Production of Dry Oxidant through Catalytic H2O2Decomposition over Mn-based Catalysts for NO Oxidation

본 연구에서는 배가스 내 존재하는 비교적 처리가 어려운 오염물질인 NO 기체에 대하여 처리효율을 증대시키기 위하여 NO 산화공정이 필요하며, 이에 필요한 건식산화제를 제조하는 방법으로 H₂O₂ 촉매분해가 도입되었다. H₂O₂ 분해공정 상에서 적용 가능한 촉매로서 다양한 Mn 기반의 불균일계 고체 산 촉매들이 제조되었으며, 이들이 지니는 물리화학적 특성이 주로 H₂O₂ 분해반응에 미치는 영향이 조사되었다. 그 결과, Mn 기반의 고체산 촉매들이 지니는 산점 특성이 H₂O₂ 촉매분해에 영향을 미침을 알 수 있었으며, 산점이 낮은 온도영역에서 많은 양의 산점의 특성을 지니는 촉매가 H₂O₂ 분해반응에서 가장 높은 성능을 나타냄과 동시에 제조된 건식산화제로 인해 높은 NO 산화율을 나타내었다. 대표적인 결과로서 K 성분이 첨가된 Mn 기반의 Fe₂O₃ 지지체 촉매가 적용될 경우, 가장 높은 H₂O₂ 분해효율과 더불어 가장 높은 NO 전환율을 나타내었다. The NO oxidation process has been applied to improve a removal efficiency of NO included in exhaust gas. In this study, to produce a dry oxidant for the NO oxidation process, the catalytic H₂O₂ decomposition method was proposed. A variety of the heterogeneous solid-acidic Mn-based catalysts were prepared for the catalytic H₂O₂ decomposition and the effect of their physico-chemical properties on the catalytic H₂O₂ decomposition were investigated. The results of this study showed that the acidic sites of the Mn-based catalysts has an influence on the catalytic H₂O₂ decomposition. The Mn-based catalyst having the abundant acidic sites within the wide temperature range in NH₃-TPD shows the best performance for the catalytic H₂O₂ decomposition. Therefore, the NO oxidation efficiency, using the dry oxidant produced by the H₂O₂ decomposition over the Mn-based catalyst having the abundant acidic properties under the wide temperature range, was higher than the others. As a remarkable result, the best performances in the catalytic H₂O₂ decomposition and NO oxidation was shown when the Mn-based Fe₂O₃ support catalyst containing K component was used for the catalytic H₂O₂ decomposition.