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논문 국내 국내전문학술지(KCI급) Glucose로부터 5-Hydroxymethylfurfural 제조를 위한 MFI 및 Beta 제올라이트 촉매의 비교 연구: 촉매의 구조적 특성 및 산점이 반응 성능에 미치는 영향
- 학술지 구분 국내전문학술지(KCI급)
- 게재년월 2026-03
- 저자명 손수빈, 김지연, 이지혁, 조강희, 이수경*, 김정철*
- 학술지명 유기물자원화
- 발행처명 유기성자원학회
- 발행국가 국내
- 논문언어 한국어
- 전체저자수 6
논문 초록 (Abstract)
포도당의 5-하이드록시메틸푸르푸랄(HMF)로의 촉매 전환은 이성질화 및 탈수 경로를 정밀하게 제어해야 하는 바이오매스 고부가가치화 핵심 공정이다. 본 연구에서는 MFI 및 베타 제올라이트의 촉매 성능을 비교 분석하여 이들의 물리화학적 특성과 HMF 수율 간의 관계를 규명하였다. 촉매의 결정 구조, 기공 구조 및 산성 특성은 X선 회절, N2 흡착-탈착 및 NH3 온도 프로그램 탈착을 통해 체계적으로 분석되었다. 실험 결과 베타 제올라이트가 MFI 제올라이트보다 HMF 수율 측면에서 우수한 성능을 보였으며, 이는 우수한 기공 접근성과 포도당-과당-HMF 연쇄 반응에 유리한 산성 부위의 최적화된 분포에 기인한다. 공정 효율을 더욱 향상시키기 위해 베타 제올라이트 시스템의 반응 조건을 최적화하였다. 반응 온도와 염분 제거제인 NaCl 농도의 영향을 평가하여 부반응을 억제하면서 HMF 생산을 극대화하는 최적 조건을 확립하였다. 본 연구는 제올라이트의 구조적 특성과 산도가 육당류의 선택적 탈수 반응에 미치는 영향을 포괄적으로 규명함으로써 지속 가능한 화학 생산을 위한 이종 촉매 설계에 실용적인 통찰력을 제공한다.
