KR20190027646A - Catalyst for decomposition reaction of lignin and method for decomposition of lignin using the same - Google Patents

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Abstract

Disclosed in the specification are a catalyst for lignin decomposition reaction and a method for lignin decomposition using the same. The catalyst comprises a mixture of a metal-supported catalyst and a metal oxide catalyst and the method uses the catalyst and an alcohol solvent to decompose lignin, a natural phenol polymer, thereby having an effect of manufacturing a phenolic compound and an aliphatic ester compound with a high yield.

Description

리그닌 분해 반응용 촉매 및 이를 이용한 리그닌 분해 방법{CATALYST FOR DECOMPOSITION REACTION OF LIGNIN AND METHOD FOR DECOMPOSITION OF LIGNIN USING THE SAME}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a catalyst for decomposing lignin, and a method for decomposing lignin using the same. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001]

본 명세서에는 리그닌 분해 반응용 촉매 및 이를 이용한 리그닌 분해 방법이 개시된다.A catalyst for lignin decomposition reaction and a lignin decomposition method using the same are disclosed in this specification.

최근 화석연료의 고갈과 파리기후변화협약 체결 등으로 인해 대기 중 이산화탄소 농도를 증가시키지 않는 탄소 자원인 바이오매스를 활용하여 수송용 연료 및 고분자 전구체 등을 생산하는 기술 개발이 많은 관심을 받고 있다. 특히, 식용작물인 옥수수, 사탕수수 등의 바이오매스를 원료로 사용할 경우, 곡물 가격의 상승과 같은 부작용이 발생하게 되므로, 폐목재, 옥수수 줄기와 같이 비식용 바이오매스를 활용하는 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.Recently, the development of technology to produce transportation fuel and polymer precursor using biomass, which is a carbon resource that does not increase carbon dioxide concentration in the atmosphere due to depletion of fossil fuels and the conclusion of the Paris Climate Change Convention, is attracting much attention. In particular, when biomass such as edible crops such as corn and sugarcane is used as a raw material, side effects such as an increase in grain prices will occur. Therefore, research on techniques utilizing non-edible biomass such as waste wood and corn stalks It is actively proceeding.

주로 육탄당으로 구성된 식용 바이오매스는 생물학적 방법에 의해 바이오에탄올과 같은 유용한 연료 및 화합물로 전환이 용이하다. 반면, 비식용인 목질계 바이오매스는 셀룰로오스와 리그닌을 구성성분으로 하며, 단단한 고분자 구조로 되어 있어 직접적인 전환이 어려우므로 고분자 구조를 깨뜨려 육탄당이나 페놀릭 화합물과 같은 단량체로 전환하는 단계가 필요하다. Edible biomass, which is composed primarily of hexose, is readily converted to useful fuels and compounds such as bioethanol by biological methods. On the other hand, since lignin biomass is composed of cellulose and lignin as a constituent, it is difficult to directly convert the biomass because it has a hard polymer structure. Therefore, it is necessary to break down the polymer structure and convert it to a monomer such as hexane or phenolic compound.

셀룰로오스의 경우, 그 규칙적인 구조로 인해 셀룰라아제와 같은 효소를 사용한 가수분해 반응을 통해 육탄당으로 선택적인 분해가 가능하며, 생산된 육탄당은 기존의 식량 바이오연료 기술을 적용하여 연료 및 화합물로 전환할 수 있다. 반면, 리그닌은 무작위 페놀고분자로서 매우 안정하고 단단한 구조로 되어 있어 생물학적/화학적으로 효율적인 분해가 매우 어렵다.In the case of cellulose, the hydrolysis reaction using an enzyme such as cellulase can be selectively decomposed into hexose due to its regular structure, and the produced hexane sugar is converted into fuel and compound by applying conventional food biofuel technology can do. On the other hand, lignin is a random phenolic polymer and has a very stable and rigid structure, making biologically / chemically efficient degradation very difficult.

리그닌은 목질계 바이오매스의 구성 성분 중 15-30 wt% 함량으로 다량 포함되어 있으며, 효율적인 분해 기술이 개발된다면 현재 석유계 유래 방향족 화합물(벤젠, 페놀 등)을 대체할 수 있는 지속 가능한 탄소 자원이 될 수 있다. 현재까지 가수분해, 초임계 유체 액화, 열분해, 수소첨가분해와 같은 다양한 리그닌 분해 기술이 전세계적으로 연구되어 왔으나, 고수율의 방향족 단량체를 생산하기 위해서는 NaOH와 같은 균일계 염기 촉매(비특허문헌 1)를 사용하거나 Formic acid와 같은 값비싼 첨가제(비특허문헌 2)를 다량 사용해야 한다는 문제점이 있다. Lignin is contained in 15-30 wt% of woody biomass components. If efficient decomposition technology is developed, sustainable carbon resources that can replace petroleum-derived aromatic compounds (benzene, phenol, etc.) . Various lignin decomposition techniques such as hydrolysis, supercritical fluid liquefaction, pyrolysis and hydrocracking have been studied all over the world. However, in order to produce high yield aromatic monomers, a homogeneous base catalyst such as NaOH (Non-Patent Document 1 ) Or an expensive additive such as formic acid (Non-Patent Document 2) must be used in a large amount.

따라서, 리그닌의 고분자 구조를 효과적으로 분해하여 방향족 단량체로 전환할 수 있는 저비용의 효율적인 공정 기술 개발이 필요하다.Therefore, it is necessary to develop a low-cost and efficient process technology capable of effectively decomposing the polymer structure of lignin and converting it into an aromatic monomer.

M.J. Hidajat, A. Riaz, J. Park, R. Insyani, D. Verma, J. Kim, Chemical Engineering Journal 317 (2017) 9-19.M.J. Hidajat, A. Riaz, J. Park, R. Insyani, D. Verma, J. Kim, Chemical Engineering Journal 317 (2017) 9-19. A. Kloekhorst, Y. Shen, Y. Yie, M. Fang, H.J. Heeres, Biomass and Bioenergy 80 (2015) 147-161.A. Kloekhorst, Y. Shen, Y. Yie, M. Fang, H.J. Heeres, Biomass and Bioenergy 80 (2015) 147-161.

일 측면에서, 본 명세서는 금속 담지 촉매와 금속 산화물 촉매의 혼합물을 포함하는 리그닌 분해 반응용 촉매를 제공하는 것을 목적으로 한다.In one aspect, the present disclosure aims to provide a catalyst for lignin decomposition reaction comprising a mixture of a metal supported catalyst and a metal oxide catalyst.

다른 측면에서, 본 명세서는 상기 촉매를 이용한 리그닌 분해 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In another aspect, the present disclosure aims to provide a method of lignin decomposition using the catalyst.

일 측면에서, 본 명세서에 개시된 기술은 금속 담지 촉매와 금속 산화물 촉매의 혼합물을 포함하는 리그닌 분해 반응용 촉매를 제공한다.In one aspect, the technique disclosed herein provides a catalyst for lignin decomposition reaction comprising a mixture of a metal supported catalyst and a metal oxide catalyst.

예시적인 일 구현예에서, 상기 금속 담지 촉매는 루테늄 (Ru), 팔라듐 (Pd) 및 니켈 (Ni)로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 금속이 담지된 것일 수 있다.In one exemplary embodiment, the metal-supported catalyst may be one or more metals supported on ruthenium (Ru), palladium (Pd), and nickel (Ni).

예시적인 일 구현예에서, 상기 금속 담지 촉매는 카본, 실리카, 알루미나, 지르코니아, 타이타니아로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 담체에 담지된 것일 수 있다.In an exemplary embodiment, the metal-supported catalyst may be supported on at least one carrier selected from the group consisting of carbon, silica, alumina, zirconia, and titania.

예시적인 일 구현예에서, 상기 금속 담지 촉매는 담체 중량을 기준으로 1 내지 10 중량%의 금속이 담지된 것일 수 있다.In one exemplary embodiment, the metal-supported catalyst may be 1 to 10% by weight of the metal supported on the carrier.

예시적인 일 구현예에서, 상기 금속 산화물 촉매는 마그네슘 (Mg)과 지르코늄 (Zr)의 혼합 금속 산화물 (Mg-Zr oxide)인 것일 수 있다.In an exemplary embodiment, the metal oxide catalyst may be a mixed metal oxide (Mg-Zr oxide) of magnesium (Mg) and zirconium (Zr).

예시적인 일 구현예에서, 상기 금속 산화물 촉매는 마그네슘 (Mg)과 지르코늄 (Zr)이 1 : 9 내지 9 : 1의 중량비로 혼합된 것일 수 있다.In an exemplary embodiment, the metal oxide catalyst may be a mixture of magnesium (Mg) and zirconium (Zr) in a weight ratio of 1: 9 to 9: 1.

예시적인 일 구현예에서, 상기 혼합물은 금속 담지 촉매와 금속 산화물 촉매를 1 : 1 내지 1 : 3의 중량비로 포함하는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment, the mixture may comprise a metal supported catalyst and a metal oxide catalyst in a weight ratio of 1: 1 to 1: 3.

다른 측면에서, 본 명세서에 개시된 기술은 상기 촉매를 사용하여 리그닌 분해 반응을 실시하는 단계를 포함하는 리그닌 분해 방법을 제공한다.In another aspect, the techniques disclosed herein provide a method of lignin degradation comprising the step of performing a lignin degradation reaction using the catalyst.

예시적인 일 구현예에서, 상기 방법은 촉매에 리그닌과 알코올 용매를 혼합하여 리그닌 분해 반응을 실시하는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment, the method may be to perform a lignin degradation reaction by mixing the catalyst with lignin and an alcohol solvent.

예시적인 일 구현예에서, 상기 리그닌 분해 반응은 250 내지 400 ℃에서 실시하는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment, the lignin degradation reaction may be conducted at 250 to 400 < 0 > C.

예시적인 일 구현예에서, 상기 리그닌 분해 반응 시간은 1 내지 8 시간일 수 있다.In an exemplary embodiment, the lignin degradation reaction time can be from 1 to 8 hours.

예시적인 일 구현예에서, 상기 방법은 리그닌으로부터 페놀릭 화합물을 제조하는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment, the method may be to produce a phenolic compound from lignin.

일 측면에서, 본 명세서에 개시된 기술은 금속 담지 촉매와 금속 산화물 촉매의 혼합물을 포함하여 리그닌을 효과적으로 분해하는 리그닌 분해 반응용 촉매를 제공하는 효과가 있다. 상기 촉매는 리그닌을 분해하여 고수율로 페놀릭 화합물과 지방족 에스테르 화합물을 제조하는 효과가 있다.In one aspect, the techniques disclosed herein are effective for providing a catalyst for lignin decomposition reaction that effectively decomposes lignin, including a mixture of a metal-supported catalyst and a metal oxide catalyst. The catalyst has the effect of decomposing lignin to produce a phenolic compound and an aliphatic ester compound at a high yield.

다른 측면에서, 본 명세서에 개시된 기술은 상기 촉매를 이용한 리그닌 분해 방법을 제공하는 효과가 있다.In another aspect, the techniques disclosed herein are effective in providing a lignin decomposition method using the catalyst.

도 1은 본 명세서의 일 실험예에서 촉매의 종류에 따른 리그닌 분해 반응 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 본 명세서의 일 실험예에서 금속 산화물 촉매의 조성에 따른 리그닌 분해 반응 결과를 나타낸 것이다.
도 3은 본 명세서의 일 실험예에서 다양한 촉매 조건에서 생성된 방향족 화합물들의 분포도를 나타낸 것이다.
도 4는 본 명세서의 일 실험예에서 반응 온도에 따른 리그닌 분해 반응 결과를 나타낸 것이다.
도 5는 본 명세서의 일 실험예에서 수소 가스 주입에 따른 리그닌 분해 반응 결과를 나타낸 것이다.
도 6은 본 명세서의 일 실험예에서 반응 시간에 따른 리그닌 분해 반응 결과를 나타낸 것이다.
FIG. 1 shows the results of the lignin decomposition reaction according to the type of catalyst in one experimental example of the present specification.
FIG. 2 shows the results of lignin decomposition reaction according to the composition of the metal oxide catalyst in one experimental example of the present invention.
Figure 3 shows the distribution of aromatic compounds produced in various experimental conditions of the present invention under various catalytic conditions.
4 shows the results of the lignin decomposition reaction according to the reaction temperature in one experimental example of the present specification.
5 shows the results of the lignin decomposition reaction according to the hydrogen gas injection in the experimental example of the present specification.
6 shows the results of the lignin degradation reaction according to the reaction time in one experimental example of the present specification.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

일 측면에서, 본 명세서에 개시된 기술은 금속 담지 촉매와 금속 산화물 촉매의 혼합물을 포함하는 리그닌 분해 반응용 촉매를 제공한다.In one aspect, the technique disclosed herein provides a catalyst for lignin decomposition reaction comprising a mixture of a metal supported catalyst and a metal oxide catalyst.

예시적인 일 구현예에서, 상기 금속 담지 촉매는 루테늄 (Ru), 팔라듐 (Pd) 및 니켈 (Ni)로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 금속이 담지된 것일 수 있다. 바람직하게는, 루테늄 (Ru) 금속인 것이 리그닌의 수소첨가분해를 촉진시켜 방향족 단량체를 제조하기에 적합할 수 있다.In one exemplary embodiment, the metal-supported catalyst may be one or more metals supported on ruthenium (Ru), palladium (Pd), and nickel (Ni). Preferably, the ruthenium (Ru) metal may be suitable for the production of aromatic monomers by promoting hydrogenolysis of lignin.

예시적인 일 구현예에서, 상기 금속 담지 촉매는 담체에 금속이 담지된 촉매를 의미하는 것으로서, 금속의 분산도를 증가시키는 표면적이 넓은 담체에 금속이 담지된 것이 바람직할 수 있다. 이러한 측면에서, 상기 금속 담지 촉매는 80 내지 1,000 m2/g의 비표면적을 갖는 담체에 금속이 담지된 것이 바람직할 수 있다. 다른 예시적인 일 구현예에서, 상기 금속 담지 촉매는 80 m2/g 이상, 100 m2/g 이상, 120 m2/g 이상, 140 m2/g 이항, 160 m2/g 이상, 180 m2/g 이상, 200 m2/g 이상, 250 m2/g 이상, 300 m2/g 이상, 350 m2/g 이상 또는 400 m2/g 이상이면서 1,000 m2/g 이하, 900 m2/g 이하, 800 m2/g 이하, 700 m2/g 이하 또는 600 m2/g 이하의 비표면적을 갖는 담체에 금속이 담지된 것일 수 있다.In one exemplary embodiment, the metal-supported catalyst means a catalyst in which a metal is supported on a support. It may be preferable that the metal is supported on a support having a large surface area for increasing the degree of dispersion of the metal. In this respect, it is preferable that the metal-supported catalyst has a metal supported on a support having a specific surface area of 80 to 1,000 m 2 / g. In another exemplary embodiment, the metal-supported catalyst has a specific surface area of at least 80 m 2 / g, at least 100 m 2 / g, at least 120 m 2 / g, at least 140 m 2 / g, at least 160 m 2 / 2 / g or more, 200 m 2 / g or more, 250 m 2 / g or more, 300 m 2 / g or more, 350 m 2 / g, yet more or 400 m 2 / g more than 1,000 m 2 / g or less, 900 m 2 / g or less, 800 m 2 / g or less, 700 m 2 / g or less, or 600 m 2 / g or less.

예시적인 일 구현예에서, 상기 담체는 카본, 실리카, 알루미나, 지르코니아 및 타이타니아로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상일 수 있다.In an exemplary embodiment, the carrier may be one or more selected from the group consisting of carbon, silica, alumina, zirconia, and titania.

예시적인 일 구현예에서, 상기 금속 담지 촉매는 카본 담체에 담지된 것이 리그닌의 수소첨가분해를 촉진시켜 방향족 단량체를 제조하기에 적합할 수 있다.In an exemplary embodiment, the metal supported catalyst may be suitable for producing aromatic monomers by promoting hydrocracking of lignin on a carbon carrier.

예시적인 일 구현예에서, 상기 금속 담지 촉매는 담체 중량을 기준으로 1 내지 10 중량%의 금속이 담지된 것일 수 있다. 다른 예시적인 일 구현예에서, 상기 금속 담지 촉매는 담체 중량을 기준으로 1 중량% 이상, 2 중량% 이상, 3 중량% 이상, 4 중량% 이상, 5 중량% 이상, 6 중량% 이상 또는 7 중량% 이상이면서 10 중량% 이하, 9 중량% 이하, 8 중량% 이하, 7 중량% 이하, 6 중량% 이하, 5 중량% 이하, 4 중량% 이하 또는 3 중량% 이하의 금속이 담지된 것일 수 있다. 이에 따라, 담지된 금속의 함량이 적어 전환율, 수율 등으로 측정되는 촉매 반응성이 너무 낮아질 수 있는 문제를 예방하고, 담지된 금속의 함량이 높아 촉매 제조 비용이 높아질 수 있는 문제를 예방할 수 있다.In one exemplary embodiment, the metal-supported catalyst may be 1 to 10% by weight of the metal supported on the carrier. In another exemplary embodiment, the metal-supported catalyst may comprise at least 1 wt%, at least 2 wt%, at least 3 wt%, at least 4 wt%, at least 5 wt%, at least 6 wt%, or at least 7 wt% , Not more than 10 wt%, not more than 9 wt%, not more than 8 wt%, not more than 7 wt%, not more than 6 wt%, not more than 5 wt%, not more than 4 wt% or not more than 3 wt% . Accordingly, it is possible to prevent the problem that the content of the supported metal is small and the catalytic reactivity, which is measured by the conversion and yield, may be too low, and the problem that the content of the supported metal is high and the catalyst production cost may be increased may be prevented.

예시적인 일 구현예에서, 상기 금속 산화물 촉매는 마그네슘 (Mg)과 지르코늄 (Zr)의 혼합 금속 산화물인 것일 수 있다. 상기 혼합 금속 산화물 촉매의 염기점은 가용매분해 (solvolysis) 반응을 통한 리그닌 분해 효율을 증진시키는 효과가 있다. 또한, 일차적으로 생성된 페놀릭 단량체들과 알코올 용매와의 알킬화 반응을 촉진시켜 알킬화된 페놀 수율을 증가시키는 효과가 있다.In an exemplary embodiment, the metal oxide catalyst may be a mixed metal oxide of magnesium (Mg) and zirconium (Zr). The base point of the mixed metal oxide catalyst has an effect of enhancing the lignin decomposition efficiency through solvolysis reaction. In addition, there is an effect of increasing the alkylated phenol yield by promoting the alkylation reaction between the primary generated phenolic monomers and the alcohol solvent.

예시적인 일 구현예에서, 상기 금속 산화물 촉매는 마그네슘 (Mg)과 지르코늄 (Zr)이 1 : 9 내지 9 : 1의 중량비, 1 : 7 내지 7 : 1의 중량비, 1 : 5 내지 5 : 1의 중량비, 1 : 4 내지 4 : 1의 중량비, 1 : 3 내지 3 : 1의 중량비, 바람직하게는 1 : 1 내지 3 : 1의 중량비로 혼합되어 리그닌 분해 반응 효율을 증진시키는 효과가 있다.In one exemplary embodiment, the metal oxide catalyst comprises magnesium (Mg) and zirconium (Zr) in a weight ratio of 1: 9 to 9: 1, a weight ratio of 1: 7 to 7: 1: 3 to 3: 1, preferably 1: 1 to 3: 1, in the weight ratio of 1: 4 to 4: 1, thereby improving the lignin decomposition reaction efficiency.

예시적인 일 구현예에서, 상기 혼합물은 금속 담지 촉매와 금속 산화물 촉매를 1 : 1 내지 1 : 3, 또는 1 : 1 내지 1 : 2의 중량비로 포함하는 것이 리그닌 분해 반응 효율을 증가시킬 수 있다.In an exemplary embodiment, the mixture can increase the lignin decomposition reaction efficiency by including the metal supported catalyst and the metal oxide catalyst in a weight ratio of 1: 1 to 1: 3, or 1: 1 to 1: 2.

다른 측면에서, 본 명세서에 개시된 기술은 상기 촉매를 사용하여 리그닌 분해 반응을 실시하는 단계를 포함하는 리그닌 분해 방법을 제공한다.In another aspect, the techniques disclosed herein provide a method of lignin degradation comprising the step of performing a lignin degradation reaction using the catalyst.

예시적인 일 구현예에서, 상기 리그닌 분해 반응은 금속 담지 촉매와 금속 산화물 촉매가 물리적으로 혼합된 혼성촉매 상에서 진행될 수 있다. 이와 같이 혼성촉매를 사용함으로써, 금속 담지 촉매의 수소화 반응 촉진을 위한 활성점과 금속 산화물 촉매의 염기점이 시너지 효과를 내어 리그닌의 방향족 단량체로의 분해 효율을 크게 증가시키는 효과가 있다.In an exemplary embodiment, the lignin decomposition reaction may proceed on a hybrid catalyst in which the metal supported catalyst and the metal oxide catalyst are physically mixed. By using the mixed catalyst in this way, the base point of the metal oxide catalyst and the active site for promoting the hydrogenation reaction of the metal-supported catalyst synergize with each other, thereby remarkably increasing the decomposition efficiency of lignin into an aromatic monomer.

예시적인 일 구현예에서, 상기 리그닌은 목질계 바이오매스에서 유래한 것일 수 있다.In an exemplary embodiment, the lignin may be derived from woody biomass.

예시적인 일 구현예에서, 상기 리그닌은 바이오매스로부터 분리되거나 또는 제조된 것일 수 있다.In an exemplary embodiment, the lignin may be separated from or produced from the biomass.

예시적인 일 구현예에서, 상기 방법은 촉매에 리그닌과 알코올 용매를 혼합하여 리그닌 분해 반응을 실시하는 것일 수 있다. 알코올 용매는 리그닌 가용매분해를 위한 친핵성 시약 (nucleophiles) 및 리그닌 수소첨가분해를 위한 수소 공여체로 작용하여 리그닌 분해 효율을 증진시키는 효과가 있다.In an exemplary embodiment, the method may be to perform a lignin degradation reaction by mixing the catalyst with lignin and an alcohol solvent. The alcohol solvent acts as a nucleophile for the lignin solvolysis and as a hydrogen donor for hydrogenolysis of lignin, thus enhancing the efficiency of lignin degradation.

예시적인 일 구현예에서, 상기 알코올 용매는 메탄올, 에탄올 및 이소프로판올로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상일 수 있다.In an exemplary embodiment, the alcohol solvent may be one or more selected from the group consisting of methanol, ethanol and isopropanol.

예시적인 일 구현예에서, 상기 리그닌 분해 반응은 250 내지 400 ℃, 300 내지 400 ℃, 바람직하게는 300 내지 350 ℃에서 실시하는 것일 수 있다. 이에 따라, 반응 온도가 낮아 리그닌 분해 반응 활성이 낮아질 수 있는 문제를 예방하고, 반응 온도가 높아 알코올 용매가 너무 많이 분해, 소실되어 공정 비용이 높아질 수 있는 문제를 예방하는 효과가 있다.In an exemplary embodiment, the lignin decomposition reaction may be carried out at 250 to 400 占 폚, 300 to 400 占 폚, preferably 300 to 350 占 폚. Accordingly, it is possible to prevent the problem that the reaction temperature is low and the lignin decomposition reaction activity to be lowered, and to prevent the problem that the reaction temperature is high and the alcohol solvent is decomposed and lost so much that the process cost is increased.

예시적인 일 구현예에서, 상기 리그닌 분해 반응 시간은 1 내지 8 시간일 수 있다.In an exemplary embodiment, the lignin degradation reaction time can be from 1 to 8 hours.

예시적인 일 구현예에서, 상기 방법은 리그닌으로부터 페놀릭 화합물과 지방족 에스테르 화합물을 제조하는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment, the method may be to produce a phenolic compound and an aliphatic ester compound from lignin.

예시적인 일 구현예에서, 상기 페놀릭 화합물은 구아이아콜 (guaiacol), 4-메틸구아이아콜 (4-methylguaiacol), 4-에틸구아이아콜 (4-ethylguaiacol), 4-프로필구아이아콜 (4-propylguaiacol), 시린골 (syringol), 4-메틸시린골 (4-methyl syringol), 2-메톡시페닐에탄올 (2-methoxyphenylethanol), 유젠올 (Eugenol), 아세토바닐론 (acetovanillone), 구아이아실아세톤 (guaiacylacetone), 호모바닐산 (Homovanillic acid), 호모바닐알코올 (Homovanillic alcohol), 에틸바닐레이트 (ethyl vanillate) 및 다이하이드로코니페릴 알코올 (Dihydroconiferyl alcohol)로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상일 수 있다.In an exemplary embodiment, the phenolic compound is selected from the group consisting of guaiacol, 4-methylguaiacol, 4-ethylguaiacol, 4-propylguaiacol, 4-propylguaiacol, syringol, 4-methyl syringol, 2-methoxyphenylethanol, Eugenol, acetovanillone, May be at least one selected from the group consisting of guaiacylacetone, homovanillic acid, homovanillic alcohol, ethyl vanillate and dihydroconiferyl alcohol.

예시적인 일 구현예에서, 상기 지방족 에스테르 화합물은 헥사데칸산 에틸 에스테르 (hexadecanoic acid, ethyl ester), 헵타데칸산 에틸 에스테르 (heptadecanoic acid, ethyl ester) 및 옥타데칸산 에틸 에스테르 (octadecanoic acid, ethyl ester)로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상일 수 있다. 이러한 지방산 화합물은 리그닌에 포함된 트리글리세리드 (triglyceride) 불순물로부터 유래하며, 알코올 용매와의 반응을 통하여 에스테르로 변환될 수 있다.In an exemplary embodiment, the aliphatic ester compound is selected from the group consisting of hexadecanoic acid ethyl ester, heptadecanoic acid ethyl ester, and octadecanoic acid ethyl ester. ≪ / RTI > These fatty acid compounds are derived from the triglyceride impurities contained in lignin and can be converted into esters by reaction with an alcohol solvent.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. It is to be understood by those skilled in the art that these embodiments are merely illustrative of the present invention and that the scope of the present invention is not construed as being limited by these embodiments.

실시예Example 1. 금속 담지 촉매 및 금속 산화물 촉매 제조 1. Metal supported catalyst and metal oxide catalyst production

금속 담지 촉매 중 활성탄에 담지된 루테늄 (Ru/C) 및 팔라듐 (Pd/C) 촉매는 시그마 알드리치에서 구입하여 사용하였다. 촉매 내 루테늄과 팔라듐의 함량은 각각 5 중량%였다. 활성탄에 담지된 니켈 (Ni/C) 촉매는 건조된 활성탄에 니켈(II) 질소화물 육수화물 (nickel (II) nitrate hexahydrate, Ni(NO3)2·6H2O)의 수용액을 함침시켜 제조하였다. 니켈 금속 담지량은 카본 담체에 대하여 10 중량%였다. 모든 촉매는 오븐에서 120 ℃에서 4 시간 동안 건조한 후, 다시 수소 흐름 속에서 300 ℃에서 3 시간 동안 환원시킨 후 반응에 사용하였다. Ruthenium (Ru / C) and palladium (Pd / C) catalysts supported on activated carbon among metal supported catalysts were purchased from Sigma Aldrich. The content of ruthenium and palladium in the catalyst was 5 wt% each. The nickel (Ni / C) catalyst supported on activated carbon was prepared by impregnating the dried activated carbon with an aqueous solution of nickel (II) nitrate hexahydrate, Ni (NO 3 ) 2 · 6H 2 O) . The amount of nickel metal supported was 10% by weight with respect to the carbon carrier. All the catalysts were dried in an oven at 120 ° C for 4 hours, then reduced again in a hydrogen stream at 300 ° C for 3 hours, and then used in the reaction.

금속 산화물 촉매인 MgO/ZrO2는 공침법으로 제조하였다. 먼저 zirconium oxynitrate hydrate (ZrO(NO3)2·2H2O)와 magnesium nitrate hexahydrate (Mg(NO3)2·6H2O) 수용액을 준비한 후, 둥근 플라스크에 담긴 pH가 10으로 조절된 증류수에 1 drop/s의 속도로 천천히 투입하면서 잘 교반하였다. 투입 중 pH를 일정하게 유지하기 위해 암모니아 수용액 또한 동시에 투입하였다. 투입이 완료된 후, 최종 혼합 용액을 40 ℃에서 4시간 동안 숙성시킨 후, 여과하여 고체 침전물을 분리하였다. 분리된 고체 침전물은 증류수로 세척하고 건조한 후, 질소 흐름 속에서 600 ℃에서 3 시간 동안 소성한 후 촉매 반응에 사용하였다. Mg와 Zr 금속 전구체의 양을 변화시켜 Mg/Zr의 비가 0.11, 1, 3인 세 개의 다른 조성을 가진 MgO/ZrO2 촉매를 제조하여 하기 실험에 사용하였다.The metal oxide catalyst, MgO / ZrO 2, was prepared by coprecipitation. First, an aqueous solution of zirconium oxynitrate hydrate (ZrO (NO 3 ) 2 · 2H 2 O) and magnesium nitrate hexahydrate (Mg (NO 3 ) 2 · 6H 2 O) was prepared. drop / s < / RTI > An aqueous ammonia solution was also added simultaneously to keep the pH constant during the addition. After the addition was completed, the final mixed solution was aged at 4O < 0 > C for 4 hours and then filtered to separate the solid precipitate. The separated solid precipitate was washed with distilled water, dried, and calcined at 600 ° C for 3 hours in a nitrogen stream, and then used for the catalytic reaction. Three different MgO / ZrO 2 catalysts with different Mg / Zr ratios of 0.11, 1 and 3 were prepared by varying the amounts of Mg and Zr metal precursors and used in the following experiments.

비교예Comparative Example 1.  One. MgOMgO 및 Mg-Al oxide 금속 산화물 촉매 제조 And Mg-Al oxide metal oxide catalysts

Zr이 포함되지 않은 단일 금속 산화물 MgO 촉매는 시그마 알드리치에서 구입하여 사용하였다. 혼합 금속 산화물인 Mg-Al oxide 촉매는 실시예 1과 동일한 방법으로 aluminum nitrate nonahydrate (Al(NO3)3·2H2O) 전구체를 사용하여 공침법으로 제조하였다. 촉매의 조성은 Mg/Al의 비가 3이 되도록 전구체의 양을 조절하였다.Single-metal oxide MgO catalysts without Zr were purchased from Sigma-Aldrich. The mixed metal oxide Mg-Al oxide catalyst was prepared by coprecipitation using aluminum nitrate nonahydrate (Al (NO 3 ) 3 .2H 2 O) precursor in the same manner as in Example 1. The composition of the catalyst was adjusted so that the ratio of Mg / Al was 3.

실시예Example 2.  2. 바이오매스로부터From biomass 리그닌 추출 Lignin extraction

촉매 반응을 위한 리그닌 시료는 소나무 톱밥으로부터 오르가노솔브 (organosolv) 공정을 통하여 직접적으로 제조하였다. 먼저 10 L 용량의 회분식 반응기에 1 kg의 소나무 톱밥, 5 L의 물/에탄올 (35/65 vol%) 혼합액, 4 mL의 황산을 투입한 후, 톱밥이 에탄올 수용액에 잘 녹아 들어가도록 1시간 동안 교반하였다. 그 후, 반응기를 잘 밀폐시킨 후, 온도를 170 ℃까지 올려서 3시간 동안 리그닌 추출 반응을 진행하였다. 반응 종료 후, 선풍기를 사용하여 반응기를 40 ℃ 이하로 냉각시킨 후, 반응 혼탁액을 여과하여 에탄올 수용액에 녹아 나온 리그닌을 회수하였다. 회수된 리그닌/에탄올/물 혼합물에 저온의 물을 다량 투입하여 리그닌이 침전되도록 하였고, 침전된 리그닌을 여과하여 회수한 후 건조하여 촉매 반응에 사용하였다.Lignin samples for catalysis were prepared directly from pine sawdust via an organosolv process. First, 1 kg of pine sawdust, 5 liters of water / ethanol (35/65 vol.%) Mixture, and 4 mL of sulfuric acid were added to a batch reactor of 10 L capacity. Then, the sawdust was dissolved in the aqueous ethanol solution for 1 hour Lt; / RTI > After the reactor was sealed well, the temperature was raised to 170 DEG C and lignin extraction reaction was performed for 3 hours. After completion of the reaction, the reactor was cooled to 40 DEG C or lower by using a fan, and the reaction suspension was filtered to obtain lignin dissolved in an aqueous ethanol solution. A large amount of low temperature water was added to the recovered lignin / ethanol / water mixture to precipitate lignin. The precipitated lignin was recovered by filtration and dried to be used for the catalytic reaction.

실험예Experimental Example 1. 리그닌 분해 반응 실험 1. Lignin decomposition experiment

리그닌의 촉매 분해 반응은 160 ml 용량의 교반기가 부착된 고압 회분식 반응기에서 수행하였다. 상기 실시예 1에서 제조된 금속 담지 촉매 (0.2 g)와 MgO/ZrO2 (0.3 g), 혹은 두 촉매의 물리적 혼합물 (0.5 g)을 반응기에 주입한 후, 용매인 에탄올 40 mL과 혼합된 리그닌 1 g을 투입하였다. 이후 질소 기체를 10 bar까지 채우고 반응기에 부착된 임펠러를 500 rpm으로 작동시켜 교반시키면서 350 ℃까지 반응 온도를 높였다. 반응 온도에 도달한 후 1 시간 동안 반응을 유지한 후, 필터로 촉매 및 고체 잔사물을 걸러내고 액체 생성물만 획득하였다. 그리고 GC-MS 및 GC-FID를 사용하여 액체 생성물에 포함된 방향족 단량체 및 지방족 에스테르 화합물의 정성 및 정량 분석을 실시하였다. 방향족 단량체 및 지방족 에스테르 화합물의 수율은 투입된 리그닌 무게 대비 생성된 각 화합물의 무게로 계산하였다. 상기 실험 결과는 도 1 내지 3에 나타내었다.Catalytic cracking of lignin was carried out in a high pressure batch reactor equipped with a stirrer of 160 ml capacity. After 0.2 g of the metal supported catalyst prepared in Example 1 and 0.3 g of MgO / ZrO 2 , or a physical mixture (0.5 g) of the two catalysts were injected into the reactor, 40 mL of ethanol as a solvent and lignin 1 g was added thereto. Then, the nitrogen gas was filled to 10 bar and the impeller attached to the reactor was operated at 500 rpm, and the reaction temperature was increased to 350 ° C while stirring. After reaching the reaction temperature, the reaction was maintained for 1 hour, then the catalyst and solid residues were filtered out with a filter, and only the liquid product was obtained. The qualitative and quantitative analysis of aromatic monomers and aliphatic ester compounds contained in the liquid product was performed using GC-MS and GC-FID. The yields of aromatic monomers and aliphatic ester compounds were calculated as the weight of each compound produced relative to the weight of the lignin added. The results of the above experiment are shown in Figs.

도 1에 의하면, 단일 촉매인 Ru/C나 MgO/ZrO2를 사용하였을 경우에 비하여 두 촉매의 물리적 혼합물을 사용한 경우, 방향족 단량체 및 지방족 에스테르 화합물의 수율이 월등히 높음을 알 수 있다. 특히 MgO/ZrO2 단일 촉매의 경우, 무촉매 조건에서 반응한 경우와 비슷한 방향족 단량체 수율을 나타내어 단독으로 사용시 그 촉매적 효과가 매우 미미한 반면, 혼성촉매 사용시 방향족 단량체 수율이 현저히 증가함으로써 두 촉매 사용시 리그닌 분해에 있어서 시너지 효과가 발생한다는 것을 알 수 있었다. Referring to FIG. 1, the yields of aromatic monomers and aliphatic ester compounds are remarkably high when a physical mixture of two catalysts is used as compared with the case where Ru / C or MgO / ZrO 2 is used as a single catalyst. In particular, in the case of MgO / ZrO 2 single catalyst, the yield of aromatic monomers is similar to that obtained in the case of the reaction in the non-catalytic condition, and the catalytic effect thereof is very small when used singly, while the yield of aromatic monomers is remarkably increased when the mixed catalyst is used. It was found that a synergistic effect occurred in decomposition.

비교예로 Zr이 포함되지 않은 단일 금속 산화물 MgO 촉매와 Al을 포함하는 혼합 금속 산화물인 Mg-Al oxide 촉매를 Ru/C와 혼합하여 수행한 촉매 반응 결과 역시 도 1에 나타내었다. 두 촉매 모두 MgO/ZrO2를 금속 담지 촉매와 혼합한 경우에 비하여 현저히 낮은 방향족 단량체 수율을 보여주었고, Ru/C 단일 촉매를 사용한 경우보다도 낮은 방향족 단량체 수율을 보여주었다(하기 표 2 참조).As a comparative example, a catalyst reaction result obtained by mixing a single metal oxide MgO catalyst not containing Zr and a Mg-Al oxide catalyst containing Al as a mixed metal oxide with Ru / C is also shown in FIG. Both catalysts showed significantly lower aromatic monomer yield than MgO / ZrO 2 mixed with the metal-supported catalyst, and showed lower yields of aromatic monomers than with Ru / C monocatalysts (see Table 2 below).

도 2에 의하면, 혼성촉매를 사용한 리그닌 분해 반응에서, MgO/ZrO2 촉매의 조성이 리그닌 분해 효율에 큰 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다. Mg/Zr의 중량비가 0.11에서 3으로 증가할수록 방향족 단량체 및 지방족 에스테르 화합물의 수율 또한 15.5%에서 22%까지 증가하였다.FIG. 2 shows that the composition of the MgO / ZrO 2 catalyst greatly affects the lignin decomposition efficiency in the lignin decomposition reaction using the mixed catalyst. As the weight ratio of Mg / Zr increased from 0.11 to 3, the yields of aromatic monomers and aliphatic ester compounds also increased from 15.5% to 22%.

도 3은 다양한 촉매 조건에서 생성된 방향족 단량체들의 분포도를 보여준다. Ru/C와 MgO/ZrO2 혼성촉매 사용시, 4-에틸구아이아콜 (4-ethylguaiacol), 4-프로필구아이아콜 (4-propylguaiacol), 4-메틸시린골 (4-methyl syringol), 2-메톡시페닐에탄올 (2-methoxyphenylethanol)과 같은 알킬기가 추가된 페놀릭 단량체들의 수율이 급격히 증가하는 것을 알 수 있었다.Figure 3 shows the distribution of aromatic monomers produced at various catalyst conditions. When Ru / C and MgO / ZrO 2 hybrid catalysts are used, 4-ethylguaiacol, 4-propylguaiacol, 4-methyl syringol, 2- The yield of phenolic monomers added with an alkyl group such as 2-methoxyphenylethanol increased sharply.

실험예 2. 리그닌 분해 반응에서 금속 담지 촉매의 영향Experimental Example 2 Effect of metal-supported catalyst in lignin decomposition

상기 실험예 1과 동일한 방법으로 리그닌 분해 반응을 수행하되, 금속 담지 촉매로 활성탄에 담지된 루테늄 (Ru/C), 팔라듐 (Pd/C), 니켈 (Ni/C) 촉매를 사용하였다. 상기 금속 담지 촉매 (0.2 g)와 MgO/ZrO2 (0.3 g) 촉매의 물리적 혼합물 (0.5 g)을 촉매로 사용하여 반응 온도 350 ℃에서 리그닌 분해 반응을 수행하였고, 실험 결과는 표 1에 나타내었다.Ruthenium (Ru / C), palladium (Pd / C), and nickel (Ni / C) catalysts supported on activated carbon were used as metal supporting catalysts in the same manner as in Experimental Example 1. The lignin decomposition reaction was carried out at a reaction temperature of 350 ° C. using a physical mixture (0.5 g) of the metal supported catalyst (0.2 g) and MgO / ZrO 2 (0.3 g) catalyst as catalysts. The experimental results are shown in Table 1 .

표 1에 의하면, 여러 금속 담지 촉매 중에서 활성탄에 담지된 루테늄 (Ru/C) 촉매가 MgO/ZrO2 촉매와 함께 사용될 때 가장 높은 수율 (18.28 wt%)의 페놀릭 화합물을 생산함을 알 수 있었다. 아울러 지방족 에스테르 화합물의 수율 또한 Ru/C 촉매를 사용할 때 가장 높았다.According to Table 1, it was found that ruthenium (Ru / C) catalyst supported on activated carbon among various metal supported catalysts produced the highest yield (18.28 wt%) of phenolic compounds when used with MgO / ZrO 2 catalyst . The yield of aliphatic ester compounds was also highest when Ru / C catalyst was used.

EntryEntry 촉매catalyst 생산물 수율 (wt%)Product yield (wt%) 페놀릭 화합물Phenolic compound 지방족 에스테르Aliphatic ester 총 화합물Total compound 1One Ru/C + MgO/ZrO2 Ru / C + MgO / ZrO 2 18.2818.28 2.852.85 21.1221.12 22 Pd/C + MgO/ZrO2 Pd / C + MgO / ZrO 2 10.2710.27 2.632.63 12.9012.90 33 Ni/C + MgO/ZrO2 Ni / C + MgO / ZrO 2 7.167.16 1.011.01 8.178.17

실험예Experimental Example 3. 리그닌 분해 반응에서 금속 산화물 촉매의 영향 3. Effect of metal oxide catalysts on lignin degradation

상기 실험예 1과 동일한 방법으로 리그닌 분해 반응을 수행하되, 금속 산화물 촉매로 Zr이 포함되지 않은 단일 금속 산화물 MgO 혹은 Al이 포함된 Mg-Al oxide를 사용하였다. 상기 금속 산화물 촉매 (0.3 g)와 Ru/C (0.2 g)의 물리적 혼합물 (0.5 g)을 촉매로 사용하여 반응 온도 350 ℃에서 리그닌 분해 반응을 수행하였고, 실험 결과는 표 2에 나타내었다.A lignin decomposition reaction was carried out in the same manner as in Experimental Example 1, except that a single metal oxide MgO or Al-containing Mg-Al oxide not containing Zr was used as a metal oxide catalyst. The lignin decomposition reaction was carried out at a reaction temperature of 350 ° C. using a physical mixture (0.5 g) of the metal oxide catalyst (0.3 g) and Ru / C (0.2 g) as a catalyst.

표 2에 의하면, Mg와 Zr를 포함하는 MgO/ZrO2 촉매가 Ru/C와 함께 촉매로 사용되었을 경우, 방향족 단량체 수율이 Ru/C 단일 촉매 대비 현저히 증가하나, 단일 금속 산화물인 MgO나 Mg-Al oxide가 사용되었을 경우, 방향족 단량체 수율은 Ru/C 단일 촉매 대비 오히려 감소하여, 어떠한 시너지 효과도 발생하지 않음을 알 수 있었다.According to Table 2, when the MgO / ZrO 2 catalyst containing Mg and Zr is used as a catalyst together with Ru / C, the yield of aromatic monomers is remarkably increased compared to the Ru / C single catalyst, but MgO or Mg- When Al oxide was used, the yield of aromatic monomers was lower than that of Ru / C single catalyst, and no synergistic effect was observed.

EntryEntry 촉매catalyst 생산물 수율 (wt%)Product yield (wt%) 페놀릭 화합물Phenolic compound 지방족 에스테르Aliphatic ester 총 화합물Total compound 1One Ru/C (0.2 g)Ru / C (0.2 g) 10.8910.89 1.171.17 12.0612.06 22 Ru/C + MgO/ZrO2 Ru / C + MgO / ZrO 2 18.2818.28 2.852.85 21.1221.12 33 Ru/C + MgORu / C + MgO 7.367.36 0.620.62 7.987.98 44 Ru/C + Mg-Al oxideRu / C + Mg-Al oxide 8.378.37 0.570.57 8.948.94

실험예 4. 리그닌 분해 반응에서 반응 온도의 영향Experimental Example 4 Effect of Reaction Temperature on Lignin Degradation

Ru/C 촉매 (0.2 g)와 Mg/Zr 비가 3인 MgO/ZrO2 촉매 (0.3 g) 혼합물을 사용하여 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 리그닌 분해 반응을 수행하되, 반응 온도를 250 내지 350 ℃로 변화시켰다. 상기 실험 결과는 도 4에 나타내었다. A lignin decomposition reaction was carried out in the same manner as in Experimental Example 1 using a mixture of Ru / C catalyst (0.2 g) and MgO / ZrO 2 catalyst (0.3 g) having a Mg / Zr ratio of 3, Respectively. The results of the experiment are shown in FIG.

도 4에 의하면, 250 내지 300 ℃에서 수행한 리그닌 분해 반응 결과에 비하여, 350 ℃에서 방향족 단량체 및 지방족 에스테르 화합물의 수율이 월등히 높음을 알 수 있었다.FIG. 4 shows that the yield of aromatic monomers and aliphatic ester compounds was remarkably high at 350 ° C., compared with the lignin decomposition reaction performed at 250 to 300 ° C.

실험예 5. 리그닌 분해 반응에서 수소 가스 주입의 영향Experimental Example 5 Influence of hydrogen gas injection in lignin decomposition reaction

Ru/C 촉매 (0.2 g)와 Mg/Zr 비가 3인 MgO/ZrO2 촉매 (0.3 g) 혼합물을 사용하여 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 리그닌 분해 반응을 수행하되, 질소 대신 수소 기체를 30 bar까지 채우고 반응을 수행하였다. 상기 실험 결과는 도 5에 나타내었다.A lignin decomposition reaction was carried out in the same manner as in Experimental Example 1 using a mixture of Ru / C catalyst (0.2 g) and MgO / ZrO 2 catalyst (0.3 g) having a Mg / Zr ratio of 3, And the reaction was carried out. The results of the experiment are shown in FIG.

도 5에 의하면, 질소 기체 대신 수소 기체를 사용시 방향족 단량체 및 지방족 에스테르 화합물 수율이 어느 정도 증가하나 그 변화는 크지 않다는 것을 알 수 있다. 반응 중 에탄올이 리그닌 수첨분해를 위한 수소 공여체로 작용하기 때문에, 추가적인 수소 기체 주입이 반응에 미치는 영향은 그리 크지 않은 것으로 판단된다.5, when the hydrogen gas is used instead of the nitrogen gas, the yield of the aromatic monomer and the aliphatic ester compound increases to some extent, but the change is not large. Since the ethanol acts as a hydrogen donor for lignin hydrogenolysis during the reaction, the effect of additional hydrogen gas injection on the reaction is considered to be insignificant.

실험예 6. 리그닌 분해 반응에서 반응 시간의 영향Experimental Example 6 Effect of Reaction Time on Lignin Degradation

Ru/C 촉매 (0.2 g)와 Mg/Zr 비가 3인 MgO/ZrO2 촉매 (0.3 g) 혼합물을 사용하여 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 리그닌 분해 반응을 수행하되, 반응 시간을 1 내지 4 시간으로 변화시켰다. 상기 실험 결과는 도 6에 나타내었다.A lignin decomposition reaction was carried out in the same manner as in Experimental Example 1 using a mixture of Ru / C catalyst (0.2 g) and MgO / ZrO 2 catalyst (0.3 g) having a Mg / Zr ratio of 3, Respectively. The results of the experiment are shown in Fig.

도 6에 의하면, 반응 시간이 1 시간에서 4 시간으로 증가할수록 방향족 단량체 및 지방족 에스테르 화합물 수율 또한 계속적으로 증가한다는 것을 알 수 있다. 최종적으로 4 시간 반응 후, 방향족 단량체 및 지방족 에스테르 화합물의 수율이 36%까지 증가하였다.As can be seen from FIG. 6, as the reaction time increases from 1 hour to 4 hours, the yields of aromatic monomers and aliphatic ester compounds also increase continuously. After a final reaction time of 4 hours, the yield of aromatic monomers and aliphatic ester compounds increased to 36%.

이상, 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 실시 태양일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의해 정의된다고 할 것이다.Having described specific portions of the present invention in detail, it will be apparent to those skilled in the art that this specific description is only a preferred embodiment and that the scope of the present invention is not limited thereby. It will be obvious. Accordingly, the actual scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.

Claims (12)

금속 담지 촉매와 금속 산화물 촉매의 혼합물을 포함하는 리그닌 분해 반응용 촉매.
A catalyst for lignin decomposition reaction comprising a mixture of a metal supported catalyst and a metal oxide catalyst.
제 1항에 있어서,
상기 금속 담지 촉매는 루테늄 (Ru), 팔라듐 (Pd) 및 니켈 (Ni)로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 금속이 담지된 것인, 리그닌 분해 반응용 촉매.
The method according to claim 1,
Wherein the metal-supported catalyst is one in which at least one metal selected from the group consisting of ruthenium (Ru), palladium (Pd), and nickel (Ni) is supported.
제 1항에 있어서,
상기 금속 담지 촉매는 카본, 실리카, 알루미나, 지르코니아, 타이타니아로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 담체에 담지된 것인, 리그닌 분해 반응용 촉매.
The method according to claim 1,
Wherein the metal-supported catalyst is supported on at least one carrier selected from the group consisting of carbon, silica, alumina, zirconia, and titania.
제 1항에 있어서,
상기 금속 담지 촉매는 담체 중량을 기준으로 1 내지 10 중량%의 금속이 담지된 것인, 리그닌 분해 반응용 촉매.
The method according to claim 1,
Wherein the metal supported catalyst comprises 1 to 10% by weight of a metal supported on the basis of the weight of the carrier.
제 1항에 있어서,
상기 금속 산화물 촉매는 마그네슘 (Mg)과 지르코늄 (Zr)의 혼합 금속 산화물인, 리그닌 분해 반응용 촉매.
The method according to claim 1,
Wherein the metal oxide catalyst is a mixed metal oxide of magnesium (Mg) and zirconium (Zr).
제 5항에 있어서,
상기 금속 산화물 촉매는 마그네슘 (Mg)과 지르코늄 (Zr)이 1 : 9 내지 9 : 1의 중량비로 혼합된 것인, 리그닌 분해 반응용 촉매.
6. The method of claim 5,
Wherein the metal oxide catalyst is a mixture of magnesium (Mg) and zirconium (Zr) in a weight ratio of 1: 9 to 9: 1.
제 1항에 있어서,
상기 혼합물은 금속 담지 촉매와 금속 산화물 촉매를 1 : 1 내지 1 : 3의 중량비로 포함하는 것인, 리그닌 분해 반응용 촉매.
The method according to claim 1,
Wherein the mixture comprises a metal supported catalyst and a metal oxide catalyst in a weight ratio of 1: 1 to 1: 3.
제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 따른 촉매를 사용하여 리그닌 분해 반응을 실시하는 단계를 포함하는 리그닌 분해 방법.
A lignin decomposition method comprising performing a lignin decomposition reaction using a catalyst according to any one of claims 1 to 7.
제 8항에 있어서,
상기 방법은 촉매에 리그닌과 알코올 용매를 혼합하여 리그닌 분해 반응을 실시하는 것인, 리그닌 분해 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the lignin decomposition reaction is carried out by mixing lignin and an alcohol solvent in the catalyst.
제 8항에 있어서,
상기 리그닌 분해 반응은 250 내지 400 ℃에서 실시하는 것인, 리그닌 분해 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the lignin decomposition reaction is carried out at 250 to 400 캜.
제 8항에 있어서,
상기 리그닌 분해 반응 시간은 1 내지 8 시간인, 리그닌 분해 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the lignin decomposition reaction time is 1 to 8 hours.
제 8항에 있어서,
상기 방법은 리그닌으로부터 페놀릭 화합물을 제조하는 것인, 리그닌 분해 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the method comprises preparing a phenolic compound from lignin.
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