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황화수소 산화 촉매의 활성금속 함량 및 온도에 따른 반응 특성 연구

대표적 악취물질인 황화수소(Hydrogen sulfide, H2S)는 주로 석유정제공정이나 다양한 화학공정에서 발생되며, 인체 접촉시 신경계 영향, 질식으로 인한 사망과 같은 영향을 미치게 된다. 이를 제어하기 위해 흡착법, 촉매산화법 등이 이용된다. 흡착법은 대부분의 산업 공정에 적용할 수 있으나 2차폐기물 발생과 황화수소를 선택적으로 제어하는 것이 아니라는 문제점이 있다. 촉매 산화는 촉매를이용하여 황화수소를 선택적으로 산화하는 방법으로 흡착법의 한계를 극복할 수 있다는 장점이 있다. 본 연구에서는 황화수소를 산화하기 위해 V/TiO2 촉매를 제조하여 활성 및 특성을 평가하였다. 활성금속 함량을 달리하여 촉매를 제조하였으며 함량이 증가 할수록 활성이 증가하는 경향을 보였으나 20 wt% 이상에서 활성이 감소하는 것을 확인하였다. BET 분석 결과 바나듐 함량이 증가할수록비표면적이 감소됨을 확인하였다. 10V/TiO2 촉매에 대해 온도에 따른 산화 실험을 수행하였으며, 50 ℃이상일 경우 촉매 비활성화가 확인되었다. 활성 감소 원인을 확인하기 위해 SEM, EDS 및 XRD 분석을 수행하였다. 그 결과, EDS 분석에서 촉매 표면에 황이 생성되었고, XRD에서 peak가 감소한것을 확인하였다. 따라서 황화수소 산화촉매 제어시설에는 황을 배출할 수 있는 재생공정이 필요한것으로 판단된다.

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