KCI등재
Cu/CeO₂ 촉매의 구조적 특성이 일산화탄소 저온 산화반응에 미치는 영향 연구
저자
김민수(Min Su Kim) ; 최경륜(Gyeong Ryun Choi) ; 김세원(Se Won Kim) ; 홍성창(Chang Hong)
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2020
작성언어
Korean
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KCI등재
자료형태
학술저널
발행기관 URL
수록면
286-292(7쪽)
제공처
본 연구는 Cu/CeO₂-X 촉매의 저온 CO 산화 활성에 미치는 영향을 촉매의 구조적 특성, 반응 특성을 통해 확인하였다. 사용된 촉매는 습윤 함침법으로 제조되었으며, 각기 다른 소성온도(300~600 ℃)에서 형성된 CeO₂ (지지체)를 이용하여 Cu (활성금속)를 담지함으로써 Cu/CeO₂-X 촉매를 제조하였다. 제조된 Cu/CeO₂-X 촉매는 저온 CO 산화 활성을 평가하였다. 125 ℃에서 Cu/CeO₂_300 촉매는 90% 이상의 활성을 나타냈으며, CeO₂의 소성온도가 증가됨에 따라 활성이 점차 감소하여, Cu/CeO₂_600 촉매는 65%를 나타냈다. 다음으로 촉매의 물리/화학적 특성을 Raman, BET, XRD, H₂-TPR, XPS 분석으로 확인하였다. XPS 분석 결과, CeO₂-X의 소성온도가 낮을 수록 불안정한 Ce<SUP>3+</SUP> 종(비 화학양론 종) 비율이 증가하였다. 증가된 Ce<SUP>3+</SUP>종은 Cu와 결합함으로 써 치환결합을 형성하였으며 Raman 분석의 CeO₂ peak 변화와 H₂-TPR 분석의 치환결합 구조의 환원 peak를 통해 확인하였다. 결과적으로 Cu와 CeO₂의 치환 결합 형성은 촉매의 redox 특성 및 저온 CO 산화 활성을 증진시켰다고 판단된다.
더보기This study confirmed the effect of the Cu/CeO₂-X catalyst on the CO oxidation activity at low temperature through the catalyst’s structure and reaction characteristics. The catalyst was prepared by the wet impregnation method. Cu/CeO₂_X catalysts were manufactured by loading Cu (active metal) using CeO₂ (support) formed at different calcination temperatures (300-600 ℃). Manufactured Cu/CeO₂_X catalysts were evaluated for the low-temperature activity of carbon monoxide. The Cu/CeO₂_300 catalyst showed an activity of 90% at 125 ℃, but the activity gradually decreased as the calcination temperature of the CeO₂-X and Cu/CeO₂_600 catalysts showed an activity of 65% at 125 ℃. Raman, XRD, H₂-TPR, and XPS analysis confirmed the physicochemical properties of the catalysts. Based on the XPS analysis, the lower the calcination temperature of the CeO₂ was, the higher the unstable Ce<SUP>3+</SUP> species (non-stoichiometric species) ratio became. The increased Ce<SUP>3+</SUP> species formed a solid solution bond between Cu and CeO₂-X, and it was confirmed by the change of the CeO₂ peak in Raman analysis and the reduction peak of the solid solution structure in H₂-TPR analysis. According to the result, the formation of the solid solution bond between Cu and Ce has been enhanced by the redox properties of the catalysts and by CO oxidation activity at low temperatures.
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