KR102311853B1 - 암모니아 탈수소화 반응용 합금촉매 및 그 제조방법 - Google Patents

암모니아 탈수소화 반응용 합금촉매 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 명세서에서는, 지지체; 및 지지체에 담지된 활성 성분;을 포함하며, 상기 활성 성분은 루테늄(Ru); 및 상기 루테늄(Ru)보다 더 낮은 질소 바인딩 에너지를 갖는 금속 원소;의 합금을 포함하는, 암모니아 탈수소화 반응용 촉매가 제공된다.

Description

암모니아 탈수소화 반응용 합금촉매 및 그 제조방법{A BIMETALLIC CATALYST FOR AMMONIA DEHYDROGENATION REACTION AND THE METHOD FOR PRODUCING THE SAME}
본 명세서에는 암모니아 탈수소화 반응용 촉매 및 그 제조방법이 개시된다.
암모니아 탈수소화 반응을 촉진시키기 위해서는 반응 속도 결정 단계(RDS)인 질소 재결합을 촉진시켜야 하며, 이를 위하여 적절한 질소 바인딩에너지가 필요하다. 단일 금속으로는 루테늄(Ru)이 가장 최적의 질소 바인딩에너지를 가지고 있지만 더 최적의 바인딩에너지를 가지기 위하여 두가지 이상의 금속을 합금화시키는 연구가 이루어 지고 있다. 일반적으로 바인딩에너지가 강한 금속과 약한 금속을 합금화할 경우 그 중간의 바인딩에너지를 가지는 경향을 보이고 있다.
이에 본 연구는 이러한 경향을 이용하여 암모니아 탈수소화 반응에 최적의 질소 바인딩 에너지를 갖는 합금 형상의 촉매를 만들고자 한다.
본 발명의 일 측면은, 루테늄(Ru) 단일 금속보다 최적의 질소 바인딩 에너지를 갖는 루테늄(Ru) 기반의 합금을 활성성분으로 포함하여 암모니아 탈수소화 반응에 최적의 질소 바인딩에너지를 가지는 합금 형상의 촉매를 제공하고자 한다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 일 구현예에서, 지지체; 및 지지체에 담지된 활성 성분;을 포함하며, 상기 활성 성분은 루테늄(Ru); 및 상기 루테늄(Ru)보다 더 낮은 질소 바인딩 에너지를 갖는 금속 원소;의 합금을 포함하는, 암모니아 탈수소화 반응용 촉매를 제공한다.
예시적인 구현예에서, 상기 금속 원소는 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 구리(Cu), 아연(Zn), 및 갈륨(Ga)으로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 원소를 포함할 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 금속 원소는 코발트(Co) 또는 니켈(Ni)일 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 금속 원소는 온도 850K에서 루테늄(Ru) 보다 0 kcal/mol 초과 내지 40 kcal/mol 이하의 범위만큼 더 낮은 질소 바인딩 에너지를 가질 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 활성 성분은 루테늄 단일 입자를 더 포함할 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 활성 성분은 촉매 전체 질량에 대하여 0.1 내지 20 중량% 함량일 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 지지체는 Al2O3, SiO2, 탄소, TiO2, CeO2,MgO, ZrO2, 및 La2O3 기반 지지체로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 지지체를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 일 구현예는, 전술한 암모니아 탈수소화 반응용 촉매 제조방법으로서, 지지체 상에 금속 전구체를 담지하는 단계; 루테늄 전구체를 첨가하는 단계; 및 상기 금속 전구체 및 루테늄 전구체를 하소하여 활성화시키는 단계;를 포함하는, 암모니아 탈수소화 반응용 촉매 제조방법을 제공한다.
예시적인 구현예에서, 상기 담지 단계는 지지체와 금속 전구체를 혼합하여 습식 함침시키는 것일 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 활성화 단계는 300 내지 700 ℃ 온도에서 1 내지 5 시간 동안 하소시키는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따라 개발된 암모니아 탈수소화 반응용 촉매는 루테늄과 금속 원소의 합금을 활성 성분으로 하여 촉매의 활성화 에너지를 제어하고, 암모니아를 분해하여 수소를 생산할 수 있다.
또한, 발명의 일 구현예에 따른 암모니아 탈수소화 반응용 촉매를 통하여 암모니아 전환율을 최적화 할 수 있으며, 이를 통하여 높은 수소 선택도를 가지는 반응을 구현할 수 있다.
또한, 발명의 일 구현예에 따른 암모니아 탈수소화 반응용 촉매는 종래에 비하여 소량의 루테늄 금속만을 포함하면서도 우수한 촉매 효율을 가질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 암모니아 탈수소화 반응용 촉매의 제조 방법을 단계별로 도시한 순서도이다.
도 2a는 본 발명의 일 구현예에 따른 암모니아 탈수소화 반응용 촉매로서, Ru-Ni/Al2O3 촉매의 TEM 이미지를 도시한다.
도 2b 및 2c는 본 발명의 일 구현예에 따른 암모니아 탈수소화 반응용 촉매로서, Ru-Ni/Al2O3 촉매의 STEM 이미지 및 원소분석 이미지를 도시한다.
도 3a는 본 발명의 일 구현예에 따른 암모니아 탈수소화 반응용 촉매로서, Ru-Ni/Al2O3 촉매의 STEM 이미지 및 원소분석 이미지를 도시한다.
도 3b는 Ru-Ni alloy line profiling을 통하여 루테늄 입자와 니켈 입자의 합금 비율을 도시한다.
도 4a는 본 발명의 일 구현예에 따른 암모니아 탈수소화 반응용 촉매로서, Ru-Co/Al2O3 촉매의 TEM 이미지를 도시한다.
도 4b 및 4c는 본 발명의 일 구현예에 따른 암모니아 탈수소화 반응용 촉매로서, Ru-Co/Al2O3 촉매의 STEM 이미지 및 원소분석 이미지를 도시한다.
도 5a는 본 발명의 일 구현예에 따른 암모니아 탈수소화 반응용 촉매로서, Ru-Co/Al2O3 촉매의 STEM 이미지 및 원소분석 이미지를 도시한다.
도 5b는 Ru-Co alloy line profiling을 통하여 루테늄 입자와 니켈 입자의 합금 비율을 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 구현예에 따른 암모니아 탈수소화 반응용 촉매의 암모니아 전환율을 평가하기 위한 실험 장치의 개략도를 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 구현예에 따른 암모니아 탈수소화 반응용 촉매의 암모니아 전환율을 평가하기 위한 가스 크로마토그래피 장치의 개략도를 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 구현예에 따른 암모니아 탈수소화 반응용 촉매들의 암모니아 전환율을 비교 도시한 그래프이다.
이하, 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들은 단지 설명을 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들은 본 발명을 특정한 개시 형태로 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
암모니아 탈수소화 반응용 촉매
이에 본 발명자들은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 암모니아 탈수소화 반응용 촉매를 도입하여, 암모니아를 원료로 하는 수소 제조에 이를 적용시켰다.
본 발명에 따른 일 구현예는, 지지체; 및 지지체에 담지된 활성 성분;을 포함하며, 상기 활성 성분은 루테늄(Ru); 및 상기 루테늄(Ru)보다 더 낮은 질소 바인딩 에너지를 갖는 금속 원소;의 합금을 포함하는, 암모니아 탈수소화 반응용 촉매를 제공한다. 예를 들어, 상기 활성 성분은 루테늄(Ru); 및 상기 루테늄(Ru)보다 더 낮은 질소 바인딩 에너지를 갖는 금속 원소;의 합금을 구성될 수 있다.
일 구현예에서, 상기 금속 원소는 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 구리(Cu), 아연(Zn), 및 갈륨(Ga)으로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 원소를 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 금속 원소는 코발트(Co) 또는 니켈(Ni)일 수 있으며, 금속 원소는 코발트(Co) 및 니켈(Ni) 중 하나 이상일 수 있다. 특히, 상기 금속 원소가 코발트(Co) 또는 니켈(Ni)인 경우, 예컨대 루테늄 및 코발트(Co)의 합금 또는 루테늄 및 니켈(Ni)의 합금을 활성 성분으로 포함하는 경우, 우수한 암모니아 탈수소화 반응 효율을 가질 수 있다.
일반적으로, 암모니아 탈수소화 반응을 촉진시키기 위해서는 반응 속도 결정 단계(RDS)인 질소 재결합 단계를 촉진시키는 것이 중요하며, 이를 위하여 촉매가 적절한 질소 바인딩 에너지를 가질 필요가 있다. 즉, 본원 발명의 구현예에 따른 암모니아 탈수소화 반응용 촉매는 단일 루테늄으로 구성되는 촉매에 비하여 더 적절한 범위의 질소 바인딩 에너지를 가질 수 있고, 이에 암모니아 탈수소화 반응을 촉진시킬 수 있다.
일 구현예에서, 상기 금속 원소는 온도 850K 에서 루테늄(Ru)과 0 kcal/mol 초과 내지 40 kcal/mol이하의 질소 바인딩 에너지 차이를 가질 수 있으며, 구체적으로 상기 금속 원소는 온도 850K에서 루테늄(Ru) 보다 0 kcal/mol 초과 내지 40 kcal/mol이하 범위만큼 더 낮은 질소 바인딩 에너지를 가질 수 있다. 구체적으로, 10 kcal/mol 이상, 20 kcal/mol 이상, 또는 30 kcal/mol 이상 루테늄(Ru)과 질소 바인딩 에너지 차이를 가질 수 있고, 30 kcal/mol이하, 20 kcal/mol이하, 또는 10 kcal/mol이하 루테늄(Ru)과 질소 바인딩 에너지 차이를 가질 수 있다. 상기 금속 원소가 루테늄(Ru)보다 전술한 범위만큼 질소 바인딩 에너지 차이를 갖는 경우, 활성 성분인 루테늄과 금속 원소의 합금이 우수한 활성화 에너지를 가질 수 있다.
예를 들어, 루테늄 금속의 분포도, 입자 크기, 촉매 산성도 등 다양한 요인의 변화로 인해 촉매의 질소 바인딩 에너지가 달라질 수 있으며, 따라서 루테늄과 금속 원소의 합금 상의 특징으로 인하여 질소 바인딩 에너지가 달라질 수 있고, 높은 활성도를 가질 수 있다.
일 구현예에서, 상기 활성 성분은 루테늄 단일 입자를 더 포함할 수 있다. 이러한 경우, 상기 활성 성분은 일부분의 루테늄 입자는 합금이 아닌 단일 입자로 존재하며, 나머지 부분의 루테늄과 금속 원소의 합금으로 존재할 수 있다.
일 구현예에서, 상기 활성 성분은 촉매 전체 질량에 대하여 0.1 내지 20 중량% 함량일 수 있다. 활성 성분이 0.1 중량% 미만으로 함유되는 경우 활성사이트 수가 작아 높은 활성을 기대하기 어렵고 20 중량% 초과로 함유되는 경우 응집현상으로 인하여 오히려 촉매의 성능이 저하될 수 있다.
일 구현예에서, 상기 활성 성분은 촉매 표면에 위치할 수 있다. 구체적으로, 상기 활성 성분은 촉매 최외곽 표면에 존재할 수 있으며, 이 때 활성 성분은 루테늄(Ru) 및 상기 루테늄(Ru)보다 더 낮은 질소 바인딩 에너지를 갖는 금속 원소의 합금의 형태를 가질 수 있다.
일 구현예에서, 상기 지지체는 Al2O3, SiO2, 탄소(Carbon), TiO2, CeO2, MgO, ZrO2, 및 La2O3 기반 지지체로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 지지체를 포함할 수 있으며, 여기에 제한되는 것은 아니다.
암모니아 탈수소화 반응용 촉매 제조 방법
본 발명에 따른 일 구현예는, 전술한 암모니아 탈수소화 반응용 촉매 제조방법으로서, 지지체 상에 금속 전구체 및 루테늄 전구체를 담지하는 단계; 및 상기 금속 전구체 및 루테늄 전구체를 하소하여 활성화시키는 단계;를 포함하는, 암모니아 탈수소화 반응용 촉매 제조방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 구현예를 실현하기 위한 암모니아 탈수소화 반응용 촉매의 합성 방법을 나타낸 모식도이며, 이를 참고하여 설명한다.
먼저, 지지체 상에 금속 전구체 및 구테늄 전구체를 담지할 수 있다.
일 구현예에서, 지지체 상에 금속 전구체를 먼저 담지하고, 이후 루테늄 전구체를 첨가할 수 있다. 또한 루테늄 전구체를 첨가한 뒤 지지체 상에 금속 전구체를 담지할 수 있고, 금속 전구체 및 구테늄 전구체를 함께 담지할 수 있으나, 여기에 제한되는 것은 아니다.
구체적으로, 상기 담지 단계는 지지체와 금속 전구체를 혼합하여 습식 함침시키는 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 금속 전구체는 루테늄(Ru), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 구리(Cu), 아연(Zn), 또는 갈륨(Ga)의 전구체일 수 있으며, 예를 들어, 상기 금속 전구체는 질산염(Nitrate) 및/또는 염화물(Chloride)의 형태인 금속 전구체를 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 금속 전구체는 FeCl3, FeCl2, Fe(NO3)3·9H2O, FeCl3·6H2O, FeCl2·4H2O, CoCl2, CoCl2·6H2O, CoCl2·xH2O, [Co(NH3)6]Cl3, Co(NO3)2·6H2O, Ni(NO3)2·6H2O, NiCl2·xH2O, NiCl2, NiCl2·6H2O, Cu(NO3)2·xH2O, Cu(NO3)2·2.5H2O, Cu(NO3)2·3H2O, CuCl2, CuCl, CuCl2·2H2O, Zn(NO3)2·6H2O, Zn(NO3)2·xH2O, ZnCl2, Ga(NO3)3·xH2O, Ga2Cl4, GaCl3, GaCl3, RuCl3, RuCl3·xH2O, RuCl3·3H2O, [Ru(NH3)6]Cl2, Ru3(CO)12 , C16H22O2Ru, 및 C18H26Ru으로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 금속 전구체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 지지체를 금속 전구체가 균일하게 분산되어 있는 수용액에 함께 혼합하여 교반시켜 담지할 수 있다.
선택적으로, 상기 금속 전구체가 담지된 지지체를 건조시킬 수 있다. 구체적으로, 전구체가 담지된 지지체가 분산된 용액은 60 내지 130 ℃ 온도에서 1 내지 12 시간 동안 건조될 수 있으며, 예를 들어 상기 담지 과정 후 잔여 분산 용액은 약 100 ℃ 온도에서 약 4시간 동안 건조 후 루테늄 전구체를 첨가하거나 루테늄과 상기 금속 전구체가 균일하게 분산되어 있는 수용액을 만들어 동시에 담지 과정 후 100 ℃ 온도에서 약 4시간 동안 건조 할 수 있다.
다음으로, 금속 전구체 및 루테늄 전구체를 하소하여 활성화시킬 수 있다.
일 구현예에서, 상기 활성화 단계를 통하여 촉매 표면에서 루테늄(Ru) 및 상기 루테늄(Ru)보다 더 낮은 질소 바인딩 에너지를 갖는 금속 원소의 합금을 형성할 수 있으며, 따라서, 촉매 표면에 상기 합금이 다수 분포함으로써 암모니아 탈수소화 반응에서의 우수한 전환율을 가질 수 있다.
일 구현예에서, 상기 활성화 단계는 300 내지 700 ℃ 온도에서 1 내지 5 시간 동안 하소시키는 것일 수 있다. 상기 활성화 단계의 온도가 300 ℃ 미만이거나 하소 시간이 1시간 미만인 경우 촉매에 부착된 Cl, NO3 등의 리간드가 충분히 제거 되지 않아 좋은 활성을 보여주지 못하거나 합금이 이루어 지지 않을 수 있으며, 활성화 단계의 온도가 700 ℃ 초과이거나 하소 시간이 5시간 이상인 경우 경우 입자가 뭉쳐서 활성이 떨어 질 수 있다.
실시예
이하, 실시예를 들어 본 발명의 구성 및 효과를 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 예시의 목적으로만 제공된 것일 뿐 본 발명의 범주 및 범위가 하기 예에 의해 제한되는 것은 아니다.
실시예1: Ru-Cu/Al 2 O 3 촉매 제조
루테늄(Ru) 담지는 Incipient wetness Impregnation 법으로 진행하였으며, 전체 촉매 질량 대비 루테늄(Ru)이 약 1 중량%, 구리(Cu)가 약 9 중량%가 되도록 그 양을 조절하였다. 이를 위하여, 증류수 9 mL에 전구체 CuCl2 0.7052g 을 분산시켜 알루미나 담체 3g에 투입한 후, 상온에서 교반하였다. 제조된 Cu/Al2O3는 100℃에서 4 시간동안 건조하여 Cu/Al2O3 분말을 얻었다. Cu/Al2O3 분말은 증류수에 분산된 전구체 RuCl3-xH2 0.081g을 첨가하여 교반하였고, 100℃에서 하룻밤 동안 진공 건조시켰다. 최종적으로 500℃에서 3 시간 동안 하소시켜 Ru-Cu/Al2O3 촉매를 제조하였다.
실시예2: Ru-Ni/Al 2 O 3 촉매 제조
금속 전구체로 Cu 전구체 대신 1.652g의 NiCl2-6H2O의 전구체를 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 Ru-Ni/Al2O3 촉매를 제조하였다.
실시예3: Ru-Co/Al 2 O 3 촉매 제조
금속 전구체로 Cu 전구체 대신 1.646g의 Co(NO3)2-6H2O의 전구체를 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 Ru-Co/Al2O3 촉매를 제조하였다.
실시예4: Ru-Ga/Al 2 O 3 촉매 제조
금속 전구체로 Cu 전구체 대신 1.100g의 Ga(NO3)2-6H2O의 전구체를 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 Ru-Ga/Al2O3 촉매를 제조하였다.
실시예5: Ru-Zn/Al 2 O 3 촉매 제조
금속 전구체로 Cu 전구체 대신 1.424g의 Zn(NO3)2-6H2O의 전구체를 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 Ru-Zn/Al2O3 촉매를 제조하였다.
실시예6: Ru-Fe/Al 2 O 3 촉매 제조
금속 전구체로 Cu 전구체 대신 0.756g의 FeCl2 전구체를 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 Ru-Fe/Al2O3 촉매를 제조하였다.
실험예 1: 표면 특성 확인
TEM 및 STEM 분석
투과전자현미경(Transmission electron microscopy; TEM) 및 주사투과전자현미경(Scanning transmission electron microscopy;STEM)을 이용하여 제조된 촉매들의 표면 특성을 분석하였으며, 그 결과를 도 2a 내지 5b에 도시하였다.
도 2a 내지 2c에 도시된 바와 같이 루테늄과 니켈 금속은 지지체 위에 담지된 것을 확인하였다(Ru-Ni/Al2O3). 도 3a는 고배율로 각 입자간의 특징을 살펴본 STEM 이미지로써, 루테늄은 단일 입자로 존재하지 않으며, 루테늄과 니켈이 합금 형상을 띄는 것을 시사한다. 또한 도 3b는 line profiling을 통하여 루테늄과 니켈이 6:4 비율로 합금 형태를 이루는 것을 도시한다.
도 4a 내지 4c에 도시된 바와 같이 루테늄과 코발트 금속은 지지체 위에 담지된 것을 확인하였다(Ru-Co/Al2O3). 도 5a는 고배율로 각 입자간의 특징을 살펴본 STEM 이미지로써, Ru-Ni/Al2O3와 달리 소량의 루테늄 입자는 단일로 존재하며, 대부분 루테늄과 코발트의 합금 형상을 띄는 것을 시사한다. 또한 도 5b는 line profiling을 통하여 루테늄과 코발트가 4:6 비율로 합금 형태를 이루는 것을 도시한다.
실험예 2: 촉매활성 평가
실시예 1-6 및 비교예 1의 촉매 활성을, 암모니아 전화율을 측정하여 평가하였으며, 다음의 조건에서 도 6의 장치를 이용하여 암모니아 탈수소화 반응을 수행하였다.
- 반응 온도: 350℃, 400℃, 450℃, 500℃
- GHSV: 30,000mL/gcat·h
- 촉매량: 0.04g - 0.08g
상기 암모니아 탈수소화 반응을 수행한 뒤 미반응 암모니아를 도 7의 가스 크로마토 그래피 장치를 이용하여 아래의 조건으로 분석하였으며, 이를 통하여 암모니아 전환율을 계산하였다.
- GC-TCD : NH3, N2
- 운반 가스(carrier gas) : 헬륨
- 오븐 조건 : 40℃ → 20℃/min → 120℃
도 8은 코발트를 비롯한 각각의 금속을 루테늄과 합금한 촉매의 활성도 평가를 실시한 결과로서, 모든 실험을 동일한 조건에서 진행하여 온도 구간 별 암모니아 전환율을 비교하여 나타낸 결과이다. Ru-Co/Al2O3의 촉매가 가장 높은 전환율을 나타내었으며, Ru-Ni/Al2O3 촉매가 그 뒤를 잇따르는 것을 확인하였다. 반면 Ru-Zn/Al2O3 촉매는 거의 활성을 보이지 않는 것을 확인하였다. 이를 통하여 Ru-M (Ni, Co, Fe, Cu, Zn, Ga)등의 합금촉매를 통하여 높은 활성을 가지는 암모니아 탈 수소화 촉매를 만들 수 있음을 확인하였다. 이러한 실험결과를 문헌조사를 통해 해석해 본 결과 합금촉매를 통하여 암모니아 탈 수소화에 적절한 질소 바인딩 에너지를 가질 수 있다고 사료된다
앞에서 설명된 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술 분야에서 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.

Claims (10)

  1. 지지체; 및 지지체에 담지된 활성 성분;을 포함하며,
    상기 활성 성분은 루테늄(Ru), 및 상기 루테늄(Ru)보다 더 낮은 질소 바인딩 에너지를 갖는 금속 원소의 합금이고,
    상기 금속 원소는 코발트(Co) 또는 니켈(Ni)인, 암모니아 탈수소화 반응용 촉매.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 금속 원소는 온도 850K에서 루테늄(Ru) 보다 0 kcal/mol 초과 내지 40 kcal/mol 이하 범위만큼 낮은 질소 바인딩 에너지를 갖는 것을 특징으로 하는, 암모니아 탈수소화 반응용 촉매.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 활성 성분은 루테늄 단일 입자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 암모니아 탈수소화 반응용 촉매.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 활성 성분은 촉매 전체 질량에 대하여 0.1 내지 20 중량% 함량인 것을 특징으로 하는, 암모니아 탈수소화 반응용 촉매.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 지지체는 Al2O3, SiO2, 탄소, TiO2, CeO2, MgO, ZrO2, 및 La2O3 기반 지지체로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 지지체를 포함하는 것을 특징으로 하는, 암모니아 탈수소화 반응용 촉매.
  8. 청구항 제1항 및 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항의 암모니아 탈수소화 반응용 촉매 제조방법으로서,
    지지체 상에 금속 전구체 및 루테늄 전구체를 담지하는 단계;
    상기 금속 전구체 및 루테늄 전구체가 담지된 지지체를 하소하여 활성화시키는 단계;를 포함하는, 암모니아 탈수소화 반응용 촉매 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 담지 단계는 지지체와 금속 전구체를 혼합하여 습식 함침시키는 것을 특징으로 하는, 암모니아 탈수소화 반응용 촉매 제조 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 활성화 단계는 300 내지 700 ℃ 온도에서 1 내지 5 시간 동안 하소시키는 것을 특징으로 하는, 암모니아 탈수소화 반응용 촉매 제조 방법.
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