KCI등재
NH₃-SCR 반응에서 스팀 처리된 zeolite BEA 촉매의 영향
저자
박지혜(Ji Hye Park) ; 조광희(Gwang Hee Cho) ; 황라현(Ra Hyun Hwang) ; 백정훈(Jeong Hun Baek) ; 이광복(Kwang Bok Yi) 연구자관계분석
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발행연도
2020
작성언어
Korean
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KCI등재
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학술저널
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145-150(6쪽)
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아산화질소(N₂O)는 6대 온실가스 중 하나로 이산화탄소(CO₂)의 310배에 해당하는 지구온난화지수(global warming potential, GWP)를 나타내어 N₂O를 저감하는 것은 필수적이다. 선택적 촉매환원법(selective catalytic reduction, SCR)은 대기 오염 물질의 하나인 NOx의 제거를 위해 암모니아를 환원제로 사용하여 무해한 N₂ 및 H₂O로 전환하는 기술로 높은 탈질효율을 나타낸다. 본 연구에서는NH₃-SCR반응에서 스팀 처리된 Fe-BEA촉매가 활성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 Fe-BEA 촉매는 Fe를 이온교환하기 전, 고정층 반응기로 100℃에서 2h 동안 스팀 처리 되었다. 제조된 촉매의 NH₃-SCR반응 테스트는 고정층 반응기로 WHSV = 180 h<SUP>-1</SUP>, 370 ~400℃에서 수행되었다. 100℃ 에서 스팀 처리된 Fe-BEA(100) 촉매가 370 ~ 390℃에서 Fe-BEA촉매보다 다소 높은 활성을 나타내었다. NH₃-SCR 활성에 영향을 주는 원인을 파악하기 위하여 제조된 촉매는 BET, ICP, NH₃-TPD, H₂-TPR, <SUP>27</SUP>Al MAS NMR을 통하여 특성분석 되었다. H₂-TPR결과를 통해 Fe-BEA(100) 촉매가 Fe-BEA 촉매 보다 isolated Fe<SUP>3+</SUP>의 환원이 더 많이 일어난 것을 확인하였으며, 스팀 처리는 활성종인 isolated Fe<SUP>3+</SUP>의 양을 늘려주어 활성이 증가한 것으로 판단된다.
더보기Nitrous oxide (N₂O) is one of the six greenhouse gases, and it is essential to reduce N₂O by showing a global warming potential (GWP) equivalent to 310 times that of carbon dioxide (CO₂). Selective catalytic reduction (SCR) is a technology that converts ammonia into harmless N₂ and H₂O by using ammonia as a reducing agent to remove NOx, one of the air pollutants; the process also produces high denitrification efficiency. In this study, the Fe-BEA catalyst was steam-treated at 100°C for 2h before Fe ion exchange in the fixed bed reactor in order to investigate the effect of the steam-treated Fe-BEA catalyst on the NH₃-SCR reaction. NH₃-SCR reaction test of synthesized catalysts was performed at WHSV = 180 h<SUP>-1</SUP>, 370 to 400°C in the fixed bed reactor. The Fe-BEA(100) catalyst steam-treated at 100 °C showed a somewhat higher activity than the Fe-BEA catalyst at 370 to 390 °C. The catalysts were characterized by BET, ICP, NH₃-TPD,H₂-TPR, and <SUP>27</SUP>Al MAS NMR in order to determine the cause affecting NH₃-SCR activity. The H₂-TPR result confirmed that the Fe-BEA(100) catalyst had a higher reduction of isolated Fe<SUP>3+</SUP> than the Fe-BEA catalyst, and that the steam treatment increased the amount of isolated Fe<SUP>3+</SUP> as an active species, thus increasing the activity.
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