• 제목/요약/키워드: Solid Acid Catalyst

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재생가능한 바이오매스 자원인 억새로부터 화학중간체 푸르프랄의 생산 (Production of Chemical Intermediate Furfural from Renewable Biomass Miscanthus Straw)

  • 정귀택
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제52권4호
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    • pp.492-496
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    • 2014
  • 본 연구는 재생가능한 목질계 바이오매스 자원인 억새를 이용한 푸르프랄의 생산가능성을 평가하였다. 또한, 억새줄기로부터 푸르프랄의 생산을 위한 반응조건을 찾기 위하여 고/액 비, 반응온도, 촉매량, 그리고 반응시간의 영향을 조사하였다. 최종적으로 억새로부터 1:10의 고/액 비, 반응온도 $150^{\circ}C$, 3% 황산, 그리고 반응시간 60분의 반응조건에서 5.1 g/L의 푸르프랄을 생산하였다. 이러한 결과는 재생가능한 자원으로부터 석유를 대체할 수 있는 귀중한 화학물질로 전환할 수 있는 기초 정보를 제공하는 것이다.

Heterogeneous SnCl2/SiO2 versus Homogeneous SnCl2 Acid Catalysis in the Benzo[N,N]-heterocyclic Condensation

  • Darabi, Hossein Reza;Aghapoor, Kioumars;Mohsenzadeh, Farshid;Jalali, Mohammad Reza;Talebian, Shiva;Ebadi-Nia, Leila;Khatamifar, Ehsan;Aghaee, Ali
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제32권1호
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    • pp.213-218
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    • 2011
  • The scope of homogeneous Lewis acid-catalyzed benzo[N,N]-heterocyclic condensation was expanded to include the use of various metal salts not reported in the literature and $SnCl_2{\cdot}2H_2O$ was finally selected. Among various solid supports activated with $SnCl_2$, heterogeneous $SnCl_2/SiO_2$ proved to be the most effective and significantly higher conversions were achieved compared to $SnCl_2{\cdot}2H_2O$ itself. The results of TG-DTA and BET indicated that dispersed $SnCl_2$ coordinates with surface hydroxyl groups of silica leading to formation of stable Lewis acid sites. Low catalyst loading, operational simplicity, practicability and applicability to various substrates render this eco-friendly approach as an interesting alternative to previously applied procedures.

Synthesis, Characterization and Catalytic Activity of Ce1MgxZr1-xO2 (CMZO) Solid Heterogeneous Catalyst for the Synthesis of 5-Arylidine Barbituric acid Derivatives

  • Rathod, Sandip B.;Gambhire, Anil B.;Arbad, Balasaheb R.;Lande, Machhindra K.
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제31권2호
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    • pp.339-343
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    • 2010
  • A series of $Ce_1Mg_xZr_{1-x}O_2$ (CMZO) mixed metal oxide with different molar ratio were prepared by simple co-precipitation method. The prepared materials were tested for their catalytic activity performance using Knoevenagel condensation of various aromatic aldehydes with barbituric acid under solvent-free condition in microwave. The best catalytic activity was obtained with CMZO (1:0.6:0.4). The synthesized materials were characterized by using XRD, FT-IR, SEM-EDS techniques.

고체상에서 환팽창 반응에 의한 카르복신 유도체의 합성시도 (Attempted Synthesis of Carboxin Derivative through Ring Expansion Reaction on Solid Phase)

  • 한호규;배수열;남기달
    • 농약과학회지
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    • 제9권3호
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    • pp.185-190
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    • 2005
  • 최초의 침투이행성 농약 살균제, 카르복신 1의 유도체인 16을 고체상에서 합성하였다. 1,3-옥사티올란 유도체를 아실화 반응성을 갖고 있는 4-하이드록시-3-나이트로벤조페논 고체상 6에 연결하여 9를 82%의 수율로 합성하였다. 고체상의 1,3-옥사티올란 9의 황원자를 MCPBA로 산화한 다음 생성된 설폭사이드 10을 산촉매 존재하에서 환팽창하여 상응하는 고체상에 연결된 다이하이드로-1,4-옥사티인 유도체 12를 합성하였다. 고체상의 1,3-옥사티올란 9의 산화물을 p-메톡시아닐린과 반응시켜 1,3-옥사티올란 14, 1,3-옥사티올란 설폰 15, 다이하이드로-1,4-옥사티인 16, 그리고 아세토아세트아닐라이드 유도체 17을 각각 41%, 35%, 14%, 10% 수율로 얻었다.

Effect of V2O5 Modification in V2O5/TiO2-ZrO2 Catalysts on Their Surface Properties and Catalytic Activities for Acid Catalysis

  • Sohn, Jong-Rack;Lee, Cheul-Kyu
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제28권12호
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    • pp.2459-2465
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    • 2007
  • V2O5/TiO2-ZrO2 catalyst modified with V2O5 was prepared by adding Ti(OH)4-Zr(OH)4 powder into an aqueous solution of ammonium metavanadate followed by drying and calcining at high temperatures. The characterization of prepared catalysts was performed using XRD, DSC, solid-state 51V NMR, and FTIR. In the case of calcination temperature of 500 oC, for the catalysts containing low loading V2O5 below 25 wt % vanadium oxide was in a highly dispersed state, while for catalysts containing high loading V2O5 equal to or above 25 wt % vanadium oxide was well crystallized due to the V2O5 loading exceeding the formation of monolayer on the surface of TiO2-ZrO2. The strong acid sites were formed through the bonding between dispersed V2O5 and TiO2-ZrO2. The larger the dispersed V2O5 amount, the higher both the acidity and catalytic activities for acid catalysis.

ZrO2·SO42-에 담지된 백금촉매의 저온산화반응성에 대한 연구 (A Study on Low-Temperature Oxidation Reactivity of Pt/ZrO2·SO42-Catalyst)

  • 김기석;이태정;김병삼;김두성
    • 공업화학
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    • 제9권1호
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    • pp.141-148
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    • 1998
  • 초강산 담체인 $ZrO_2$ $SO_4{^{2-}}$에 담지된 백금촉매(0.2, 0.5wt% Pt)의 저온 산화반응성을 cyclohexane의 완전산화반응에 대하여 조사 하였다. 충전층 관형반응기에서 반응물질의 전화율로 측정된 촉매활성은 촉매의 산성도와 비표면적에 비례하여 증가하였다 : $Pt/ZrO_2$ $SO_4{^{2-}}$ 촉매 제조과정에서 K(potassium)를 첨가하여 촉매의 산성도와 비표면적을 감소시켰을 때 촉매활성은 K첨가량에 비례하여 감소하였다. 또한 $Pt/ZrO_2$ $SO_4{^{2-}}$촉매는 훨씬 더 큰 비표면적을 가진 $Pt/SiO_2$, 또는 $Pt/Al_2O_3$촉매보다 뛰어난 활성을 보였다 : l5,000ppm cyclohexane농도와 $18,000hr^{-1}$공간속도를 가진 반응물질 흐름을 $250^{\circ}C$에서 0.2wt% $Pt/ZrO_2$ $SO_4{^{2-}}$촉매를 사용하여 전화시킨 결과 96%의 cyclohexane전화율을 보인 반면, 같은 반응조건 하에서 0.2wt% $Pt/SiO_2$와 0.2wt% $Pt/Al_2O_3$촉매는 각각 83%와 79%의 cyclohexane전화율을 보였다.

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설폰화 활성탄 촉매를 이용한 솔비톨의 아이소소바이드로의 탈수반응 (Selective Dehydration of Sorbitol to Isosorbide over Sulfonated Activated Carbon Catalyst)

  • 강효윤;황동원;황영규;황진수;장종산
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제51권2호
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    • pp.189-194
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    • 2013
  • 불균일계 고체산 촉매인 설폰기(Sulfonyl Group) 함유 활성탄 촉매를 이용하여 솔비톨(Sorbitol)의 아이소소바이드로(Isosorbide)의 탈수반응을 수행하였다. 설폰화 반응(Sulfonation)에 의해 제조된 설폰화 활성탄 물질에 대해 대표적인 상업용 산촉매인 설폰화 지르코니아(Sulfated $ZrO_2$)와 산성 이온교환수지 Amberlyst-36과 솔비톨 탈수반응의 촉매활성을 비교하였다. 설폰화 활성탄 촉매를 이용하여 423.15 K에서 솔비톨의 탈수 반응 결과, 100% 솔비톨 전환율과 52% 아이소소바이드 선택도를 얻었다. 설폰화 활성탄은 낮은 설폰기 농도(0.5 mmol/g)에도 불구하고 높은 표면적으로 인해 423.15 K에서 Amberlyst-36과 유사한 솔비톨 탈수 반응 특성을 보이며, Amberlyst-36 대비 473.15 K 이상 고온에서도 안정한 특성을 보이는 고체산 촉매로 판단되었다. 또한, 솔비톨 탈수반응 결과를 바탕으로 반응과 생성물의 분리를 동시에 할 수 있는 반응증류 공정에 설폰화 활성탄 촉매를 적용한 결과, 기존 황산 공정 대비 2배 이상 빠른 반응시간에 단위 설폰산 농도 기준으로 4배 이상 높은 아이소소바이드 수율을 얻을 수 있었다.

NaHSO4·SiO2 촉매를 이용한 Knoevenagel 축합을 거친α,β의 불포화산, α-Cyanoacrylonitriles와 α-Cyanoacrylates의 합성을 위한 무수조건하의 반응 절차 (Dry Media Reaction Procedure for Synthesis of α,β-Unsaturated Acids, α-Cyanoacrylonitriles and α-Cyanoacrylates via Knoevenagel Condensation Using NaHSO4·SiO2 Catalyst)

  • Gopalakrishnan, M.;Sureshkumar, P.;Kanagarajan, V.;Thanusu, J.;Thirunavukkarasu, S.
    • 대한화학회지
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    • 제51권4호
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    • pp.346-351
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    • 2007
  • NaHSO4·SiO2를 사용하는 solvent-free 조건하에서 E-geometry를 가진 α,β의 불포화산, α-Cyanoacrylonitriles 와 α-Cyanoacrylates의 효율적인 입체선택적 반응을 수행하였다.

고체산 촉매를 이용해 합성한 diglycerol ester의 전기절연 특성 및 평가 (Insulation Properties and Evaluation of Diglycerol Ester Synthesized by Solid Acid Catalysts)

  • 권미성;백재호;김명환;박대원;이만식
    • 공업화학
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    • 제25권3호
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    • pp.254-261
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    • 2014
  • 변압기 내부에서 발생한 열의 냉각과 절연의 목적으로 채워지는 전기절연유는 광유가 널리 이용되고 있지만, 유출 시야기되는 환경오염 문제와 열적 불안정성 등의 문제가 있다. 친환경적이고 넓은 온도 범위에서 사용 가능한 전기절연유를 합성하기 위해, 디글리세롤과 두 종류의 지방산을 반응시켜 diglycerol ester를 합성하였다. 서로 다른 특성을 가진 올레산과 카프릴산의 몰비에 따른 절연특성을 분석한 결과, 지방산의 몰비가 Oleic acid:Caprylic acid = 1:3일 때 유동점은 $-50^{\circ}C$, 인화점은 $306^{\circ}C$로 가장 우수한 절연특성을 보였다. 또한, 합성물은 지방산의 전환율이 상승할수록 인화점은 상승하고 유동점은 감소하였다. $SO_4{^{2-}}/ZrO_2$의 소성온도에 따른 촉매특성 및 전환율을 살펴본 결과, $600^{\circ}C$에서 소성한 $SO_4{^{2-}}/ZrO_2$가 결정성을 가지면서 비표면적 당 산점의 밀도가 높아 가장 높은 전환율을 보였다. 합성한 diglycerol ester는 식물성 절연유와 비교했을 때 전반적으로 식물성 절연유보다 우수한 특성을 보였다.

Diels-Alder Cycloaddition of Cyclopentadiene with Ethylacrylate Catalyzed by Mesoporous Al-MCM-48 and Al-MCM-41 Catalysts

  • Shon, Jeong-Kuk;Sim, Jae-Yi;Thakur, Santosh Singh;Ko, Eun-Mi;Kong, Soo-Sung;Choi, Ji-Yun;Kang, Min;Senapati, Bidyut Kumar;Choi, Doo-Seoung;Ryu, Do-Hyun;Kim, Ji-Man
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제29권10호
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    • pp.1993-1997
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    • 2008
  • In the present work, Diels-Alder reaction of cyclopentadiene with ethylacrylate has been carried out by using two types of mesoporous solid acid catalysts (Al-MCM-41, Al-MCM-48) with different pore structures. The specific topology of Al-MCM-48 (cubic Ia3d structure composed of two independent 3-D channel systems) exhibit higher activity and stereo-control than those of Al-MCM-41 (hexagonal packing of 1-D channels). The physical properties of Al-MCM-48 catalyst, such as high accessibility of reactants to the acid sites, spatial confinement in the nanoscopic reactors, and 3-D channel network structure that are effective adsorption and diffusion of reactants, play a crucial role in the present study.