid sites change depending on the combination of silicon and aluminum.

따라서, 본 발명에서는 실리콘 및 알루미늄을 10 내지 300:1의 몰비로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 20 내지 80:1의 몰비로 혼합하여 사용한다.
Therefore, in the present invention, it is preferable to mix silicon and aluminum in a molar ratio of 10 to 300: 1, more preferably 20 to 80: 1 in a molar ratio.

이하, 본 발명을 실시예에 기초하여 더욱 상세하게 설명하지만, 하기에 개시되는 본 발명의 실시 형태는 어디까지나 예시로써, 본 발명의 범위는 이들의 실시 형태에 한정되지 않는다. 본 발명의 범위는 특허청구범위에 표시되었고, 더욱이 특허 청구범위 기록과 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경을 함유하고 있다.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples. However, the embodiments of the present invention described below are merely examples, and the scope of the present invention is not limited to these embodiments. The scope of the present invention is indicated in the claims, and moreover, includes all changes within the meaning and range of equivalency of the claims.

실시예Example 1. 코어/쉘 구조의 팔라듐/실리카-알루미나 촉매(Pd@SA) 제조 1. Preparation of palladium / silica-alumina catalyst (Pd @ SA) with core / shell structure

아스코르빅산(Ascorbic acid) 0.068 mmol, PVP 0.189 mmol, 브롬칼륨(KBr) 5 mmol 를 3차 초순수물에 녹인 용액 16 mL 를 준비한 후, 80℃에서 10분간 마그네틱 막대를 이용하여 교반하였다. 디소듐 테트라클로로팔라데이트 (Disodium tetrachloropalladate, Na2PdCl4) 용액(64 mM) 6 mL를 넣고 동일한 온도에서 3시간 동안 마그네틱 막대로 교반하여 반응을 진행시켰다. 16 mL of a solution obtained by dissolving 0.068 mmol of ascorbic acid, 0.189 mmol of PVP and 5 mmol of potassium bromide (KBr) in tertiary ultrapure water was prepared and stirred at 80 ° C for 10 minutes using a magnetic rod. 6 mL of disodium tetrachloropalladate (Na 2 PdCl 4 ) solution (64 mM) was added thereto, and the mixture was stirred at the same temperature for 3 hours with a magnetic stirrer to proceed the reaction.

반응 후 반응용액과 아세톤을 1: 10의 비율로 혼합하여 넣고 원심분리기(3500rpm, 10분)를 통해 생성된 나노 입자를 회수한 후, 3차 초순수물을 이용하여 수 차례 세척과정을 진행하여 팔라듐 큐브 입자를 제조하였다. After the reaction, the reaction solution and acetone were mixed at a ratio of 1:10, the nanoparticles produced through a centrifuge (3500 rpm, 10 minutes) were recovered, and washed several times with tertiary ultrapure water to obtain palladium Cube particles were prepared.

제조된 팔라듐 나노입자를 에탄올 200 mL 에서 재 분산시킨 후 물 18 mL 와 암모니아수 24 mL를 첨가하였다. 3시간 동안 교반 후 실리카 전구체인 TEOS와 알루미나 전구체인 Di-sec-butoxyaluminoxy-triethoxysilane를 Si: Al의 몰비가 20: 1이 되도록 쉘을 합성하였다. The prepared palladium nanoparticles were redispersed in 200 mL of ethanol, and then 18 mL of water and 24 mL of ammonia water were added. After stirring for 3 hours, a silica precursor, TEOS, and an alumina precursor, Di-sec-butoxyaluminoxy-triethoxysilane, were synthesized with a molar ratio of Si: Al of 20: 1.

마그네틱 막대를 이용하여 24시간 교반 후 원심분리기를 통해 생성된 나노 입자를 회수하였다. 회수한 나노입자를 3차 초순수물을 이용하여 수 차례 세척과정을 진행한 후 500℃에서 6시간 동안 열처리를 진행하여 팔라듐@실리카-알루미나 코어/쉘인 Pd@SA을 제조하였다(도 1).
After stirring for 24 hours using a magnetic rod, the nanoparticles produced through the centrifugal separator were collected. The recovered nanoparticles were washed several times with tertiary ultrapure water and then heat-treated at 500 ° C. for 6 hours to prepare palladium (silica-alumina core / shell) Pd @ SA (FIG.

비교예Comparative Example 1. 코어/쉘 구조의 팔라듐/실리카 촉매(Pd@S) 제조 1. Preparation of palladium / silica catalyst (Pd @ S) with core / shell structure

알루미나 전구체를 사용하지 않고, 실리카 전구체만 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 제조하여 Pd@S를 제조하였다(도 2).
Pd @ S was produced in the same manner as in Example 1 except that the alumina precursor was not used but only the silica precursor was used (FIG. 2).

상기 실시예 1에서 제조한 Pd@SA 촉매 및 비교예 1에서 제조한 Pd@S 촉매의 물리적 특성을 유도결합플라즈마 분광 분석기(ICP-OES)를 이용하여 측정하였으며, 질소 흡탈착 실험으로 비표면적을 측정하였다. 측정 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The physical properties of the Pd @ SA catalyst prepared in Example 1 and the Pd @ S catalyst prepared in Comparative Example 1 were measured using an inductively coupled plasma spectrometer (ICP-OES), and the specific surface area Respectively. The measurement results are shown in Table 1 below.

구분division Pd 중량%
(ICP-OES)
Pd wt%
(ICP-OES)
Si/Al 비율
(ICP-OES)
Si / Al ratio
(ICP-OES)
비표면적
(m2/g)
Specific surface area
(m 2 / g)
실시예 1(Pd@SA)Example 1 (Pd @ SA) 2.982.98 19.919.9 305.8305.8 비교예 1(Pd@S)Comparative Example 1 (Pd @ S) 2.892.89 -- 335.1335.1

실험예Experimental Example 1. Pd@SA 촉매의 암모니아 탈착 실험 1. Ammonia desorption experiment of Pd @ SA catalyst

상기 실시예 1에서 제조한 Pd@SA 촉매 0.03g을 헬륨 분위기(50 mL/min의 조건)에서 400℃ 온도로 2시간 동안 전처리 하였다. 그 후, 50℃에서 암모니아 분위기(50 mL/min의 조건)에서 30분간 암모니아를 흡착시켰다. 물리적으로 흡착된 암모니아를 제거하기 위해서 150℃에서 2시간 동안 헬륨을 흘려주었다. 그 후 50℃에서 5℃/min의 속도로 500℃까지 승온시켜 암모니아의 탈착량을 측정하였다. 0.03 g of the Pd @ SA catalyst prepared in Example 1 was pretreated at 400 ° C. for 2 hours in a helium atmosphere (50 mL / min). Thereafter, ammonia was adsorbed at 50 DEG C for 30 minutes in an ammonia atmosphere (50 mL / min). Helium was flowed at 150 ° C for 2 hours to remove physically adsorbed ammonia. Thereafter, the temperature was raised to 500 deg. C at a rate of 5 deg. C / min at 50 deg. C to determine the desorption amount of ammonia.

그 결과, 상기 실시예 1에서 제조한 Pd@SA 촉매는 산점을 가지며, 비교예 1에서 제조한 Pd@S 촉매는 산점을 갖지 않는다는 것을 알 수 있었다(도 3).
As a result, it was found that the Pd @ SA catalyst prepared in Example 1 had an acid site and that the Pd @ S catalyst prepared in Comparative Example 1 had no acid sites (FIG. 3).

실험예Experimental Example 2. Pd@SA 및 Pd@S 촉매의 피리딘 흡착 실험 2. Pyridine adsorption experiment of Pd @ SA and Pd @ S catalyst

상기 실시예 1에서 제조한 Pd@SA 촉매 및 비교예 1에서 제조한 Pd@S 촉매 0.06g에 각각 압력을 가하여 박막을 형성한 후, 상기 박막을 IR-Cell에 주입하였다. 진공 조건에서 300℃에서 2시간 동안 전처리를 진행한 후, 150℃로 냉각시켰다. Pressure was applied to the Pd @ SA catalyst prepared in Example 1 and 0.06 g of the Pd @ S catalyst prepared in Comparative Example 1 to form a thin film, and the thin film was injected into the IR-Cell. Pretreatment was carried out at 300 캜 for 2 hours in a vacuum condition, followed by cooling to 150 캜.

그 후, 피리딘을 기화시켜 상기 각각의 시료에 30분간 흡착시켰으며, 150℃의 온도에서 분석을 수행하였다. 피리딘의 물리 흡착이 사라질 때까지 진공을 걸어주었으며, 100번의 분석 평균값을 사용하였다. Thereafter, pyridine was vaporized and adsorbed on each of the above samples for 30 minutes, and analysis was carried out at a temperature of 150 ° C. Vacuum was applied until the physical adsorption of the pyridine disappeared and the analytical value of 100 times was used.

그 결과, 상기 실시예 1에서 제조한 Pd@SA 촉매는 브뢴스테드 산점과 루이스 산점을 갖는 것을 확인할 수 있었으며, 비교예 1에서 제조한 Pd@S 촉매는 산점을 갖지 않는 것을 확인할 수 있었다(도 4).
As a result, it was confirmed that the Pd @ S catalyst prepared in Example 1 had a Bronsted acid point and a Lewis acid point, and that the Pd @ S catalyst prepared in Comparative Example 1 had no acid point 4).

실험예Experimental Example 3. 인산 농도에 따른 과산화수소 생성량 측정 3. Measurement of hydrogen peroxide production by phosphoric acid concentration

1. Pd@SA 촉매1. Pd @ SA catalyst

이중 자켓 반응기에 반응용매(초순수물 120 mL; 에탄올 30 mL; 및 0.9 mM KBr)를 주입하였다. 상기 이중 자켓 반응기에 실시예 1에서 제조한 Pd@SA 촉매 50 mg을 넣고, 3시간 동안 반응을 진행하였다. A double jacket reactor was charged with a reaction solvent (120 mL of ultrapure water; 30 mL of ethanol; and 0.9 mM KBr). 50 mg of the Pd @ SA catalyst prepared in Example 1 was added to the double jacket reactor and the reaction was carried out for 3 hours.

반응 온도는 20℃, 압력은 1 atm으로 유지하였고, 반응가스(H2/O2 =1/10)는 22 mL/min로 일정하게 흘려주었다. 반응 후, 얻어진 과산화수소 생산량을 측정하였다.The reaction temperature was maintained at 20 ° C and the pressure was maintained at 1 atm. The reaction gas (H 2 / O 2 = 1/10) was flowed constantly at 22 mL / min. After the reaction, the amount of produced hydrogen peroxide was measured.

또한, 반응용매에 인산을 첨가하여 인산의 농도가 0.01M, 0.02M 및 0.03M이 되는 것을 제외하고는 상기 과정과 동일하게 진행하여 인산 농도(0.01, 0.02 및 0.03M)에 따른 과산화수소 생산량을 측정하였다.
In addition, by proceeding in the same manner as above except that phosphoric acid was added to the reaction solvent and the concentration of phosphoric acid was 0.01M, 0.02M and 0.03M, the amount of hydrogen peroxide production according to the concentration of phosphoric acid (0.01, 0.02 and 0.03M) Respectively.

2. Pd@S 촉매2. Pd @ S catalyst

상기 실시예 1에서 제조한 Pd@SA 촉매 대신, 비교예 1에서 제조한 Pd@S 촉매를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.Except that the Pd @ S catalyst prepared in Comparative Example 1 was used instead of the Pd @ SA catalyst prepared in Example 1 above.

또한, 반응용매에 인산을 첨가하여 인산의 농도가 0.01M, 0.02M 및 0.03M이 되는 것을 제외하고는 상기 과정과 동일하게 진행하여 인산 농도(0.01, 0.02 및 0.03M)에 따른 과산화수소 생산량을 측정하였다.
In addition, by proceeding in the same manner as above except that phosphoric acid was added to the reaction solvent and the concentration of phosphoric acid was 0.01M, 0.02M and 0.03M, the amount of hydrogen peroxide production according to the concentration of phosphoric acid (0.01, 0.02 and 0.03M) Respectively.

각각의 반응 후, 생성된 과산화수소를 수거하여 요오드 적정법을 이용해서 하기 수학식 1로 과산화수소의 농도를 측정하였으며, 하기 수학식 2로 과산화수소 생산량을 계산하였다.After each reaction, the generated hydrogen peroxide was collected and the concentration of hydrogen peroxide was measured by the following equation (1) using the iodometric titration method, and the amount of hydrogen peroxide production was calculated by the following equation (2).

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112014084605978-pat00001
Figure 112014084605978-pat00001

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure 112014084605978-pat00002

Figure 112014084605978-pat00002

그 결과, 비교예 1에서 제조한 Pd@S 촉매는 과산화수소가 최대로 생성될 수 있는 인산의 농도가 0.02M 이었으나, 실시예 1에서 제조한 Pd@SA 촉매는 과산화수소가 최대로 생성될 수 있는 인산의 농도가 0.01M로 관찰되었다. 또한, 실시예 1에서 제조한 Pd@SA 촉매는 인산의 농도가 감소할수록 과산화수소의 생성량이 증가하였다(도 5).As a result, the Pd @ S catalyst prepared in Comparative Example 1 had a maximum concentration of 0.02M of hydrogen peroxide. However, the Pd @Sa catalyst prepared in Example 1 exhibited the highest yield of hydrogen peroxide Was observed at 0.01M. In addition, the Pd @ SA catalyst prepared in Example 1 showed an increase in the amount of hydrogen peroxide produced as the concentration of phosphoric acid decreased (FIG. 5).

상기 결과를 통하여, 코어/쉘 구조의 Pd@SA 촉매를 사용하여 과산화수소를 직접 생산할 수 있으며, 상기 Pd@SA 촉매는 산점을 가지고 있으므로, 산의 농도를 감소시켜도 과산화수소의 생성량이 감소되지 않는 것을 실험을 통하여 확인할 수 있었다.
From the above results, it is possible to directly produce hydrogen peroxide using a Pd @ SA catalyst having a core / shell structure. Since the Pd @ SA catalyst has an acid site, it is confirmed that the amount of hydrogen peroxide does not decrease even when the acid concentration is decreased .

따라서, 본 발명은 코어/쉘 구조의 Pd@SA 촉매를 사용하여 과산화수소를 직접 생산할 수 있다. Therefore, the present invention can directly produce hydrogen peroxide using a Pd @ SA catalyst having a core / shell structure.

또한, 본 발명의 코어/쉘 구조의 Pd@SA 촉매는 산점을 갖고 있어, 상기촉매를 사용하여 과산화수소를 직접 생산하면, 합성된 과산화수소의 분해를 억제할 수 있으며, 과산화수소의 선택성을 증가시키기 위해 추가로 사용되는 산의 양을 줄일 수 있어 촉매의 활성 금속 용출 및 반응기의 부식을 방지할 수 있다. 또한, 과산화수소의 생산량을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
In addition, since the Pd @ SA catalyst of the core / shell structure of the present invention has an acid site, when hydrogen peroxide is directly produced using the catalyst, degradation of synthesized hydrogen peroxide can be suppressed, and addition of hydrogen peroxide It is possible to prevent the elution of the active metal of the catalyst and the corrosion of the reactor. Further, there is an effect that the production amount of hydrogen peroxide can be increased.

Claims (12)

코어/쉘 구조의 팔라듐/실리카-알루미나 촉매를 사용하여 수소 및 산소로부터 과산화수소를 직접 생산하는 것으로,
상기 팔라듐/실리카-알루미나 촉매의 실리카-알루미나 쉘은 실리콘 및 알루미늄이 10 내지 300:1의 몰비로 혼합되고, 기공성이고, 브?스테드 산점 또는 루이스 산점을 갖는 것을 특징으로 하는 과산화수소의 직접 생산방법
By directly producing hydrogen peroxide from hydrogen and oxygen using a palladium / silica-alumina catalyst with a core / shell structure,
Wherein the silica-alumina shell of the palladium / silica-alumina catalyst is prepared by mixing silicon and aluminum in a molar ratio of 10 to 300: 1, having a porosity and having a B -sted acid point or Lewis acid point, Way
청구항 1에 있어서, 상기 팔라듐/실리카-알루미나 촉매의 팔라듐은 1 내지 30nm 크기의 나노 입자인 것을 특징으로 하는 과산화수소의 직접 생산방법.The method of claim 1, wherein the palladium of the palladium / silica-alumina catalyst is nanoparticles of 1 to 30 nm in size. 삭제delete 청구항 2에 있어서, 상기 팔라듐 나노 입자는 팔라듐/실리카-알루미나 촉매 총 중량에 대하여 0.1 내지 20 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 과산화수소의 직접 생산방법.The method according to claim 2, wherein the palladium nanoparticles are contained in an amount of 0.1 to 20 wt% based on the total weight of the palladium / silica-alumina catalyst. 청구항 1에 있어서, 상기 팔라듐/실리카-알루미나 촉매는 10 내지 500nm의 크기인 것을 특징으로 하는 과산화수소의 직접 생산방법.The method according to claim 1, wherein the palladium / silica-alumina catalyst has a size of 10 to 500 nm. 청구항 1에 있어서, 상기 과산화수소의 직접 생산방법은, 코어/쉘 구조의 팔라듐/실리카-알루미나 촉매 및 알코올 용매를 포함하는 반응기에 반응물인 수소 및 산소를 공급하여 반응시키는 것을 특징으로 하는 과산화수소의 직접 생산방법.The direct production method of hydrogen peroxide according to claim 1, wherein the direct production of hydrogen peroxide is carried out by supplying hydrogen and oxygen as reactants to a reactor including a core / shell structure palladium / silica-alumina catalyst and an alcohol solvent, Way. 청구항 6에 있어서, 상기 반응기에 질소를 추가로 공급하여 반응시키는 것을 특징으로 하는 과산화수소의 직접 생산방법.The method of claim 6, wherein the reactor is further fed with nitrogen. 청구항 6에 있어서, 상기 알코올 용매는 할로겐 화합물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 과산화수소의 직접 생산방법.7. The method of claim 6, wherein the alcohol solvent further comprises a halogen compound. 청구항 6에 있어서, 상기 알코올 용매는 산을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 과산화수소의 직접 생산방법.7. The method of claim 6, wherein the alcohol solvent further comprises an acid. 청구항 9에 있어서, 상기 산은 황산, 염산, 인산 및 질산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 과산화수소의 직접 생산방법.[Claim 11] The method according to claim 9, wherein the acid is at least one selected from the group consisting of sulfuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid and nitric acid. 청구항 6에 있어서, 상기 과산화수소의 직접 생산방법은 1 내지 40 기압, 10 내지 30℃의 온도에서 반응이 이루어지는 것을 특징으로 하는 과산화수소의 직접 생산방법.[7] The method of claim 6, wherein the hydrogen peroxide is directly produced by reacting at a temperature of 1 to 40 atm and at a temperature of 10 to 30 [deg.] C. 청구항 6에 있어서, 상기 공급되는 수소 및 산소는 1:5 내지 15의 몰비로 공급되는 것을 특징으로 하는 과산화수소의 직접 생산방법.7. The method of claim 6, wherein the supplied hydrogen and oxygen are supplied at a molar ratio of 1: 5-15.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013037697A1 (en) * 2011-09-16 2013-03-21 Solvay Sa Catalyst for h202 synthesis and method for preparing such catalyst
US20140057781A1 (en) * 2012-08-21 2014-02-27 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Sinter resistant catalytic material and process of producing the same

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100364716B1 (en) 1999-07-09 2002-12-16 엘지전자 주식회사 Method for display menu of digital TV
ATE314309T1 (en) 1999-11-22 2006-01-15 Akzo Nobel Nv METHOD AND COMPOSITION FOR PRODUCING HYDROGEN PEROXIDE

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013037697A1 (en) * 2011-09-16 2013-03-21 Solvay Sa Catalyst for h202 synthesis and method for preparing such catalyst
US20140057781A1 (en) * 2012-08-21 2014-02-27 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Sinter resistant catalytic material and process of producing the same

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