Journal of the Korean Ceramic Society (한국세라믹학회지)

The Korean Ceramic Society (한국세라믹학회)
권호 표지

The Optimum of $CO_2$ Decomposition using Spinel Phase $Li{Mn_2}{O_4}$

스피넬상 $Li{Mn_2}{O_4}$를 이용한 $CO_2$ 분해의 최적조건

  • Lee, Dong-Suek (Department of Chemical Engineering, Hong-Ik University) ;
  • Rim, Byung-O (Department of Chemical Engineering, Hong-Ik University) ;
  • Yang, Chun-Hoe (Department of Chemical Engineering, Hanbat National University) ;
  • Lee, Poong-Hun (Department of Ceramic Engineering, Hong-Ik University)
  • 이동석 (홍익대학교 공과대학 화학공학과) ;
  • 임병오 (홍익대학교 공과대학 화학공학과) ;
  • 양천회 (한밭대학교 화학공학과) ;
  • 이풍헌 (홍익대학교 과학기술대학 세라믹공학과)
  • Published : 2001.10.31
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Abstract

The spinel $Li{Mn_2}{O_4}$ catalysts for $CO_2$ decomposition were synthesized by a sol-gel method using manganese acetate and lithium hydroxide as starting materials through drying at $150^{\circ}C$ for 12 hrs under oxygen atmosphere followed by heat treatment at $480^{\circ}C$ for 12 hrs. The synthesized $Li{Mn_2}{O_4}$ were reduced by hydrogen for 3 hrs at various temperatures and the decomposition rate of carbon dioxide was investigated at 300, 325, 350, 375 and $400^{\circ}C$ using the $Li{Mn_2}{O_4}$ reduced by hydrogen gases. As a result of experiment, the optimum temperature of hydrogen reduction and $CO_2$ decomposition was shown $350^{\circ}C$. The physicochemical properties of the spinel $Li{Mn_2}{O_4}$ the reduced $Li{Mn_2}{O_4}$ and the $Li{Mn_2}{O_4}$ after $CO_2$ decomposition were examined with XRD, SEM and TGA.

이산화탄소 분해를 위한 촉매 $Li{Mn_2}{O_4}$는 졸-겔법에 의해서 망간아세테이트와 수산화리튬을 출발물질로 사용하여 $150^{\circ}C$의 공기분위기에서 12시간 동안의 건조과정과 $480^{\circ}C$에서 12시간 동안의 열처리과정을 통해서 합성하였다. 합성한 촉매를 수소환원시키기 위해서 다른 온도에서 수소($H_2$)로 3시간동안 환원하였고, 이 수소에 의해 환원된 촉매를 이용해 $300^{\circ}C$, $325^{\circ}C$, $350^{\circ}C$, $375^{\circ}C$, $400^{\circ}C$에서 이산화탄소($CO_2$) 분해율을 조사하였다. 실험결과 수소환원과 이산화탄소 분해의 온도최적조건은 $350^{\circ}C$임을 알 수 있었다. 합성촉매를 포함해 수소에 의한 환원과 이산화탄소분해 후 촉매에 대하여 XRD분석, SEM관찰, TGA 분석을 하였다.

Keywords