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대련화학물리연구소 친환경 PVC 생산을 위한 나노탄소촉매제 연구
등록일2014.04.25 조회수518
첨부파일 Recoil.docx 중국은 PVC 생산과 소비대국으로 지난 2013년 PVC 생산량이 1529.5만 톤에 달하는데, 그중 75%가 카바이드제조법으로 석탄을 이용해 제조한 아세틸렌을 다시 염화수은 촉매제의 작용으로 수소염화반응과정을 거쳐 생산한 것이다. 하지만 생산과정에서 대량의 수은이 방출되기 때문에 환경오염이 심각하다. UN은 2013년 1월 수은사용 규제 국제협약을 통해 2020년까지 수은 제품의 생산과 수출입을 금지한다고 규정하였다. 이는 인도와 중국 등 개발도상국의 수은함유 촉매제를 사용하는 PVC 산업에 큰 도전이 되었다. 최근들어 세계 많은 국가들에서는 앞 다투어 수은을 함유하지 않은 촉매제를 개발하고 있다. 중국과학원 대련화학물리연구소의 판슈렌(潘秀蓮) 연구원과 바오신허(包信和) 중국과학원 원사가 이끄는 연구팀은 나노탄소촉매재료에 대한 심층 연구를 토대로, 탄화규소재료에 대한 정밀제어 처리과정을 통해 계면에서 나노탄소구조를 제조하였으며, 암모늄화 등 공법으로 질소원자가 탄소구조에서의 원위치 도핑을 실현하였다. 탄화규소 표면에서 형성된 질소를 도핑한 그래핀 재료(SiC@N-C)는 우수한 염화아세틸 촉매 성능을 나타내었다. 일반 염화수은 촉매과정과 같은 조건에서 SiC@N-C 촉매제의 아세틸렌 전환효율은 80%, 클로로에틸렌(chloroethylene)의 선택성은 98%에 달하며, 촉매제로 150시간 실험한 결과 뛰어난 안정성을 나타내었다. 관련 연구성과는 “Nature communication”지(DOI 10.1038/ncomms4688)에 발표되었다. 이 연구는 수은을 함유하지 않은 촉매제 개발을 위해 기반을 다졌고 궁극적으로 PVC의 무수은화(Hg Free) 생산을 위해 새로운경로를 개척하였다. 이 과제는 중국 과학기술부 “973”프로젝트와 국가자연과학기금위의 지원을 받았다. 정보출처 : http://www.wokeji.com/explore/qykj/201411/t20141127_878391.shtml