AMnAl_(11)O_(19)(A=La, Sr, Ba) 및 CeO_2/LaMnAl_(11)O_(19)를 이용한 메탄의 촉매 연소

Abstract

Mn이 치환된 헥사알루미네이트 촉매인 LaMnAl_(11)O_(19), BaMnAl_(11)O_(19), SrMnAl_(11)O_(19)을 (NH_4)2CO_3 공침법을 이용하여, 1,200 ℃ 5시간 소성을 통해 제조하였다. X-선 회절, 질소흡착을 통해 촉매의 결정구조와 비표면적을 분석한 결과,결정 격자 내 거울면에 La이 존재하는 LaMnAl_(11)O_(19)이 BaMnAl_(11)O_(19)과 SrMnAl_(11)O_(19)보다 우수한 헥사알루미네이트 결정 구조를 가지는 동시에 13 m^2/g의 높은 비표면적을 가지고 있었다. 또한 SEM 분석을 통해 LaMnAl_(11)O_(19)이 특유의판상구조가 잘 발달함을 확인하였다. 메탄 연소 활성은 다음과 같은 차례로 증가하였고: LaMnAl_(11)O_(19) > SrMnAl_(11)O_(19)> BaMnAl_(11)O_(19). 메탄 연소 활성은 비표면적에 의존하였다. LaMnAl_(11)O_(19)에 60 wt%의 CeO_2를 첨가하고 700 ℃의 저온에서 소성한 경우 700 ℃의 저온에서 100% 전환율에 도달함으로써 ceria 첨가에 의한 메탄 연소 개선 효과를 확인할 수 있었으며, 이 촉매가 저온 및 중온 영역의 메탄 연소 촉매로 활용될 수 있음을 확인하였다. 그러나, 이 촉매의경우 1,200 ℃의 고온에서 5시간 소성한 후에는 ceria입자 크기의 증가로 인해 메탄의 연소 활성 개선 효과를 잃게됨으로 고온용 연소 촉매로서의 사용은 한계가 있음을 확인하였다.