Phase Cooperation Between Mo-V-O and Metal Oxide in Selective Oxidation of Acrolein

아크롤레인 선택 산화반응에서 Mo-V-O와 금속산화물의 상간협동

The synergistic effects in mechanical mixture catalysts of Mo-V-O and metal oxide were investigated for the selective oxidation of acrolein. The metal oxides used are $SnO_2$, ${\alpha}-Sb_2O_4$, $WO_3$, ${\alpha}-Al_2O_3$, CuO, $MnO_2$, $Cu_2O$, MgO, CoO, and ZnO. Mechanical mixtures of Mo-V-O plus $SnO_2$ or ${\alpha}-Sb_2O_4$ had resulted in higher conversion of acrolein and higher yield of acrylic acid than Mo-V-O. The origin of the synergy is attributed to the cooperation of Mo-V-O and $SnO_2$ or ${\alpha}-Sb_2O_4$, in which $SnO_2$ or ${\alpha}-Sb_2O_4$ forms dissociated oxygens at their oxygen vacancies and transports them to Mo-V-O. $Cu_2O$, MgO, CuO, and $MnO_2$, increased conversion of acrolein but decreased yield of acrylic acid. CoO and ZnO inhibited the catalytic performance of Mo-V-O. The different role of these metal oxides is explained in terms of their oxidation-reduction properties.

본 연구는 아크롤레인의 선택산화반응에서 Mo-V-O와 금속산화물의 기계적 혼합촉매에 대한 synergy 효과를 고찰한 것으로 금속산화물로는 $SnO_2$, ${\alpha}-Sb_2O_4$, $WO_3$, ${\alpha}-Al_2O_3$, CuO, $MnO_2$, $Cu_2O$, MgO, CoO 그리고 ZnO 등을 사용하였다. $SnO_2$나 ${\alpha}-Sb_2O_4$와 Mo-V-O의 혼합물 촉매는 Mo-V-O보다 높은 전화율과 수율을 나타내었는데 이것은 이들이 산소 빈자리에 해리 홉착된 산소를 형성하여 Mo-V-O에 전달하는 상간협동에 의한 것으로 판단된다 그러나 $Cu_2O$, MgO, CuO, $MnO_2$와 Mo-V-O의 혼합물 촉매의 경우 전화율은 증가하였으나 수율은 감소하였고, CoO와 ZnO는 Mo-V-O의 촉매성능을 억제하였다. 각 금속산화물의 역할이 서로 다른 점을 그들의 산화-환원 특성으로 설명하였다.