α-$Al_2O_3$와 $SnO_2$ 에 담지된 은 촉매상에서의 에틸렌 산화 반응

Abstract

$α-Al_2O_3$와 $SnO_2$에 의해 담지된 은촉매상에서의 etylene 산화반응을 살펴보았다. 생성물로서 이산화탄소, 물, etylene oxide가 생성되었다. $Ag/α-Al_2O_3$ 촉매는 $Ag/SnO_2$ 촉매보다 나은 활성과 선택성을 보였다. 이 촉매들은 5.66Wt%에서 최대 활성을 보였으며 촉매에서의 은의 함량이 증가함에 따라 $Ag/α-Al_2O_3$에서는 ethylene oxide 생성의 선택성이 증가하나 $Ag/SnO_2$에서는 반대의 현상이 나타났다. 반응온도가 올라감에 따라 선택성이 감소하는데 이는 $Ag/SnO_2$ 촉매들이 $Ag/α-Al_2O_3$ 촉매보다 더 심하였다. 각 촉매들의 은함량변화에 따른 Auger spectra의 변화를 관측하여 촉매 표면에 서의 은입자가 성장함을 알 수 있었다. $SnO_2$의 EPR실험에서 200℃ 이상의 온도에서 산소가 흡착 하였을 때 표면에 흡착된 $O^-$와 관계된 hole이라 생각되는 g=2.002의 signal을 얻었다. 이와같은 현상에서 ethylene 산화반응은 담체의 특성과 은입자의 크기와 형태에 크게 의존하며 $SnO_2$ 표면의 $O^-$가 반응에 참여함을 추론할 수 있었다.