KR20200123647A - Hexaaluminate-comprising catalyst, method for manufacturing of the same and process for decomposition of ammonium dinitramide-based mono propellant using the same - Google Patents
Hexaaluminate-comprising catalyst, method for manufacturing of the same and process for decomposition of ammonium dinitramide-based mono propellant using the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20200123647A KR20200123647A KR1020190046791A KR20190046791A KR20200123647A KR 20200123647 A KR20200123647 A KR 20200123647A KR 1020190046791 A KR1020190046791 A KR 1020190046791A KR 20190046791 A KR20190046791 A KR 20190046791A KR 20200123647 A KR20200123647 A KR 20200123647A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- catalyst
- hexaaluminate
- containing catalyst
- aluminum
- platinum
- Prior art date
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 149
- BRUFJXUJQKYQHA-UHFFFAOYSA-O ammonium dinitramide Chemical group [NH4+].[O-][N+](=O)[N-][N+]([O-])=O BRUFJXUJQKYQHA-UHFFFAOYSA-O 0.000 title claims abstract description 62
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 239000003380 propellant Substances 0.000 title claims description 69
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 title claims description 42
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical group [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical group [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical group [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 26
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 21
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 20
- VXAUWWUXCIMFIM-UHFFFAOYSA-M aluminum;oxygen(2-);hydroxide Chemical compound [OH-].[O-2].[Al+3] VXAUWWUXCIMFIM-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 15
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 15
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 14
- ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N Ammonium bicarbonate Chemical compound [NH4+].OC([O-])=O ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 claims description 13
- 235000012501 ammonium carbonate Nutrition 0.000 claims description 10
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 10
- 239000008188 pellet Substances 0.000 claims description 10
- DHEQXMRUPNDRPG-UHFFFAOYSA-N strontium nitrate Chemical compound [Sr+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O DHEQXMRUPNDRPG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 9
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- -1 aluminum compound Chemical class 0.000 claims description 9
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 claims description 9
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 9
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 claims description 9
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 9
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 claims description 9
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 claims description 9
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000005749 Copper compound Substances 0.000 claims description 7
- 150000001880 copper compounds Chemical class 0.000 claims description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 7
- 150000002604 lanthanum compounds Chemical class 0.000 claims description 7
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 claims description 7
- 150000003438 strontium compounds Chemical class 0.000 claims description 7
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 6
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims description 6
- XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N copper(II) nitrate Chemical compound [Cu+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 150000002504 iridium compounds Chemical class 0.000 claims description 6
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 150000003058 platinum compounds Chemical class 0.000 claims description 6
- CLSUSRZJUQMOHH-UHFFFAOYSA-L platinum dichloride Chemical compound Cl[Pt]Cl CLSUSRZJUQMOHH-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 6
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 claims description 6
- IATRAKWUXMZMIY-UHFFFAOYSA-N strontium oxide Chemical compound [O-2].[Sr+2] IATRAKWUXMZMIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M (3-methylphenyl)methyl-triphenylphosphanium;chloride Chemical compound [Cl-].CC1=CC=CC(C[P+](C=2C=CC=CC=2)(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC=CC=2)=C1 BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- FYDKNKUEBJQCCN-UHFFFAOYSA-N lanthanum(3+);trinitrate Chemical compound [La+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O FYDKNKUEBJQCCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 4
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 claims description 4
- KLFRPGNCEJNEKU-FDGPNNRMSA-L (z)-4-oxopent-2-en-2-olate;platinum(2+) Chemical compound [Pt+2].C\C([O-])=C\C(C)=O.C\C([O-])=C\C(C)=O KLFRPGNCEJNEKU-FDGPNNRMSA-L 0.000 claims description 3
- 229910000013 Ammonium bicarbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- JJLJMEJHUUYSSY-UHFFFAOYSA-L Copper hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Cu+2] JJLJMEJHUUYSSY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 239000005750 Copper hydroxide Substances 0.000 claims description 3
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 claims description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 3
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K aluminium phosphate Chemical compound O1[Al]2OP1(=O)O2 ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 3
- JPUHCPXFQIXLMW-UHFFFAOYSA-N aluminium triethoxide Chemical compound CCO[Al](OCC)OCC JPUHCPXFQIXLMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 235000012538 ammonium bicarbonate Nutrition 0.000 claims description 3
- VBIXEXWLHSRNKB-UHFFFAOYSA-N ammonium oxalate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]C(=O)C([O-])=O VBIXEXWLHSRNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ODWXUNBKCRECNW-UHFFFAOYSA-M bromocopper(1+) Chemical compound Br[Cu+] ODWXUNBKCRECNW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 229910001956 copper hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L copper(II) chloride Chemical compound Cl[Cu]Cl ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- OMZSGWSJDCOLKM-UHFFFAOYSA-N copper(II) sulfide Chemical compound [S-2].[Cu+2] OMZSGWSJDCOLKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- GBRBMTNGQBKBQE-UHFFFAOYSA-L copper;diiodide Chemical compound I[Cu]I GBRBMTNGQBKBQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- IRXRGVFLQOSHOH-UHFFFAOYSA-L dipotassium;oxalate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C(=O)C([O-])=O IRXRGVFLQOSHOH-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- WMNIETDRLRTYFX-UHFFFAOYSA-N ethane-1,2-diamine;platinum Chemical compound [Pt].NCCN WMNIETDRLRTYFX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 3
- KZLHPYLCKHJIMM-UHFFFAOYSA-K iridium(3+);triacetate Chemical compound [Ir+3].CC([O-])=O.CC([O-])=O.CC([O-])=O KZLHPYLCKHJIMM-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- GSNZLGXNWYUHMI-UHFFFAOYSA-N iridium(3+);trinitrate Chemical compound [Ir+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O GSNZLGXNWYUHMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VNVQLDDPGAWSSB-UHFFFAOYSA-H iridium(3+);trisulfate Chemical compound [Ir+3].[Ir+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O VNVQLDDPGAWSSB-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 3
- JLRJWBUSTKIQQH-UHFFFAOYSA-K lanthanum(3+);triacetate Chemical compound [La+3].CC([O-])=O.CC([O-])=O.CC([O-])=O JLRJWBUSTKIQQH-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- YXEUGTSPQFTXTR-UHFFFAOYSA-K lanthanum(3+);trihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[La+3] YXEUGTSPQFTXTR-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- YTYSNXOWNOTGMY-UHFFFAOYSA-N lanthanum(3+);trisulfide Chemical compound [S-2].[S-2].[S-2].[La+3].[La+3] YTYSNXOWNOTGMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ICAKDTKJOYSXGC-UHFFFAOYSA-K lanthanum(iii) chloride Chemical compound Cl[La](Cl)Cl ICAKDTKJOYSXGC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- MUMZUERVLWJKNR-UHFFFAOYSA-N oxoplatinum Chemical compound [Pt]=O MUMZUERVLWJKNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910003446 platinum oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- KGRJUMGAEQQVFK-UHFFFAOYSA-L platinum(2+);dibromide Chemical compound Br[Pt]Br KGRJUMGAEQQVFK-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- INXLGDBFWGBBOC-UHFFFAOYSA-N platinum(2+);dicyanide Chemical compound [Pt+2].N#[C-].N#[C-] INXLGDBFWGBBOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- NWAHZABTSDUXMJ-UHFFFAOYSA-N platinum(2+);dinitrate Chemical compound [Pt+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O NWAHZABTSDUXMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- PQTLYDQECILMMB-UHFFFAOYSA-L platinum(2+);sulfate Chemical compound [Pt+2].[O-]S([O-])(=O)=O PQTLYDQECILMMB-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- XAKYZBMFCZISAU-UHFFFAOYSA-N platinum;triphenylphosphane Chemical compound [Pt].C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 XAKYZBMFCZISAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 3
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- ZNCPFRVNHGOPAG-UHFFFAOYSA-L sodium oxalate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C(=O)C([O-])=O ZNCPFRVNHGOPAG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 229940039790 sodium oxalate Drugs 0.000 claims description 3
- UUCCCPNEFXQJEL-UHFFFAOYSA-L strontium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Sr+2] UUCCCPNEFXQJEL-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 229910001866 strontium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- ZEGFMFQPWDMMEP-UHFFFAOYSA-N strontium;sulfide Chemical compound [S-2].[Sr+2] ZEGFMFQPWDMMEP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 18
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 11
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 8
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 235000010981 methylcellulose Nutrition 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 5
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012691 Cu precursor Substances 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N hydron Chemical compound [H+] GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001026 inconel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- MJVUDZGNBKFOBF-UHFFFAOYSA-N n-nitronitramide Chemical compound [O-][N+](=O)N[N+]([O-])=O MJVUDZGNBKFOBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- LNAZSHAWQACDHT-XIYTZBAFSA-N (2r,3r,4s,5r,6s)-4,5-dimethoxy-2-(methoxymethyl)-3-[(2s,3r,4s,5r,6r)-3,4,5-trimethoxy-6-(methoxymethyl)oxan-2-yl]oxy-6-[(2r,3r,4s,5r,6r)-4,5,6-trimethoxy-2-(methoxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxane Chemical compound CO[C@@H]1[C@@H](OC)[C@H](OC)[C@@H](COC)O[C@H]1O[C@H]1[C@H](OC)[C@@H](OC)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@@H](OC)[C@H](OC)O[C@@H]2COC)OC)O[C@@H]1COC LNAZSHAWQACDHT-XIYTZBAFSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 description 1
- 231100000053 low toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/72—Copper
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/002—Mixed oxides other than spinels, e.g. perovskite
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/002—Catalysts characterised by their physical properties
-
- B01J35/30—
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/0009—Use of binding agents; Moulding; Pressing; Powdering; Granulating; Addition of materials ameliorating the mechanical properties of the product catalyst
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/03—Precipitation; Co-precipitation
- B01J37/031—Precipitation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/08—Heat treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06D—MEANS FOR GENERATING SMOKE OR MIST; GAS-ATTACK COMPOSITIONS; GENERATION OF GAS FOR BLASTING OR PROPULSION (CHEMICAL PART)
- C06D5/00—Generation of pressure gas, e.g. for blasting cartridges, starting cartridges, rockets
- C06D5/04—Generation of pressure gas, e.g. for blasting cartridges, starting cartridges, rockets by auto-decomposition of single substances
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2523/00—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts
- B01J2523/20—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts of Group II (IIA or IIB) of the Periodic Table
- B01J2523/24—Strontium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2523/00—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts
- B01J2523/30—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts of Group III (IIIA or IIIB) of the Periodic Table
- B01J2523/31—Aluminium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2523/00—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts
- B01J2523/30—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts of Group III (IIIA or IIIB) of the Periodic Table
- B01J2523/37—Lanthanides
- B01J2523/3706—Lanthanum
Abstract
Description
본 발명은 헥사알루미네이트-함유 촉매, 그의 제조방법 및 그를 이용한 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제를 분해하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a hexaaluminate-containing catalyst, a method for preparing the same, and a method for decomposing an ammonium dinitramide-based single propellant using the same.
암모늄디니트르아미드는 암모늄이온과 디니트르아미드 이온으로 구성되는 이온성 물질이며, 일반적으로 실온에서 고체 형태로 존재하는 수용성 물질이지만, 물의 비점 이하에서 용융하며, 물에 용해했을 때 매우 강력한 이온간 상호 작용을 나타낸다. 암모늄디니트르아미드를 주성분으로 하는 단일추진제 (이하 '암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제'로 칭함)에 열을 가하면 이산화탄소, 수증기 및 질소로 분해되며 열을 발생시켜서 추진제로 사용된다. 친환경적인 추진제로 분류되는 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제는 추진제 자체로써 독성이 적어 취급이 용이하고 다른 독성 추진제 취급 시 요구되는 특별한 안전장치가 요구되지 않으므로 저렴한 비용으로 취급할 수 있다. 보통 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제는 암모늄디니트르아미드 수용액, 연료 및 용액 안정제로 구성되어 있으며, 고성능 녹색 추진제(High Performance Green Propellant; HPGP) 라고 부른다. 그러나, 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제는 수분 함량이 높기 때문에 점화가 매우 어렵다는 단점이 존재한다. 따라서, 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제를 사용하는 추력기에서 점화를 하기 위해서는 최소 200 ℃이상으로 가열해서 단일추진제를 분해해야 한다. 분해 온도를 가능한한 낮추는 것이 유리하기 때문에 촉매를 사용하여 가열 온도를 낮추는 것이 필요하다. 또한, 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제가 분해가 되어 점화가 되면 촉매 베드의 온도가 1,200 ℃ 이상의 고온으로 올라가게 된다. 따라서, 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제 분해 방법이 우주선 및 인공위성 등에서 일련의 간헐적인 분해를 위해 사용되는 경우, 저온에서 촉매 활성을 발현해야 하는 것은 물론이고, 고온에서의 열적 저항을 갖추어야 하는 것이 필수적이다. 이에 따라, 고온에서도 열적, 화학적 안정성을 가지는 촉매 및 보다 간단한 제조방법의 개발이 필요한 실정이다.Ammonium dinitramide is an ionic substance composed of ammonium ions and dinitramide ions. Although it is a water-soluble substance that exists in a solid form at room temperature, it melts below the boiling point of water and is a very strong ion when dissolved in water. Indicate the interaction between the liver. When heat is applied to a single propellant containing ammonium dinitramide as a main component (hereinafter referred to as'ammonium dinitramide-based single propellant'), it is decomposed into carbon dioxide, water vapor and nitrogen, and generates heat to be used as a propellant. A single propellant based on ammonium dinitramide, classified as an eco-friendly propellant, is a propellant itself and has low toxicity, so it is easy to handle and can be handled at low cost because no special safety devices required when handling other toxic propellants are required. Usually, the ammonium dinitramide-based single propellant consists of an aqueous solution of ammonium dinitramide, a fuel and a solution stabilizer, and is called a High Performance Green Propellant (HPGP). However, the ammonium dinitramide-based single propellant has a disadvantage that it is very difficult to ignite because the moisture content is high. Therefore, in order to ignite a thruster using an ammonium dinitramide-based single propellant, the single propellant must be decomposed by heating to at least 200°C. Since it is advantageous to lower the decomposition temperature as much as possible, it is necessary to use a catalyst to lower the heating temperature. In addition, when the ammonium dinitramide-based single propellant is decomposed and ignited, the temperature of the catalyst bed rises to a high temperature of 1,200°C or higher. Therefore, when the ammonium dinitramide-based single propellant decomposition method is used for a series of intermittent decomposition in spacecraft and satellites, it is essential not only to exhibit catalytic activity at low temperatures, but also to have thermal resistance at high temperatures. to be. Accordingly, there is a need to develop a catalyst having thermal and chemical stability even at high temperatures and a simpler manufacturing method.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제의 저온 분해 활성과 고온에서의 내열성을 향상시키면서 분해 시 촉매의 형태가 유지되는 헥사알루미네이트-함유 촉매, 그의 제조방법 및 그를 이용한 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제를 분해하는 방법을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to improve the low-temperature decomposition activity and heat resistance at high temperatures of the ammonium dinitramide-based single propellant, while maintaining the shape of the catalyst during decomposition. It is to provide a containing catalyst, a method for preparing the same, and a method for decomposing an ammonium dinitramide-based single propellant using the same.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 분야 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problems to be solved by the present invention are not limited to those mentioned above, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일 측면은, 하기 화학식 1로 표시되는 헥사알루미네이트-함유 촉매를 제공한다:One aspect of the present invention provides a hexaaluminate-containing catalyst represented by the following Chemical Formula 1:
[화학식 1][Formula 1]
M-SraLabAlcOM-Sr a La b Al c O
상기 화학식 1에서, M은 Cu, Pt 또는 Ir이고, a는 스트론튬 원자의 몰비, b는 란타늄 원자의 몰비, c는 알루미늄 원자의 몰비에 상응하는 값을 가지고, a/c는 0.1 내지 1.0이고, b/c는 0.01 내지 0.15이고, Cu의 몰비는 c 대비 0.05 내지 1.0이다. In Formula 1, M is Cu, Pt or Ir, a is a molar ratio of strontium atoms, b is a molar ratio of lanthanum atoms, c has a value corresponding to the molar ratio of aluminum atoms, a/c is 0.1 to 1.0, b/c is 0.01 to 0.15, and the molar ratio of Cu is 0.05 to 1.0 relative to c.
일 실시형태에 있어서, 상기 M은 상기 헥사알루미네이트-함유 촉매 중 5 중량% 내지 40 중량%인 것일 수 있다.In one embodiment, the M may be from 5% to 40% by weight of the hexaaluminate-containing catalyst.
일 실시형태에 있어서, 상기 헥사알루미네이트-함유 촉매는, 비드, 펠렛 및 과립 형태로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the hexaaluminate-containing catalyst may include at least one selected from the group consisting of beads, pellets, and granules.
일 실시형태에 있어서, 상기 헥사알루미네이트-함유 촉매는, 1.5 kg/mm2 내지 2.5 kg/mm2의 압축강도를 가지는 것일 수 있다.In one embodiment, the hexaaluminate-containing catalyst may have a compressive strength of 1.5 kg/mm 2 to 2.5 kg/mm 2 .
일 실시형태에 있어서, 상기 헥사알루미네이트-함유 촉매는, 고내열성 및 저온 분해 활성을 가지는 것일 수 있다.In one embodiment, the hexaaluminate-containing catalyst may have high heat resistance and low temperature decomposition activity.
본 발명의 다른 측면은, 물에 금속 화합물, 스트론튬 화합물, 란타늄 화합물 및 알루미늄 화합물을 용해하여 혼합물을 제조하는 단계; 상기 혼합물을 침전시키고 숙성시킨 후, 분말 형태의 촉매를 수득하는 단계; 상기 수득한 분말 형태의 촉매를 건조 및 소성하는 단계; 및 상기 소성한 분말 형태의 촉매를 펠렛 형태의 촉매로 성형하는 단계;를 포함하는, 헥사알루미네이트-함유 촉매의 제조방법을 제공한다.Another aspect of the present invention is to prepare a mixture by dissolving a metal compound, a strontium compound, a lanthanum compound, and an aluminum compound in water; After precipitating and aging the mixture, obtaining a catalyst in powder form; Drying and firing the obtained catalyst in the form of a powder; And molding the calcined powder-type catalyst into a pellet-type catalyst. It provides a method for producing a hexaaluminate-containing catalyst.
일 실시형태에 있어서, 상기 금속 화합물은, 구리 화합물, 백금 화합물 및 이리듐 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the metal compound may include at least one selected from the group consisting of a copper compound, a platinum compound, and an iridium compound.
일 실시형태에 있어서, 상기 구리 화합물은 산화구리, 수산화구리, 황화구리, 염화구리, 질산구리, 브롬화구리 및 요오드화구리로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the copper compound may include at least one selected from the group consisting of copper oxide, copper hydroxide, copper sulfide, copper chloride, copper nitrate, copper bromide, and copper iodide.
일 실시형태에 있어서, 상기 백금 화합물은 헥사클로로백금산, 디클로로백금, 에틸렌디아민백금, 디클로로비스백금, 트리페닐포스핀백금, 백금 아세틸아세토네이트, 브롬화백금, 염화백금, 산화백금, 질산백금, 황산백금 및 시안화백금으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the platinum compound is hexachloroplatinic acid, dichloroplatinum, ethylenediamine platinum, dichlorobisplatinum, triphenylphosphine platinum, platinum acetylacetonate, platinum bromide, platinum chloride, platinum oxide, platinum nitrate, platinum sulfate And it may include at least any one selected from the group consisting of platinum cyanide.
일 실시형태에 있어서, 상기 이리듐 화합물은 질산이리듐, 황산이리듐 및 초산이리듐으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the iridium compound may include at least one selected from the group consisting of iridium nitrate, iridium sulfate, and iridium acetate.
일 실시형태에 있어서, 상기 스트론튬 화합물은 산화스트론튬, 황화스트론튬, 질산스트론튬 및 수산화스트론튬으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the strontium compound may include at least one selected from the group consisting of strontium oxide, strontium sulfide, strontium nitrate, and strontium hydroxide.
일 실시형태에 있어서, 상기 란타늄 화합물은 질산란타늄, 염화란타늄, 황화란타늄, 수산화 란타늄 및 아세트산 란타늄으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the lanthanum compound may include at least one selected from the group consisting of lanthanum nitrate, lanthanum chloride, lanthanum sulfide, lanthanum hydroxide, and lanthanum acetate.
일 실시형태에 있어서, 상기 알루미늄 화합물은, 산화알루미늄, 질산알루미늄, 황산알루미늄, 수산화알루미늄, 알루미늄에틸레이트, 인산알루미늄 및 염화알루미늄으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the aluminum compound may include at least one selected from the group consisting of aluminum oxide, aluminum nitrate, aluminum sulfate, aluminum hydroxide, aluminum ethylate, aluminum phosphate, and aluminum chloride.
일 실시형태에 있어서, 상기 혼합물의 침전은 염기성 침전제를 포함하여 침전물을 생성하는 것일 수 있다.In one embodiment, the precipitation of the mixture may include a basic precipitant to generate a precipitate.
일 실시형태에 있어서, 상기 염기성 침전제는, 수산화나트륨, 탄산나트륨, 수산화칼륨, 수산화암모늄, 암모니아 기체, 탄산수소암모늄, 탄산암모늄, 옥살산나트륨, 옥살산칼륨 및 옥살산암모늄으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the basic precipitating agent is at least one selected from the group consisting of sodium hydroxide, sodium carbonate, potassium hydroxide, ammonium hydroxide, ammonia gas, ammonium hydrogen carbonate, ammonium carbonate, sodium oxalate, potassium oxalate, and ammonium oxalate. It may be included.
일 실시형태에 있어서, 상기 소성 온도는 1000 ℃내지 1400 ℃인 것일 수 있다.In one embodiment, the firing temperature may be from 1000 ℃ to 1400 ℃.
일 실시형태에 있어서, 상기 소성한 분말 형태의 촉매를 펠렛 형태의 촉매로 성형하는 단계는, 상기 소성한 분말 형태의 촉매, 슈도보에마이트 젤, 몬트모릴로나이트, 메틸셀룰로오스 및 카르복시메틸셀룰로오스를 혼합하여 성형하는 것일 수 있다.In one embodiment, the step of molding the calcined powder-type catalyst into a pellet-type catalyst includes the calcined powder-type catalyst, pseudoboehmite gel, montmorillonite, methylcellulose, and carboxymethylcellulose. It may be mixed and molded.
일 실시형태에 있어서, 상기 분말 형태의 촉매에 대한 슈도보에마이트의 중량비는 0.04 내지 0.12인 것일 수 있다.In one embodiment, the weight ratio of pseudoboehmite to the catalyst in the form of powder may be from 0.04 to 0.12.
일 실시형태에 있어서, 상기 분말 형태의 촉매에 대한 몬트모릴로나이트의 중량비는 0.1 내지 1.5인 것일 수 있다.In one embodiment, the weight ratio of montmorillonite to the powdered catalyst may be 0.1 to 1.5.
일 실시형태에 있어서, 상기 분말 형태의 촉매에 대한 메틸셀룰로오스의 중량비는 0.01 내지 0.1인 것일 수 있다.In one embodiment, the weight ratio of the methyl cellulose to the catalyst in the form of powder may be 0.01 to 0.1.
일 실시형태에 있어서, 상기 분말 형태의 촉매에 대한 카르복시메틸셀룰로오스의 중량비는 0.01 내지 0.05인 것일 수 있다.In one embodiment, the weight ratio of carboxymethyl cellulose to the powdered catalyst may be 0.01 to 0.05.
본 발명의 또 다른 측면은, 하기 화학식 1로 표시되는 헥사알루미네이트-함유 촉매를 이용하여 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제를 분해하는 단계를 포함하는, 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제를 분해하는 방법을 제공한다:Another aspect of the present invention is to decompose an ammonium dinitramide-based single propellant comprising the step of decomposing an ammonium dinitramide-based single propellant using a hexaaluminate-containing catalyst represented by the following Formula 1 Provides a way:
[화학식 1][Formula 1]
M-SraLabAlcOM-Sr a La b Al c O
상기 화학식 1에서, M은 Cu, Pt 또는 Ir이고, a는 스트론튬 원자의 몰비, b는 란타늄 원자의 몰비, c는 알루미늄 원자의 몰비에 상응하는 값을 가지고, a/c는 0.1 내지 1.0이고, b/c는 0.01 내지 0.15이고, Cu의 몰비는 c 대비 0.05 내지 1.0이다.In Formula 1, M is Cu, Pt or Ir, a is a molar ratio of strontium atoms, b is a molar ratio of lanthanum atoms, c has a value corresponding to the molar ratio of aluminum atoms, a/c is 0.1 to 1.0, b/c is 0.01 to 0.15, and the molar ratio of Cu is 0.05 to 1.0 relative to c.
일 실시형태에 있어서, 상기 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제의 분해 온도는 100 ℃ 이하인 것일 수 있다.In one embodiment, the decomposition temperature of the ammonium dinitramide-based single propellant may be 100 °C or less.
일 실시형태에 있어서, 상기 헥사알루미네이트-함유 촉매를 이용하여 반복적으로 열처리한 후에도 상기 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제의 저온 분해 활성이 저하되지 않고, 상기 헥사알루미네이트-함유 촉매의 형태가 유지되는 것일 수 있다.In one embodiment, even after repeated heat treatment using the hexaaluminate-containing catalyst, the low-temperature decomposition activity of the ammonium dinitramide-based single propellant is not lowered, and the shape of the hexaaluminate-containing catalyst is maintained. It can be.
본 발명의 일 실시예에 따른 헥사알루미네이트-함유 촉매는 암노늄디니트르아미드 기반 단일추진제의 저온에서 분해 활성이 우수하고, 고온에서 내열성을 향상시킬 수 있다. 또한, 열적 안정성을 가져 단일추진제의 분해 시 촉매의 형태가 유지될 수 있다.The hexaaluminate-containing catalyst according to an embodiment of the present invention has excellent decomposition activity at a low temperature of an amnonium dinitramide-based single propellant, and may improve heat resistance at a high temperature. In addition, since it has thermal stability, the shape of the catalyst can be maintained when the single propellant is decomposed.
본 발명의 일 실시예에 따른 헥사알루미네이트-함유 촉매의 제조방법에 의하여, 간단하고 용이하게 저온에서 분해 활성이 우수하고, 고온에서 열처리를 거친 후에도 촉매 활성과 형태가 유지되는 헥사알루미네이트-함유 촉매를 제조할 수 있다.By the method of manufacturing a hexaaluminate-containing catalyst according to an embodiment of the present invention, it is simple and easy to have excellent decomposition activity at low temperatures and maintains catalytic activity and shape even after heat treatment at high temperature. The catalyst can be prepared.
본 발명의 일 실시예에 따른 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제를 분해하는 방법에 의하여, 헥사알루미네이트-함유 촉매를 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제를 분해하기 위해 사용하는 경우 분해 온도가 100 ℃ 이하로 현저히 낮고, 고온에서 반복적으로 열처리한 후에도 고온에서 열적 안정성을 가져 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제의 저온 분해 활성이 저하되지 않고 촉매 활성을 유지할 수 있다.By the method of decomposing the ammonium dinitramide-based single propellant according to an embodiment of the present invention, when a hexaaluminate-containing catalyst is used to decompose the ammonium dinitramide-based single propellant, the decomposition temperature is 100 °C. It is remarkably low below, and has thermal stability at high temperature even after repeated heat treatment at high temperature, so that the low-temperature decomposition activity of the ammonium dinitramide-based single propellant is not reduced and the catalytic activity can be maintained.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 헥사알루미네이트-함유 촉매의 제조방법을 나타내는 순서도이다.1 is a flow chart showing a method of manufacturing a hexaaluminate-containing catalyst according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. In addition, terms used in the present specification are terms used to properly express a preferred embodiment of the present invention, which may vary depending on the intention of users or operators, or customs in the field to which the present invention belongs. Accordingly, definitions of these terms should be made based on the contents throughout the present specification. The same reference numerals in each drawing indicate the same members.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout the specification, when a member is said to be positioned "on" another member, this includes not only the case where a member is in contact with another member, but also the case where another member exists between the two members.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components.
이하, 본 발명의 헥사알루미네이트-함유 촉매, 그의 제조방법 및 그를 이용한 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제를 분해하는 방법에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the hexaaluminate-containing catalyst of the present invention, a method for preparing the same, and a method for decomposing an ammonium dinitramide-based single propellant using the same will be described in detail with reference to Examples and drawings. However, the present invention is not limited to these examples and drawings.
본 발명은 국방에 이용되는 우주선 및 인공위성 등 우주 비행체 추력기용 헥사알루미네이트-함유 촉매, 그의 제조방법 및 그를 이용한 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제를 분해하는 방법에 대한 기술이다.The present invention relates to a method for decomposing a hexaaluminate-containing catalyst for a spacecraft thruster such as spacecraft and satellites used in defense, a method for preparing the same, and a method for decomposing an ammonium dinitramide-based single propellant using the same.
본 발명의 일 측면은, 하기 화학식 1로 표시되는 헥사알루미네이트-함유 촉매를 제공한다:One aspect of the present invention provides a hexaaluminate-containing catalyst represented by the following Chemical Formula 1:
[화학식 1][Formula 1]
M-SraLabAlcOM-Sr a La b Al c O
상기 화학식 1에서, M은 Cu, Pt 또는 Ir이고, a는 스트론튬 원자의 몰비, b는 란타늄 원자의 몰비, c는 알루미늄 원자의 몰비에 상응하는 값을 가지고, a : c는 0.01 내지 0.7이고, b : c는 0.01 내지 0.2이고, Cu의 몰비는 c 대비 0.01 내지 0.3이다.In Formula 1, M is Cu, Pt or Ir, a is a molar ratio of strontium atoms, b is a molar ratio of lanthanum atoms, c has a value corresponding to the molar ratio of aluminum atoms, a: c is 0.01 to 0.7, b: c is 0.01 to 0.2, and the molar ratio of Cu is 0.01 to 0.3 relative to c.
일 실시형태에 있어서, 상기 화학식 1에서, 상기 알루미늄에 대한 상기 스트론튬의 몰비(Sr/Al)는 0.1 내지 1.0인 것일 수 있다. 바람직하게는, 0.2 내지 0.7이 좋다. 알루미늄에 대한 스트론튬 몰비(Sr/Al)가 0.1 미만이면 촉매의 활성이 저하되고, 1.0을 초과하면 촉매의 구조 유지가 힘들다.In one embodiment, in Formula 1, the molar ratio (Sr/Al) of the strontium to the aluminum may be 0.1 to 1.0. Preferably, 0.2 to 0.7 are good. If the molar ratio of strontium to aluminum (Sr/Al) is less than 0.1, the activity of the catalyst decreases, and if it exceeds 1.0, it is difficult to maintain the structure of the catalyst.
일 실시형태에 있어서, 상기 화학식 1에서, 상기 알루미늄에 대한 상기 란타늄의 몰비(La/Al)는 0.01 내지 0.15인 것일 수 있다. 바람직하게는, 0.03 내지 0.1이 좋다. 알루미늄에 대한 란타늄 몰비(La/Al)가 0.01 미만이면 촉매의 구조 유지가 힘들고, 0.15를 초과하면 촉매의 활성이 저하된다.In one embodiment, in Formula 1, the molar ratio of the lanthanum to the aluminum (La/Al) may be 0.01 to 0.15. Preferably, 0.03 to 0.1 are good. If the molar ratio of lanthanum to aluminum (La/Al) is less than 0.01, it is difficult to maintain the structure of the catalyst, and if it exceeds 0.15, the activity of the catalyst decreases.
일 실시형태에 있어서, 상기 화학식 1에서, 상기 알루미늄에 대한 상기 구리의 몰비(Cu/Al)는 0.05 내지 1.0인 것일 수 있다. 바람직하게는, 0.1 내지 0.8이 좋다. 알루미늄에 대한 구리 몰비(Cu/Al)가 0.05 미만이면 촉매의 활성이 저하되고, 1.0을 초과하면 촉매의 구조 유지가 힘들다.In one embodiment, in Formula 1, the molar ratio of copper to aluminum (Cu/Al) may be 0.05 to 1.0. Preferably, 0.1 to 0.8 are good. When the molar ratio of copper to aluminum (Cu/Al) is less than 0.05, the activity of the catalyst decreases. When it exceeds 1.0, it is difficult to maintain the structure of the catalyst.
일 실시형태에 있어서, 상기 M은 상기 헥사알루미네이트-함유 촉매 중 5 중량% 내지 40 중량%인 것일 수 있다. 상기 구리가 상기 헥사알루미네이트-함유 촉매 중 5 중량% 미만이면 촉매의 활성이 저하되고, 40 중량%를 초과하면 촉매의 구조 유지가 힘들다.In one embodiment, the M may be from 5% to 40% by weight of the hexaaluminate-containing catalyst. When the copper content is less than 5% by weight of the hexaaluminate-containing catalyst, the activity of the catalyst decreases, and when it exceeds 40% by weight, it is difficult to maintain the structure of the catalyst.
일 실시형태에 있어서, 상기 헥사알루미네이트-함유 촉매는, 비드, 펠렛 및 과립 형태로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다. 바람직하게는, 펠렛 형태일 수 있다.In one embodiment, the hexaaluminate-containing catalyst may include at least one selected from the group consisting of beads, pellets, and granules. Preferably, it may be in the form of a pellet.
일 실시형태에 있어서, 상기 헥사알루미네이트-함유 촉매는, 1.5 kg/mm2 내지 2.5 kg/mm2의 압축강도를 가지는 것일 수 있다. 상기 범위 내의 압축강도를 가짐으로써 상기 헥사알루미네이트-함유 촉매는 단일추진제 분해 반응 후에도 재사용할 수 있다. In one embodiment, the hexaaluminate-containing catalyst may have a compressive strength of 1.5 kg/mm 2 to 2.5 kg/mm 2 . By having a compressive strength within the above range, the hexaaluminate-containing catalyst can be reused even after a single propellant decomposition reaction.
일 실시형태에 있어서, 상기 헥사알루미네이트-함유 촉매는, 고내열성 및 저온 분해 활성을 가지는 것일 수 있다.In one embodiment, the hexaaluminate-containing catalyst may have high heat resistance and low temperature decomposition activity.
본 발명의 일 실시예에 따른 헥사알루미네이트-함유 촉매는 암노늄디니트르아미드 기반 단일추진제의 저온에서 분해 활성이 우수하고, 고온에서 내열성을 향상시킬 수 있다. 또한, 열적 안정성을 가져 단일추진제의 분해 시 촉매의 형태가 유지될 수 있다.The hexaaluminate-containing catalyst according to an embodiment of the present invention has excellent decomposition activity at a low temperature of an amnonium dinitramide-based single propellant, and may improve heat resistance at a high temperature. In addition, since it has thermal stability, the shape of the catalyst can be maintained when the single propellant is decomposed.
본 발명의 다른 측면은, 물에 금속 화합물, 스트론튬 화합물, 란타늄 화합물 및 알루미늄 화합물을 용해하여 혼합물을 제조하는 단계; 상기 혼합물을 침전시키고 숙성시킨 후, 분말 형태의 촉매를 수득하는 단계; 상기 수득한 분말 형태의 촉매를 건조 및 소성하는 단계; 및 상기 소성한 분말 형태의 촉매를 펠렛 형태의 촉매로 성형하는 단계;를 포함하는, 헥사알루미네이트-함유 촉매의 제조방법을 제공한다.Another aspect of the present invention is to prepare a mixture by dissolving a metal compound, a strontium compound, a lanthanum compound, and an aluminum compound in water; After precipitating and aging the mixture, obtaining a catalyst in powder form; Drying and firing the obtained catalyst in the form of a powder; And molding the calcined powder-type catalyst into a pellet-type catalyst. It provides a method for producing a hexaaluminate-containing catalyst.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 헥사알루미네이트-함유 촉매의 제조방법을 나타내는 순서도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 헥사알루미네이트-함유 촉매의 제조방법은, 혼합물 제조 단계(110); 분말 형태의 촉매 수득 단계(120); 분말 형태의 촉매 건조 및 소성 단계(130); 및 펠렛 형태 촉매 성형 단계(140)를 포함한다.1 is a flow chart showing a method of manufacturing a hexaaluminate-containing catalyst according to an embodiment of the present invention. Referring to Figure 1, the method for producing a hexaaluminate-containing catalyst according to an embodiment of the present invention, the mixture preparation step (110); Obtaining a catalyst in powder form (120); Drying and sintering the catalyst in powder form (130); And a
일 실시형태에 있어서, 상기 혼합물 제조 단계(110)는, 물에 금속 화합물, 스트론튬 화합물, 란타늄 화합물 및 알루미늄 화합물을 용해하여 혼합물을 제조하는 것일 수 있다.In one embodiment, the step of preparing the
일 실시형태에 있어서, 상기 물은, 초순수, 탈이온수 또는 증류수를 포함할 수 있다.In one embodiment, the water may include ultrapure water, deionized water, or distilled water.
일 실시형태에 있어서, 상기 금속 화합물은, 구리 화합물, 백금 화합물 및 이리듐 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다. 바람직하게는, 구리 화합물을 사용하는 것일 수 있다.In one embodiment, the metal compound may include at least one selected from the group consisting of a copper compound, a platinum compound, and an iridium compound. Preferably, it may be to use a copper compound.
일 실시형태에 있어서, 상기 구리 화합물은 산화구리, 수산화구리, 황화구리, 염화구리, 질산구리, 브롬화구리 및 요오드화구리로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다. 바람직하게는, 질산구리를 사용하는 것일 수 있다.In one embodiment, the copper compound may include at least one selected from the group consisting of copper oxide, copper hydroxide, copper sulfide, copper chloride, copper nitrate, copper bromide, and copper iodide. Preferably, it may be to use copper nitrate.
일 실시형태에 있어서, 상기 백금 화합물은 헥사클로로백금산, 디클로로백금, 에틸렌디아민백금, 디클로로비스백금, 트리페닐포스핀백금, 백금 아세틸아세토네이트, 브롬화백금, 염화백금, 산화백금, 질산백금, 황산백금 및 시안화백금으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the platinum compound is hexachloroplatinic acid, dichloroplatinum, ethylenediamine platinum, dichlorobisplatinum, triphenylphosphine platinum, platinum acetylacetonate, platinum bromide, platinum chloride, platinum oxide, platinum nitrate, platinum sulfate And it may include at least any one selected from the group consisting of platinum cyanide.
일 실시형태에 있어서, 상기 이리듐 화합물은 질산이리듐, 황산이리듐 및 초산이리듐으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the iridium compound may include at least one selected from the group consisting of iridium nitrate, iridium sulfate, and iridium acetate.
일 실시형태에 있어서, 상기 스트론튬 화합물은 산화스트론튬, 황화스트론튬, 질산스트론튬 및 수산화스트론튬으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다. 바람직하게는, 질산스트론튬을 사용하는 것일 수 있다.In one embodiment, the strontium compound may include at least one selected from the group consisting of strontium oxide, strontium sulfide, strontium nitrate, and strontium hydroxide. Preferably, strontium nitrate may be used.
일 실시형태에 있어서, 상기 란타늄 화합물은 질산란타늄, 염화란타늄, 황화란타늄, 수산화 란타늄 및 아세트산 란타늄으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다. 바람직하게는, 질산란타늄을 사용하는 것일 수 있다.In one embodiment, the lanthanum compound may include at least one selected from the group consisting of lanthanum nitrate, lanthanum chloride, lanthanum sulfide, lanthanum hydroxide, and lanthanum acetate. Preferably, it may be to use lanthanum nitrate.
일 실시형태에 있어서, 상기 알루미늄 화합물은, 산화알루미늄, 질산알루미늄, 황산알루미늄, 수산화알루미늄, 알루미늄에틸레이트, 인산알루미늄 및 염화알루미늄으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다. 바람직하게는, 질산알루미늄을 사용하는 것일 수 있다.In one embodiment, the aluminum compound may include at least one selected from the group consisting of aluminum oxide, aluminum nitrate, aluminum sulfate, aluminum hydroxide, aluminum ethylate, aluminum phosphate, and aluminum chloride. Preferably, it may be to use aluminum nitrate.
일 실시형태에 있어서, 상기 분말 형태의 촉매 수득 단계(120)는, 상기 혼합물을 침전시키고 숙성시킨 후, 분말 형태의 촉매를 수득하는 것일 수 있다.In one embodiment, the
일 실시형태에 있어서, 상기 혼합물과 물에 탄산암모늄을 용해시킨 탄산암모늄 수용액을 준비하고, 상기 혼합물과 상기 탄산암모늄 수용액 온도를 상온 내지 100 ℃, 바람직하게는, 50 ℃ 내지 80 ℃로 유지하는 것일 수 있다.In one embodiment, an aqueous ammonium carbonate solution in which ammonium carbonate is dissolved in the mixture and water is prepared, and the temperature of the mixture and the aqueous ammonium carbonate solution is maintained at room temperature to 100°C, preferably 50°C to 80°C. I can.
일 실시형태에 있어서, 상기 혼합물의 침전은 염기성 침전제를 포함하여 침전물을 생성하는 것일 수 있다.In one embodiment, the precipitation of the mixture may include a basic precipitant to generate a precipitate.
일 실시형태에 있어서, 상기 염기성 침전제는, 수산화나트륨, 탄산나트륨, 수산화칼륨, 수산화암모늄, 암모니아 기체, 탄산수소암모늄, 탄산암모늄, 옥살산나트륨, 옥살산칼륨 및 옥살산암모늄으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the basic precipitating agent is at least one selected from the group consisting of sodium hydroxide, sodium carbonate, potassium hydroxide, ammonium hydroxide, ammonia gas, ammonium hydrogen carbonate, ammonium carbonate, sodium oxalate, potassium oxalate, and ammonium oxalate. It may be included.
일 실시형태에 있어서, 상기 혼합물, 상기 탄산암모늄 수용액 및 상기 염기성 침전제를 혼합하여 침전제 용액을 제조한 후에 온도를 상온 내지 100 ℃, 바람직하게는, 50 ℃ 내지 80 ℃로 유지하면서 수소이온농도 지수(pH)를 6.5 내지 8.5로 조정하여 침전물이 생성될 때까지 충분히 숙성시킨다.In one embodiment, after preparing a precipitant solution by mixing the mixture, the aqueous ammonium carbonate solution, and the basic precipitant, maintaining the temperature at room temperature to 100°C, preferably 50°C to 80°C, the hydrogen ion concentration index ( pH) is adjusted to 6.5 to 8.5 and sufficiently aged until a precipitate is formed.
일 실시형태에 있어서, 상기 분말 형태의 촉매 건조 및 소성 단계(130)는, 상기 수득한 분말 형태의 촉매를 건조 및 소성하는 것일 수 있다.In one embodiment, the step of drying and sintering the catalyst in the form of a
일 실시형태에 있어서, 상기 침전물을 여과한 후에 증류수로 3 차례 이상 세척하고 건조시키는 것일 수 있다. 그 다음, 수득한 분말 형태의 촉매를 공기 분위기에서 소성시키는 것일 수 있다. In one embodiment, after filtering the precipitate, it may be washed three or more times with distilled water and dried. Then, it may be to fire the obtained catalyst in the form of a powder in an air atmosphere.
일 실시형태에 있어서, 상기 소성 온도는 1000 ℃ 내지 1400 ℃인 것일 수 있다. 상기 소성 온도가 1000 ℃ 미만인 경우, 헥사알루미네이트의 형성에 실패하거나 또는 지나치게 낮은 비율의 헥사알루미네이트가 형성되기 때문에 본 발명의 촉매의 제조가 악영향을 받게 되고, 1400 ℃ 초과인 경우 너무 낮은 표면적을 갖는다.In one embodiment, the firing temperature may be 1000 ℃ to 1400 ℃. When the firing temperature is less than 1000° C., the production of the catalyst of the present invention is adversely affected because the formation of hexaaluminate fails or an excessively low ratio of hexaaluminate is formed, and when it exceeds 1400° C., too low surface area Have.
일 실시형태에 있어서, 상기 펠렛 형태 촉매 성형 단계(140)는, 상기 소성한 분말 형태의 촉매를 펠렛 형태의 촉매로 성형하는 것일 수 있다.In one embodiment, the pellet-shaped
일 실시형태에 있어서, 상기 소성한 분말 형태의 촉매를 펠렛 형태의 촉매로 성형하는 단계는, 상기 소성한 분말 형태의 촉매, 슈도보에마이트 젤, 몬트모릴로나이트, 메틸셀룰로오스 및 카르복시메틸셀룰로오스를 혼합하여 성형하는 것일 수 있다.In one embodiment, the step of molding the calcined powder-type catalyst into a pellet-type catalyst includes the calcined powder-type catalyst, pseudoboehmite gel, montmorillonite, methylcellulose, and carboxymethylcellulose. It may be mixed and molded.
일 실시형태에 있어서, 상기 슈도보에마이트 젤은 슈도보에마이트(pseudoboehmite)를 증류수와 혼합한 후, 질산 수용액을 가하고 충분히 저어서 제조하는 것일 수 있다. 분말 형태의 촉매에 슈도보에마이트 젤, 몬트모릴로나이트(montmorillonite), 메틸셀룰로오스 및 카르복시메틸셀룰로오스를 혼합하고 반죽하는 것일 수 있다.In one embodiment, the pseudoboehmite gel may be prepared by mixing pseudoboehmite with distilled water, adding an aqueous nitric acid solution, and stirring sufficiently. It may be to mix and knead pseudoboehmite gel, montmorillonite, methyl cellulose, and carboxymethyl cellulose in a powdered catalyst.
일 실시형태에 있어서, 상기 분말 형태의 촉매에 대한 슈도보에마이트의 중량비는 0.04 내지 0.12인 것일 수 있다. 상기 분말 형태의 촉매에 대한 슈도보에마이트의 중량비가 0.04 미만인 경우 촉매의 형태 유지가 어렵고, 0.12 초과인 경우 촉매의 활성이 저하된다.In one embodiment, the weight ratio of pseudoboehmite to the catalyst in the form of powder may be from 0.04 to 0.12. If the weight ratio of pseudoboehmite to the powdered catalyst is less than 0.04, it is difficult to maintain the shape of the catalyst, and if it is more than 0.12, the activity of the catalyst decreases.
일 실시형태에 있어서, 상기 분말 형태의 촉매에 대한 몬트모릴로나이트의 중량비는 0.1 내지 1.5인 것일 수 있다. 상기 분말 형태의 촉매에 대한 몬트모릴로나이트의 중량비가 0.1 미만인 경우 촉매의 형태 유지가 어렵고, 1.5 초과인 경우 촉매의 활성이 저하된다.In one embodiment, the weight ratio of montmorillonite to the powdered catalyst may be 0.1 to 1.5. When the weight ratio of montmorillonite to the powdered catalyst is less than 0.1, it is difficult to maintain the shape of the catalyst, and when it is more than 1.5, the activity of the catalyst decreases.
일 실시형태에 있어서, 상기 분말 형태의 촉매에 대한 메틸셀룰로오스의 중량비는 0.01 내지 0.1인 것일 수 있다. 상기 분말 형태의 촉매에 대한 메틸셀룰로오스의 중량비가 0.01 미만인 경우 촉매의 활성이 저하되고, 0.1 초과인 경우 촉매의 형태 유지가 힘들다.In one embodiment, the weight ratio of the methyl cellulose to the catalyst in the form of powder may be 0.01 to 0.1. When the weight ratio of methylcellulose to the powdered catalyst is less than 0.01, the activity of the catalyst decreases, and when it exceeds 0.1, it is difficult to maintain the shape of the catalyst.
일 실시형태에 있어서, 상기 분말 형태의 촉매에 대한 카르복시메틸셀룰로오스의 중량비는 0.01 내지 0.05 것일 수 있다. 상기 분말 형태의 촉매에 대한 카르복시메틸셀룰로오스의 중량비가 0.01 미만인 경우 촉매의 활성이 저하되고, 0.05 초과인 경우 촉매의 형태 유지가 힘들다.In one embodiment, the weight ratio of carboxymethylcellulose to the powdered catalyst may be 0.01 to 0.05. When the weight ratio of carboxymethyl cellulose to the powdered catalyst is less than 0.01, the activity of the catalyst decreases, and when it exceeds 0.05, it is difficult to maintain the shape of the catalyst.
상기 반죽을 피스톤식 압출기를 이용하여 펠렛 형태의 촉매를 제조한 후, 건조시킨 후, 소성시키는 것일 수 있다.The dough may be prepared by using a piston-type extruder to prepare a catalyst in the form of a pellet, dried, and then calcined.
일 실시형태에 있어서, 상기 펠렛 형태의 촉매의 소성 온도는 1000 ℃ 내지 1400 ℃인 것일 수 있다. 상기 소성 온도가 1000 ℃미만인 경우 촉매의 형태 유지가 어렵고, 1400 ℃ 초과인 경우 촉매의 활성이 저하된다.In one embodiment, the calcination temperature of the pellet-type catalyst may be in the range of 1000 ℃ to 1400 ℃. When the firing temperature is less than 1000° C., it is difficult to maintain the shape of the catalyst, and when it exceeds 1400° C., the activity of the catalyst decreases.
본 발명의 일 실시예에 따른 헥사알루미네이트-함유 촉매의 제조방법에 의하여, 간단하고 용이하게 저온에서 분해 활성이 우수하고, 고온에서 열처리를 거친 후에도 촉매 활성과 형태가 유지되는 헥사알루미네이트-함유 촉매를 제조할 수 있다.By the method of manufacturing a hexaaluminate-containing catalyst according to an embodiment of the present invention, it is simple and easy to have excellent decomposition activity at low temperatures and maintains catalytic activity and shape even after heat treatment at high temperature. The catalyst can be prepared.
본 발명의 또 다른 측면은, 하기 화학식 1로 표시되는 헥사알루미네이트-함유 촉매를 이용하여 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제를 분해하는 단계를 포함하는, 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제를 분해하는 방법을 제공한다:Another aspect of the present invention is to decompose an ammonium dinitramide-based single propellant comprising the step of decomposing an ammonium dinitramide-based single propellant using a hexaaluminate-containing catalyst represented by the following Formula 1 Provides a way:
[화학식 1][Formula 1]
M-SraLabAlcOM-Sr a La b Al c O
상기 화학식 1에서, M은 Cu, Pt 또는 Ir이고, a는 스트론튬 원자의 몰비, b는 란타늄 원자의 몰비, c는 알루미늄 원자의 몰비에 상응하는 값을 가지고, a/c는 0.1 내지 1.0이고, b/c는 0.01 내지 0.15이고, Cu의 몰비는 c 대비 0.05 내지 1.0이다.In Formula 1, M is Cu, Pt or Ir, a is a molar ratio of strontium atoms, b is a molar ratio of lanthanum atoms, c has a value corresponding to the molar ratio of aluminum atoms, a/c is 0.1 to 1.0, b/c is 0.01 to 0.15, and the molar ratio of Cu is 0.05 to 1.0 relative to c.
일 실시형태에 있어서, 헥사알루미네이트-함유 촉매의 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제 분해 활성을 분석하는 방법은 하기와 같다. 인코넬(Inconel, 니켈 80%, 크롬 14%, 철 6%로 이루어진 고온·부식에 강한 합금의 상품명)으로 제작된 반응기에 펠렛 형태의 촉매 일정량과 일정량의 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제를 채워 넣은 후 반응기를 닫고 승온시킨다. 온도가 올라가면서 반응기 내부의 액상 및 기상의 온도, 압력을 초당 10 회씩 측정할 수 있다. 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제가 분해될 때의 온도(Tdec)와 압력변화(△P)를 분석하여 촉매의 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제 분해 활성을 평가하는데, 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제의 분해 온도(Tdec)가 낮을수록 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제 분해 활성이 좋다. In one embodiment, a method of analyzing the ammonium dinitramide-based single propellant decomposition activity of a hexaaluminate-containing catalyst is as follows. A reactor made of Inconel (a brand name for a high-temperature and corrosion-resistant alloy consisting of 80% nickel, 14% chromium, and 6% iron) is filled with a certain amount of a pellet-type catalyst and a certain amount of ammonium dinitramide-based single propellant. After closing the reactor and raising the temperature. As the temperature rises, the temperature and pressure of the liquid phase and gas phase inside the reactor can be measured 10 times per second. Analysis of temperature (T dec ) and pressure change (△P) when the ammonium dinitramide-based single propellant is decomposed to evaluate the ammonium dinitramide-based single propellant decomposition activity of the catalyst, based on ammonium dinitramide The lower the decomposition temperature (T dec ) of the single propellant, the better the ammonium dinitramide-based single propellant decomposition activity.
일 실시형태에 있어서, 상기 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제의 분해 온도는 100 ℃ 이하인 것일 수 있다.In one embodiment, the decomposition temperature of the ammonium dinitramide-based single propellant may be 100 °C or less.
일 실시형태에 있어서, 상기 헥사알루미네이트-함유 촉매를 이용하여 반복적으로 열처리한 후에도 상기 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제의 저온 분해 활성이 저하되지 않고, 상기 헥사알루미네이트-함유 촉매의 형태가 유지되는 것일 수 있다.In one embodiment, even after repeated heat treatment using the hexaaluminate-containing catalyst, the low-temperature decomposition activity of the ammonium dinitramide-based single propellant is not lowered, and the shape of the hexaaluminate-containing catalyst is maintained. It can be.
본 발명의 일 실시예에 따른 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제를 분해하는 방법에 의하여, 헥사알루미네이트-함유 촉매를 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제를 분해하기 위해 사용하는 경우 분해 온도가 100 ℃ 이하로 현저히 낮고, 고온에서 반복적으로 열처리한 후에도 고온에서 열적 안정성을 가져 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제의 저온 분해 활성이 저하되지 않고 촉매 활성을 유지할 수 있다.By the method of decomposing the ammonium dinitramide-based single propellant according to an embodiment of the present invention, when a hexaaluminate-containing catalyst is used to decompose the ammonium dinitramide-based single propellant, the decomposition temperature is 100 °C. It is remarkably low below, and has thermal stability at high temperature even after repeated heat treatment at high temperature, so that the low-temperature decomposition activity of the ammonium dinitramide-based single propellant is not reduced and the catalytic activity can be maintained.
이하, 하기 실시예 및 비교예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상이 그에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the following Examples and Comparative Examples. However, the technical idea of the present invention is not limited or limited thereby.
[실시예 1][Example 1]
질산구리 4.8 g, 질산스트론튬 3.4 g, 질산란타늄 1.7 g, 질산알루미늄 82.6 g을 증류수 300 ml에 용해시켜서 금속전구체 용액을 제조한 후에 70 ℃로 가열하였다. 탄산암모늄 64 g을 증류수 200 ml에 용해시켜 탄산암모늄 수용액을 제조한 후 70 ℃로 가열하였다. 수산화암모늄 68 mL를 증류수와 혼합하여 1 L의 침전제 용액을 제조한 후에 70 ℃로 가열하였다. 둥근플라스크에 탄산암모늄 수용액 200 ml를 넣고 임펠러를 장치한 다음, 70 ℃로 가열하였다. 금속 전구체 용액을 서서히 가하면서 용액의 온도가 70 ℃가 되도록 유지하고, 임펠러로 충분히 교반시키면서 수소이온농도 지수(pH)가 7~8이 되도록 충분한 양의 침전제 용액을 가한 후 적어도 1시간 동안 교반시켰다. 침전물을 여과한 후에 증류수로 3 차례 이상 세척하였다. 건조시킨 후 1200 ℃, 공기분위기에서 4 시간 동안 소성시켰다. 4.8 g of copper nitrate, 3.4 g of strontium nitrate, 1.7 g of lanthanum nitrate, and 82.6 g of aluminum nitrate were dissolved in 300 ml of distilled water to prepare a metal precursor solution, followed by heating to 70°C. 64 g of ammonium carbonate was dissolved in 200 ml of distilled water to prepare an aqueous ammonium carbonate solution and then heated to 70°C. 68 mL of ammonium hydroxide was mixed with distilled water to prepare 1 L of a precipitant solution, and then heated to 70°C. 200 ml of an aqueous ammonium carbonate solution was added to a round flask, and an impeller was installed, followed by heating to 70°C. While slowly adding the metal precursor solution, the temperature of the solution was maintained at 70° C., and a sufficient amount of precipitant solution was added so that the hydrogen ion concentration index (pH) was 7 to 8 while sufficiently agitating with an impeller, and then stirred for at least 1 hour. . After filtering the precipitate, it was washed three times or more with distilled water. After drying, it was calcined at 1200° C. for 4 hours in an air atmosphere.
슈도보에마이트(pseudoboehmite) 27.8 g를 증류수 56.8 g과 혼합한 후 30 분간 저어서 슈도보에마이트 용액을 제조하였다. 질산(60 %) 1.17 g을 증류수 14.2 g에 혼합하여 질산 수용액을 제조하였다. 슈도보에마이트 용액과 질산 수용액을 혼합하고 충분히 저어서 슈도보에마이트 젤을 제조하였다. 분말 형태의 촉매 10 g에 슈도보에마이트 젤 3.0 g, 몬트모릴로나이트(montmorillonite) 10.0 g, 메틸셀룰로오스 0.5 g 및 카복시메틸셀룰로로스 0.2 g를 혼합하고 반죽하였다. 이 반죽을 피스톤 압출기를 이용하여 직경 2 mm 길이 4 mm의 펠렛 형태의 촉매를 제조한 후, 건조시킨 후, 1200 ℃에서 소성시켰다. 그 결과 얻어진 촉매의 조성은 산화물 형태로 얻어지며 각 성분의 조성비는 산화물환산으로 구리 10.6 중량%, 스트론튬 29.2 중량%, 알루미늄 52.9 중량%, 및 란타늄 7.2 중량% 이었다. 27.8 g of pseudoboehmite was mixed with 56.8 g of distilled water and then stirred for 30 minutes to prepare a pseudoboehmite solution. 1.17 g of nitric acid (60%) was mixed with 14.2 g of distilled water to prepare an aqueous nitric acid solution. The pseudoboehmite solution and the nitric acid aqueous solution were mixed and stirred sufficiently to prepare a pseudoboehmite gel. To 10 g of a catalyst in the form of powder, 3.0 g of pseudoboehmite gel, 10.0 g of montmorillonite, 0.5 g of methylcellulose, and 0.2 g of carboxymethylcellulose were mixed and kneaded. The dough was prepared in the form of pellets with a diameter of 2 mm and a length of 4 mm using a piston extruder, dried, and then calcined at 1200°C. The resulting catalyst composition was obtained in the form of an oxide, and the composition ratio of each component was 10.6 wt% copper, 29.2 wt% strontium, 52.9 wt% aluminum, and 7.2 wt% lanthanum in terms of oxide.
암모늄디니트르아미드 65 중량%, 메탄올 20 중량%, 물 10 중량% 및 암모니아 5 중량%의 혼합물을 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제로 사용하여, 분해 온도를 측정하였다. Inconel로 제작된 반응기에 펠렛 형태의 촉매 80 mg을 채워 넣고 상기 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제 50 ㎕를 투입한 후 반응기를 10 ℃/min의 속도로 승온하면서 반응을 진행하였다. 승온과 동시에 반응기 내부의 온도와 압력변화를 초당 10 회씩 측정한 결과 93.5 ℃에서 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제가 분해하였다. A mixture of 65% by weight of ammonium dinitramide, 20% by weight of methanol, 10% by weight of water and 5% by weight of ammonia was used as an ammonium dinitramide-based single propellant, and the decomposition temperature was measured. 80 mg of a pellet-type catalyst was filled into a reactor made of Inconel, 50 µl of the ammonium dinitramide-based single propellant was added, and the reaction was carried out while heating the reactor at a rate of 10 °C/min. As a result of measuring the temperature and pressure changes in the reactor 10 times per second at the same time as the temperature was raised, the ammonium dinitramide-based single propellant was decomposed at 93.5 °C.
상기의 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제 분해 실험이 종료되어 반응기 내부의 온도와 압력이 초기 상태로 회복된 후에, 촉매를 그대로 반응기 내에 둔 상태로 상기의 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제 분해 실험을 반복해서 수행하였다. 상기의 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제 분해 실험을 5 회 반복 수행한 후에 반응기 내부의 온도변화를 측정한 결과, 94.8 ℃에서 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제를 분해하였다. After the above ammonium dinitramide-based single propellant decomposition experiment was completed and the temperature and pressure inside the reactor were restored to the initial state, the above ammonium dinitramide-based single propellant decomposition experiment was conducted while the catalyst was left in the reactor. It was carried out repeatedly. The ammonium dinitramide-based single propellant decomposition experiment was repeated five times, and as a result of measuring the temperature change inside the reactor, the ammonium dinitramide-based single propellant was decomposed at 94.8°C.
[실시예 2][Example 2]
실시예 1과 동일한 방법으로 구리-헥사알루미네이트 펠렛 촉매를 제조하되, 상기의 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제 분해 실험을 1 회 종료한 후, 촉매의 내열성을 측정하기 위해 촉매를 회수하여 1200 ℃에서 10 분간 열처리를 한 후, 상기의 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제 분해 실험을 반복 수행하였다. 상기의 열처리와 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제 분해 실험을 5회 반복 수행한 후에 반응기 내부의 온도변화를 측정한 결과, 99.4 ℃에서 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제가 분해하였다. A copper-hexaaluminate pellet catalyst was prepared in the same manner as in Example 1, but after the above ammonium dinitramide-based single propellant decomposition experiment was completed once, the catalyst was recovered to measure the heat resistance of the catalyst at 1200°C. After heat treatment at for 10 minutes, the above ammonium dinitramide-based single propellant decomposition experiment was repeated. The heat treatment and ammonium dinitramide-based single propellant decomposition experiments were repeated five times, and the temperature change inside the reactor was measured. As a result, the ammonium dinitramide-based single propellant was decomposed at 99.4 °C.
[비교예 1][Comparative Example 1]
촉매를 사용하지 않은 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 상기 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제 분해 실험을 수행한 후에 반응기 내부의 온도변화를 측정한 결과, 167.0 ℃에서 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제가 분해하였다. After performing the ammonium dinitramide-based single propellant decomposition experiment in the same manner as in Example 1, except that no catalyst was used, the temperature change inside the reactor was measured. As a result, ammonium dinitramide-based at 167.0 °C The single propellant was decomposed.
[비교예 2][Comparative Example 2]
질산구리 5.3 g을 증류수 10 g에 용해시켜 구리 전구체 수용액을 제조하였다. 이어서 구리 전구체 수용액에 알루미나 비드(직경 1 mm) 10.0 g을 담지한 후, 증류수를 증발건조시키고 1,200 ℃에서 4시간 동안 열처리하여 구리가 전체 조성물에 10 중량%로 함유된 구리/알루미나 비드 촉매를 제조하였다. 실시예 1과 동일한 방법으로 상기 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제 분해 실험을 수행한 후에 반응기 내부의 온도변화를 측정한 결과, 137.9 ℃에서 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제가 분해하였다. 5.3 g of copper nitrate was dissolved in 10 g of distilled water to prepare an aqueous copper precursor solution. Subsequently, 10.0 g of alumina beads (diameter 1 mm) was supported on the aqueous copper precursor solution, and then distilled water was evaporated to dryness and heat-treated at 1,200°C for 4 hours to prepare a copper/alumina bead catalyst containing 10% by weight of copper in the total composition. I did. After performing the ammonium dinitramide-based single propellant decomposition experiment in the same manner as in Example 1, the temperature change inside the reactor was measured, and as a result, the ammonium dinitramide-based single propellant was decomposed at 137.9 °C.
본 발명의 실시예 1, 실시예 2, 비교예 1 및 비교예 2에 따른 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제 분해 온도를 하기 표 1에 정리하였다.The decomposition temperatures of the ammonium dinitramide-based single propellant according to Examples 1, 2, Comparative Examples 1 and 2 of the present invention are summarized in Table 1 below.
열처리 온도
(℃)After catalyst recovery
Heat treatment temperature
(℃)
분해 온도
(℃)1st round
Decomposition temperature
(℃)
분해 온도
(℃)Episode 5
Decomposition temperature
(℃)
즉, 구리-헥사알루미네이트 펠렛 촉매를 이용하여 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제를 분해할 경우 분해 온도가 100 ℃ 이하로 현저히 낮다는 점을 확인할 수 있었다. 또한 본 발명은 촉매를 1,200 ℃에서 반복적으로 열처리한 후에도 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제의 저온 분해 활성이 저하되지 않고 지속적으로 발현되며, 촉매의 형태가 유지되는 결과를 확인하였다. That is, it was confirmed that when the ammonium dinitramide-based single propellant was decomposed using a copper-hexaaluminate pellet catalyst, the decomposition temperature was significantly lower than 100°C. In addition, the present invention confirmed the result that the low-temperature decomposition activity of the ammonium dinitramide-based single propellant was not degraded and continuously expressed, and the shape of the catalyst was maintained even after the catalyst was repeatedly heat-treated at 1,200°C.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.As described above, although the embodiments have been described by the limited embodiments and drawings, various modifications and variations are possible from the above description by those of ordinary skill in the art. For example, even if the described techniques are performed in a different order from the described method, and/or the described components are combined or combined in a form different from the described method, or are replaced or substituted by other components or equivalents. Appropriate results can be achieved. Therefore, other implementations, other embodiments, and claims and equivalents fall within the scope of the claims to be described later.
Claims (16)
[화학식 1]
M-SraLabAlcO
상기 화학식 1에서, M은 Cu, Pt 또는 Ir이고, a는 스트론튬 원자의 몰비, b는 란타늄 원자의 몰비, c는 알루미늄 원자의 몰비에 상응하는 값을 가지고, a/c는 0.1 내지 1.0이고, b/c는 0.01 내지 0.15이고, Cu의 몰비는 c 대비 0.05 내지 1.0이다.
A hexaaluminate-containing catalyst represented by the following formula (1):
[Formula 1]
M-Sr a La b Al c O
In Formula 1, M is Cu, Pt or Ir, a is a molar ratio of strontium atoms, b is a molar ratio of lanthanum atoms, c has a value corresponding to the molar ratio of aluminum atoms, a/c is 0.1 to 1.0, b/c is 0.01 to 0.15, and the molar ratio of Cu is 0.05 to 1.0 relative to c.
상기 M은 상기 헥사알루미네이트-함유 촉매 중 5 중량% 내지 40 중량%인 것인,
헥사알루미네이트-함유 촉매.
The method of claim 1,
The M is from 5% to 40% by weight of the hexaaluminate-containing catalyst,
Hexaaluminate-containing catalyst.
상기 헥사알루미네이트-함유 촉매는,
비드, 펠렛 및 과립 형태로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것이고,
1.5 kg/mm2 내지 2.5 kg/mm2의 압축강도를 가지는 것이고,
고내열성 및 저온 분해 활성을 가지는 것인,
헥사알루미네이트-함유 촉매.
The method of claim 1,
The hexaaluminate-containing catalyst,
It includes at least one selected from the group consisting of beads, pellets and granules,
It has a compressive strength of 1.5 kg/mm 2 to 2.5 kg/mm 2 ,
Having high heat resistance and low temperature decomposition activity,
Hexaaluminate-containing catalyst.
상기 혼합물을 침전시키고 숙성시킨 후, 분말 형태의 촉매를 수득하는 단계;
상기 수득한 분말 형태의 촉매를 건조 및 소성하는 단계; 및
상기 소성한 분말 형태의 촉매를 펠렛 형태의 촉매로 성형하는 단계;
를 포함하는,
헥사알루미네이트-함유 촉매의 제조방법.
Dissolving a metal compound, a strontium compound, a lanthanum compound, and an aluminum compound in water to prepare a mixture;
After precipitating and aging the mixture, obtaining a catalyst in powder form;
Drying and firing the obtained catalyst in the form of a powder; And
Molding the fired powder-type catalyst into a pellet-type catalyst;
Containing,
Method for producing a hexaaluminate-containing catalyst.
상기 금속 화합물은, 구리 화합물, 백금 화합물 및 이리듐 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인,
헥사알루미네이트-함유 촉매의 제조방법.
The method of claim 4,
The metal compound includes at least any one selected from the group consisting of a copper compound, a platinum compound, and an iridium compound,
Method for producing a hexaaluminate-containing catalyst.
상기 구리 화합물은, 산화구리, 수산화구리, 황화구리, 염화구리, 질산구리, 브롬화구리 및 요오드화구리로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것이고,
상기 백금 화합물은, 헥사클로로백금산, 디클로로백금, 에틸렌디아민백금, 디클로로비스백금, 트리페닐포스핀백금, 백금 아세틸아세토네이트, 브롬화백금, 염화백금, 산화백금, 질산백금, 황산백금 및 시안화백금으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것이고,
상기 이리듐 화합물은, 질산이리듐, 황산이리듐 및 초산이리듐으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인,
헥사알루미네이트-함유 촉매의 제조방법.
The method of claim 5,
The copper compound includes at least one selected from the group consisting of copper oxide, copper hydroxide, copper sulfide, copper chloride, copper nitrate, copper bromide and copper iodide,
The platinum compound is composed of hexachloroplatinic acid, dichloroplatinum, ethylenediamine platinum, dichlorobisplatinum, triphenylphosphine platinum, platinum acetylacetonate, platinum bromide, platinum chloride, platinum oxide, platinum nitrate, platinum sulfate and platinum cyanide. It includes at least any one selected from the group,
The iridium compound includes at least any one selected from the group consisting of iridium nitrate, iridium sulfate, and iridium acetate,
Method for producing a hexaaluminate-containing catalyst.
상기 스트론튬 화합물은, 산화스트론튬, 황화스트론튬, 질산스트론튬 및 수산화스트론튬으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인,
헥사알루미네이트-함유 촉매의 제조방법.
The method of claim 4,
The strontium compound includes at least one selected from the group consisting of strontium oxide, strontium sulfide, strontium nitrate, and strontium hydroxide,
Method for producing a hexaaluminate-containing catalyst.
상기 란타늄 화합물은, 질산란타늄, 염화란타늄, 황화란타늄, 수산화 란타늄 및 아세트산 란타늄으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인,
헥사알루미네이트-함유 촉매의 제조방법.
The method of claim 4,
The lanthanum compound includes at least one selected from the group consisting of lanthanum nitrate, lanthanum chloride, lanthanum sulfide, lanthanum hydroxide and lanthanum acetate,
Method for producing a hexaaluminate-containing catalyst.
상기 알루미늄 화합물은, 산화알루미늄, 질산알루미늄, 황산알루미늄, 수산화알루미늄, 알루미늄에틸레이트, 인산알루미늄 및 염화알루미늄으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인,
헥사알루미네이트-함유 촉매의 제조방법.
The method of claim 4,
The aluminum compound includes at least one selected from the group consisting of aluminum oxide, aluminum nitrate, aluminum sulfate, aluminum hydroxide, aluminum ethylate, aluminum phosphate, and aluminum chloride,
Method for producing a hexaaluminate-containing catalyst.
상기 혼합물의 침전은 염기성 침전제를 포함하여 침전물을 생성하는 것이고,
상기 염기성 침전제는, 수산화나트륨, 탄산나트륨, 수산화칼륨, 수산화암모늄, 암모니아 기체, 탄산수소암모늄, 탄산암모늄, 옥살산나트륨, 옥살산칼륨 및 옥살산암모늄으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인,
헥사알루미네이트-함유 촉매의 제조방법.
The method of claim 4,
Precipitation of the mixture is to produce a precipitate including a basic precipitant,
The basic precipitant comprises at least one selected from the group consisting of sodium hydroxide, sodium carbonate, potassium hydroxide, ammonium hydroxide, ammonia gas, ammonium hydrogen carbonate, ammonium carbonate, sodium oxalate, potassium oxalate, and ammonium oxalate,
Method for producing a hexaaluminate-containing catalyst.
상기 소성 온도는 1000 ℃내지 1400 ℃인 것인,
헥사알루미네이트-함유 촉매의 제조방법.
The method of claim 4,
The firing temperature is from 1000 ℃ to 1400 ℃,
Method for producing a hexaaluminate-containing catalyst.
상기 소성한 분말 형태의 촉매를 펠렛 형태의 촉매로 성형하는 단계는,
상기 소성한 분말 형태의 촉매, 슈도보에마이트 젤, 몬트모릴로나이트, 메틸셀룰로오스 및 카르복시메틸셀룰로오스를 혼합하여 성형하는 것인,
헥사알루미네이트-함유 촉매의 제조방법.
The method of claim 4,
The step of molding the calcined powder-type catalyst into a pellet-type catalyst,
The calcined powder type catalyst, pseudoboehmite gel, montmorillonite, methylcellulose, and carboxymethylcellulose are mixed and molded.
Method for producing a hexaaluminate-containing catalyst.
상기 소성한 분말 형태의 촉매에 대한 슈도보에마이트의 중량비는 0.04 내지 0.12인 것이고,
상기 분말 형태의 촉매에 대한 몬트모릴로나이트의 중량비는 0.1 내지 1.5인 것이고,
상기 분말 형태의 촉매에 대한 메틸셀룰로오스의 중량비는 0.01 내지 0.1인 것이고,
상기 분말 형태의 촉매에 대한 카르복시메틸셀룰로오스의 중량비는 0.01 내지 0.05인 것인,
헥사알루미네이트-함유 촉매의 제조방법.
The method of claim 12,
The weight ratio of pseudoboehmite to the calcined powder type catalyst is from 0.04 to 0.12,
The weight ratio of montmorillonite to the powdered catalyst is 0.1 to 1.5,
The weight ratio of methylcellulose to the catalyst in the powder form is 0.01 to 0.1,
The weight ratio of carboxymethylcellulose to the powdered catalyst is 0.01 to 0.05,
Method for producing a hexaaluminate-containing catalyst.
[화학식 1]
M-SraLabAlcO
상기 화학식 1에서, M은 Cu, Pt 또는 Ir이고, a는 스트론튬 원자의 몰비, b는 란타늄 원자의 몰비, c는 알루미늄 원자의 몰비에 상응하는 값을 가지고, a/c는 0.1 내지 1.0이고, b/c는 0.01 내지 0.15이고, Cu의 몰비는 c 대비 0.05 내지 1.0이다.
A method of decomposing an ammonium dinitramide-based single propellant, comprising the step of decomposing an ammonium dinitramide-based single propellant using a hexaaluminate-containing catalyst represented by the following Formula 1:
[Formula 1]
M-Sr a La b Al c O
In Formula 1, M is Cu, Pt or Ir, a is a molar ratio of strontium atoms, b is a molar ratio of lanthanum atoms, c has a value corresponding to the molar ratio of aluminum atoms, a/c is 0.1 to 1.0, b/c is 0.01 to 0.15, and the molar ratio of Cu is 0.05 to 1.0 relative to c.
상기 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제의 분해 온도는 100 ℃ 이하인 것인,
암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제를 분해하는 방법.
The method of claim 14,
The decomposition temperature of the ammonium dinitramide-based single propellant is 100 °C or less,
A method of decomposing ammonium dinitramide-based single propellants.
상기 헥사알루미네이트-함유 촉매를 이용하여 반복적으로 열처리한 후에도 상기 암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제의 저온 분해 활성이 저하되지 않고, 상기 헥사알루미네이트-함유 촉매의 형태가 유지되는 것인,
암모늄디니트르아미드 기반 단일추진제를 분해하는 방법.The method of claim 15,
Even after repeated heat treatment using the hexaaluminate-containing catalyst, the low-temperature decomposition activity of the ammonium dinitramide-based single propellant does not decrease, and the shape of the hexaaluminate-containing catalyst is maintained,
A method of decomposing ammonium dinitramide-based single propellants.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190046791A KR102218645B1 (en) | 2019-04-22 | 2019-04-22 | Hexaaluminate-comprising catalyst, method for manufacturing of the same and process for decomposition of ammonium dinitramide-based mono propellant using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190046791A KR102218645B1 (en) | 2019-04-22 | 2019-04-22 | Hexaaluminate-comprising catalyst, method for manufacturing of the same and process for decomposition of ammonium dinitramide-based mono propellant using the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20200123647A true KR20200123647A (en) | 2020-10-30 |
| KR102218645B1 KR102218645B1 (en) | 2021-02-22 |
Family
ID=73048394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020190046791A KR102218645B1 (en) | 2019-04-22 | 2019-04-22 | Hexaaluminate-comprising catalyst, method for manufacturing of the same and process for decomposition of ammonium dinitramide-based mono propellant using the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102218645B1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09206594A (en) * | 1995-11-30 | 1997-08-12 | Toyo C C I Kk | Catalyst for purification of exhaust gas |
| KR20020050432A (en) * | 2000-12-21 | 2002-06-27 | 이구택 | A method for preparing catalyst for high temperature combustion in strontium hexa-aluminate system |
-
2019
- 2019-04-22 KR KR1020190046791A patent/KR102218645B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09206594A (en) * | 1995-11-30 | 1997-08-12 | Toyo C C I Kk | Catalyst for purification of exhaust gas |
| KR20020050432A (en) * | 2000-12-21 | 2002-06-27 | 이구택 | A method for preparing catalyst for high temperature combustion in strontium hexa-aluminate system |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Catalysts 2019, 9, 80 * |
| Clean Technol., Vol.24, No.4, December 2018, pp.371-379* * |
| 한국추진공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집 pp.412~415 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102218645B1 (en) | 2021-02-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6381131B2 (en) | Ammonia decomposition catalyst, method for producing the catalyst, and method for decomposing ammonia using the catalyst | |
| JP3531868B2 (en) | 12CaO · 7Al2O3 compound that includes active oxygen species and method for producing the same | |
| US4359406A (en) | Highly dispersed supported group VIII metal-phosphorus compounds, and highly dispersed, supported group VIII metal-arsenic and a process for making said compounds | |
| KR20210052938A (en) | Ruthenium-based ammonia decomposition catalyst and preparation method thereof | |
| KR101569958B1 (en) | Methanol dehydrogenation catalyst for producing methyl formate and method for producing methyl formate | |
| EP3174141B1 (en) | Process for producing a doped tungsten oxide material | |
| JPH0716452A (en) | Multiple oxide having oxygen absorbing-releasing ability and its production | |
| CN102962073A (en) | Catalyst for directly decomposing N2O and preparation method of catalyst | |
| CN112281176A (en) | Nitrogen-doped carbon-coated Ru nano catalyst and application thereof in electrochemical deuterium evolution reaction | |
| CN108187665B (en) | Denitration catalyst and preparation method thereof | |
| McKee et al. | Improved electrocatalysts for ammonia fuel cell anodes | |
| Donohue et al. | Novel perovskites M2IILnIIIRuVO6 as emission control catalysts | |
| KR102218645B1 (en) | Hexaaluminate-comprising catalyst, method for manufacturing of the same and process for decomposition of ammonium dinitramide-based mono propellant using the same | |
| CN114602490A (en) | Preparation method of integral catalytic combustion CO catalyst | |
| US10458027B2 (en) | Electrode-supported tubular solid-oxide electrochemical cell | |
| JP6684669B2 (en) | Ammonia decomposition catalyst and method for producing hydrogen-containing gas using this catalyst | |
| JP3641343B2 (en) | Gas generator composition for low residue airbag | |
| CN112774701B (en) | Acid radical intercalation hydrotalcite derived composite oxide and preparation method and application thereof | |
| KR20190071266A (en) | Manufacturing method of decomposition catalyst for N2O abatement by adding mixed metal oxides in alumina support | |
| Fesik et al. | Solid-state thermal transformations in mixtures of platinum (II) tetraammine with ammonium chromate and ammonium dichromate | |
| KR102208787B1 (en) | Metal catalyst composition for the decomposition of ionic liquid monopropellant and preparation method thereof | |
| CN110841637A (en) | Fluorination catalyst precursor and method for producing fluorination catalyst | |
| JPH0290947A (en) | Manufacture of catalyst for exhaust gas purification | |
| KR101714127B1 (en) | Metal complex oxide catalyst for producing butadiene and preparation method thereof | |
| US3840478A (en) | Catalyst of copper oxide-zinc-oxide-chromium oxide for methanol synthesis |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |