KR20050067584A - Preparation method of the mesoporous ceramic catalyst loaded with multicomponent metal oxide particles - Google Patents

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Abstract

본 발명은 금속 담지 촉매의 제조방법에 관한 것으로, 다성분의 금속산화물을 중형기공성 세라믹의 기공 내부에 균일한 조성으로 고분산시켜 담지시킨 촉매의 제조방법을 제공하는 것이 목적이다.The present invention relates to a method for preparing a metal supported catalyst, and an object of the present invention is to provide a method for preparing a catalyst in which a multi-component metal oxide is highly dispersed in a pore inside a medium porous ceramic and supported thereon.

본 발명의 다성분 금속산화물 입자가 담지된 중형기공성 세라믹 촉매의 제조방법은, 구조유도체와 전구체를 사용하여 중형기공성 세라믹을 제조하는 중형기공성 세라믹의 제조 단계(A)와; 중형기공성 세라믹에 -COOH 기를 두 개 이상 갖는 유기물과 -OH 기를 두 개 이상 갖는 유기물을 이용하여 금속 전구체를 담지시키는 단계(B); 및 건조 및 소성 단계(C)를 포함한다.Method for producing a mesoporous ceramic catalyst carrying the multi-component metal oxide particles of the present invention comprises the steps of (A) the production of a mesoporous ceramic for producing a mesoporous ceramic using a structural derivative and a precursor; (B) supporting a metal precursor using an organic material having at least two -COOH groups and an organic material having at least two -OH groups in the mesoporous ceramic; And drying and firing step (C).

본 발명에 의하면, 비표면적이 넓고 기공 크기가 균일하며 기공 구조가 규칙적이라는 중형기공성 세라믹의 장점이 그대로 남아 있고, 균일한 조성의 촉매 금속이 나노미터 크기로 담체의 기공 내벽에 균일하게 고분산되어 담지되어, 촉매 활성이 매우 높은 촉매가 제공된다. According to the present invention, the merit of the medium-porous ceramics, which have a large specific surface area, uniform pore size, and regular pore structure, remain intact, and a catalyst metal having a uniform composition is uniformly dispersed in the pore inner wall of the carrier with a nanometer size. And supported, a catalyst having a very high catalytic activity is provided.

Description

다성분 금속산화물 입자가 담지된 중형기공성 세라믹 촉매의 제조방법{Preparation method of the mesoporous ceramic catalyst loaded with multicomponent metal oxide particles}Preparation method of the mesoporous ceramic catalyst loaded with multicomponent metal oxide particles

본 발명은 금속 담지 촉매의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 중형기공성 세라믹에 다성분 금속 산화물 입자를 균일한 조성으로 담지시킨 촉매를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for preparing a metal supported catalyst, and more particularly, to a method for preparing a catalyst in which a multi-component metal oxide particle is supported on a medium porous ceramic with a uniform composition.

금속 담지 촉매의 제조방법으로는 함침법, 이온 교환법, 침전법 등이 있는데 이러한 방법들은 담지된 금속입자의 크기가 매우 크거나 금속입자가 기공의 내벽에 균일하게 분포되지 않는 경향이 있다.The preparation method of the supported metal catalysts includes an impregnation method, an ion exchange method, a precipitation method, etc. These methods tend to have a very large size of the supported metal particles or do not uniformly distribute the metal particles on the inner wall of the pores.

또한, 현재 상업적으로 사용되는 촉매 중 많은 촉매가 두 가지 이상의 금속 성분을 포함하는데 기존의 촉매 제조방법으로는 균일한 조성으로 담지시키기 어렵다. 예를 들어, 침전법으로 두 가지 이상의 금속을 담지시키는 경우, 각 금속 성분이 침전되는 pH 조건이 다를 경우에는 균일한 조성을 얻기 위한 pH 조절이 어렵기 때문이다. 담지된 금속 성분비가 불균일하면 반응 특성이 달라진다. In addition, many catalysts currently commercially used include two or more metal components, and it is difficult to carry them with a uniform composition using a conventional catalyst production method. For example, when two or more metals are supported by the precipitation method, it is difficult to adjust the pH to obtain a uniform composition when the pH conditions in which the metal components are precipitated are different. If the supported metal component ratio is nonuniform, the reaction characteristics are different.

중형기공성 세라믹을 담체로 하여 금속 성분이 고분산 상태로 균일하게 담지된 촉매를 제조하기 위한 방법으로 담체인 중형기공성 세라믹의 제조 과정에서 금속 전구체를 함께 넣어주는 직접 제조법에 의할 수 있다. As a method for preparing a catalyst in which a metal component is uniformly supported in a highly dispersed state using a medium porous ceramic as a carrier, it may be by a direct manufacturing method in which a metal precursor is put together in the process of preparing a medium porous ceramic as a carrier.

그러나 직접 제조법의 경우에는 금속 전구체가 담체의 기공 내벽에만 분포하는 것뿐만 아니라 담체의 구조 내부에도 포함되기 때문에 표면에 드러나지 않은 금속은 촉매 반응에서 활용되지 못한다는 단점이 있다.However, in the case of the direct manufacturing method, since the metal precursor is not only distributed in the inner wall of the pores of the carrier, but also included in the structure of the carrier, the metal that is not exposed on the surface is not utilized in the catalytic reaction.

또한, 담체의 외부 표면에 담지되어 있는 촉매 금속이나 담체와의 상호 작용이 약한 것으로 알려진 크기가 매우 큰 금속 입자의 경우에는 액상에서 사용할 경우에 촉매 금속의 안정성이 떨어진다는 단점도 있다.In addition, the catalyst metal supported on the outer surface of the carrier or a metal particle having a large size known to have a weak interaction with the carrier has a disadvantage in that the stability of the catalyst metal is poor when used in the liquid phase.

본 발명의 목적은 다성분의 금속산화물이 중형기공성 세라믹의 기공 내부에 균일한 조성으로 고분산, 담지된 촉매의 제조방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method for preparing a catalyst in which a multi-component metal oxide is highly dispersed and supported in a uniform composition inside pores of a medium-sized porous ceramic.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다성분 금속산화물 입자가 담지된 중형기공성 세라믹 촉매의 제조방법은, In order to achieve the above object, a method of manufacturing a medium-porous ceramic catalyst loaded with multi-component metal oxide particles of the present invention,

구조유도체와 전구체를 사용하여 중형기공성 세라믹을 제조하는 중형기공성 세라믹의 제조 단계(A)와; A step (A) of manufacturing a medium porosity ceramic to produce a medium porosity ceramic using a structural derivative and a precursor;

중형기공성 세라믹에 -COOH 기를 두 개 이상 갖는 유기물과 -OH 기를 두 개 이상 갖는 유기물을 이용하여 금속 전구체를 담지시키는 단계(B); 및(B) supporting a metal precursor using an organic material having at least two -COOH groups and an organic material having at least two -OH groups in the mesoporous ceramic; And

건조 및 소성 단계(C)를 포함한다.Drying and firing step (C).

필요에 따라, 건조 및 소성 단계(C)에 앞서 중형기공성 세라믹의 외부의 금속전구체 및 미반응 유기물을 세척하는 단계를 추가할 수도 있다.If necessary, prior to the drying and calcining step (C), it is also possible to add a step of washing the metal precursor and the unreacted organic material outside the medium-porous ceramic.

이하, 각각의 단계를 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, each step will be described in more detail.

(A) 단계는 담체인 중형기공성 세라믹을 제조하는 단계로, 중형기공성 세라믹은 기공 구조가 규칙적이고 기공 크기가 균일하여 기공 내에서의 반응물의 확산 속도가 빨라 반응 속도가 빠르다.Step (A) is a step of preparing a medium-porous ceramic that is a carrier. The medium-porous ceramic has a uniform pore structure and a uniform pore size, so that the reaction rate of the reactants in the pores is fast and the reaction rate is fast.

중형기공성 세라믹으로는 SBA (Santa Barbara Amorphous), HMS (Hexagonal Mesoporous Silica), MCF (Mesostructured Cellular Foams) 등이 알려져 있는데 이들은 구조 유도체를 사용하는 주형법에 의하여 실리카, 알루미나, 지르코니아, 산화마그네슘, 산화티타늄, 실리카-알루미나 등의 금속 산화물로 제조한다.SBA (Santa Barbara Amorphous), Hexagonal Mesoporous Silica (HMS), and Mesostructured Cellular Foams (MCF) are known as mesoporous ceramics. It is made of metal oxides such as titanium and silica-alumina.

이를테면, 중형기공성 실리카의 하나인 SBA-15는 중성 계면활성제인 폴리에틸렌옥사이드/폴리프로필렌옥사이드/폴리에틸렌옥사이드(PEO/PPO/PEO) 블록 공중합체를 구조유도체로 사용하고, 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란 등의 테트라알콕시실란이나 테트라에톡시오르도실리케이트를 실리카 전구체로 사용하여 제조하는데, 구조유도체인 PEO/PPO/PEO 블록 공중합체, 실리카 전구체인 테트라알콕시실란, 염산, 증류수를 일정 조성비로 반응시키고, 숙성(aging)시킨 후, 구조유도체인 중성 계면활성제를 제거함으로써 제조된다. SBA-15의 제조과정은 후술하는 실시예에 보다 상세히 기재되어 있다.For example, SBA-15, one of the mesoporous silicas, uses a polyethylene oxide / polypropylene oxide / polyethylene oxide (PEO / PPO / PEO) block copolymer, which is a neutral surfactant, as a structural derivative, and tetramethoxysilane and tetra Tetraalkoxysilane such as oxysilane or tetraethoxy orthosilicate is prepared using silica precursor, PEO / PPO / PEO block copolymer which is a structural derivative, tetraalkoxysilane which is a silica precursor, hydrochloric acid and distilled water are reacted at a constant composition ratio. After aging, a neutral surfactant, which is a structural derivative, is removed. The manufacturing process of SBA-15 is described in more detail in the Examples below.

중형기공성 세라믹 제조단계에서 구조 유도체나 반응 조건을 달리하면 기공특성 즉, 비표면적, 기공 크기, 기공 부피 등을 조절할 수 있다.By changing the structural derivatives or reaction conditions in the mesoporous ceramic manufacturing step, it is possible to control the pore characteristics, that is, the specific surface area, the pore size, the pore volume, and the like.

(B) 단계는 (A) 단계에서 제조된 중형기공성 세라믹에 금속 전구체를 담지시키는 단계로, 금속과 착물을 형성할 수 있는 -COOH 기를 두 개 이상 갖는 유기물과 이 유기물과 중합 반응을 일으킬 수 있는 -OH 기를 두 개 이상 갖는 유기물을 사용하여 금속 전구체를 중형기공성 세라믹에 고르게 담지시킨다. 이하, 본 단계의 공정과 메커니즘을 보다 상세히 설명한다.Step (B) is a step of supporting a metal precursor on the medium-porous ceramic prepared in step (A), and may have an organic material having two or more -COOH groups capable of forming a complex with the metal and a polymerization reaction with the organic material. The organic precursor having at least two -OH groups present is used to evenly support the metal precursor in the mesoporous ceramic. Hereinafter, the process and mechanism of this step will be described in more detail.

물과 같은 용매에 -COOH 기를 두 개 이상 갖는 유기물과 -OH 기를 두 개 이상 갖는 유기물과 금속 전구체를 녹여 용액을 제조하고, 용액에 중형기공성 세라믹을 넣고 교반하여 용질이 중형기공성 세라믹의 기공 내부로 스며들게 한 후, 촉매로 HNO3와 같은 무기산을 첨가하여 -COOH 기와 -OH 기 사이에 에스테르화 반응에 의한 중합 반응이 일어나도록 한다.A solution is prepared by dissolving an organic material having at least two -COOH groups, an organic material having at least two -OH groups, and a metal precursor in a solvent such as water. After soaking in, an inorganic acid such as HNO 3 is added as a catalyst to cause a polymerization reaction by esterification between -COOH and -OH groups.

이어서, 용액을 가열하면 용매로 사용한 물과 중합 반응에 의하여 생성된 물이 제거되어 중형기공성 세라믹의 기공 내부에는 금속 전구체가 포획된 형태의 그물망 구조의 고분자 네트워크가 형성된다. Subsequently, when the solution is heated, the water used as the solvent and water generated by the polymerization reaction are removed to form a polymer network of a mesh structure in which metal precursors are trapped inside the pores of the medium-porous ceramic.

금속 전구체로는 금속염이나 금속 산화물을 사용할 수 있는데, 금속 전구체로 금속염을 사용하는 경우에는 -COOH 기를 두 개 이상 갖는 유기물로 구연산을 사용하고, -OH 기를 두 개 이상 갖는 유기물로 에틸렌글리콜을 사용하고, 금속 전구체로 금속 산화물을 사용하는 경우에는 -COOH 기를 두 개 이상 갖는 유기물로 옥살산을 사용하고, -OH 기를 두 개 이상 갖는 유기물로 에틸렌글리콜을 사용한다. Metal salts or metal oxides may be used as the metal precursor. When using a metal salt as the metal precursor, citric acid is used as an organic material having two or more -COOH groups, and ethylene glycol is used as an organic material having two or more -OH groups. In the case of using a metal oxide as a metal precursor, oxalic acid is used as an organic material having two or more -COOH groups, and ethylene glycol is used as an organic material having two or more -OH groups.

위와 같이, 다양한 금속 전구체를 사용할 수 있는 것이 본 발명의 특징이다.As described above, it is a feature of the present invention that various metal precursors can be used.

(C) 단계는 건조와 소성에 의하여 중형기공성 세라믹의 기공 내부에 존재하는 유기물을 제거하여 균일한 조성의 다성분 금속 산화물 입자가 담지된 중형기공성 세라믹 촉매를 완성하는 단계이다.Step (C) is a step of removing the organic matter present in the pores of the mesoporous ceramic by drying and firing to complete the mesoporous ceramic catalyst loaded with the multicomponent metal oxide particles having a uniform composition.

(c) 단계에 앞서 (B) 단계에서 제조된 금속 전구체가 담지된 중형기공성 세라믹을 에탄올 등으로 세척하면 중형기공성 세라믹의 외부에 존재하는 금속 전구체와 미반응 유기물이 제거되어 기공 내부에만 촉매 금속이 담지된다.Prior to step (c), washing the medium-porous ceramic on which the metal precursor prepared in step (B) is carried out with ethanol or the like removes the metal precursor and the unreacted organic material present on the outside of the medium-porous ceramic, thereby catalyzing only the inside of the pores. Metal is supported.

본 발명의 구성은 후술하는 실시예에 의하여 더욱 명확해질 것이다.The configuration of the present invention will be further clarified by the following examples.

<실시예 1><Example 1>

1. 중형기공성 실리카 SBA-15의 제조(A)1. Preparation of mesoporous silica SBA-15 (A)

구조유도체로는 플루로닉 P123 삼원 블록공중합체 (Pluronic P123, PEO20PPO70PEO20, BASF Co. 제품)를 사용하고, 실리카 전구체로는 테트라에톡시오르도 실리케이트 (TEOS, tetraethoxyortho silicate)를 사용하였다.Pluronic P123 terpolymers (Pluronic P123, PEO 20 PPO 70 PEO 20 , manufactured by BASF Co.) were used as the structural derivatives, and tetraethoxyortho silicate (TEOS, tetraethoxyortho silicate) was used as the silica precursor. .

35중량%의 염산 186ml에 물 1,350ml를 섞은 용액에 플루로닉 P123 36.0g을 용해시킨 후, TEOS 85ml를 넣고, 35℃에서 24시간 동안 교반하여 TEOS의 수화 반응과 축합 반응이 일어나도록 하였다. After dissolving 36.0 g of Pluronic P123 in a solution of 1,350 ml of water in 186 ml of 35 wt% hydrochloric acid, 85 ml of TEOS was added and stirred at 35 ° C. for 24 hours to allow the hydration and condensation reactions of TEOS.

이어서, 100℃로 온도를 올려 24시간 동안 교반하는 숙성과정을 거친 후, 여과하여 공기가 연속적으로 주입되는 가열로에서 상온에서 500℃까지 5℃/min의 속도로 승온시키고, 3시간 동안 소성하여 구조유도체인 플루로닉 P123을 제거하였다.Subsequently, the temperature is raised to 100 ° C., followed by a aging process for 24 hours, and then filtered and heated at a rate of 5 ° C./min from room temperature to 500 ° C. in a heating furnace where air is continuously injected, and then calcined for 3 hours. The structural derivative Pluronic P123 was removed.

2. 촉매 금속의 담지(B)2. Support of catalytic metal (B)

두 개 이상의 -COOH 기를 갖는 유기물로는 구연산을, 두 개 이상의 -OH 기를 갖는 유기물로는 에틸렌글리콜을, 금속 전구체로는 La(NO3)3ㅇ6H2O와 Fe(NO 3)3ㅇ9H2O를 각각 사용하였다.Citric acid as an organic substance having two or more -COOH groups, ethylene glycol as an organic substance having two or more -OH groups, La (NO 3 ) 3 ㅇ H 2 O and Fe (NO 3 ) 3 ㅇ H as metal precursors 2 O was used respectively.

물 137.5ml에 구연산 11.35g과 에틸렌글리콜 6.59ml와 La(NO3)3ㅇ6H2O 6.4g과 5.97g의 Fe(NO3)3ㅇ9H2O를 용해시킨 용액에 (A) 단계에서 제조한 SBA-15 11.0g을 넣고 24시간 동안 교반하여 용액이 SBA-15의 기공 내부로 스며들게 하였다.Citric acid in 11.35g of water and glycol 6.59ml 137.5ml and La (NO 3) 3 6H 2 O 6.4g o and 5.97g of Fe (NO 3) To a solution obtained by dissolving a 3 o 9H 2 O prepared in (A) step 11.0 g of SBA-15 was added and stirred for 24 hours to allow the solution to soak into the pores of SBA-15.

이어서, 용액을 90℃까지 승온하면서 HNO3 13.8ml를 투입하여 -COOH 기와 -OH 기 사이에 중합 반응이 일어나도록 하였다.Subsequently, 13.8 ml of HNO 3 was added while the solution was heated to 90 ° C. to cause a polymerization reaction to occur between the —COOH group and the —OH group.

3. 세척 및 소성(C)3. Cleaning and firing (C)

촉매 금속이 담지된 담체를 250ml의 에탄올로 세척하여 담체 외부의 금속 전구체와 미반응 유기물들을 제거하고, 상온에서 건조하여 에탄올을 제거한 후, 공기가 연속적으로 주입되는 가열로에서 500℃, 600℃, 700℃, 800℃, 900℃까지 5℃/분의 속도로 승온한 후, 3시간 동안 소성하였다. The carrier supported with the catalyst metal was washed with 250 ml of ethanol to remove metal precursors and unreacted organics from the outside of the carrier, and dried at room temperature to remove ethanol, followed by 500 ° C, 600 ° C, The temperature was raised to 700 ° C, 800 ° C, and 900 ° C at a rate of 5 ° C / min, and then calcined for 3 hours.

소성과정에서 유기물이 제거되어 LaFeO3가 담지된 촉매 5가지(도면에서 LaFe/SBA-500, LaFe/SBA-600, LaFe/SBA-700, LaFe/SBA-800, LaFe/SBA-900으로 표시됨)가 제조되었다.Five catalysts supported by LaFeO 3 with organic matter removed during the firing process (labeled as LaFe / SBA-500, LaFe / SBA-600, LaFe / SBA-700, LaFe / SBA-800 and LaFe / SBA-900 in the drawing) Was prepared.

4. 제조된 촉매의 특성 분석4. Characterization of the prepared catalyst

1) X선 회절 분석1) X-ray diffraction analysis

촉매 금속인 La과 Fe가 균일한 조성으로 담지되었는지 여부를 확인하고자 X선 회절 분석을 실시한 결과, 도 1에서 보는 바와 같이, LaFeO3가 페로프스카이트 형태의 결정구조를 갖는 것으로 나타났다.As a result of X-ray diffraction analysis to confirm whether the catalyst metals La and Fe were supported in a uniform composition, as shown in FIG. 1, it was found that LaFeO 3 had a crystal structure in the form of perovskite.

LaFeO3가 페로프스카이트 결정구조를 갖는다는 것은 La과 Fe의 원소비가 1: 1인 것을 의미하므로 이는 두 성분의 금속 원소가 1: 1의 균일한 조성으로 담지되었음을 의미한다.Since LaFeO 3 has a perovskite crystal structure, the element ratio of La and Fe is 1: 1, which means that the metal elements of the two components are supported in a uniform composition of 1: 1.

그리고 소성온도가 높아짐에 따라 각 피크에서의 X선의 세기가 증가하였는데 이는 소성온도가 높을수록 결정성이 증가하는 것을 의미한다.And as the firing temperature increases, the intensity of X-rays at each peak increases, which means that the crystallinity increases as the firing temperature increases.

2) 투과 전자 현미경2) transmission electron microscope

금속 산화물 입자의 분산 정도를 알아보기 위하여 투과 전자 현미경으로 촬영한 결과, 도 2에서 보는 바와 같이(배율: 250,000배), 금속 산화물 입자가 직접 관찰하기 어려울 만큼 극히 작음을 알 수 있다.As a result of photographing with a transmission electron microscope to determine the degree of dispersion of the metal oxide particles, as shown in FIG. 2 (magnification: 250,000 times), it can be seen that the metal oxide particles are extremely small so that they are difficult to directly observe.

3) 기공 특성 분석3) Pore Characterization

담체로 사용한 SBA-15의 기공특성이 소성 후에도 유지되는지 여부를 알아보기 위하여 질소 흡착기를 이용하여 실시하였다.In order to determine whether the pore characteristics of SBA-15 used as a carrier are maintained even after firing, a nitrogen adsorber was used.

도 3에서 보는 바와 같이, SBA-15의 기공특성은 소성온도 900℃의 소성 과정을 거친 경우에도 잘 유지되고 있음을 알 수 있다.As shown in Figure 3, it can be seen that the pore characteristics of SBA-15 is well maintained even when the firing process of the firing temperature 900 ℃.

<실시예 2><Example 2>

실시예 1에서 제조된 촉매를 사용하여 물 속의 에틸렌글리콜을 산화시켜 제거하는 실험을 하였다. The catalyst prepared in Example 1 was used to oxidize and remove ethylene glycol in water.

에틸렌글리콜 1,000ppm 수용액 1L에 30중량% 과산화수소 수용액 16.45ml (산화제로 에틸렌글리콜을 완전히 산화시키는데 필요한 이론량의 두 배임)와 촉매 1.0g을 투입하고, 총유기탄소(TOC, Total Organic Carbon)의 농도를 경시적으로 측정하였다.To 1 liter of 1,000ppm aqueous solution of ethylene glycol, 16.45ml of 30% by weight aqueous hydrogen peroxide solution (double the theoretical amount required to completely oxidize ethylene glycol with oxidizing agent) and 1.0g of catalyst were added, and the concentration of total organic carbon (TOC) was added. Was measured over time.

시간에 따른 TOC의 농도를 도 4에 기재하였는데 특히, 소성 온도가 700℃, 800℃, 900℃인 촉매들의 경우에는 에틸렌글리콜이 완전히 제거되었다. The concentration of TOC over time is shown in FIG. 4, in particular, ethylene glycol was completely removed in the case of catalysts having a calcination temperature of 700 ° C., 800 ° C., and 900 ° C. FIG.

도 4에서 보는 바와 같이, 제거율과 제거 속도가 서로 다른 것은 촉매활성이 다르기 때문인데 이는 소성온도에 따라 LaFeO3 입자의 결정성과 기공특성이 달라지기 때문인 것으로 해석된다.As shown in Figure 4, the removal rate and the removal rate is different because the catalytic activity is different because it is interpreted that the crystallinity and pore characteristics of LaFeO 3 particles vary depending on the firing temperature.

본 발명에 의하면 다성분 금속이 균일한 조성으로 담지된 중형기공성 세라믹 촉매를 제조할 수 있다. According to the present invention, it is possible to prepare a medium-porous ceramic catalyst in which a multi-component metal is supported in a uniform composition.

본 발명에 의하여 제조된 촉매는 비표면적이 넓고, 기공 크기가 균일하며 기공 구조가 규칙적이라는 중형기공성 세라믹의 장점이 그대로 남아 있고, 균일한 조성의 촉매 금속이 나노미터 크기로 담체의 기공 내벽에 균일하게 고분산, 담지되어 촉매 활성이 매우 높다. The catalyst prepared according to the present invention retains the merit of a medium-porous ceramic having a large specific surface area, uniform pore size and regular pore structure, and a catalyst metal having a uniform composition is nanometer in size on the inner wall of the pore of the carrier. Highly dispersed and supported uniformly, catalyst activity is very high

도 1은 실시예 1에서 제조된 La과 Fe이 균일한 조성으로 담지된 중형기공성 실리카 촉매의 X선 회절 분석 결과이다. 도면에서 숫자는 소성온도(℃)이다.1 is an X-ray diffraction analysis of the mesoporous silica catalyst in which La and Fe prepared in Example 1 are supported with a uniform composition. In the figure, the number is the firing temperature (° C).

도 2는 실시예 1에서 제조된 촉매(LaFe/SBA-800)를 투과 전자현미경으로 촬영한 사진이다. 배율은 250,000배이다.2 is a photograph taken with a transmission electron microscope of the catalyst (LaFe / SBA-800) prepared in Example 1. The magnification is 250,000 times.

도 3은 질소 흡착기를 이용하여 실시예 1에서 제조된 촉매들의 기공 특성을 분석한 결과이다.3 is a result of analyzing the pore characteristics of the catalyst prepared in Example 1 using a nitrogen adsorber.

도 4는 물 속의 에틸렌글리콜을 실시예 1에서 제조된 촉매들을 사용하여 산화시켜 제거하는 실험에서 총유기탄소의 농도를 경시적으로 측정한 것이다.Figure 4 is a measurement of the concentration of total organic carbon over time in the experiment to remove the ethylene glycol in water by using the catalyst prepared in Example 1.

Claims (6)

구조유도체와 전구체를 사용하여 중형기공성 세라믹을 제조하는 중형기공성 세라믹의 제조 단계(A)와; A step (A) of manufacturing a medium porosity ceramic to produce a medium porosity ceramic using a structural derivative and a precursor; 중형기공성 세라믹에 -COOH 기를 두 개 이상 갖는 유기물과 -OH 기를 두 개 이상 갖는 유기물을 이용하여 금속 전구체를 담지시키는 단계(B); 및(B) supporting a metal precursor using an organic material having at least two -COOH groups and an organic material having at least two -OH groups in the mesoporous ceramic; And 건조 및 소성 단계(C)를 포함하는 다성분 금속산화물 입자가 담지된 중형기공성 세라믹 촉매의 제조방법.Method for producing a medium-porous ceramic catalyst loaded with multi-component metal oxide particles comprising the drying and firing step (C). 제1항에 있어서, 건조 및 소성 단계(C)에 앞서 중형기공성 세라믹의 외부의 금속전구체 및 미반응 유기물을 세척하는 단계가 추가되는 것을 특징으로 하는 다성분 금속산화물 입자가 담지된 중형기공성 세라믹 촉매의 제조방법.The method of claim 1, wherein prior to the drying and calcining step (C), the step of washing the metal precursor and the unreacted organic material of the outside of the medium-porous ceramic is added to the medium-porous pore carrying the multi-component metal oxide particles Method for producing a ceramic catalyst. 제1항 또는 제2항에 있어서, 중형기공성 세라믹이 폴리에틸렌옥사이드/폴리프로필렌옥사이드/폴리에틸렌옥사이드(PEO/PPO/PEO) 블록 공중합체를 구조유도체로 사용하고, 테트라알콕시실란 또는 테트라에톡시오르도실리케이트를 실리카 전구체로 사용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 다성분 금속산화물 입자가 담지된 중형기공성 세라믹 촉매의 제조방법.The mesoporous ceramics according to claim 1 or 2, wherein the mesoporous ceramic uses polyethylene oxide / polypropylene oxide / polyethylene oxide (PEO / PPO / PEO) block copolymer as a structural derivative, and tetraalkoxysilane or tetraethoxy orthosilicate Method for producing a medium-porous ceramic catalyst loaded with multi-component metal oxide particles, characterized in that is prepared using as a silica precursor. 제1항 또는 제2항에 있어서, 금속 전구체로 금속염을 사용하고, -COOH 기를 두 개 이상 갖는 유기물로 구연산을 사용하고, -OH 기를 두 개 이상 갖는 유기물로 에틸렌글리콜을 사용하는 것을 특징으로 하는 다성분 금속산화물 입자가 담지된 중형기공성 세라믹 촉매의 제조방법.The method of claim 1 or 2, wherein a metal salt is used as the metal precursor, citric acid is used as the organic material having two or more -COOH groups, and ethylene glycol is used as the organic material having two or more -OH groups. A method for producing a medium porosity ceramic catalyst carrying multi-component metal oxide particles. 제1항 또는 제2항에 있어서, 금속 전구체로 금속 산화물을 사용하고, -COOH 기를 두 개 이상 갖는 유기물로 옥살산을 사용하고, -OH 기를 두 개 이상 갖는 유기물로 에틸렌글리콜을 사용하는 것을 특징으로 하는 다성분 금속산화물 입자가 담지된 중형기공성 세라믹 촉매의 제조방법.The method of claim 1 or 2, wherein a metal oxide is used as the metal precursor, oxalic acid is used as an organic material having two or more -COOH groups, and ethylene glycol is used as an organic material having two or more -OH groups. A method for producing a medium-porous ceramic catalyst carrying multi-component metal oxide particles. 제4항에 있어서, 금속 전구체로 La(NO3)3ㅇ6H2O와 Fe(NO3) 3ㅇ9H2O를 사용하여 LaFeO3가 담지된 중형기공성 세라믹 촉매의 제조방법.5. The method of claim 4, wherein LaFeO 3 is supported using La (NO 3 ) 3 ˜6H 2 O and Fe (NO 3 ) 3 ㅇ H 2 O as metal precursors.
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