좋은 촉매의 준비는 표면적, 다공성 및 기공 부피와 같은 좋은 조직적 특성을 포함하는 적절한 지지체를 선택하는 것으로 시작됩니다. 촉매의 지지체는 촉매의 활성과 선택성에 중요한 역할을 합니다. 표면적은 활성 종의 로딩과 분산을 허용하는 한편, 지지체의 기공 크기는 반응물 분자가 기공 내부에 위치한 활성 종에 도달하도록 확산을 제어합니다. 따라서 물리흡착 기법을 사용하여 지지체의 조직적 특성을 밝히는 것이 가장 중요한 첫 번째 작업임에 틀림없습니다. 일반적으로 TPX 기법이라고 불리는 물리흡착 기법은 활성 입자를 쉽게 소결시킬 수 있는 고온, 고압의 반응 조건에서 활성 종을 안정화시키고 분산시켜 촉매를 빠르게 비활성화시키는 지지체의 역할을 연구하는 데 널리 사용됩니다.
이 연구에서는 Ni 지지 촉매를 사용하여 CO2를 H2로 환원하여 CH4를 생성하는 사바티에 반응을 수행했습니다. 약 5%의 Ni를 함유하고 표면적이 다른 물질에 지지된 두 가지 촉매를 사용했습니다. 반응기 온도를 상온에서 천천히(약 2℃/분) 높이고 질량 분석기로 생성물의 출현을 온라인으로 추적함으로써 반응의 진화와 온도 상승에 따른 생성물의 출현을 단계적으로 추적할 수 있었습니다.
이 연구 결과에 따르면 표면적이 높은 촉매일수록 더 많은 양의 CH4를 생성하고 활성 종의 소결이 더 낮았으며, 따라서 반응의 진화를 온라인으로 추적하여 온도 상승에 따른 생성물의 출현을 단계적으로 해명했습니다.
