KR20180116196A - Supported transition metal selenide catalyst, process for producing same, and process for producing urethane using same - Google Patents

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Abstract

According to an embodiment of the present invention, provided are a metal selenide (MSe_2) supported catalyst for producing urethane and a method for producing the same, wherein the catalyst comprises a solid supporting material and metal selenide (MSe_2) supported by being adsorbed onto a surface of the solid supporting material. Moreover, the present invention provides a method for producing urethane by using the metal selenide (MSe_2) supported catalyst and urethane manufactured thereby.

Description

담지된 금속셀레나이드 촉매, 이의 제조방법 및 이를 이용한 우레탄 제조방법{Supported transition metal selenide catalyst, process for producing same, and process for producing urethane using same}[0001] The present invention relates to a metal-selenide catalyst, a supported metal-selenide catalyst, a process for producing same, and a process for producing same,

본 발명은 금속셀레나이드(MSe2, M=금속)가 담지된 담지 촉매에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 니트로화합물 및 일산화탄소의 반응에 의하여 우레탄(카바메이트라고도 불림)을 제조하기 위해 사용되는 금속셀레나이드가 담지된 담지 촉매, 이의 제조방법 및 이를 이용한 우레탄 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a supported catalyst on which metal selenide (MSe 2 , M = metal) is supported, and more particularly, to a supported catalyst comprising a metal selenide (hereinafter referred to as " Supported catalyst supported on a support, a process for producing the catalyst, and a process for producing urethane using the same.

폴리우레탄수지는 3차원 구조를 가지는 플라스틱의 일종으로 물리적으로 인장강도가 크며 화학약품에 잘 견뎌 화학적 내구성 또한 우수한 플라스틱으로서, 전기절연체, 구조재, 개포단열재 등 다양한 산업분야에서 사용되고 있으며 신축성이 좋아 고무의 대체재로도 많이 사용되고 있다. 우레탄은 폴리우레탄을 제조하기 위한 준비물질로서, 합성섬유, 합성고무 등 다양한 소재의 출발물질로서 사용되고 있다. 나아가, 우레탄 자체는 농약, 제초제, 살충제, 의약품 등 다양한 화학물질을 제조하기 위한 재료로서 다양하게 사용되고 있다.Polyurethane resin is a type of plastic with a three-dimensional structure. It is a plastic with high physical tensile strength, good chemical resistance and excellent chemical durability. It is used in various industrial fields such as electric insulation, structural material, It is widely used as a substitute. Urethane is used as a starting material for various materials such as synthetic fibers and synthetic rubbers as a preparation material for producing polyurethane. Furthermore, urethane itself is widely used as a material for manufacturing various chemicals such as pesticides, herbicides, insecticides, medicines and the like.

일반적으로 우레탄을 제조하기 위해서는 포스겐 제법을 사용한다. 포스겐 제법이란 아민 화합물과 포스겐을 반응시켜 이소시아네이트를 제조하는 단계를 거쳐 최종 산물로서 우레탄을 제조하는 방법이다. 그러나, 포스겐 제법은 맹독성 물질인 포스겐을 사용하여야 하므로 반응물 취급이 용이하지 않으며, 일 단계 일 용기 내에서 반응이 한번에 완료되지 못한다는 문제점이 있으며, 반응 부산물로 염화수소가 다량 발생되는 문제점 또한 존재하여 우레탄 수율이 좋지 않다는 문제점 또한 있었다.Generally, a phosgene process is used to produce urethane. The phosgene production process is a process for producing an isocyanate by reacting an amine compound with phosgene to produce urethane as a final product. However, since the phosgene production method requires the use of phosgene, which is a toxic substance, it is difficult to handle the reactants, the reaction can not be completed in a single stage vessel at once, and there is a problem that a large amount of hydrogen chloride is generated as a reaction by- There was also a problem that the yield was poor.

상기 포스겐법과 관련하여 일본 등록특허 제1994-062544호(이하 인용문헌 1이라 함)에서는 맹독성 물질인 포스겐을 이용하지 않는 우레탄 합성 방법으로 2-step 공정을 개시한 바 있다. 2-step 공정 중 제1 단계는 방향족 제 1 아민, 방향족 니트로화합물 및 일산화탄소를 용매 하에서 촉매를 첨가한 후 반응시켜 치환우레아를 제조하는 단계, 제 1단계 이후, 제1단계의 반응물로부터 치환우레아를 분리회수한 뒤 정제하여 수산기를 함유하는 유기화합물을 반응시키는 제 2단계를 포함하여 아민 화합물로부터 우레탄을 제조하는 방법을 개시하고 있다. 그러나 상기 2-step 공정은 반응 단계가 복잡하고 일 용기 내에서 반응이 한 번에 진행되기는 어렵고, 반응 후 생성되는 염화수소를 염기성 물질로 중성화 해야 하는 공정상의 번거로움이 있었다.Regarding the phosgene process, Japanese Patent Registration No. 1994-062544 (hereinafter referred to as Reference 1) has disclosed a 2-step process using a urethane synthesis method which does not use phosgene, which is a toxic substance. In the first step of the 2-step process, the aromatic urea amine, the aromatic nitro compound, and the carbon monoxide are added to the reaction mixture in the presence of a solvent to prepare a substituted urea, Separating and recovering the organic urea solution, and purifying the organic solvent to react with an organic compound containing a hydroxyl group, thereby producing urethane from the amine compound. However, the 2-step process has a complicated reaction step, and it is difficult for the reaction to proceed in one vessel at a time, and there is a complication in the process of neutralizing the generated hydrogen chloride with a basic substance.

상기 2-step 공정과 관련하여 미국 공개특허 제2009-0275771호(이하 인용문헌 2라 함)에서는 2-step 공정에서 공정 단계의 복잡함을 개선하고자 일산화탄소 및 산소의 혼합기체 하에서 아미노화합물의 산화 카르보닐화에 의해 우레탄을 제조하는 방법을 개시한 바 있다. 그러나 일산화탄소와 산소의 혼합가스는 분압 조절의 어려움이 있고, 고온의 산화반응 조건에서 산화제등의 폭발의 위험성이 따른다는 단점이 있었다.In order to improve the complexity of the process step in the 2-step process, U.S. Published Patent Application No. 2009-0275771 (hereinafter referred to as Document 2) relates to the above 2-step process. In order to improve the complexity of the process step, A process for producing urethane by nitration has been disclosed. However, the mixed gas of carbon monoxide and oxygen has a difficulty in controlling the partial pressure and has a disadvantage in that there is a risk of explosion of an oxidizing agent and the like in a high temperature oxidation reaction condition.

따라서, 전술한 종래기술들의 단점들을 해소할 수 있으면서도 경제적으로 고수율의 우레탄을 합성하는 기술개발이 요구되고 있는 실정이다.Accordingly, there is a need to develop a technology for economically producing urethane having a high yield while solving the disadvantages of the above-described conventional techniques.

일본 등록특허 제1994-062544호Japanese Patent No. 1994-062544 미국 공개특허 제2009-0275771호U.S. Published Patent Application No. 2009-0275771

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 단순한 공정을 거쳐 우레탄을 제조할 수 있도록 하는 금속셀레나이드가 담지된 담지 촉매, 상기 담지 촉매의 제조방법 및 상기 담지 촉매로 우레탄을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a supported catalyst on which a metal selenide is supported to produce urethane through a simple process, a method for producing the supported catalyst, and a method for producing the urethane using the supported catalyst.

기존의 2단계 이상을 거치는 우레탄 제조방법과 달리, 금속셀레나이드 담지 촉매를 사용하는 경우, 니트로화합물, 일산화탄소, 알코올화합물을 반응물질로 하여 일 단계로 우레탄을 바로 제조할 수 있어 반응이 단순하고 일 용기 내에서 진행할 수 있어서 시간적·비용적 측면에서 경제적으로 우레탄을 제조할 수 있다.Unlike the conventional urethane manufacturing process, the metal-selenide supported catalyst can be used to produce urethane in a single step using a nitro compound, carbon monoxide and an alcohol compound as a reaction material, It is possible to proceed in the container, thereby making it possible to economically manufacture urethane in terms of time and cost.

또한, 기존의 공법으로 우레탄을 제조하는 경우 맹독성의 포스겐을 사용하거나, 폭발의 위험이 있는 산화제 등을 사용하게 되어 위험한 환경에서 공정의 안전성이 위협받는 문제가 있었으나, 금속 셀레나이드 담지 촉매를 사용하는 경우 공정이 사용되는 반응물질이 모두 폭발의 위험이 없고 무독성 물질로서 공정을 안전하게 수행할 수 있다.In addition, when the urethane produced by the conventional method is used, toxic phosgene is used, or an oxidizing agent which may cause explosion is used. In this case, the safety of the process is threatened in a dangerous environment. However, the use of a metal- In case the reactants used in the process are all free from the risk of explosion and can be safely carried out as a non-toxic substance.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise form disclosed. There will be.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는, 고형의 담지체; 및 상기 고형의 담지체의 표면에 흡착되어 담지되는 금속셀레나이드(MSe2, M = 금속)를 포함하는 것을 특징으로 하는 우레탄 제조용 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매를 제공할 수 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising: a solid carrier; And a metal selenide (MSe 2 , M = metal) adsorbed on and supported on the surface of the solid support, thereby providing a metal selenide (MSe 2 ) supported catalyst for urethane production.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 금속은, 2가 철(Fe(Ⅱ)), 3가 철(Fe(Ⅲ)), 1가구리(Cu(Ⅰ)), 2가구리(Cu(Ⅱ)), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 아연(Zn) 및 망간(Mn) 중 선택되는 어느 하나인 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the metal is selected from the group consisting of Fe (II), Fe (III), Cu (I), Cu ), Nickel (Ni), chrome (Cr), zinc (Zn), and manganese (Mn).

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 고형의 담지체는, 알루미나(Al2O3), 세리아(CeO2), 활성탄(AC), 몬모릴로나이트(Montmorillonite), 실리카(SiO2), 산화마그네슘(MgO), 제올라이트(Zeolite) 및 마나세아이트(Hydrotalcite) 중 선택되는 어느 하나 이상인 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the solid carrier includes at least one of alumina (Al 2 O 3 ), ceria (CeO 2 ), activated carbon (AC), montmorillonite, silica (SiO 2 ) ), Zeolite (Zeolite) and mannateite (Hydrotalcite).

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 금속셀레나이드(MSe2)가 2wt% 내지 10wt% 포함되는 것일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the metal selenide (MSe 2 ) may be contained in an amount of 2 wt% to 10 wt%.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는, 금속화합물, 이산화셀레늄(SeO2) 및 안정제를 혼합하여 제1용액을 제조하는 단계; 상기 제1용액에 고형의 담지체를 투입하는 단계; 상기 고형의 담지체가 투입된 상기 제1용액에 일산화탄소를 주입하는 단계; 및 상기 제1용액에 투입된 고형의 담지체 및 상기 일산화탄소를 반응시켜 금속셀레나이드(MSe2)가 상기 고형의 담지체의 표면에 흡착되어 담지되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 우레탄 제조용 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매 제조방법을 제공할 수 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: preparing a first solution by mixing a metal compound, selenium dioxide (SeO 2 ) and a stabilizer; Injecting a solid carrier into the first solution; Injecting carbon monoxide into the first solution into which the solid support is charged; And a step of reacting the solid carrier and the carbon monoxide introduced into the first solution to adsorb and support the metal selenide (MSe 2 ) on the surface of the solid support, characterized in that the metal selenide (MSe 2 ) supported catalyst.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 금속화합물은 금속할라이드화합물(MXa)이고, 상기 금속할라이드화합물(MXa)은, 염화철(Ⅱ)(FeCl2), 염화철(Ⅲ)(FeCl3), 염화니켈(NiCl2), 염화크롬(CrCl3) 및 염화망간(MnCl2) 중 어느 하나인 것일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the metal compound is a metal halide (MX a), the metal halide (MX a) is, iron (Ⅱ) (FeCl 2), ferric chloride (Ⅲ) (FeCl 3), And may be any one of nickel chloride (NiCl 2 ), chromium chloride (CrCl 3 ) and manganese chloride (MnCl 2 ).

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 금속할라이드화합물(MXa)은, 브롬화철(FeBr3), 브롬화니켈(NiBr2), 브롬화크롬(CrBr3) 및 브롬화망간(MnBr2) 중 어느 하나인 것일 수 있다. In another embodiment of the present invention, the metal halide compound MX a is any one of iron bromide (FeBr 3 ), nickel bromide (NiBr 2 ), chromium bromide (CrBr 3 ) and manganese bromide (MnBr 2 ) Lt; / RTI >

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 안정제는, 아민계 화합물 또는 4차 암모늄계 화합물인 것일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the stabilizer may be an amine compound or a quaternary ammonium compound.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 아민계 화합물 또는 상기 4차 암모늄계 화합물은, 세트리모늄브로마이드(CTAB: Cetyl TrimethylAmmonium Bromide), 테트라에틸암모늄클로라이드(TBAC: Tetra-n-ButylAmmonium Chloride), 테트라부틸암모늄브로마이드(TBAB: Tetra-n-ButylAmmonium Bromide), 테트라부틸포스포늄브로마이드(TBPB: Tetra-n-ButylPhosphonium Bromide), 폴리비닐피롤리돈(PVP: PolyVinylPyrrolidone), 염화콜린(Choline chloride), 피리딘(Pyridine), 테트라에틸암모늄클로라이드(Tetraethylammonium chloride), 이미다졸(Imidazole), 디메틸아미노피리딘(4-(Dimethylamino)pyridine) 및 2,2-바이피리딜(2,2-Bipyridyl) 중 선택되는 어느 하나 이상인 것일 수 있다. In another embodiment of the present invention, the amine compound or the quaternary ammonium compound may be at least one selected from the group consisting of Cetyl Trimethyelmonium Bromide (CTAB), Tetra-n-Butylmonium Chloride (TBAC) (TBAB: Tetra-n-Butylphosphonium bromide), polyvinylpyrrolidone (PVP), choline chloride, pyridine Pyridine, tetraethylammonium chloride, imidazole, 4- (dimethylamino) pyridine, and 2,2-bipyridyl. Lt; / RTI >

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1용액의 용매는 알코올 용매인 것일 수 있다. In an embodiment of the present invention, the solvent of the first solution may be an alcohol solvent.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 일산화탄소의 압력은 200psig 내지 1600psig 인 것일 수 있다. In another embodiment of the present invention, the pressure of the carbon monoxide may be 200 psig to 1600 psig.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매를 제조하는 단계에 있어서, 반응온도는 100℃ 내지 200℃이고, 반응시간은 1시간 내지 6시간인 것일 수 있다. In one embodiment of the present invention, in the step of preparing the metal-selenide (MSe 2 ) supported catalyst, the reaction temperature is 100 ° C to 200 ° C, and the reaction time is 1 hour to 6 hours.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예는, 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매를 준비하는 단계; 니트로화합물, 일산화탄소 및 알코올 용매로 구성되는 반응물을 준비하는 단계; 및 상기 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매 하에 상기 반응물을 카르보닐화 반응시키는 단계;를 포함하는 우레탄 제조방법일 수 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method for preparing a metal-selenide (MSe 2 ) supported catalyst, Preparing a reactant comprising a nitro compound, carbon monoxide and an alcohol solvent; And subjecting the reactant to a carbonylation reaction under the metal-selenide (MSe 2 ) supported catalyst.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매의 몰비율은 상기 반응물 대비 1/1000 내지 1/20인 것일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the molar ratio of the metal-selenide (MSe 2 ) supported catalyst may be 1/1000 to 1/20 of the reactant.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 카르보닐화 시키는 단계는, 상기 일산화탄소의 압력이 200psig 내지 1600psig 인 것일 수 있다. In another embodiment of the present invention, the carbonylating step may be such that the pressure of the carbon monoxide is 200 psig to 1600 psig.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 카르보닐화 시키는 단계는, 100 ℃ 내지 200 ℃ 의 온도 조건에서, 1 시간 내지 6 시간 동안 수행되는 것일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the carbonylating step may be carried out at a temperature of 100 ° C to 200 ° C for 1 hour to 6 hours.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 단일 용기 내에 단일 단계로 진행되는 반응인 것일 수 있다.In order to accomplish the above object, the present invention may be a single step reaction in a single vessel.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본발명의 또 다른 실시예는 상기 제조방법에 따라 제조되는 우레탄을 제공할 수 있다. In order to accomplish the above object, another embodiment of the present invention can provide urethane which is produced according to the above production method.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매를 사용하여 단일 용기 내에 단일 단계를 거쳐 간단한 방법으로 우레탄을 제조할 수 있어 공정의 시간적, 비용적 측면에서 경제적인 방법으로 우레탄을 제조할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, urethane can be produced by a simple method through a single step in a single container using the metal-selenide (MSe 2 ) supported catalyst, Can be prepared.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 폭발의 위험이 있는 산화제 등을 사용하지 않고, 니트로화합물, 일산화탄소 및 알코올 용매와 같은 반응물질만을 사용하여 폭발의 위험없이 안전하게 우레탄을 제조할 수 있다. Also, according to the embodiment of the present invention, it is possible to safely manufacture urethane without the risk of explosion by using only reactants such as nitro compound, carbon monoxide and alcohol solvent without using an oxidizer or the like which is dangerous for explosion.

나아가, 본 발명의 실시예에 따르면, 기존의 촉매와 달리 금속셀레나이드(MSe2) 촉매를 사용하고, 이를 담지하여 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매를 제공하는바, 담지하지 않았을 경우보다 금속셀레나이드(MSe2)의 투입량이 1/50 배 미만으로 적어질 수 있으며, 반응 후 부산물이 상대적으로 적게 생성될 수 있음은 물론, 우레탄 수율과 선택도가 증대되며, 상기 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매의 회수율 또한 높아 반응에 여러 번 사용할 수 있게 되어 경제적으로 우레탄을 제조할 수 있다. Further, according to the embodiment of the present invention, unlike the existing catalyst, a metal selenide (MSe 2 ) catalyst is used and supported to support a metal selenide (MSe 2 ) The amount of selenide (MSe 2 ) added can be reduced to less than 1/50, the byproduct after reaction can be relatively reduced, the urethane yield and selectivity are increased, and the metal selenide (MSe 2 ) Recovery rate of the supported catalyst is also high, so that it can be used many times in the reaction, so that the urethane can be economically produced.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above effects and include all effects that can be deduced from the detailed description of the present invention or the configuration of the invention described in the claims.

도 1은 우레탄 제조용 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매를 이용하여 우레탄을 제조하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3, 도 4는 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매의 SEM 이미지를 나타낸 사진이다.
도 5, 도 6은 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매의 TEM 이미지를 나타낸 사진이다.
도 7, 도 8은 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매의 EDX 데이터를 도식화한 그래프이다.
도 9는 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매를 사용하는 경우, 반응시간(reaction time(h))에 따른 우레탄 수율을 나타낸 그래프이다.
1 is a flowchart showing a method for producing a metal selenide (MSe 2 ) supported catalyst for urethane production.
2 is a flowchart showing a method for producing urethane using a metal-selenide (MSe 2 ) supported catalyst.
3 and 4 are photographs showing SEM images of a metal selenide (MSe 2 ) supported catalyst.
5 and 6 are TEM images of a metal-selenide (MSe 2 ) supported catalyst.
7 and 8 are graphs showing the EDX data of the metal-selenide (MSe 2 ) supported catalyst.
9 is a graph showing the urethane yield according to the reaction time (reaction time (h)) when a metal-selenide (MSe 2 ) supported catalyst is used.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" (connected, connected, coupled) with another part, it is not only the case where it is "directly connected" "Is included. Also, when an element is referred to as " comprising ", it means that it can include other elements, not excluding other elements unless specifically stated otherwise.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 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.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like refer to the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 고형의 담지체 및 상기 고형의 담지체의 표면에 흡착되어 담지되는 금속셀레나이드(MSe2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 우레탄 제조용 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매를 제공할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the polyurethane comprising a metal selenide (MSe 2) that is adsorbed supported on the surface of the solid carrier and the carrier of the solid for producing a metal selenide (MSe 2) supported Catalyst can be provided.

상기 고형의 담지체(supporting material)는 상기 금속셀레나이드(Mse2)로 형성되는 화합물을 분산시켜서 안정하게 담아 유지하는 물질로서, 일반적으로 고형상의 물질을 사용할 수 있다. 특히 담지 촉매로서 사용되기 위한 고형의 담지체는, 촉매의 기능이 활성화될 수 있도록 노출 표면적이 커지도록 고도로 분산시켜 담지하기 위해서 보통 다공성이나 면적이 큰 물질을 사용한다. 또한 고형의 담지체는 화학적 반응에서 일정한 형상 및 기능을 유지하기 위해서 열적, 화학적으로 안정한 물질을 사용할 수 있다. The solid supporting material is a material which disperses and retains a compound formed of the metal selenide (Mse 2 ) in a stable state, and generally, a solid material can be used. Particularly, a solid carrier to be used as a supported catalyst generally has a large porosity or a large area so as to be highly dispersed and supported so that the exposed surface area becomes large so that the function of the catalyst can be activated. In addition, solid carriers can be thermally and chemically stable to maintain certain shapes and functions in chemical reactions.

예를들어, 고형의 담지체는, 알루미나(Al2O3), 세리아(CeO2), 활성탄(AC), 몬모릴로나이트(Montmorillonite), 실리카(SiO2), 산화마그네슘(MgO), 제올라이트(Zeolite) 및 마나세아이트(Hydrotalcite) 중 선택되는 어느 하나 이상인 것일 수 있다. 이때 제올라이트(Zeolite)는 제올라이트(ZSM-5), 제올라이트(4A) 등이 사용될 수 있으나, 상기 제올라이트 종류는 상기 나열된 종류에 한정되는 것은 아니다. 나아가, 고형의 담지체는 상기 나열된 물질들에 한정되지 않고, 촉매물질을 고도로 분산시킬 수 있도록 다공성 물질이거나 표면적이 큰 고형상의 물질이면서, 화학적, 물리적 반응을 일으키지 않는 물질이라면 제한없이 고형의 담지체로서 사용될 수 있다.For example, the solid carrier may be selected from alumina (Al 2 O 3 ), ceria (CeO 2 ), activated carbon (AC), montmorillonite, silica (SiO 2 ), magnesium oxide (MgO), zeolite And hydrotalcite. [0033] The term " hydrotalcite " The zeolite may be zeolite (ZSM-5), zeolite (4A) or the like, but the zeolite is not limited to the above listed zeolite. Further, the solid carrier is not limited to the above listed materials, and may be a porous material or a solid material having a large surface area so as to highly disperse the catalyst material, and a material that does not cause a chemical or physical reaction, It can be used as a delay.

상기 금속셀레나이드(MSe2)에 있어서, M은 금속(transition meatal, M이라고 표시함)을 의미하고, 금속셀레나이드는 셀레늄(Selenium, Se)과 금속의 화합물을 의미한다.In the metal selenide (MSe 2 ), M means metal (transition metal) (M), and metal selenide means a compound of selenium (Se) and metal.

상기 금속은 전이금속 중 어느 하나 일 수도 있다. 사용될 전이원소라고도 불리며, 일반적으로 주기율표의 d-구역 원소를 의미한다. 주기율표에 있어서 3족 내지 12족 원소가 모두 포함된다. 전이금속은 일반적으로 착화합물을 형성하는 것이 일반적이다. The metal may be any one of transition metals. Also referred to as the transition element to be used, it generally refers to the d-zone element of the periodic table. In the periodic table, all elements from Group 3 to Group 12 are included. Transition metals generally form complexes.

예를 들어, 상기 금속셀레나이드(MSe2)를 구성하는 상기 금속은, 2가 철(Fe(Ⅱ)), 3가 철(Fe(Ⅲ)), 1가구리(Cu(Ⅰ)), 2가구리(Cu(Ⅱ)), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 아연(Zn) 및 망간(Mn) 중 선택되는 어느 하나인 것일 수 있다. 다만, 상기 나열된 금속에 한정되는 것은 아니고, 셀레늄(Se)과 화합물을 형성할 수 있고, 우레탄 제조반응의 활성을 증대시킬 수 있는 역할을 할 수 있는 금속이라면 모두 포함될 수 있다.For example, the metal constituting the metal selenide (MSe 2 ) may be at least one selected from the group consisting of divalent iron (Fe (II)), trivalent iron (Fe (III) And may be any one selected from the group consisting of brazing alloy (Cu (II)), nickel (Ni), chrome (Cr), zinc (Zn) and manganese (Mn). However, the present invention is not limited to the metals listed above, but may be any metal capable of forming a compound with selenium (Se) and capable of increasing the activity of the urethane production reaction.

이때, 상기 금속셀레나이드(MSe2)는 상기 고형의 담지체의 표면에 흡착되는 것일 수 있는데, 이는 금속셀레나이드(MSe2)와 고형의 담지체가 물리적, 화학적 결합에 의하여 서로 흡착되는 것에 기인하는 것으로, 상기 고형의 담지체는 일반적으로 다공성 형태를 가지므로 다공성 표면을 구성하는 기공 각각에 상기 금속셀레나이드(MSe2)가 위치할 수 있고, 하기에 따른 반응을 거치게 되면서 화학적 결합이 상기 고형의 담지체와 상기 금속셀레나이드(MSe2) 간에 발생하게 되어 상기 금속셀레나이드(Mse2)가 안정적으로 담지될 수 있게 된다. At this time, the metal selenide (MSe 2 ) may be adsorbed on the surface of the solid support. This is because the metal selenide (MSe 2 ) and the solid support are adsorbed to each other by physical and chemical bonding Since the solid support has a generally porous structure, the metal selenide (MSe 2 ) may be positioned in each of the pores constituting the porous surface, and the chemical bond may be bonded to the solid support It is generated between the bearing member and the metal selenide (MSe 2) wherein the metal selenide (Mse 2) is able to be reliably supported.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 금속셀레나이드(MSe2)는 2wt% 내지 10wt% 포함될 수 있다. 상기 중량퍼센트(wt%)는 상기 금속셀레나이드(MSe2)가 담지된 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매 전체의 질량을 기준으로 계산한 것으로, 상기 범위 내의 금속셀레나이드(MSe2)가 함유되어 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매를 형성하는 것이 바람직하고, 상기 범위 미만을 함유하는 경우에는 반응물은 잔여된 상태로 반응이 충분히 진행되지 않아 반응속도가 현저히 감소할 수 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우에는 반응속도는 상기 범위 내의 촉매를 사용하는 경우와 동일하거나 차이가 거의 없는 반면, 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매가 반응 활성화에 기여하지 못하고, 잔여하게 되어 공정의 비용측면상 경제적이지 못하다는 문제점이 존재할 수 있는 바, 상기 범위 내로 포함되는 것이 바람직하다. In one embodiment of the present invention, the metal selenide (MSe 2 ) may be contained in an amount of 2 wt% to 10 wt%. The weight percent (wt%) is a metal selenide (MSe 2) is a metal selenide bearing (MSe 2) that calculates, based on the weight of the entire supported catalyst, containing a metal selenide (MSe 2) in the range (MSe 2 ) supported catalyst. If the amount of the catalyst is less than the above range, the reaction may not proceed sufficiently in the state where the reactants remain, so that the reaction rate may be significantly reduced, (MSe 2 ) supported catalyst does not contribute to the activation of the reaction and is remained, which is economical in view of the cost of the process However, it is preferable that the above-mentioned range is included.

상기 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매는 상기 언급된 용매를 비롯한 유기용매에 녹지 않는 불균일 촉매 활성종일 수 있으며, 검정색 고체입자로 형성될 수 있다. The metal selenide (MSe 2 ) supported catalyst may be a heterogeneous catalytic active species that is insoluble in organic solvents including the above-mentioned solvents, and may be formed of black solid particles.

도 1은 우레탄 제조용 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매 제조방법을 나타낸 순서도이다.1 is a flowchart showing a method for producing a metal selenide (MSe 2 ) supported catalyst for urethane production.

도 1을 참조하면, 금속화합물, 이산화셀레늄(SeO2) 및 안정제를 혼합하여 제1용액을 제조하는 단계(S110), 상기 제1용액에 고형의 담지체를 투입하는 단계(S120) 상기 고형의 담지체가 투입된 상기 제1용액에 일산화탄소를 주입하는 단계(S130) 및 상기 제1용액에 투입된 고형의 담지체 및 상기 일산화탄소를 반응시켜 금속셀레나이드(MSe2)가 상기 고형의 담지체의 표면에 흡착되어 담지되는 단계(S140)를 포함하는 것을 특징으로 하는 우레탄 제조용 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매 제조방법을 제공할 수 있다.Referring to FIG. 1, a solid solution is prepared by mixing a metal compound, selenium dioxide (SeO 2 ), and a stabilizer to form a first solution (S110), and injecting a solid support into the first solution (S120) (S130) injecting carbon monoxide into the first solution into which the support is charged, and reacting the solid support and the carbon monoxide introduced into the first solution to adsorb the metal selenide (MSe 2 ) on the surface of the solid support (MSe 2 ) supported catalyst for urethane production according to the present invention.

우선적으로, 금속화합물, 이산화셀레늄(SeO2) 및 안정제를 혼합하여 제1용액을 제조하는 단계(S110)에 있어서,In the first, a metal compound, and selenium dioxide (SeO 2) and a step (S110) of mixing to prepare a first solution of a stabilizer,

상기 금속화합물, 이산화셀레늄(SeO2) 및 안정제는 향후 상기 금속셀레나이드(MSe2)촉매를 제조하기 위한 준비물질로 볼 수 있다.The metal compound, selenium dioxide (SeO 2 ) and stabilizer can be regarded as a preparation material for preparing the metal-selenide (MSe 2 ) catalyst in the future.

보다 구체적으로, 상기 금속화합물은, 금속할라이드화합물(MXa)일 수 있다(M은 금속, X는 할로젠 원소이고, a는 1 내지 3 중 어느 하나의 정수를 의미할 수 있으며, 상기 a는 금속이 이온 상태로 존재하는 경우의 양이온 지수에 따라 달라질 수 있다).More specifically, the metal compound may be a metal halide compound (MX a ) (M is a metal, X is a halogen element, a may be an integer of 1 to 3, Depending on the cation index when the metal is in the ionic state).

예를 들어 할로젠 원소인 X는, F, Cl, Br 및 I 중 선택되는 어느 하나 일 수 있으며, 특히 Cl, Br이 사용될 수 있다. For example, X, which is a halogen element, may be any one selected from F, Cl, Br and I, in particular Cl and Br may be used.

구체적으로, 상기 금속할라이드화합물(MXa)에 있어서 X가 Cl인 경우, 염화철(FeCl3), 염화니켈(NiCl2), 염화크롬(CrCl3) 및 염화망간(MnCl2) 중 어느 하나인 것일 수 있으나, 상기 나열된 염화금속화합물에 한정되지 않고, 이외의 금속이 사용될 수 있으며, 그에 따른 염화금속화합물 또한 포함될 수 있다. Specifically, when X is Cl in the above metal halide (MX a), ferric chloride (FeCl 3), any one be of nickel chloride (NiCl 2), chloride, chromium (CrCl 3) and manganese chloride (MnCl 2) However, it is not limited to the metal chloride compounds listed above, but other metals may be used, and accordingly metal chloride compounds may also be included.

다른 예를 들어, 상기 금속할라이드화합물(MXa)에 있어서 X가 Br인 경우, 브롬화철(FeBr3), 브롬화니켈(NiBr2), 브롬화크롬(CrBr3) 및 브롬화망간(MnBr2) 중 어느 하나인 것일 수 있으나, 상기 나열된 브롬화금속화합물에 한정되지 않고, 이외의 금속이 사용될 수 있으며, 그에 따른 브롬화금속화합물 또한 포함될 수 있다. None of the other, for example, the metal halide (MX a) when X is Br, bromide, iron (FeBr 3), bromide, nickel (NiBr 2), bromide, chromium (CrBr 3) and hydrobromic manganese (MnBr 2) in the But it is not limited to the metal bromide compounds listed above, but other metal may be used, and the metal bromide compound may be also included.

상기 금속화합물은 2가구리(Cu(Ⅱ)) 화합물 또는 1가구리(Ⅰ) 화합물일 수 있으며,The metal compound may be a two-family metal (Cu (II)) compound or a one-family metal (I) compound,

예를들어, 상기 2가구리(Cu(Ⅱ)) 화합물은, 염화구리(CuCl-2), 황산구리(CuSO4), 구리아세테이트(Cu(COOCH3)2) 및 구리나이트레이트 트리하이드레이트(Cu(NO3)2)3H2O) 중 선택되는 어느 하나 이상인 것이고,For example, the two-family cupric (Cu (II)) compound can be prepared by reacting copper chloride (CuCl- 2 ), copper sulfate (CuSO 4 ), copper acetate (Cu (COOCH 3 ) 2 ) and copper nitrate trihydrate NO 3 ) 2 ) 3H 2 O), and more preferably,

또 다른 예를들어, 상기 1가구리(Ⅰ) 화합물은, 염화구리(CuCl)인 것일 수 있다. 구리의 경우, 이온화되는 경우 양이온 가수가 달라질 수 있으며(Cu+1 또는 Cu+2) 이에 따라, 화합물을 이루는 경우 그 물질 또한 달라질 수 있다.In another embodiment, the compound of formula (I) may be copper chloride (CuCl). In the case of copper, ionization can change the cationic valence (Cu + 1 or Cu + 2 ), so if the compound is made, the substance can also be different.

다음으로, 안정제(stabilizer)는 리간드(ligand)로서, 상기 금속화합물과 배위결합을 통하여 착화물을 형성하며, 상기 금속화합물 및 상기 이산화셀레늄(SeO2)을 일산화탄소 존재 하에 환원시킴은 물론 이에 따라 제조되는 촉매물질의 크기를 작게하여 비표면적을 크게 하며, 입자를 안정화시켜 촉매활성을 증대시키고, 고형의 촉매를 제조하기 위하여 고체입자의 생성을 돕는 역할을 할 수 있다. Next, a stabilizer is used as a ligand to form a complex through coordination bond with the metal compound. The metal compound and the selenium dioxide (SeO 2 ) are reduced in the presence of carbon monoxide, The size of the catalyst material may be reduced to increase the specific surface area, stabilize the particles to increase the catalytic activity, and may assist in the generation of solid particles to produce a solid catalyst.

예를 들어, 상기 안정제로서, 아민계 화합물 또는 4차 암모늄계 화합물을 사용할 수 있다. For example, as the stabilizer, an amine compound or a quaternary ammonium compound can be used.

보다 구체적으로, 상기 아민계 화합물 또는 상기 4차 암모늄계 화합물은, 세트리모늄브로마이드(CTAB: Cetyl TrimethylAmmonium Bromide), 테트라에틸암모늄클로라이드(TBAC: Tetra-n-ButylAmmonium Chloride), 테트라부틸암모늄브로마이드(TBAB: Tetra-n-ButylAmmonium Bromide), 테트라부틸포스포늄브로마이드(TBPB: Tetra-n-ButylPhosphonium Bromide), 폴리비닐피롤리돈(PVP: PolyVinylPyrrolidone), 염화콜린(Choline chloride), 피리딘(Pyridine), 테트라에틸암모늄클로라이드(Tetraethylammonium chloride), 이미다졸(Imidazole), 디메틸아미노피리딘(4-(Dimethylamino)pyridine) 및 2,2-바이피리딜(2,2-Bipyridyl) 중 선택되는 어느 하나 이상인 것일 수 있다. More specifically, the amine compound or the quaternary ammonium compound may be at least one selected from the group consisting of Cetyl Trimethyelmonium Bromide (CTAB), Tetra-n-Butylmonomethyl Chloride (TBAC), Tetrabutylammonium Bromide (Tetra-n-Butylmmonium Bromide), tetrabutylphosphonium bromide (TBPB), polyvinylpyrrolidone (PVP), choline chloride, pyridine, tetraethyl May be one selected from the group consisting of ammonium chloride, trimethylammonium chloride, imidazole, dimethylamino pyridine and 2,2-bipyridyl.

다른 예를 들어, 상기 금속화합물, 이산화셀레늄(SeO2) 및 안정제는 1:4:0.3의 질량비로 혼합될 수 있으나, 상기 질량비에 한정되는 것은 아니고, 구체적인 금속화합물 및 안정제의 종류, 사용되는 용매, 반응조건 등에 따라 달라질 수 있다. For example, the metal compound, SeO 2 and stabilizer may be mixed in a mass ratio of 1: 4: 0.3. However, the mass ratio is not limited to the above-mentioned mass ratio, but the specific metal compound and stabilizer, , Reaction conditions, and the like.

다른 예를 들어, 상기 제1용액의 용매는 알코올 용매(ROH)일 수 있다. 이때, R은 1 내지 4의 탄소수를 가지는 알킬기일 수 있고, ROH는 알킬기 전체에 수산화기(-OH)를 하나 가지고 있는 1가알코올일 수 있으나, 이에 한정되지 않고 수산화기(-OH)를 2개 가지고 있는 2가알코올이거나, 수산화기(-OH)를 3개 가지고 있는 3가알코올일 수 있다. 나아가, 상기 제1용액에 하기 방법에 따라 고형의 담지체를 담지시키게 되므로, 각 단계를 거쳐 반응이 완료될 때까지 모두 동일한 용매를 사용하는 것일 수 있다.As another example, the solvent of the first solution may be an alcohol solvent (ROH). In this case, R may be an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and ROH may be a monohydric alcohol having one hydroxyl group (-OH) in the entire alkyl group, but not limited thereto, and two hydroxyl groups (-OH) Dihydric alcohols, or trihydric alcohols having three hydroxyl groups (-OH). Further, since the solid carrier is supported on the first solution by the following method, the same solvent may be used until the reaction is completed through each step.

예를 들어, 상기 알코올 용매는 메탄올(CH3OH), 에탄올(C2H5OH), 프로판올(C3H8OH), n-부탄올(C4H9OH), iso-부탄올(C4H9OH) 및 tert-부탄올(C4H9OH)) 중 선택되는 어느 하나 이상인 것일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. For example, the alcohol solvent is methanol (CH 3 OH), ethanol (C 2 H 5 OH), propanol (C 3 H 8 OH), n- butanol (C 4 H 9 OH), iso- butanol (C 4 H 9 OH) and tert-butanol (C 4 H 9 OH)), but the present invention is not limited thereto.

상기 제1용액에 고형의 담지체를 투입하는 단계(S120)에 있어서, In the step of injecting a solid support into the first solution (S120)

예를 들어, 고형의 담지체(supporting material)는 상기 금속셀레나이드(Mse2)로 형성되는 화합물을 분산시켜서 안정하게 담아 유지하는 물질로서, 일반적으로 고형상의 물질을 사용할 수 있다. 특히 담지 촉매로서 사용되기 위한 고형의 담지체는, 촉매의 기능이 활성화될 수 있도록 노출 표면적이 커지도록 고도로 분산시켜 담지하기 위해서 보통 다공성이나 면적이 큰 물질을 사용한다. 또한 고형의 담지체는 화학적 반응에서 일정한 형상 및 기능을 유지하기 위해서 열적, 화학적으로 안정한 물질을 사용할 수 있다. For example, a solid supporting material is a substance that disperses and retains a compound formed of the metal selenide (Mse 2 ) in a stable state, and generally, a solid material can be used. Particularly, a solid carrier to be used as a supported catalyst generally has a large porosity or a large area so as to be highly dispersed and supported so that the exposed surface area becomes large so that the function of the catalyst can be activated. In addition, solid carriers can be thermally and chemically stable to maintain certain shapes and functions in chemical reactions.

예를들어, 고형의 담지체는, 알루미나(Al2O3), 세리아(CeO2), 활성탄(AC), 몬모릴로나이트(Montmorillonite), 실리카(SiO2), 산화마그네슘(MgO), 제올라이트(Zeolite) 및 마나세아이트(Hydrotalcite) 중 선택되는 어느 하나 이상인 것일 수 있다. 다만, 고형의 담지체는 상기 나열된 물질들에 한정되지 않고, 촉매물질을 고도로 분산시킬 수 있도록 다공성 물질이거나 표면적이 큰 고형상의 물질이면서, 화학적, 물리적 반응을 일으키지 않는 물질이라면 제한없이 고형의 담지체로서 사용될 수 있다.For example, the solid carrier may be selected from alumina (Al 2 O 3 ), ceria (CeO 2 ), activated carbon (AC), montmorillonite, silica (SiO 2 ), magnesium oxide (MgO), zeolite And hydrotalcite. [0033] The term " hydrotalcite " However, the solid carrier is not limited to the above listed materials, and may be a porous material or a solid material having a large surface area so as to highly disperse the catalyst material, and a solid material It can be used as a delay.

다른 예를 들어, 상기 제1용액에 상기 고형의 담지체를 넣은 후 10분 내지 1시간 정도로 교반시켜 상기 고형의 담지체에 상기 제1용액에 혼합되어 있는 물질이 흡착될 수 있다. 교반시키는 시간은 상기 고형의 담지체에 상기 제1용액에 혼합되어 있는 물질이 흡착되기에 충분한 시간이면 족하고 상기 시간범위 내로 반드시 한정되는 것은 아니다. 이때, 상기 고형의 담지체와 상기 제1용액에 혼합되어 물질은 화학적, 물리적으로 결합되어 흡착되는 것일 수 있다. 상기 고형의 담지체는 일반적으로 다공성 형태를 가지므로 다공성 표면을 구성하는 기공 각각에 상기 금속셀레나이드(MSe2)가 위치할 수 있고, 하기에 따른 반응을 거치게 되면서 화학적 결합이 상기 고형의 담지체와 상기 금속셀레나이드(MSe2) 간에 발생하게 되어 상기 금속셀레나이드(Mse2)가 담지될 수 있게 된다. In another example, the solid carrier may be added to the first solution, and then stirred for about 10 minutes to about 1 hour to adsorb the substance mixed in the first carrier to the solid carrier. The stirring time may be sufficient for the solid carrier to adsorb the substance mixed in the first solution and is not necessarily limited to the time range. At this time, the solid carrier and the first solution may be mixed and chemically and physically combined to be adsorbed. Since the solid carrier generally has a porous form, the metal selenide (MSe 2 ) may be positioned in each of the pores constituting the porous surface, and the chemical bond may be formed on the solid carrier And the metal selenide (MSe 2 ), so that the metal selenide (Mse 2 ) can be supported.

상기 고형의 담지체가 투입된 상기 제1용액에 일산화탄소를 주입하는 단계(S130)에 있어서, In the step of injecting carbon monoxide into the first solution into which the solid support is charged (S130)

상기 제1용액은 일 용기 반응기 내에서 상기 S110단계를 거쳐 제조될 수 있고, 동일한 반응기 내에서 상기 고형의 담지체를 투입한 경우, 상기 반응기 내에 일산화탄소를 곧바로 주입할 수 있으며, 상기 일산화탄소는 기체 형태로서 일정 수준 이상의 압력을 가지도록 하여 주입될 수 있다. 따라서, 하나의 용기 내에서 담지 촉매를 한 번에 제조할 수 있게 된다. 나아가, 상기 공정 및 하기 공정에 따라 금속셀레나이드(Mse2) 담지 촉매를 제조한 이후에 곧바로 반응물질을 투입하여 우레탄을 제조할 수도 있으므로, 촉매의 제조는 물론, 상기 촉매를 사용하여 우레탄을 제조하는 것까지 모두 단일 용기 내에서 진행될 수 있다. The first solution may be prepared in step S110 in one container reactor, and carbon monoxide may be directly injected into the reactor when the solid carrier is charged in the same reactor. So as to have a pressure higher than a certain level. Therefore, it becomes possible to produce the supported catalyst in one container at one time. Further, since the urea can be prepared by adding the reaction material immediately after the metal-selenide (Mse 2 ) supported catalyst is prepared according to the above process and the following process, it is possible to produce the urethane using the catalyst, Can be carried out in a single vessel.

상기 주입되는 일산화탄소(CO)의 압력은 200psig 내지 1600psig 인 것일 수 있다. 상기 일산화탄소의 압력이 상기 범위 미만으로 주입되는 경우 하기 마지막 단계(S140)에 따라 반응을 거치더라도 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매가 원하는 수율로 제조되지 않을 수 있으며, 상기 일산화탄소의 압력이 상기 범위를 초과하여 주입되는 경우에는 부반응이 발생될 수 있는 여지가 있으며, 상기 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매를 제조한 이후에도 일산화탄소의 잔여량이 많을 수 있는바, 공정이 경제적으로 운영되지 않을 수 있으므로 상기 범위 내로 일산화탄소의 압력을 조절하여 주입하는 것이 바람직할 수 있다. The pressure of the carbon monoxide (CO) injected may be 200 psig to 1600 psig. When the pressure of the carbon monoxide is less than the above range, the metal-selenide (MSe 2 ) supported catalyst may not be produced at a desired yield even if the reaction is carried out according to the following last step (S140) There is a possibility that a side reaction may occur, and since the residual amount of carbon monoxide may be large even after the metal-selenide (MSe 2 ) supported catalyst is prepared, the process may not be economically operated, It may be desirable to inject carbon monoxide while controlling the pressure of the carbon monoxide.

상기 제1용액에 투입된 고형의 담지체 및 상기 일산화탄소를 반응시켜 금속셀레나이드(MSe2)가 상기 고형의 담지체의 표면에 흡착되어 담지되는 단계(S140)에 있어서,(S140) in which metal selenide (MSe 2 ) is adsorbed and supported on the surface of the solid support by reacting the solid support charged with the first solution and the carbon monoxide,

예를 들어, 상기 금속화합물, 이산화셀레늄(SeO2) 및 안정제가 혼합되어 있는 상기 제1용액에는 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매를 제조하기 위한 전구체 물질들이 함유되어 있는 것으로 볼 수 있는데, 상기 제1용액에 상기 고형의 담지체를 투입하는 단계(S120)만을 거쳐서는 곧바로 담지 촉매를 제조할 수 있는 것은 아니며, 상기 제1용액에 함유된 상기 전구체 물질들이 고형의 담지체의 표면 상에 위치하게 되며, 일산화탄소가 주입되고, 하기에서 제시되는 특정 온도 조건 하에서 일정 시간 범위의 반응시간을 거쳐 상기 고형의 담지체의 표면에 상기 금속셀레나이드(Mse2)가 흡착되어 상기 금속셀레나이드(Mse2) 담지 촉매를 제조할 수 있다. For example, precursor materials for preparing a metal-selenide (MSe 2 ) supported catalyst may be contained in the first solution in which the metal compound, selenium dioxide (SeO 2 ) and stabilizer are mixed. It is not possible to prepare the supported catalyst immediately after the step of injecting the solid support into the first solution (S120), and the precursor materials contained in the first solution are not located on the surface of the solid support The metal selenide (Mse 2 ) is adsorbed on the surface of the solid support through a reaction time of a certain time under the specific temperature condition shown below, and the metal selenide (Mse 2 ) Supported catalyst can be produced.

이때, 상기 반응을 거쳐 금속셀레나이드(MSe2)와 고형의 담지체가 물리적, 화학적 결합에 의하여 서로 흡착되는 것에 기인하는 것으로, 상기 고형의 담지체는 일반적으로 다공성 형태를 가지므로 다공성 표면을 구성하는 기공 각각에 상기 금속셀레나이드(MSe2)가 위치할 수 있고, 하기에 따른 반응을 거치게 되면서 화학적 결합이 상기 고형의 담지체와 상기 금속셀레나이드(MSe2) 간에 발생하게 되어 상기 금속셀레나이드(Mse2)가 안정적으로 담지될 수 있게 된다. At this time, due to the fact that the metal selenide (MSe 2 ) and the solid support are adsorbed to each other by physical and chemical bonding through the reaction, the solid support generally has a porous form, The metal selenide (MSe 2 ) may be positioned in each of the pores, and a chemical bond is generated between the solid support and the metal selenide (MSe 2 ) as a result of the following reaction, Mse 2 ) can be stably supported.

다른 예를 들어, 상기 일산화탄소를 주입한 이후에 반응온도는 100℃ 내지 200℃으로 하고, 1시간 내지 6시간 동안 상기 제1용액이 담지된 고형의 담지체 및 일산화탄소를 반응시킬 수 있다. 상기 반응온도는 일산화탄소 및 제1용액이 담지된 고형의 담지체가 반응하여 고형의 담지체에 금속셀레나이드(MSe2)가 담지될 수 있도록 하기에 적정한 온도범위로서, 반응물질 및 고형의 담지체의 종류에 따라 다르게 설정될 수 있는 것이고, 반드시 상기 온도범위 내에 반응이 진행되도록 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 반응시간도, 주입되는 제1용액의 종류, 고형의 담지체 종류에 따라 다르게 설정될 수 있는 것이고, 상기 반응시간 범위는 반응이 진행되는 일반적인 시간범위 내이며 반드시 상기 시간범위 내에 반응이 진행되도록 한정되는 것은 아니다. In another example, after the carbon monoxide is injected, the reaction temperature may be 100 ° C to 200 ° C, and the solid carrier and the carbon monoxide on which the first solution is supported may be reacted for 1 hour to 6 hours. The reaction temperature is a temperature range suitable for allowing carbon monoxide (MSe 2 ) to be supported on the solid support by reacting with carbon monoxide and a solid support on which the first solution is supported, And the reaction is not necessarily limited to proceed within the temperature range. Also, the reaction time may be set differently depending on the type of the first solution to be injected and the type of the solid carrier, and the reaction time range is within a general time range in which the reaction proceeds, The present invention is not limited to this.

예를들어, 상기 금속셀레나이드(MSe2)는 2wt% 내지 10wt% 포함될 수 있다. 상기 중량퍼센트(wt%)는 금속셀레나이드(MSe2)가 담지된 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매 전체의 질량을 기준으로 계산한 것으로, 상기 범위 내의 금속셀레나이드(MSe2)가 함유되어 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매를 형성하는 것이 바람직하고, 상기 범위 미만을 함유하는 경우에는 반응물은 잔여된 상태로 반응이 충분히 진행되지 않아 반응속도가 현저히 감소할 수 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우에는 반응속도는 상기 범위 내의 촉매를 사용하는 경우와 동일하거나 차이가 거의 없는 반면, 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매가 반응 활성화에 기여하지 못하고, 잔여하게 되어 공정의 비용측면상 경제적이지 못하다는 문제점이 존재할 수 있는 바, 상기 범위 내로 포함되는 것이 바람직하다.For example, the metal selenide (MSe 2 ) may be contained in an amount of 2 wt% to 10 wt%. The weight percent (wt%) is a metal selenide (MSe 2) is to be calculated based on the metal selenide (MSe 2) by weight of the total supported catalyst supported thereon, it is contained a metal selenide (MSe 2) in the range It is preferable to form the metal-selenide (MSe 2 ) supported catalyst. If the amount of the catalyst is less than the above range, the reaction can not proceed sufficiently in the state where the reactant remains, so that the reaction rate can be remarkably decreased. (MSe 2 ) supported catalyst does not contribute to the reaction activation and remains, which is not economical in view of the cost of the process. However, the reaction rate is the same as or slightly different from that in the case of using the catalyst within the above range May be present within the above-mentioned range.

상기 제조방법의 각 단계를 거쳐 제조되는 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매는, 상기 언급된 용매를 비롯한 유기용매에 녹지 않는 불균일 촉매 활성종일 수 있으며, 검정색 고체입자로 형성될 수 있다. The metal selenide (MSe 2 ) supported catalyst prepared through each step of the above production method may be a heterogeneous catalytic active species which is insoluble in an organic solvent including the above-mentioned solvent, and may be formed of black solid particles.

도 2는 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매를 이용하여 우레탄을 제조하는 방법을 나타낸 순서도이다.2 is a flowchart showing a method for producing urethane using a metal-selenide (MSe 2 ) supported catalyst.

도 2를 참조하면, 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매를 준비하는 단계(S210), 니트로화합물, 일산화탄소 및 알코올 용매로 구성되는 반응물을 준비하는 단계(S220) 및 상기 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매 하에 상기 반응물을 카르보닐화 반응시키는 단계(S230)를 포함하는 우레탄 제조방법을 제공할 수 있다. 2, a metal selenide (MSe 2) preparing a supported catalyst (S210), a nitro compound, carbon monoxide and a step (S220), and the metal to prepare the reaction product consisting of an alcohol solvent selenide (MSe 2) And a step (S230) of carbonylating the reactant under a supported catalyst.

상기 우레탄은 카바메이트라고도 불리며, 하기의 반응식 1과 같은 공정을 거쳐서 제조될 수 있다.The urethane is also called a carbamate, and can be produced through a process as shown in Reaction Scheme 1 below.

[반응식 1][Reaction Scheme 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 반응식 1을 기초로 할 때, R-NO2가 니트로 화합물로 볼 수 있고, R'OH는 알코올 용매로 볼 수 있으며, catalyst가 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매이고, 상기 결과물이 우레탄으로 볼 수 있으며, 부산물로 이산화탄소가 발생되는 것을 확인할 수 있다. Based on the above reaction formula 1, R-NO 2 can be regarded as a nitro compound, R'OH can be regarded as an alcohol solvent, and the catalyst is a metal selenide (MSe 2 ) supported catalyst, And it can be confirmed that carbon dioxide is generated as a by-product.

우선적으로, 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매를 준비하는 단계(S210)에 있어서, 상기 전술한 방법에 의하여 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매를 준비할 수 있다. First, a metal-selenide (MSe 2 ) supported catalyst can be prepared by the above-described method in the step S210 of preparing a metal-selenide (MSe 2 ) supported catalyst.

다음으로, 니트로화합물, 일산화탄소 및 알코올 용매로 구성되는 반응물을 준비하는 단계(S220)에 있어서,Next, in step S220 of preparing a reactant composed of a nitro compound, carbon monoxide and an alcohol solvent,

반응물로서 상기 니트로화합물은 니트로작용기(-NO2)를 가지는 화합물은 모두 사용될 수 있으며, 예를 들어, 니트로벤젠과 같이 벤젠화합물에 니트로기가 부착되어 있는 물질 등을 사용할 수 있다. 다만, 상기 물질에 한정되는 것은 아니고, 니트로작용기 이외에 반응에 참여할 수 있는 별도의 작용기를 더 가지고 있는 물질이 아닌 경우에는 니트로작용기를 가지는 화합물은 모두 상기 반응의 반응물질로서 사용될 수 있다. As the reactant, any compound having a nitro functional group (-NO 2 ) may be used as the nitro compound. For example, a nitro group-containing substance such as nitrobenzene may be used. However, the present invention is not limited to the above-mentioned materials, and in the case where the compound other than the nitro functional group is not a substance having a separate functional group capable of participating in the reaction, any compound having a nitro functional group may be used as a reaction substance of the reaction.

예를 들어, 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매의 몰비율은 상기 반응물 대비 1/1000 내지 1/20인 것일 수 있다. 상기 몰비율의 범위는 반응이 일어날 수 있도록 하는 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매의 최적량에 따른 것이나, 상기 범위에 한정되는 것은 아니며, 반응의 조건 전반에 따라서, 반응을 진행시키기 위해서는 상기 범위를 초과하여 상기 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매를 더 첨가하거나, 상기 범위 미만의 상기 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매를 첨가할 수도 있다. For example, the molar ratio of the metal-selenide (MSe 2 ) supported catalyst may be 1/1000 to 1/20 of the reactant. The molar ratio ranges according to the optimum amount of the metal-selenide (MSe 2 ) -supporting catalyst that enables the reaction to take place, but is not limited to the above range. Depending on the conditions of the reaction, (MSe 2 ) supported catalyst may be further added, or the metal-selenide (MSe 2 ) supported catalyst may be added in an amount less than the above range.

또한, 상기 일산화탄소(CO)의 압력은 200psig 내지 1600psig 일 수 있다.In addition, the pressure of the carbon monoxide (CO) may be 200 psig to 1600 psig.

상기 단계에서의 일산화탄소는 카르보닐 반응(Carbonyl reaction)에 필수적인 반응물질로서, 고압상태에서 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매와 반응하여 반응 중간물질로서 금속카르보닐 화합물을 형성할 수 있고, 이후 상기 금속카르보닐 화합물과 니트로화합물이 반응하여 최종 산물인 우레탄을 제조할 수 있도록 할 수 있다(금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매는 다시 회수되어 최종적으로 반응에 참여하지는 않는다). The carbon monoxide in the above step can be reacted with a metal selenide (MSe 2 ) supported catalyst at a high pressure to form a metal carbonyl compound as a reaction intermediate material, The metal carbonyl compound and the nitro compound react with each other to produce a final product urethane (the metal-selenide (MSe 2 ) supported catalyst is not recovered and finally does not participate in the reaction).

상기 일산화탄소(CO)의 압력이 상기 압력 범위 미만인 경우, 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매와 반응하여 금속카르보닐 화합물을 형성할 수 없어 이후 최종 산물인 우레탄을 제조하는 반응 또한 진행될 수 없으므로, 원하는 수율의 우레탄을 제조할 수 없게 될 수 있다. 또한 상기 압력 범위를 초과하는 경우에, 일정 수율 이상의 우레탄을 제조할 수는 있으나, 부산물로 반응에 참여하지 못한 일산화탄소가 잔여하게 될 수 있고, 이에 따라 고압의 환경에서 부산물이 발생될 수도 있으므로 상기 압력 범위 이내에서 반응을 진행하는 것이 바람직하다. If the pressure of the carbon monoxide (CO) is less than the above-mentioned pressure range, the metal carbonyl compound (MSe 2 ) can not react with the supported catalyst to form a metal carbonyl compound. The urethane of the yield can not be produced. When the pressure exceeds the above-mentioned range, it is possible to produce urethane having a certain yield or more. However, since carbon monoxide which has not participated in the reaction as a byproduct may be left behind and by-products may be generated in a high pressure environment, It is preferable to carry out the reaction within the range.

다른 예를 들어, 상기 카르보닐화 반응시키기 위한 반응온도는 100℃ 내지 200℃으로 하고, 1시간 내지 6시간 동안 상기 제1용액이 담지된 고형의 담지체 및 일산화탄소를 반응시킬 수 있다. 상기 반응온도는 카르보닐화 반응이 진행되기에 적정한 온도범위로서, 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매 및 반응물의 종류에 따라 다르게 설정될 수 있는 것이고, 반드시 상기 온도범위 내에 반응이 진행되도록 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 반응시간도, 주입되는 제1용액의 종류, 고형의 담지체 종류에 따라 다르게 설정될 수 있는 것이고, 상기 반응시간 범위는 반응이 진행되는 일반적인 시간범위 내이며 반드시 상기 시간범위 내에 반응이 진행되도록 한정되는 것은 아니다. For example, the reaction temperature for the carbonylation reaction may be 100 ° C to 200 ° C, and the solid carrier and carbon monoxide on which the first solution is supported may be reacted for 1 hour to 6 hours. The reaction temperature is an appropriate temperature range for progressing the carbonylation reaction and can be set differently depending on the kind of the catalyst and the metal-selenide (MSe 2 ) -supporting catalyst, It is not. Also, the reaction time may be set differently depending on the type of the first solution to be injected and the type of the solid carrier, and the reaction time range is within a general time range in which the reaction proceeds, The present invention is not limited to this.

본 발명의 일 실시예에 따른 우레탄 제조방법은 단일 용기(one-pot) 내에 단일 단계로 진행되는 반응으로, 반응기를 각 단계별로 준비할 필요없이 하나의 반응기 내에서 일 단계 반응을 거쳐 우레탄을 제조할 수 있는바, 공정 전반적인 단계가 단순하여 공정에 들어가는 시간 및 비용적 측면에서 경제적으로 우레탄을 제조할 수 있다. The urethane production method according to an embodiment of the present invention is a reaction that proceeds in a single step in a one-pot process, in which a urethane is produced through one-step reaction in one reactor without preparing the reactor in each step As a matter of fact, the urethane can be economically produced in terms of the time and cost involved in the process by simplifying the overall steps of the process.

본 발명의 일 실시예에 따라 상기 방법에 따라 제조되는 우레탄을 제공할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, it is possible to provide the urethane produced according to the above method.

이하, 실시예 및 비교예를 이용하여 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다. 이들 실시예는 본 발명의 실시형태를 더욱 구체적으로 예시하기 위한 목적으로 제공되는 것이며 본 발명의 범위를 한정하기 위한 것은 아님은 물론이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples. It is to be understood that these embodiments are provided for the purpose of illustrating the embodiments of the present invention more specifically and needless to say that the scope of the present invention is not limited thereto.

도 3, 도 4는 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매의 SEM 이미지를 나타낸 사진으로, 보다 구체적으로 도 3의 경우, 금속셀레나이드(MSe2)는 CuSe2이고, 고형의 담지체는 AC이다. 도 4의 경우, 금속셀레나이드(MSe2)는 FeSe2이고, 담지체는 Al2O3이다. 3 and 4 are SEM images of a metal selenide (MSe 2 ) supported catalyst. More specifically, in FIG. 3, the metal selenide (MSe 2 ) is CuSe 2 and the solid support is AC . In the case of Fig. 4, the metal selenide (MSe 2 ) is FeSe 2 and the support is Al 2 O 3 .

도 5, 도 6은 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매의 TEM 이미지를 나타낸 사진이다. 보다 구체적으로 도 5의 경우, 금속셀레나이드(MSe2)는 CuSe2이고, 고형의 담지체는 AC이다. 도 6의 경우, 금속셀레나이드(MSe2)는 FeSe2이고, 고형의 담지체는 Al2O3이다. 상기 도 5를 참조하면, CuSe2가 나노크기로 잘 분산되어 있는 것을 확인할 수 있으며, 상기 도 6을 참조하면, FeSe2가 나노크기로 잘 분산되어 있는 것을 확인할 수 있다.5 and 6 are TEM images of a metal-selenide (MSe 2 ) supported catalyst. More specifically, in the case of FIG. 5, the metal selenide (MSe 2 ) is CuSe 2 , and the solid carrier is AC. In the case of FIG. 6, the metal selenide (MSe 2 ) is FeSe 2 and the solid carrier is Al 2 O 3 . Referring to FIG. 5, it can be seen that CuSe 2 is well dispersed in nano-size. Referring to FIG. 6, it can be seen that FeSe 2 is well dispersed in nano-scale.

도7, 도 8은 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매의 EDX 데이터를 도식화한 그래프이다. 보다 구체적으로 도 7의 경우, 금속셀레나이드(MSe2)는 CuSe2이고, 고형의 담지체는 AC이다. 도 8의 경우, 금속셀레나이드(MSe2)는 FeSe2이고, 고형의 담지체는 Al2O3이다. 도 7의 EDX 데이터를 참조하면, Cu:Se 의 비율이 1:2임을 확인할 수 있고, 도 8의 EDX 데이터를 참조하면, Fe:Se 의 비율이 1:2임을 확인할 수 있다. 7 and 8 are graphs showing the EDX data of the metal-selenide (MSe 2 ) supported catalyst. More specifically, in the case of FIG. 7, the metal selenide (MSe 2 ) is CuSe 2 , and the solid carrier is AC. In the case of Fig. 8, the metal selenide (MSe 2 ) is FeSe 2 and the solid carrier is Al 2 O 3 . Referring to the EDX data of FIG. 7, it can be seen that the ratio of Cu: Se is 1: 2. Referring to the EDX data of FIG. 8, it can be seen that the ratio of Fe: Se is 1: 2.

[[ 실시예Example 1]  One] 금속셀레나이드Metal selenide (( MSeMSe 22 ) 담지 촉매 제조) Supported catalyst preparation

5wt%5 wt% CuSeCuSe 22 담지 촉매 제조 - 알루미나(Supported Catalyst Preparation - Alumina ( AlAl 22 OO 33 )를 고형의 ) To solid 담지체로As a support sieve 사용  use

① CuCl2 0.1 g, SeO2 0.33 g, CTAB 0.1 g (1:4:0.3)을 30 ml 메탄올에 녹인다. ② 3.1 g의 고형의 담지체(Al2O3)를 상기 용액에 넣고 30 분간 교반시킨다. ③ 일산화탄소(CO) 82 bar(1200psi)를 반응기에 주입하고 160 oC에서 4시간 동안 반응 시킨다. ④ 메탄올을 용매로 사용하여 soxhlet으로 세척하고 거른다. ⑤ 다시 메탄올로 3번 이상 세척하고 진공 상태에서 12시간 동안 건조시킨다.① Dissolve 0.1 g of CuCl 2 , 0.33 g of SeO 2 and 0.1 g of CTAB (1: 4: 0.3) in 30 ml of methanol. (2) 3.1 g of a solid carrier (Al 2 O 3 ) is added to the solution and stirred for 30 minutes. (3) Carbon monoxide (CO) 82 bar (1200 psi) is injected into the reactor and reacted at 160 ° C for 4 hours. ④ Wash with soxhlet using methanol as solvent and filter. ⑤ Wash again with methanol more than 3 times and dry in vacuum for 12 hours.

[[ 실시예Example 2]  2] 금속셀레나이드Metal selenide (( MSeMSe 22 ) 담지 촉매 제조) Supported catalyst preparation

5wt%5 wt% CuSeCuSe 22 담지 촉매 제조 - 실리카(Preparation of Supported Catalyst - Silica ( SiOSiO 22 )-commercial을 고형의 ) -commercial solid 담지체로As a support sieve 사용  use

실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 고형의 담지체의 종류만을 실리카(SiO2)- commercial로 변경하여 제조한다. (SiO 2 ) - commercial, and only the kind of the solid carrier was changed to silica (SiO 2 ) - commercial.

[[ 실시예Example 3]  3] 금속셀레나이드Metal selenide (( MSeMSe 22 ) 담지 촉매 제조) Supported catalyst preparation

5wt%5 wt% CuSeCuSe 22 담지 촉매 제조 - 활성탄(AC)을 고형의 Preparation of supported catalyst - Activated carbon (AC) 담지체로As a support sieve 사용  use

실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 고형의 담지체의 종류만을 활성탄(AC)으로 변경하여 제조한다. (AC) in the same manner as in Example 1, except that only the kind of the solid carrier was changed to activated carbon (AC).

[[ 실시예Example 4]  4] 금속셀레나이드Metal selenide (( MSeMSe 22 ) 담지 촉매 제조) Supported catalyst preparation

5wt%5 wt% CuSeCuSe 22 담지 촉매 제조 - Supported catalyst preparation - 세리아(CeOCeria 22 )를) 고형의  Solid 담지체로As a support sieve 사용  use

실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 고형의 담지체의 종류만을 세리아(CeO2)로 변경하여 제조한다. Was prepared in the same manner as in Example 1 except that only the kind of the solid carrier was changed to ceria (CeO 2 ).

[ [ 실시예Example 5]  5] 금속셀레나이드Metal selenide (( MSeMSe 22 ) 담지 촉매 제조) Supported catalyst preparation

5wt%5 wt% CuSeCuSe 22 담지 촉매 제조 - 실리카(Preparation of Supported Catalyst - Silica ( SiOSiO 22 )-110을 고형의 ) -110 to solid 담지체로As a support sieve 사용  use

실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 고형의 담지체의 종류만을 실리카(SiO2)- 110으로 변경하여 제조한다. Carried out, but that of Example 1, prepared in the same way, only the type of the solid carrier of silica (SiO 2) - are prepared by changing to 110.

[[ 실시예Example 6]  6] 금속셀레나이드Metal selenide (( MSeMSe 22 ) 담지 촉매 제조) Supported catalyst preparation

5wt%5 wt% CuSeCuSe 22 담지 촉매 제조 - 실리카(Preparation of Supported Catalyst - Silica ( SiOSiO 22 )-240을 고형의 ) -240 to solid 담지체로As a support sieve 사용  use

실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 고형의 담지체의 종류만을 실리카(SiO2)- 240으로 변경하여 제조한다. (SiO 2 ) -240 in the same manner as in Example 1, except that only the kind of the solid carrier was changed to silica (SiO 2 ) -240.

[[ 실시예Example 7]  7] 금속셀레나이드Metal selenide (( MSeMSe 22 ) 담지 촉매 제조) Supported catalyst preparation

5wt%5 wt% CuSeCuSe 22 담지 촉매 제조 - 산화마그네슘(MgO)을 고형의 Preparation of supported catalyst - Magnesium oxide (MgO) 담지체로As a support sieve 사용  use

실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 고형의 담지체의 종류만을 산화마그네슘(MgO)으로 변경하여 제조한다. (MgO) was prepared in the same manner as in Example 1, except that only the kind of the solid carrier was changed to magnesium oxide (MgO).

[[ 실시예Example 8]  8] 금속셀레나이드Metal selenide (( MSeMSe 22 ) 담지 촉매 제조) Supported catalyst preparation

5wt%5 wt% CuSeCuSe 22 담지 촉매 제조 - Supported catalyst preparation - 마나세아이트(Hydrotalcite)를The Hydrotalcite 고형의  Solid 담지체로As a support sieve 사용  use

실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 고형의 담지체의 종류만을 마나세아이트(Hydrotalcite)로 변경하여 제조한다. Was prepared in the same manner as in Example 1 except that only the kind of the solid carrier was changed to a hydrotalcite.

[[ 실시예Example 9]  9] 금속셀레나이드Metal selenide (( MSeMSe 22 ) 담지 촉매 제조) Supported catalyst preparation

5wt%5 wt% CuSeCuSe 22 담지 촉매 제조 - 몬모릴로나이트(Montmorillonite)를 고형의 Preparation of supported catalyst - Montmorillonite (Montmorillonite) 담지체로As a support sieve 사용  use

실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 고형의 담지체의 종류만을 몬모릴로나이트(Montmorillonite)로 변경하여 제조한다. The procedure of Example 1 was repeated except that only the solid carrier was changed to montmorillonite.

[[ 실시예Example 10]  10] 금속셀레나이드Metal selenide (( MSeMSe 22 ) 담지 촉매 제조) Supported catalyst preparation

5wt%5 wt% FeSeFeSe 22 담지 촉매 제조 - 알루미나(Supported Catalyst Preparation - Alumina ( AlAl 22 OO 33 )를 고형의 ) To solid 담지체로As a support sieve 사용 use

실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 금속셀레나이드(MSe2)를 FeSe2로 변경하고, 고형의 담지체의 종류를 알루미나(Al2O3)로 변경하여 제조한다. (MSe 2 ) was changed to FeSe 2 , and the kind of the solid carrier was changed to alumina (Al 2 O 3 ).

[[ 실시예Example 11]  11] 금속셀레나이드Metal selenide (( MSeMSe 22 ) 담지 촉매 제조) Supported catalyst preparation

5wt%5 wt% FeSeFeSe 22 담지 촉매 제조 - 실리카(Preparation of Supported Catalyst - Silica ( SiOSiO 22 )-commercial을 고형의 ) -commercial solid 담지체로As a support sieve 사용 use

실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 금속셀레나이드(MSe2)를 FeSe2로 변경하고, 고형의 담지체의 종류를 실리카(SiO2)- commercial로 변경하여 제조한다. (MSe 2 ) was changed to FeSe 2 , and the kind of the solid carrier was changed to silica (SiO 2 ) - commercial.

[[ 실시예Example 12]  12] 금속셀레나이드Metal selenide (( MSeMSe 22 ) 담지 촉매 제조) Supported catalyst preparation

5wt%5 wt% FeSeFeSe 22 담지 촉매 제조 - 활성탄(AC)을 고형의 Preparation of supported catalyst - Activated carbon (AC) 담지체로As a support sieve 사용  use

실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 금속셀레나이드(MSe2)를 FeSe2로 변경하고, 고형의 담지체의 종류를 활성탄(AC)으로 변경하여 제조한다. (MSe 2 ) was changed to FeSe 2 , and the kind of the solid carrier was changed to activated carbon (AC).

[[ 실시예Example 13]  13] 금속셀레나이드Metal selenide (( MSeMSe 22 ) 담지 촉매 제조) Supported catalyst preparation

5wt%5 wt% FeSeFeSe 22 담지 촉매 제조 - Supported catalyst preparation - 세리아(CeOCeria 22 )를) 고형의  Solid 담지체로As a support sieve 사용 use

실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 금속셀레나이드(MSe2)를 FeSe2로 변경하고, 고형의 담지체의 종류를 세리아(CeO2)로 변경하여 제조한다. (MSe 2 ) was changed to FeSe 2 , and the kind of the solid carrier was changed to ceria (CeO 2 ) in the same manner as in Example 1.

[[ 실시예Example 14]  14] 금속셀레나이드Metal selenide (( MSeMSe 22 ) 담지 촉매 제조) Supported catalyst preparation

5wt%5 wt% FeSeFeSe 22 담지 촉매 제조 - 몬모릴로나이트(Montmorillonite)를 고형의 Preparation of supported catalyst - Montmorillonite (Montmorillonite) 담지체로As a support sieve 사용  use

실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 금속셀레나이드(MSe2)를 FeSe2로 변경하고, 고형의 담지체의 종류를 몬모릴로나이트(Montmorillonite)로 변경하여 제조한다. (MSe 2 ) was changed to FeSe 2 , and the kind of the solid carrier was changed to montmorillonite.

[[ 실시예Example 15]  15] 금속셀레나이드Metal selenide (( MSeMSe 22 ) 담지 촉매 제조) Supported catalyst preparation

5wt%5 wt% FeSeFeSe 22 담지 촉매 제조 - 실리카(Preparation of Supported Catalyst - Silica ( SiOSiO 22 )-110을 고형의 ) -110 to solid 담지체로As a support sieve 사용  use

실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 금속셀레나이드(MSe2)를 FeSe2로 변경하고, 고형의 담지체의 종류를 실리카(SiO2)-110로 변경하여 제조한다. (MSe 2 ) was changed to FeSe 2 , and the kind of the solid carrier was changed to silica (SiO 2 ) -110 in the same manner as in Example 1.

[[ 실시예Example 16]  16] 금속셀레나이드Metal selenide (( MSeMSe 22 ) 담지 촉매 제조) Supported catalyst preparation

5wt%5 wt% FeSeFeSe 22 담지 촉매 제조 - 실리카(Preparation of Supported Catalyst - Silica ( SiOSiO 22 )-240을 고형의 ) -240 to solid 담지체로As a support sieve 사용  use

실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 금속셀레나이드(MSe2)를 FeSe2로 변경하고, 고형의 담지체의 종류를 실리카(SiO2)-240로 변경하여 제조한다. (MSe 2 ) was changed to FeSe 2 , and the kind of the solid carrier was changed to silica (SiO 2 ) -240 in the same manner as in Example 1.

[[ 실시예Example 17]  17] 금속셀레나이드Metal selenide (( MSeMSe 22 ) 담지 촉매 제조) Supported catalyst preparation

5wt%5 wt% FeSeFeSe 22 담지 촉매 제조 - 제올라이트(Zeolite)를 고형의 Supported catalyst preparation - Zeolite (Zeolite) 담지체로As a support sieve 사용  use

실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 금속셀레나이드(MSe2)를 FeSe2로 변경하고, 고형의 담지체의 종류를 제올라이트(Zeolite)로 변경하여 제조한다. (MSe 2 ) was changed to FeSe 2 , and the kind of the solid carrier was changed to zeolite.

[[ 실시예Example 18]  18] 금속셀레나이드Metal selenide (( MSeMSe 22 ) 담지 촉매 제조) Supported catalyst preparation

5wt%5 wt% FeSeFeSe 22 담지 촉매 제조 - Supported catalyst preparation - 망간코발트스피넬Manganese cobalt spinel (( MnCoMnCo 22 OO 44 ) 를 고형의 ) To solid 담지체로As a support sieve 사용  use

실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 금속셀레나이드(MSe2)를 FeSe2로 변경하고, 고형의 담지체의 종류를 망간코발트스피넬(MnCo 2 O 4 )로 변경하여 제조한다. (MSe 2 ) was changed to FeSe 2 , and the kind of the solid carrier was changed to manganese cobalt spinel (MnCo 2 O 4 ) .

[[ 실험예Experimental Example 1]  One] 금속셀레나이드Metal selenide (( MSeMSe 22 ) 담지 촉매를 사용하여 우레탄 제조) Urethane Production Using Supported Catalyst

니트로벤젠(Nitrobenzene, NB) 20mmol에 상기 실시예 1 내지 18에 따라 제조되는 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매 2g를 메탄올 30ml에 넣은 후, 일산화탄소(CO) 82 bar(1200psi)를 반응기에 주입하고 160 oC에서 4시간 동안 반응 시켜 메틸페닐카바메이트(MPC: Methyl N-phenyl carbamate)를 제조하였고(카바메이트는 우레탄과 동일한 물질에 해당됨), 그에 대한 실험 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 2 g of the metal selenide (MSe 2 ) supported catalyst prepared according to the above Examples 1 to 18 in 20 mmol of Nitrobenzene (NB) was placed in 30 ml of methanol, then 82 cc of carbon monoxide (CO) (1200 psi) 160 o C for 4 hours and allowed to react at-phenyl carbamate: were prepared (MPC Methyl N -phenyl carbamate) are shown in Table 1 below the results thereof (this corresponds to a carbamate is the same material as polyurethane).

순번turn 변환율(Conv. (%))Conversion (Conv. (%)) 전환율(YMPC (%)) Conversion rate (Y MPC (%)) 수득률(SMPC (%)) The yield (S MPC (%)) 실시예Example 1 One 100100 82.982.9 82.982.9 실시예 2Example 2 62.362.3 51.051.0 81.981.9 실시예Example 3 3 100100 75.275.2 75.275.2 실시예Example 4  4 97.297.2 87.787.7 90.290.2 실시예 5Example 5 68.268.2 62.662.6 91.891.8 실시예 6Example 6 59.559.5 57.757.7 97.097.0 실시예 7Example 7 87.887.8 11.511.5 13.113.1 실시예 8Example 8 21.221.2 00 00 실시예 9Example 9 52.252.2 43.343.3 83.283.2 실시예 10Example 10 100100 91.691.6 91.691.6 실시예 11Example 11 78.478.4 71.571.5 91.391.3 실시예 12Example 12 100100 75.975.9 75.975.9 실시예 13Example 13 18.218.2 12.412.4 68.368.3 실시예 14Example 14 50.850.8 43.243.2 85.085.0 실시예 15Example 15 76.476.4 71.771.7 93.893.8 실시예 16Example 16 100100 86.786.7 86.786.7 실시예 17Example 17 11.711.7 8.18.1 69.369.3 실시예 18Example 18 9.39.3 1.91.9 20.520.5 실시예 19Example 19 100100 88.788.7 88.788.7

상기 실시예들의 결과값을 기초로 할 때, 금속셀레나이드(MSe2)를 CuSe2로 하는 경우, 알루미나(Al2O3)를 고형의 담지체로 사용한 실시예 1, 활성탄(AC)을 고형의 담지체로 사용한 실시예 3, 세리아(CeO2)를 고형의 담지체로 사용한 실시예 4가 다른 실시예들과 비교할 때 상대적으로 촉매 활성이 더 높은 것을 확인할 수 있다. Based on the results of the above-described embodiments, it can be seen that when the metal selenide (MSe 2 ) is CuSe 2 , the activated carbon (AC) of Example 1 using alumina (Al 2 O 3 ) It can be confirmed that Example 4 using ceria (CeO 2 ) used as a support as a solid support has a relatively higher catalytic activity as compared with other Examples.

또한, 금속셀레나이드(MSe2)를 FeSe2로 하는 경우, 알루미나(Al2O3)를 고형의 담지체로 사용한 실시예 10, 활성탄(AC)을 고형의 담지체로 사용한 실시예 12, 실리카(SiO2)를 고형의 담지체로 사용한 실시예 16이 다른 실시예들과 비교할 때 상대적으로 촉매 활성이 더 높은 것을 확인할 수 있다.Further, metal selenide When the (MSe 2) as FeSe 2, alumina (Al 2 O 3) an embodiment with Example 10, the activated carbon (AC) with body of solid-supported body of the solid-supported Example 12, silica (SiO 2 ) was used as a solid support, the catalyst activity was relatively higher in Example 16 than in the other Examples.

따라서, 금속셀레나이드의 종류 및 고형의 담지체의 종류에 따라서 우레탄 제조 수율이 달라질 수 있는 것을 확인할 수 있다. Accordingly, it can be confirmed that the urethane production yield can be varied depending on the kind of the metal selenide and the kind of the solid carrier.

[[ 실시예Example 3-1] 반응시간을 달리하여 제조된  3-1] The reaction time 금속셀레나이드Metal selenide (( MSeMSe 22 ) 담지 촉매 제조) Supported catalyst preparation

상기 실시예 3과 동일한 방법으로 제조하되, 촉매제조시간(촉매를 제조하는 단계에서의 반응시간)을 4시간에서 10시간으로 바꾸어 제조한다. The catalyst was prepared in the same manner as in Example 3 except that the catalyst preparation time (reaction time in the step of preparing the catalyst) was changed from 4 hours to 10 hours.

[[ 실시예Example 4-1] 반응시간을 달리하여 제조된  4-1] < / RTI > 금속셀레나이드Metal selenide (( MSeMSe 22 ) 담지 촉매 제조) Supported catalyst preparation

상기 실시예 4와 동일한 방법으로 제조하되, 촉매제조시간을 4시간에서 10시간으로 바꾸어 제조한다. Was prepared in the same manner as in Example 4, except that the catalyst preparation time was changed from 4 hours to 10 hours.

[[ 실험예Experimental Example 2]  2] 촉매제조하는Catalyst 시간을 달리하여 제조된  Manufactured at different times 금속셀레나이드Metal selenide (( MSeMSe 22 ) 담지 촉매를 사용하여 우레탄 제조) Urethane Production Using Supported Catalyst

상기 실험예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 실시예 3과 실시예 3-1을 비교하고, 실시예 4와 실시예 4-1을 비교하여 촉매제조시간을 달리하여 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매를 제조하는 경우의 수율을 비교한다. (MSe 2 ) was carried on the catalyst production time different from that of Example 4 and Example 4-1 by comparing Example 3 with Example 3-1, The yields in the case of preparing the catalyst are compared.

순번turn 변환율(Conv. (%))Conversion (Conv. (%)) 전환율(YMPC (%)) Conversion rate (Y MPC (%)) 수득률(SMPC (%)) The yield (S MPC (%)) 실시예 3Example 3 100100 75.275.2 75.275.2 실시예 3-1Example 3-1 94.094.0 86.886.8 92.392.3 실시예 4 Example 4 97.297.2 87.787.7 90.290.2 실시예 4-1Example 4-1 100100 79.079.0 79.079.0

상기 촉매제조시간에 따른 메틸페닐카바메이트(MPC: Methyl N-phenyl carbamate) 수율 변화를 조사한 결과, 각각의 수율이 거의 차이가 없는 것을 확인할 수 있어, 촉매제조시간은 촉매 활성 변화 및 그에 따른 수율의 차이에 크게 영향을 미치지 않는 것을 확인할 수 있다.The yield of methyl phenylcarbamate (MPC: methyl N- phenyl carbamate) was investigated according to the catalyst preparation time. As a result, it was found that the yields of catalysts were almost the same, It can be confirmed that there is no significant influence on

[[ 실험예Experimental Example 3]  3] 금속셀레나이드Metal selenide (( MSeMSe 22 ) 담지 촉매를 사용하여 반응시간을 달리하여 우레탄 제조) ≪ / RTI > supported catalyst to produce urethane

실험예 1과 동일한 방법으로 우레탄을 제조하되, 실시예 3에 따라 제조되는 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매를 사용하는 것으로 메틸페닐카바메이트(MPC: Methyl N-phenyl carbamate)를 제조하기 위한 반응시간만을 달리하여 우레탄을 제조하였다. 이에 따른 결과를 도 9에 나타내었다.(MSe 2 ) supported catalyst prepared according to Example 3 was used in the same manner as in Experimental Example 1, and the reaction time for producing methylphenylcarbamate (MPC: Methyl N- phenyl carbamate) To produce urethane. The results are shown in Fig.

도 9는 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매를 사용하는 경우, 반응시간(reaction time(h))에 따른 우레탄(메틸페닐카바메이트(MPC: Methyl N-phenyl carbamate)) 수율을 나타낸 그래프로서, 실시예 3에 따라 제조되는 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매를 사용한 것이다.9 is a graph showing the yield of urethane (MPN: Methyl N- phenyl carbamate) according to the reaction time (h) when a metal selenide (MSe 2 ) supported catalyst is used. (MSe 2 ) supported catalyst prepared according to Example 3 was used.

도 9를 참조할 때, 반응시간이 증가할수록 전환율과 수율이 증가하는 것을 확인할 수 있었고, 8시간 동안 반응하는 경우 메틸페닐카바메이트(MPC: Methyl N-phenyl carbamate)의 수율이 96.9%까지 향상되는 것을 확인할 수 있었다. Referring to FIG. 9, it was confirmed that the conversion and yield were increased as the reaction time was increased, and the yield of methylphenylcarbamate (MPC: Methyl N- phenyl carbamate) was improved to 96.9% I could confirm.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included within the scope of the present invention.

Claims (4)

고형의 담지체; 및
상기 고형의 담지체의 표면에 흡착되어 담지되는 금속셀레나이드(MSe2)를 포함하는 것을 특징으로 하고,
상기 금속은, 2가 철(Fe(Ⅱ)), 3가 철(Fe(Ⅲ)), 1가구리(Cu(Ⅰ)) 및 2가구리(Cu(Ⅱ)) 중 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 우레탄 제조용 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매.
A solid support; And
And a metal selenide (MSe 2 ) adsorbed and supported on the surface of the solid carrier,
The metal is any one selected from among divalent iron (Fe (II)), trivalent iron (Fe (III)), 1 family Cu (I) and 2 family Cu (II) (MSe 2 ) supported catalyst for urethane production.
제1항에 있어서,
상기 금속이 1가구리(Cu(Ⅰ)) 또는 2가구리(Cu(Ⅱ))인 경우, 상기 고형의 담지체는 알루미나(Al2O3), 세리아(CeO2) 또는 활성탄(AC)을 포함하는 것을 특징으로 하는 우레탄 제조용 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매.
The method according to claim 1,
(Al 2 O 3 ), ceria (CeO 2 ), or activated carbon (AC), when the metal is one family (Cu (I)) or two families (Cu (MSe 2 ) supported catalyst for urethane production.
제1항에 있어서,
상기 금속이 2가 철(Fe(Ⅱ)) 또는 3가 철(Fe(Ⅲ))인 경우, 상기 고형의 담지체는 알루미나(Al2O3), 활성탄(AC) 또는 실리카(SiO2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 우레탄 제조용 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매.
The method according to claim 1,
When the metal is divalent iron (Fe (Ⅱ)) or a trivalent iron (Fe (Ⅲ)), carrier of the solid is alumina (Al 2 O 3), activated carbon for (AC) or silica (SiO 2) (MSe 2 ) supported catalyst for urethane production.
제1항에 있어서,
금속셀레나이드(MSe2)가 2wt% 내지 10wt% 포함되는 것을 특징으로 하는 우레탄 제조용 금속셀레나이드(MSe2) 담지 촉매.
The method according to claim 1,
Metal selenide (MSe 2) is a urethane-producing metal selenide, characterized in that contained 2wt% to 10wt% (MSe 2) supported catalyst.
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