레이저 회절 입자 크기분석을 이용한 촉매제 물질 분석

Predicting catalyst activity and attrition

촉매제란 자신은 변하지 않으면서 반응 속도를 변화시키는 물질입니다(촉매 활동 과정에서 촉매제의 형태는 변할 수 있음).  이 응용 노트는 단일상(고체)으로 존재하고 반응물이 다른 상(액체 또는 기체)으로 존재하는 불균일 촉매제에 관하여 다룹니다. 이 유형의 촉매제에서 반응률은 고체 물질의 표면적에 따라 결정됩니다(촉매제와 반응물의 접촉면으로 정의).  

접촉면은 입자 직경의 제곱에 반비례하므로 물질의 입자 크기를 줄이면 접촉면이 늘어납니다. 그래서 촉매제의 특성 분석을 위해 표면적과 입자 크기를 일반적으로 측정하고 있습니다. 입자 크기를 줄이는 것이 촉매제의 반응도를 높이는 가장 효과적인 방법으로 보입니다. 그러나 입자 크기가 작다고 반드시 유리한 것은 아닙니다. 액체(지방의 수소화를 위한 레이니 니켈 등)나 기체(암모니아의 하버 합성법 등)에 사용되는 반응기의 경우, 촉매제 입자가 지나치게 미세하면 다음과 같은 문제가 있을 수 있습니다.

• 먼지 발생으로 인한 건강 및 안전 문제
• 브릿지 형성 또는 응집으로 인한 운반, 처리 또는 분말 수반 문제
• 불량한 유동화, 특히 분포가 다분산인 경우
• 기체 또는 액체 내에 미세한 입자가 유입되면서 발생하는 오염 또는 공해문제
• 값비싼 촉매제의 손실
• 응집으로 인해 유효 표면 감소

반응도, 독작용 경향성 등을 측정하여, 촉매의 위험성을 줄이면서 효율성 또한 유지하는 최적의 입자 크기 범위를 찾은 것이 가장 중요합니다.

READ NOW

View all articles