KCI등재
SO<sub>4</sub><sup>2-</sup>/ZrO<sub>2</sub> 촉매상에서 스티렌에 의한 페놀의 알킬화에 관한 연구 = Study on Alkylation of Phenol with Styrene over SO<sub>4</sub><sup>2-</sup>/ZrO<sub>2</sub> Catalyst
저자
윤현준 ( Hyeon-jun Yun ) ; 이영호 ( Yeong-ho Lee ) ; 손석환 ( Seok-hwan Son ) ; 정민철 ( Min-chul Chung ) ; 장미경 ( Mi-kyeong Jang ) ; 곽원봉 ( Won-bong Kwak ) ; 정성훈 ( Sung-hun Jung ) ; 안호근 ( Ho-geun Ahn )
발행기관
학술지명
한국환경기술학회지(Journal of Korean Society Environmental Technology)
권호사항
발행연도
2015
작성언어
Korean
주제어
등재정보
KCI등재
자료형태
학술저널
수록면
541-548(8쪽)
제공처
LCD 패널의 컬러 필터와 박막 트랜지스터용 현상액의 주요한 원료로 사용되어지는 계면활성제를 개발하기 위해, 계면활성제의 출발물질인 styrenated phenol(SP)을 합성하고자 하였다. 현재 SP합성에는 균일촉매가 사용되고 있으나, 생성물에 미반응된 페놀이 함유되어 있어 인체에 악영향을 줄 수 있다. 본 연구에서는 미반응된 페놀의 함량이 매우 적으며, SP혼합물들 중에서 di-styrenated phenol의 함량이 높은 SP혼합물을 합성하고자 하였다. 사용한 촉매는 SO<sub>4</sub><sup>2-</sup>/ZrO<sub>2</sub>촉매로, SO<sub>4</sub><sub>2-</sub>이온은 1M-H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> 수용액에 담제를 넣고 교반함으로써 담지하였다. 담지 후 110℃에서 12시간 건조 시킨 다음, 600℃에서 2시간 소성하여 SO<sub>4</sub><sup>2-</sup>/ZrO<sub>2</sub>촉매를 제조하였다. 제조한 촉매에 대한 물성을 파악하기 위하여 BET 및 XRD 분석을 수행하였으며, 촉매표면의 SO42- 존재 여부를 알아보기 위해 FT-IR 분석을 수행하였다. 제조한 촉매의 활성을 알아보기 위하여 회분식 액상반응장치를 이용하였다. 반응물의 전화율과 생성물의 선택율은 GC를 이용하여 분석하였다. 반응물 대비 촉매량 15wt%, 반응온도 100℃, 황산 담지량은 담체 대비 15wt%, 반응시간 6시간 일 때, 페놀과 스티렌의 전화율은 모두 거의 100%이었으며, 동일조건에서 MSP, DSP 그리고 TSP의 선택율은 각각 23.6%, 52.1% 그리고 5.4%이었다. DSP의 선택율은 O-S-O 결합에 해당하는 1236 cm<sup>-1</sup> 에서의 흡수 peak가 강할수록 증가함을 알 수 있었다.
더보기Surfactants are an important raw material of the developing solution for liquid crystal display panel. Styrenated phenol in styrenated phenol alkolxylate is a hydrophobic group. Homogeneous catalyst is used in the current SPs synthesis. But this SP contained unreacted phenol. The phenol can adversely affect the human body. In this study, we were synthesized styrenated phenols (SPs) involving high content of di-styrenated phenol (DSP) which can be used to prepare styrenated phenol alkoxylate. And this styrenated phenol contained very small contents of unreacted phenol. The solid catalyst was prepared by impregnation method. SO<sub>4</sub><sup>2-</sup> on SO<sub>4</sub><sup>2-</sup>/ZrO<sub>2</sub> catalyst was introduced from an aqueous 1M-H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> solution. The contents of sulfate groups of the prepared catalyst were 5-15wt% to ZrO<sub>2</sub>. The prepared catalyst was dried at 110℃ for 12hr, and was calcined for 2hr at 600℃ under air atmosphere. The catalysts were characterized by BET surface area, X-ray diffraction patterns, and FT-IR spectra. The catalytic activity was examined by measuring the conversion of phenol and styrene in a batch liquid-phase reactor. The concentration of phenol, styrene and styrenated phenols was measured by GC with capillary column. Almost 100% conversion of both phenol and styrene over SO<sub>4</sub><sup>2-</sup>/ZrO<sub>2</sub> catalyst with sulfate contents of 15wt% were obtained at 15wt% of amount of catalyst to the reactants at reaction temperature of 100℃. Reaction time was 6hr. At same reaction conditions, selectivity of MSP, DSP, and TSP were 23.6%, 52.1%, and 5.4%, respectively. It was known that selectivity to DSP was increased as FT-IR absorption peak of 1236 ㎝<sup>-1</sup> which corresponds to O-S-O bonds was increased.
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