탄소로 표면처리가 된 전이금속 함유 제올라이트 촉매의 제조방법, 이에 의해 제조된 촉매 및 이를 이용하여 액상에서 탄화수소 화합물을 산화시키는 방법
METHOD OF MANUFACTURING TRANSITION METAL-CONTAINING ZEOLITE CATALYST WHOSE SURFACE IS MODIFIED WITH CARBON, TRANSITION METAL-CONTAINING ZEOLITE CATALYST MANUFACTURED BY THE METHOD, AND METHOD FOR LIQUID-PHASE OXIDATION OF HYDROCARBONS USING THE CATALYST
특허 요약
탄화수소 화합물의 산화 반응용 촉매의 제조방법이 개시된다. 탄화수소 화합물의 산화 반응용 촉매의 제조방법은, 전이금속 이온을 함유하는 전구체 용액에 제올라이트 담지체를 담지한 후 건조하여 전이금속 함유 담지체 분말을 제조하는 제1 단계; 상기 담지체의 기공보다 큰 크기를 갖는 탄소 전구체 분자를 이용한 건식 함침법의 방법으로 상기 전이금속 함유 담지체 분말의 표면 상에서 상기 탄소 전구체 분자의 중축합(polycondensation) 반응을 유도하는 제2 단계; 및 상기 탄소 전구체 분자의 중축합 화합물이 표면에 결합된 상기 전이금속 함유 담지체 분말을 열처리하여 상기 중축합 화합물을 탄화시키는 제3 단계를 포함한다.
청구항
번호청구항
1

전이금속 이온을 함유하는 전구체 용액에 제올라이트 담지체를 담지한 후 건조하여 전이금속 함유 담지체 분말을 제조하는 제1 단계;상기 담지체의 기공보다 큰 크기를 갖는 탄소 전구체 분자를 이용한 건식 함침법의 방법으로 상기 전이금속 함유 담지체 분말의 표면 상에서 상기 탄소 전구체 분자의 중축합(polycondensation) 반응을 유도하는 제2 단계; 및 상기 탄소 전구체 분자의 중축합 화합물이 표면에 결합된 상기 전이금속 함유 담지체 분말을 열처리하여 상기 중축합 화합물을 탄화시키는 제3 단계;를 포함하는, 탄화수소 화합물의 산화 반응용 촉매의 제조방법.

2

제1항에 있어서, 상기 전이금속은 철(Fe)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 탄화수소 화합물의 산화 반응용 촉매의 제조방법.

3

제1항에 있어서, 상기 탄소 전구체 화합물은 분자 크기가 상기 제올라이트 담지체의 기공보다 크고, -OH, -COOH, -CHO 및 -NH2로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상의 관능기를 포함하는 것을 특징으로 하는, 탄화수소 화합물의 산화 반응용 촉매의 제조방법.

4

제3항에 있어서, 상기 탄소 전구체 화합물은 하기 화학식 1 내지 8로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나의 푸르푸릴 알코올 또는 이의 유사화합물이나 이의 올리고머 화합물; 우레아-포름알데하이드 올리고머 화합물 또는 멜라민-포름알데하이드 올리고머 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 탄화수소 화합물의 산화 반응용 촉매의 제조방법:[화학식 1] 003c#Furfuryl alcohol003e#[화학식 2] 003c#Furan-3-methanol003e#[화학식 3] 003c#Furfural003e#[화학식 4] 003c#Furoic acid003e#[화학식 5] 003c#5-methyl furfural003e#[화학식 6] 003c#Furfuryl amine003e#[화학식 7] 003c#3-(Aminomethyl)furan hydrochloride003e#[화학식 8] 003c#2-Thiophenemethylamine003e#[화학식 9] 003c#2-Thiophenemethylamine003e#

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제1항에 있어서, 상기 제3 단계 동안 상기 탄소 전구체 분자의 중축합 화합물이 표면에 결합된 상기 전이금속 함유 담지체 분말은 500℃ 내지 600℃의 온도의 비산화 조건에서 2 내지 4시간 동안 열처리되는 것을 특징으로 하는, 탄화수소 화합물의 산화 반응용 촉매의 제조방법.

6

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7

삭제

8

삭제

9

산화제(oxidizing agent) 화합물을 포함하는 수용액에 제1항에 따른 촉매의 제조 방법에 의해 제조된 촉매를 첨가하여 액상 반응 매질을 형성하는 제1 단계; 및 상기 액상 반응 매질에 제1 탄화수소 화합물을 용해시키는 제2 단계를 포함하고, 상기 제2 단계 동안 상기 촉매는 상기 산화제 화합물에 의한 상기 제1 탄화수소 화합물의 산화반응을 촉진하고, 상기 제1 탄화수소 화합물의 산화반응에 의해 하나 이상의 산소를 함유하는 제2 탄화수소 화합물이 형성되는, 함산소 탄화수소 화합물의 제조 방법.

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제9항에 있어서, 상기 산화제는 과산화수소(hydrogen peroxide)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 함산소 탄화수소 화합물 제조 방법.

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제9항에 있어서, 상기 제1 탄화수소 화합물은 메탄(methane), 에탄(ethane) 및 프로판(propane)으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상을 포함하고,상기 제2 탄소수소화합물은 알코올, 알데하이드 및 카르복실산으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 함산소 탄화수소 화합물 제조 방법.

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제11항에 있어서, 상기 제2 탄소수소화합물은 메탄올 또는 포름산을 포함하는 것을 특징으로 하는, 함산소 탄화수소 화합물 제조 방법.