KR20050081767A - 휘발성 유기화합물의 흡착 및 산화촉매반응을 수행하는이중 기능의 촉매시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 소수성 제올라이트를 흡착제 및 촉매담체로 하고, 상기 담체에 촉매로 되는 금속을 함유하는 휘발성 유기화합물 제거용 촉매시스템으로서, 바람직하게는 상기 소수성 제올라이트가 Si/Al2≥60를 만족하는 촉매시스템을 제공한다. 상기 구성에 의하면, 저농도로 배출되는 브이오씨(VOC)를 흡착을 통해 농축시키고 이를 추후 필요에 따라 탈착, 산화 분해시키는 것이 가능하게 된다.
Description
본 발명은 휘발성 유기화합물의 흡착 및 산화제거를 위한 촉매시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저농도로 배출되는 휘발성 유기화합물을 흡착을 통해 농축시키고 이를 추후에 필요에 따라 탈착 및 산화분해시키는 것이 가능한 신규한 촉매시스템에 관한 것이다.
휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compound, 이하, VOC로 약칭한다)은 10-2kPa 이상의 증기압을 가지는 탄화수소화합물의 총칭으로 방향족탄화수소와 지방족탄화수소(파라핀계와 올레핀계) 등의 일반 탄화수소와 질소, 수소 및 할로겐원소를 포함하는 비균질탄화수소(Heterogeneous Hydrocarbon. 예를 들어 알데히드, 케톤류 등)로 분류된다. 이들 대부분은 그 자체로 인체에 유해할 뿐만 아니라 도심 스모그의 원인 물질로서 대기오염, 수질오염, 악취, 환경호르몬 등의 여러 가지 문제를 일으키기 때문에 최근 들어 배출규제가 더욱 엄격해지고 있다.
이에 VOC를 제거하는 여러 가지 처리법의 중요성이 증가되었으며 이러한 VOC 제거기술 중 촉매산화를 통한 VOC의 제거방법은 열소각법과 함께 가장 효과적으로 VOC를 인체에 무해한 물질로 변환시켜 주는 기술로 인식되고 있다.
촉매산화를 통한 기상 VOC의 제거법은 열소각법에 비해 운전온도가 낮아 에너지 소모가 적고 질소화합물과 같은 이차오염물질의 생성이 없다는 장점 때문에 최근들어 그 적용처가 늘어나고 있으며 이에 따라 이상적인 촉매시스템의 개발연구도 활발해지고 있다.
이상적인 산화촉매가 가져야 할 조건으로는 여러 가지가 있으나 가장 중요한 것으로는 우수한 저온 활성과 넓은 활성온도 영역, 유동적인 반응조건 변화에 따른 저항성, 내피독성 그리고 저렴한 제조가격 등을 들 수 있다.
기상 VOC제거에 많이 쓰이는 촉매는 전통적으로 저온 산화활성의 우수성 때문에 Pt나 Pd와 같은 귀금속 촉매가 많이 사용되고 있다. 그러나 귀금속 촉매는 높은 생산비용과 촉매독에 대한 불안정성의 문제를 가지고 있다. 이와 같은 이유로 여러가지 저렴한 금속 산화물 촉매의 개발이 이루어지고 있으나 현재까지 개발된 금속산화물 촉매는 활성면에서는 아직 귀금속촉매를 능가하지 못하고 있다.
촉매의 활성문제는 처리하고자 하는 VOC의 농도가 낮을 때 더욱 중요한 문제가 된다. 일반적으로 처리하고자 하는 VOC의 농도가 낮을수록 촉매반응온도를 유지시키기 위해 더욱 많은 에너지를 필요로 하는데, 촉매의 산화반응활성온도가 높을수록 저농도의 VOC를 처리하는 경우 에너지의 소모는 더욱 커지게 된다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로는 촉매활성을 개선하여 반응온도를 낮추는 것과, 저농도의 VOC가 산화촉매를 거치기 전에 흡착제층을 두어 VOC를 농축시키는 장치적인 개선법이 개발되고 있다. 일반적으로 이러한 장치적인 개선법에서는 농축 흡착제층으로 활성탄이나 제올라이트와 같은 흡착제를 많이 쓰는데 최근에는 활성탄의 발화안정성과 같은 문제로 인하여 제올라이트가 많이 선호되고 있다.
제올라이트는 "끓는 돌" 이라는 뜻으로 결정성 규산 알루미늄의 총칭을 말하며 분자체는 제올라이트를 포함하는 선택적 흡착 성질을 가지는 종류의 물질을 지칭하는 말이다. 최초의 천연 제올라이트가 발견된 이래 1930년대 제올라이트의 구조가 밝혀지고 그 특이한 구조에 기이한 분자체 효과가 알려졌으며 1940년대 이르러 Barrer가 수열합성법에 의해 모데나이트(mordenite)를 합성함으로써 본격적으로 제올라이트 합성에 관한 연구가 이루어졌다. 1950년대 제올라이트 A, X, Y 등이 유니온 카바이드사에 의해 합성된 이래로 현재까지 많은 합성 제올라이트들이 만들어지고 있다. 제올라이트는 AlO4와 SiO4로 이루어진 알루미노실리케이트 결정으로 AlO4와 SiO4 두개의 테트라헤드라(tetrahedra)가 산소를 공유하면서 3차원적으로 결합된 구조를 형성하고 있고, 높은 표면적과 다양한 기공크기 및 종류를 가지는 물질이다. 이러한 독특한 물리적인 특성 때문에 제올라이트는 많은 산업공정에서 흡착제 및 촉매의 담체로 활용되어 왔다.
일반적인 촉매개발과정에서 촉매 지지체의 선정은 촉매활성성분의 선정과 함께 중요한 부분을 차지한다. VOC 제거를 위한 많은 귀금속 촉매들은 백금(Pt), 팔라듐(Pd) 등의 활성성분을 알루미나나 실리카 등의 지지체에 담지시킨 형태를 취하고 있으며, 이는 귀금속 촉매성분을 지지체 표면에 골고루 분산시킴으로써 VOC 반응물과의 접촉효율을 높이기 위해서이다. 이러한 방법을 통해 적은 귀금속 함유량으로도 높은 촉매활성의 유지가 가능하며, 촉매의 제조비용도 절약할 수 있게 되는 것이다.
VOC 산화장치용 촉매의 개발에 있어서 가장 중요하게 고려되어야 할 부분은 촉매의 반응활성과 안정성이다. 그리고 더 나아가 촉매의 상용화를 위해서는 촉매활성과 안정성에 못지 않게 촉매의 가격과 프로세스의 운전비용이 중요한 부분을 차지하게 된다.
기존에 상용화된 촉매 중 백금이나 팔라듐을 주촉매로 하는 VOC 산화촉매의 경우 반응활성은 우수하나 안정성의 문제와 더불어 촉매의 비싼 가격이 문제가 되어왔다. 이를 해결하기 위해 많은 금속산화물 형태의 VOC 촉매가 개발되어 왔지만 이들의 반응활성은 귀금속의 활성에 크게 못미치는 것이 현실이다.
더 나아가 처리하고자 하는 VOC의 농도가 극히 낮은 경우에는 그 처리과정이 극히 비경제적인 문제가 있다. 즉, 극히 저농도로 함유된 VOC를 촉매의 반응온도로 만들어 주기 위해서는 VOC를 함유하고 있는 공기에 막대한 에너지를 주어야 하는 문제가 있다.
본 발명은 상기 종래기술이 지니는 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, VOC 처리를 위해 백금이나 팔라듐과 같은 귀금속 촉매계를 대체할 수 있는 저렴한 촉매시스템을 제공하며, 특히 저농도의 VOC를 처리하기 위해 소수성 제올라이트 흡착제에 촉매성분을 담지하여 흡착과 VOC 촉매산화를 동시에 수행할 수 있는 신규한 촉매시스템을 제공하고자 한다.
이에 본 발명의 주된 목적은 저농도로 배출되는 VOC를 흡착을 통해 농축시키고 이를 추후 필요에 따라 탈착, 산화 분해시키는 것이 가능한 촉매시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 VOC 산화 촉매의 안정성은 물론이거니와, 비용절감의 측면에 있어서 매우 효용이 높은 촉매시스템을 제공함에 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명은 소수성 제올라이트를 흡착제 및 촉매담체로 하고, 상기 담체에 촉매로 되는 금속을 함유토록 하는 기상 VOC 제거용 촉매시스템을 제공한다. 이하, 본 발명에서 '촉매시스템'이라 함은 촉매로 되는 금속성분과 상기 금속성분의 담지체인 소수성 제올라이트로 구성되는 시스템을 지칭하는 의미로서 사용된다.
본 발명은 바람직하게는 상기 소수성 제올라이트가 Si/Al2≥60를 만족하는 촉매시스템을 제공한다.
본 발명은 바람직하게는 상기 소수성 제올라이트가 Y, ZSM-5, 베타(Beta), 모데나이트(Mordenite)의 군에서 1종 또는 2종 이상 선택되어지는 촉매시스템을 제공한다.
본 발명은 바람직하게는 상기 촉매로 되는 금속이 Pt, Pd, Cu, Co, Cr, Mn, Fe, Ag, Ni의 군에서 1종 또는 2종 이상 선택되어지는 촉매시스템을 제공한다.
본 발명은 바람직하게는 촉매로 되는 금속의 함량이 0.5중량％ 이상으로 되어 분말형, 펠렛형, 또는 하니컴형으로 제작되어지는 촉매시스템을 제공한다.
본 발명은 바람직하게는 상기 촉매로 되는 금속이 이온교환법 또는 함침법에 의해 담체에 함유되어지는 촉매시스템을 제공한다.
이하, 본 발명의 내용을 보다 상세하게 설명하도록 한다.
본 발명은 촉매의 담지체로서 소수성 제올라이트가 사용되며, 제올라이트의 소수성은 촉매에 의한 산화반응시 부반응을 억제해 주며, 촉매의 불완전 연소특성을 개선시켜 완전연소를 촉진시킨다. 소수성의 정도는 Si/Al2의 비로서 표시되어질 수 있으며, 일반적으로 Si/Al2의 비가 크고, VOC와 물과의 경쟁흡착에서 VOC를 선택적으로 흡착할 수 있는 제올라이트를 소수성 제올라이트라고 한다.
본 발명에서 사용되는 소수성 제올라이트는 바람직하게는 상기 Si/Al2의 비가 60 이상인 것이 좋다. Si/Al2의 비가 60 미만인 경우에는 소수성이 감소하여 물과의 경쟁적 흡착에서 VOC의 선택적 흡착성이 떨어질 우려가 있다. 이러한 담체의 예로는, HY, ZSM-5, 베타(Beta), 모데나이트(Mordenite) 등이 있으며, 이들 중에서 1종 또는 2종 이상 선택되어질 수 있다.
상기 소수성 제올라이트는 VOC의 흡착 및 촉매의 담체로서 기능하며, 이때 담체에 함유될 수 있는 촉매의 종류는 특별한 한정을 요하지는 아니하나, 바람직하게는 귀금속 또는 전이금속으로서, 예를 들어 Pt, Pd, Cu, Co, Cr, Mn, Fe, Ag, Ni등이 있으며, 이들 중에서 1종 또는 2종 이상 선택되어질 수 있다. 보다 바람직하게는 상기 금속성분 중에서 은(Ag)이 반응활성의 측면에서나, 경제성의 관점에서 권장된다. 따라서, 본 발명에서는 촉매성분으로 은을 단독으로 사용하거나 은을 주재료로서 하는 경우가 가장 바람직하다.
촉매시스템에 함유되어지는 촉매의 함량은 특별한 한정을 요하는 것은 아니지만, 대체로 촉매의 함량이 증가할수록 반응활성은 증가하지만 표면적과 기공부피가 줄어드는 경향이 있으므로 적절한 범위에서 결정되도록 하는 것이 좋다. 이러한 촉매의 함량은 구체적인 금속의 종류에 따라 다소 차이가 있으나, 바람직하게는 0.5중량％ 이상으로서, 보다 바람직하게는 1∼15중량％, 가장 바람직하게는 1∼10중량％로 첨가되는 것이 좋다.
본 발명에 따른 촉매시스템은 이온교환법 또는 함침법에 의해 제조될 수 있다. 이온교환은 촉매의 전구체인 전이금속염(예를 들어, 질산염 등) 수용액에 소수성 제올라이트를 혼합하여 특별한 한정을 요하는 것은 아니나, 바람직하게는 90∼120℃에서 수시간 동안, 바람직하게는 4시간 이상 교반하는 과정에 의해 수행될 수 있다.
또한, 함침법에 의한 촉매시스템의 구현은 촉매시스템의 80∼120배 가량의 증류수에 함침의 대상인 금속을 전이금속염의 형태로 정량하여 도입한 후 40∼80℃의 온도에서 수시간 동안, 바람직하게는 4시간 이상 교반한 후, 진공으로 탈수 처리하는 과정을 통해 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 촉매시스템은 분말형, 펠렛형, 또는 하니컴형, 예를 들어 촉매로 되는 금속을 담지한 소수성 제올라이트를 코디에라이트 하니컴, 페이퍼 하니컴 등의 지지체에 코팅한 하니컴형의 형태로서 제작될 수 있다.
본 발명에 따른 촉매시스템은 저온 상압하에서의 흡착운전시 큰 흡착용량과 함께 VOC 산화촉매로서도 매우 활성이 우수하다. 촉매반응의 활성은 VOC의 100％ 전환율을 나타내는 온도로서 나타낼 수 있으며, 촉매산화반응에서 100％로 VOC가 제거되는 온도 T100가 작을수록 반응성이 우수한 촉매시스템으로서 판단되어진다.
본 발명에 따른 촉매시스템은 촉매를 귀금속 또는 전이금속으로 한 경우 모두 420℃ 이내의 저온에서 T100이 관찰되었으며, 귀금속인 Pt와 Pd의 경우를 제외하고는 은이 가장 우수한 것으로 확인되었다.
이에 따라, 본 발명에 따른 촉매시스템은 (1) 흡착 로터와 같이 저농도의 VOC를 효율적으로 산화처리하는 장치에 적용되어 평소 저농도로 배출되는 VOC를 흡착을 통해 농축시키고 이를 추후 필요에 따라 탈착, 촉매 분해시키는 장치에 사용되거나, (2) 자동차 냉간시동시에 발생하는 배기가스의 처리에서와 같이 촉매기능이 시작되기 전에 저온에서 배출되는 VOC를 일시적으로 흡착하여 가두어 두었다가 촉매처리가 가능한 온도에서 서서히 VOC를 유출시켜 산화처리하는 장치에 적용될 수 있다.
이하 본 발명의 내용을 실시예에 의해 보다 상세하게 설명하기로 한다. 다만 이들 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시되는 것일 뿐 본 발명의 권리범위가 이들 실시예에 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 아니된다.
<실시예 1> 소수성 HY 제올라이트에 귀금속이나 전이금속을 담지한 이중기능을 수행하는 촉매시스템의 제조
흡착제 및 촉매 담체로 사용한 HY는 Si/Al2 비가 80인 소수성 제올라이트로 금속 촉매성분 도입 전 550℃에서 3시간 동안 소성하였다. 금속의 도입방법은 이온교환 및 함침법을 사용하였다. 도입한 금속원소는 Pd, Pt, Ag, Mn, Fe, Co, Cr, Cu, Ni으로 이들의 질산염을 전구체로 사용하였다. 이온교환은 묽은 0.005M의 전이금속염(질산염) 수용액에 제올라이트를 혼합한 후 100℃에서 6시간 동안 교반하였고, 함침법에서는 제조될 촉매시스템의 100배의 증류수에 함침할 금속을 질산염 형태로 정량하여 도입한 후 60℃에서 6시간 동안 충분히 교반한 후 회전증발기에서 진공으로 탈수하여 제조하였다. 이온교환 및 진공탈수 후 만들어진 페이스트는 110℃에서 12시간 동안 건조 후 400℃, 공기분위기하에서 3시간 소성하여 최종 제조되었다. 제조된 촉매시스템의 금속 함유량은 1중량％, 3중량％로 하였다.
<실시예 2> 촉매시스템을 이용한 VOC 흡/탈착 및 촉매산화반응
톨루엔의 흡착 및 승온산화반응을 이용하여 여러 가지 촉매시스템을 대상으로 톨루엔의 흡착과 탈착/산화반응활성을 조사하였으며, 그 결과를 도 1과 표 1에 나타내었다. 톨루엔 흡착과 승온산화반응에 사용된 촉매시스템은 0.02g의 분말을 사용하였고 흡착/탈착/촉매산화반응은 온도조절이 가능한 U자형 석영관 안에서 연속 흐름식으로 수행하였다. 승온산화반응을 시작하기 앞서 금속 촉매가 도입된 제올라이트는 27℃에서 공기 중에 1000 ppm의 흐름으로 톨루엔을 포화흡착시켰다. 승온산화반응시 승온속도는 5℃/분으로 하였고 흐름은 공기흐름을 사용하였다. 반응 후 출구 가스 흐름을 쿼드러폴 매스(Quadrupole-mass)를 통해 실시간 온라인 분석하여 반응활성을 조사하였다.
도 1에서 보는 바와 같이 승온산화반응 전 포화흡착된 톨루엔의 양은 승온산화반응곡선의 초기 톨루엔 피크로부터 여러 가지 촉매시스템에서 거의 일정한 것으로 나타났다. 촉매시스템의 온도가 높아지면서 초기에는 흡착된 톨루엔의 탈착이 일어나다가 더욱 높은 온도에 도달하면서 촉매반응활성을 나타내는 것을 확인할 수 있다. 흡착된 톨루엔의 탈착은 상온 흡착온도에서 150℃사이에서 일어나며 촉매반응의 활성은 촉매시스템에 함유된 금속성분에 따라 다르게 나타났다. 표 1에서와 같이, 귀금속의 경우에는 170℃ 정도에서 톨루엔의 분해가 일어나며, 전이금속의 경우에는 290℃∼420℃의 범위에서 톨루엔의 분해가 일어남을 확인할 수 있다. Pt 와 Pd의 귀금속 성분을 제외한 금속성분의 경우, 은을 담지히는 경우가 톨루엔과 MEK 산화반응의 두 가지 모두에서 가장 우수한 것으로 나타났다.
<표 1> 톨루엔 및 MEK 산화반응활성
| 이중기능 흡착/촉매제 M(x)/HY(Si/Al2=80) | T100(100％ 전환율 도달시 온도[℃]) | ||
| M | x | 톨루엔 산화 | MEK 산화 |
| Ag | 1 | 330 | 310 |
| Ag | 3 | 290 | 260 |
| Mn | 1 | 385 | 305 |
| Mn | 3 | 320 | 273 |
| Fe | 1 | 415 | 340 |
| Fe | 3 | 390 | 316 |
| Co | 1 | 350 | 325 |
| Co | 3 | 310 | 297 |
| Cr | 1 | 385 | 330 |
| Cr | 3 | 360 | 321 |
| Cu | 1 | 355 | 290 |
| Cu | 3 | 360 | 274 |
| Ni | 1 | 420 | 360 |
| Ni | 3 | 395 | 352 |
| Pt | 1 | 175 | 210 |
| Pd | 1 | 170 | 200 |
| 반응조건 : 1atm, SV= 6000 h-1 | |||
<실시예 3> 은의 담지량 변화에 따른 톨루엔 산화반응활성
실시예 2의 결과에서 가장 활성이 좋은 것으로 나타난 은의 경우를 대상으로 하여 담지량 변화에 따른 반응성을 알아보기 위해 실시예 1의 촉매시스템의 제조방법과 동일한 방법으로 은의 담지량 변화를 달리하여 촉매시스템을 제조하였다. 제조된 촉매시스템의 종류는 하기 표 2와 같다.
제조된 촉매시스템의 반응활성은 톨루엔 산화반응을 대상으로 하였다. 톨루엔 산화반응은 0.1 g의 촉매시스템을 내경 11mm, 길이 500mm의 고정층반응기에 충진한 후 약 1000 ppm의 톨루엔-공기 혼합물을 공간속도 15000 h-1로 주입하여 수행하였다. 반응 압력은 1atm, 반응온도는 175℃에서 400℃ 구간에서 25 ℃간격으로 설정하였고 반응활성은 각 온도에서 1시간 동안의 반응이 진행된 후의 출구흐름을 온라인 가스 크로마토그라피로 측정하였다.
도 2는 은의 담지량별 반응활성을 나타낸 것이다. 담지량이 늘어나면서 활성이 좋아짐을 알 수 있다.
제조된 촉매의 질소 물리흡착 실험결과는 표 2와 같다. 이들 촉매는 담지량이 높아짐에 따라 반응 후의 촉매와 비교했을 때 물리적인 차이는 없었으나, 표면적과 기공부피가 줄어드는 경향을 보였다. 따라서 Ag 담지량의 증가에 따라 반응활성은 증가하지만, 흡착용량을 유지하면서 좋은 촉매활성을 유지하기 위하여는 약 10중량％ 정도의 적정 담지량을 유지하는 것이 바람직하다.
<표 2> 은/HY 제올라이트로 구성되는 촉매시스템의 종류와 질소흡착특성
| 종류 | 은담지량 (중량％) | 제조방법 | 표면적 [m2/g] | 기공부피 [cm3/g] | ||
| 반응전 | 반응후 | 반응전 | 반응후 | |||
| Ag(0.5)/HY | 0.52 | 1 회 이온교환 | 678 | 678 | 0.48 | 0.48 |
| Ag(2.4)/HY | 2.40 | 3 회 이온교환 | 690 | 667 | 0.49 | 0.46 |
| Ag(1)/HY | 1.00 | 함침 | 663 | 663 | 0.46 | 0.46 |
| Ag(3.4)/HY | 3.40 | 3 회 이온교환후 함침 | 670 | 666 | 0.47 | 0.47 |
| Ag(5)/HY | 5.00 | 함침 | 633 | 624 | 0.44 | 0.45 |
| Ag(7.4)/HY | 7.40 | 3 회 이온교환후 함침 | 592 | 580 | 0.44 | 0.43 |
| Ag(10)/HY | 10.00 | 함침 | 558 | 544 | 0.41 | 0.40 |
| Ag(12.4)/HY | 12.40 | 3 회 이온교환후 함침 | 511 | 509 | 0.40 | 0.40 |
| Ag(20)/HY | 20.00 | 함침 | 423 | 429 | 0.35 | 0.35 |
| Ag(22.4)/HY | 22.40 | 3 회 이온교환후 함침 | 322 | 320 | 0.31 | 0.31 |
| 반응후 : 400℃에서 1시간 반응 | ||||||
<실시예 4> Si/Al2 비에 따른 톨루엔 산화반응활성
Si/Al2 비가 5.1, 12, 60, 80으로 서로 다른 HY 제올라이트를 담체로 사용하여 6중량％의 Ag가 함유된 촉매를 실시예 1의 방법으로 제조하였다. 제조된 촉매의 톨루엔 산화반응활성은 실시예 3의 반응 실험과 동일하게 수행하였으며, 그 결과를 도 3, 4, 5에 나타내었다. 단, 반응활성은 각 온도에서 반응시간 5시간 수행 후의 결과로서 나타내었다.
도 3의 결과에서는 지지체로 사용한 HY 제올라이트의 Si/Al2 비가 커질수록 즉, 담체의 소수성이 클수록 톨루엔 전환율(분해활성)이 증가하였고, 도 4 및 도 5의 부산물 생성량 결과에서도 담체의 소수성 증가에 비례하여 벤젠과 일산화탄소의 생성량이 감소하는 것으로 나타났다.
이러한 결과로부터 제올라이트 담체의 소수성은 톨루엔의 산화반응시 디알킬레이션(dealkylation)과 같은 부반응을 억제해 주는 효과가 있으며, 촉매의 불완전연소특성(CO 생성)을 개선시켜 완전연소를 촉진시키는 것으로 판단된다. 따라서 제올라이트의 소수성은 VOC의 선택적 흡착을 위해서 뿐만 아니라 VOC의 완전연소반응을 위해서도 중요한 인자로 작용한다고 할 수 있다.
본 발명에 의한 촉매시스템은 저농도로 배출되는 브이오씨(VOC)를 흡착을 통해 농축시키고 이를 추후 필요에 따라 탈착, 산화 분해시키는 것이 가능해진다. 따라서 본 발명의 촉매시스템은 자동차의 냉간시동 등에 있어서 배기가스 처리시 촉매기능이 시작되기 전 저온에서 배출되는 브이오씨를 일시적으로 흡착을 통해 농축해 두었다가 촉매 처리가 가능한 온도에서 서서히 브이오씨를 유출하여 산화처리하는 장치 등에 적용되어질 수 있다.
또한, 브이오씨의 산화촉매만을 고려했을 때, 은을 주촉매로 하는 촉매시스템은 촉매의 안정성은 물론이거니와, 비용절감의 측면에 있어서 매우 효용이 높다.
도 1은 본 발명에 따른 바람직한 실시예로서, 다양한 촉매시스템의 온도에 따른 톨루엔의 산화반응 활성을 측정한 그래프
도 2는 본 발명에 따른 바람직한 실시예로서, 촉매시스템의 담지량 변화에 따른 톨루엔의 산화반응 활성을 측정한 그래프
도 3은 본 발명에 따른 바람직한 실시예로서, 제올라이트 HY의 Si/Al2 비의 변화에 따른 톨루엔의 산화반응 활성을 측정한 그래프
도 4는 본 발명에 따른 바람직한 실시예로서, 제올라이트 HY의 Si/Al2 비의 변화에 따라 톨루엔의 산화반응시에 나타나는 부산물 벤젠의 생성량을 측정한 결과그래프
도 5는 본 발명에 따른 바람직한 실시예로서, 제올라이트 HY의 Si/Al2 비의 변화에 따라 톨루엔의 산화반응시에 나타나는 이산화탄소의 선택도를 측정한 결과그래프
Claims (6)
- 소수성 제올라이트를 흡착제 및 촉매담체로 하고, 상기 담체에 촉매로 되는 금속을 함유하는 휘발성 유기화합물의 제거용 촉매시스템
- 제 1항에 있어서, 소수성 제올라이트는 Si/Al2≥60를 만족함을 특징으로 하는 촉매시스템
- 제 2항에 있어서, 소수성 제올라이트는 Y, ZSM-5, 베타, 모데나이트의 군에서 1종 또는 2종 이상 선택되어짐을 특징으로 하는 촉매시스템
- 제 1항에 있어서, 촉매로 되는 금속은 Pt, Pd, Cu, Co, Cr, Mn, Fe, Ag, Ni의 군에서 1종 또는 2종 이상 선택되어짐을 특징으로 하는 촉매시스템
- 제 4항에 있어서, 촉매로 되는 금속의 함량은 0.5중량％ 이상으로 하여 분말형, 펠렛형, 또는 하니컴형으로 제작됨을 특징으로 하는 촉매시스템
- 제 1항에 있어서, 촉매로 되는 금속은 이온교환법 또는 함침법에 의해 함유되어짐을 특징으로 하는 촉매시스템
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