실리칼라이트 지지 니켈 촉매를 이용한 효율적인 CO2 메탄 전환

이산화탄소(CO2)를 메탄(CH4)으로 전환하는 촉매 반응은 CO2 수준 조절을 위한 기후변화 완화에 지속 가능한 해결책을 제공합니다. 본 연구에서는습식 함침법으로 제조된 서로 다른 니켈 함량의 실리칼라이트-1 지지 니켈 촉매를 CO2의 CH4 전환에 적용하였습니다. X선 회절 분석 결과, 니켈 함량이 높아질수록 결정립 크기가 증가했으며, N2 흡착 분석에서 촉매의 비표면적과 미세기공성이 감소하는 것이 추가로 확인되었습니다. 촉매의 환원성에 약간의 변화가 관찰되어, 함량이 분산도와 공간 분포에 미치는 영향을 시사합니다. 촉매 성능은 5 bar 압력과 GHSV 20,000 mL gcat−1 h−1 조건에서 다양한 온도 범위에서 평가되었습니다. 놀랍게도, Ni(5)@실리칼라이트-1은 Ni(10)@실리칼라이트-1보다 온도 범위 전반에서 더 높은 CO2 전환 효율을 보였습니다. NiO(5)@실리칼라이트-1은 450 °C에서 최대 88%의 CO2 전환율을 나타냈으며, 이는 10 중량% 함량 촉매보다 약 14% 높은 수치입니다. 특히, CH4 선택성 패턴은 촉매 간 거의 동일하여 반응 경로가 함량에 의해 영향을 받지 않음을 나타냅니다. NiO(5)@실리칼라이트-1의 우수한 성능은 더 작은 NiO 결정립과 개선된 텍스처 특성에 기인할 수 있습니다.