촉매의 특성 분석

소개글

이번 실험에서는 촉매 반응 전후의 시료를 채취하여 BET와 FT-IR분석법을 이용하여 각각의 시료를 분석하고 비교함으로서 촉매 특성의 변화를 관찰하는 것이다.
FT-IR의 경우 반응 전과 반응 후에 채취한 시료의 IR스팩트럼을 찍어 Peak를 비교하여 작용기의 변화에 따른 촉매의 Deactivation을 해석해야 한다.

목차

요약

1.서론

2.실험이론
1)흡착 원리, BET
① 흡착
② 흡착 등온선과 등온선
③ 흡착 등온선
④ Surface Area
⑤ Porosity
⑥ Total Pore Volume
⑦ Pore Size Distribution
⑧ Barrett, Joyner, Halenda
⑨ t-plot

2)FT-IR
① 적외선 분광장치의 원리
② 퓨리에 변환 적외선 분광계(FT-IR)
③ FT-IR의 장점
3) FT-IR을 이용한 정성분석
4) KBr Pellets

3.실험방법
1)BET실험 방법
2)FT-IR 실험 방법
3)시약 조사

4.실험 결과 및 토론

5.결론

본문내용

촉매 분석의 대표적인 방법인 BET와 FT-IR을 이용하여 반응 전후의 촉매의 특성을 관찰하고 이해한다. 촉매는 화학반응에서 반응물질 이외의 것으로, 그것 자체는 반응 전후에 있어서 양적 질적으로 변하지 않으면서 반응속도만을 변화시키는 물질이다. 하지만 반응이 일어나면서 Aging, poisoning, coking등의 영향으로 activity와 selectivity가 감소하고 Deactivation된다. FT-IR을 통하여 반응 전후의 작용기의 변화를 관찰함으로서 촉매의 poisoning과 Sintering에 의한 촉매의 deactivation을 알아낼 수 있다. BET에서는 반응 전 초기압력과 반응 후 압력을 측정하여 이를 BET식, 또는 Langmuir식을 이용하여 단분자층을 이루는 흡착 Gas의 Volume을 계산하면 고체촉매의 표면적을 구할 수 있다. 더 나아가 Isotherm 흡,탈착 그래프의 흡착 곡선과 탈착 곡선이 다르다는 점을 이용하여 Pore Size 분포를 계산하고 촉매의 porosity와 Total Pore Volume를 구할 수 있다. 또 t-plot을 통해 세공의 모양을 결정할 수 있다.

흡착 원리, BET
①흡착

Gas 분자들이 다양한 방향과 속도로 고체의 표면과 충돌할 때 고체의 표면은 내부보다 불안정한 상태에 있으며, 이를 만족 시키기 위해 Gas 분자는 표면에 달라 붙거나 분리되며, 압력, 온도 등의 변화를 주었을 경우, 고체의 표면에 Gas가 응축하는 현상을 볼 수 있으며,이는 van der waals 힘에 의한 것이며, 차가운 창문에 수증기가 응축하는 현상과 유사한 현상이고 이 현상을 흡착이라 한다.

②흡착 등온선과 등온선

흡착 상태는 기체의 압력, 흡착이 일어나는 온도, 그리고 단위 흡착제당 흡착량으로 나타낼 수 있는데, 평면에 세 변수를 나타내기 어려우며, 이중 한 변수를 일정하게 하고 나머지 변수 사이의 관계를 나타내는 방법을 많이 사용한다.

참고 자료

- http://blog.naver.com/segiteckr.do?Redirect=Log&logNo=60002777362
- 기기분석의 원리 : 박기채외 5명, 1998, 자유아카데미, p446～459
- 물리화학 Gilbert W. Castellan, 1986, (주)사이텍 미디어 p388～400
- 시약 : (브롬화칼륨) http://100.naver.com/100.nhn?docid=80624
(액체 질소) http://100.naver.com/100.nhn?docid=716320