목차
옮기면서 = 4
추천사 = 6
들어가며 = 8
제1장 귀금속 촉매의 특징 = 23
1.1 반응 기구 = 24
1.2 활성 = 25
1.3 선택성 = 28
1.4 상승 효과 = 28
1.5 용매 = 29
1.6 안정성 = 29
1.7 촉매독에 대한 내성 = 30
1.8 귀금속의 독성 = 30
1.9 촉매 제조 = 30
1.10 사용한 촉매의 처리 = 31
제2장 촉매의 사용 방법 = 32
2.1 반응기의 선택 = 32
2.2 현탁 반응기 촉매 = 34
2.2.1 촉매 사용량 = 34
2.2.2 금속 함량 = 35
2.2.3 입자 크기와 촉매 활성 = 36
2.2.4 반응 온도와 반응 속도 = 36
2.2.5 입자 크기와 여과 속도 = 36
2.2.6 반복 사용 = 37
2.2.7 현탁 반응기 = 39
2.2.8 현탁 반응기에 촉매의 충전 = 40
2.2.9 환원 처리 = 40
2.2.10 여과 방법 = 40
2.2.11 거름종이와 거름포 = 42
2.2.12 여과 보조재 = 42
2.2.13 사용한 촉매의 처리 = 43
2.3 고정층 촉매 = 43
2.3.1 고정층 반응 장치 = 43
2.3.2 고정층 촉매의 충전 = 45
2.3.3 환원 처리 = 48
2.3.4 운전 방법 = 49
2.3.5 촉매 제거 = 51
2.3.6 사용한 촉매의 취급 = 52
2.4 촉매의 보관 방법 = 52
2.4.1 보관 방법 = 52
2.4.2 화재시 소화 방법 = 53
2.5 사고 예 = 53
제3장 활성 저하 = 55
3.1 공업 촉매의 수명은 = 55
3.2 활성 저하 = 55
3.2.1 초기 활성 = 55
3.2.2 촉매 표면의 변화 = 58
3.2.3 공업 촉매의 활성 저하 원인 = 59
3.2.4 촉매독과 반응 촉진제 = 60
3.2.5 활성이나 선택성을 높여주는 물질의 이탈 = 61
3.2.6 금속 착체 촉매의 활성 저하 = 61
3.3 촉매의 활성 저하 = 62
3.4 촉매독 = 65
3.4.1 일산화탄소 = 66
3.4.2 산소 = 68
3.4.3 산 = 68
3.4.4 촉매에 붙는 이물질 = 69
3.4.5 할로겐 = 69
3.4.6 황 = 70
3.4.7 중금속 = 71
3.4.8 반응 중에 생성되는 물질 = 73
3.4.9 배위되지 않은 전자쌍이 있는 화합물 = 73
3.4.10 유기 화합물 = 74
3.4.11 고체 입자(dust) = 74
3.4.12 그밖에 알 수 없는 불순물 = 75
3.5 촉매 자체의 변화 = 75
3.5.1 소결(燒結. sintering) 현상 = 75
3.5.2 응집 또는 용출(溶出. elution) = 77
3.5.3 지지체의 변화 = 77
3.5.4 산화수의 변화 = 78
3.6 물리적 원인에 의한 활성 저하 = 78
3.6.1 마모와 부스러짐 = 78
3.6.2 기계적 강도의 변화 = 79
3.6.3 박리 = 79
제4장 활성 저하의 원인 조사와 대책 = 81
4.1 활성 저하의 원인 해석 = 81
4.1.1 활성 저하의 원인 찾기 = 81
4.1.2 반응 속도 = 81
4.2 활성 저하의 원인을 조사하는 법 = 83
4.2.1 입도 분포 = 83
4.2.2 표면적(세공 크기 분포) = 84
4.2.3 열중량 분석(TG: Thermogravimetry) = 85
4.2.4 금속의 표면적(Metal Surface Area: MSA) = 85
4.2.5 형광 X-선 분석(X-ray Fluorescence: XRF) = 88
4.2.6 오제전자분광법(Auger Electron Spectroscopy: AES) = 89
4.2.7 X-선 광전자 분광법(X-ray Photoelectron Spectroscopy: XPS) = 89
4.2.8 투과전자현미경(Transmission Electron Microscope: TEM) = 89
4.2.9 염소, 황, 인의 화학 분석 = 90
4.2.10 촉매 반응에서 활성 저하를 측정하기 = 91
4.3 활성 저하 원인의 해석 = 93
4.3.1 해석 방법 = 93
4.3.2 촉매 처리 방법 = 94
4.3.3 추정에 의한 해석 = 95
4.3.4 재생 처리 = 98
4.4 활성 저하에 대한 대책 = 98
4.4.1 사용 방법의 조절 = 98
4.4.2 가짜(dummy) 촉매 = 99
4.4.3 활성이 저하된 촉매의 이용 = 100
4.4.4 활성이 낮은 촉매의 활용 = 101
4.4.5 계 안에 첨가물을 넣어 촉매의 활성 저하를 방지하기 = 101
4.4.6 반응 조건 검토 = 103
4.5 재생법 = 104
4.6 활성 저하의 원인 해석 사례 = 105
4.6.1 환원 알킬화 촉매 = 105
4.6.2 에텐 분해 과정에서 부생성유(副生成油)의 수소화 촉매 = 108
4.6.3 말레산의 수소화 반응 촉매 = 109
4.6.4 공기 중에서 일산화탄소의 제거 반응 촉매 = 109
4.7 수명 시험 = 110
4.7.1 현탁 반응기 = 110
4.7.2 고정층 반응기 = 111
4.7.3 실제 반응기에서 시험 = 112
4.7.4 약식 촉매 수명 시험 = 112
제5장 공업 촉매의 개발 = 114
5.1 촉매 제조 = 114
5.1.1 제조법으로 촉매의 활성 높이기 = 114
5.1.2 제조법으로 촉매의 선택성 높이기 = 120
5.1.3 제조법으로 촉매의 수명 늘이기 = 121
5.2 합금 촉매 = 123
5.2.1 합금을 만들어 촉매의 활성을 높이기 = 123
5.2.2 합금으로 촉매의 선택성 높이기 = 127
5.2.3 합금을 만들어 촉매의 수명 늘리기 = 127
5.3 지지체와 금속의 상호작용 = 133
5.3.1 지지체를 이용한 촉매의 활성 높이기 = 133
5.3.2 지지체로 선택성 높이기 = 134
5.3.3 지지체로 촉매 기능을 다원화하기 = 139
5.3.4 지지체로 수명 늘이기 = 140
5.4 촉매의 성질 조절(修飾, modification) = 143
5.4.1 촉매의 성질을 조절하여 활성을 높이기 = 143
5.4.2 촉매의 성질을 조절하여 촉매의 선택성 높이기 = 145
5.4.3 촉매의 성질을 조절하여 촉매 기능을 높이기 = 148
5.5 혼합 촉매 = 148
5.6 기타 = 149
제6장 반응기 설계의 최적화 = 152
6.1 채널링(Channeling, Mull-distribution) = 152
6.2 다관 반응기(Multi-tubular Reactor) = 153
6.3 다단 반응기 = 154
6.4 하향 흐름 = 155
6.5 수명이 긴 촉매의 개발 = 156
제7장 불균일계 촉매 반응 = 158
7.1 수소화 반응 = 158
7.1.1 아세틸렌 화합물의 수소화 반응 = 158
7.1.2 올페핀 화합물의 수소화 반응 = 160
7.1.3 방향족 나이트로 화합물의 수소화 반응 = 169
7.1.4 할로나이트로 화합물의 수소화 반응 = 175
7.1.5 뱀버거(Bamberger) 자리옮김 반응 = 179
7.1.6 나이트로소 화합물의 수소화 반응 = 181
7.1.7 옥심의 수소화 반응 = 182
7.1.8 사이아노 카복실산의 환원 반응 = 182
7.1.9 카보닐의 수소화 반응 = 183
7.1.10 나이트릴기의 수소화 반응 = 197
7.1.11 에폭시의 수소화 반응 = 200
7.1.12 카복실산의 환원 반응 = 200
7.1.13 방향족 화합물의 수소화 반응 = 204
7.1.14 페놀 유도체의 수소화 반응 = 210
7.1.15 방향족 아민의 수소화 반응 = 215
7.1.16 다환 화합물의 수소화 반응 = 220
7.1.17 헤테로고리 화합물의 수소화 반응 = 223
7.1.18 과산화물의 수소화 반응 = 226
7.2 수소화 할로겐제거 반응 = 227
7.3 수소화 분해 반응 = 234
7.4 에스터의 수소화 분해 반응 = 237
7.5 환원 알킬화 반응 = 238
7.6 환원 아미노화 반응 = 242
7.7 2량체화 중합 반응 = 247
7.8 이성질화 반응 = 249
7.9 불균등화 반응 = 251
7.10 복분해 합성법(metathesis) = 253
7.11 카보닐화 반응 = 253
7.12 탈수소화 반응 = 260
7.12.1 파라핀의 탈수소화 반응 = 260
7.12.2 나프텐의 탈수소화 반응 = 261
7.12.3 알코올의 탈수소화 반응 = 266
7.13 산화 반응 = 267
7.13.1 올레핀의 산화 반응 = 267
7.13.2 알코올의 산화 반응 = 268
7.13.3 카보닐의 산화 반응 = 272
7.13.4 수화(水和 hydration) 산화 반응 = 274
7.13.5 산화 에스터화 반응 = 276
7.13.6 아세트옥실화 반응 = 277
7.13.7 그밖의 산화 반응 = 280
7.14 분해 반응 = 281
제8장 균일계 촉매 반응 = 290
8.1 카보닐화 반응 = 290
8.1.1 아세트산의 제조 반응 = 290
8.1.2 아세트산 무수물 = 292
8.1.3 α-페닐프로피온산 = 293
8.1.4 메타 메틸아크릴레이트(metamethylacrylate: MMA)의 합성 반응 = 294
8.1.5 Heck 카보닐화 반응 = 295
8.1.6 카복실산에 에스터를 붙이기 = 295
8.2 하이드로폼일화 반응 = 296
8.2.1 2-에틸헥산올(옥탄올)의 합성 반응 = 296
8.2.2 1,4-뷰테인다이올의 제조 반응 = 297
8.2.3 3-메틸펜테인다이올의 합성 반응 = 298
8.2.4 이부프로펜의 제조 반응 = 299
8.3 뷰타다이엔의 수화 2량화 반응 = 299
8.4 수소화 반응 = 300
8.4.1 올레핀의 수소화 반응 = 300
8.4.2 나이트로 화합물의 수소화 반응 = 302
8.4.3 카보닐의 수소화 반응 = 302
8.4.4 카복실산의 환원 반응 = 304
8.4.5 고분자 물질의 수소화 반응 = 305
8.5 아민화 반응 = 305
8.6 하이드록실화 반응 = 306
8.7 이성질화 반응 = 307
8.8 바이닐클로라이드의 제조 반응 = 308
8.9 다이메틸폼아마이드(dimethylformamide: DMF)의 합성 반응 = 308
8.10 액상 산화 반응 = 308
8.10.1 액카(Wacker) 반응 = 308
8.10.2 RuO₂에 의한 산화 반응 = 310
8.10.3 OsO₄에 의한 산화 = 311
8.11 2량체화 반응 = 312
8.11.1 산화 2량체화 반응 = 312
8.11.2 스즈키 반응 = 314
8.12 고리화 반응 = 316
8.13 탈아민화 반응 = 317
8.14 균일계 고정화 촉매 = 317
8.14.1 액상 산화 반응 = 317
8.14.2 카보닐기의 수소화 반응 = 318
8.15 비대칭 합성 반응 = 321
8.15.1 올레핀의 수소화 반응 = 321
8.15.2 카보닐기의 수소화 반응 = 324
8.15.3 비대칭 이성질화 반응 = 328
제9장 특수 공정의 촉매 = 331
9.1 수소화 정제 공정 = 331
9.1.1 에텐의 정제 공정 = 332
9.1.2 바이닐클로라이드 제조 공정에서 아세틸렌의 수소화 제거 반응 = 332
9.1.3 프로펜의 정제 반응 = 333
9.1.4 바이닐아세틸렌의 수소화 반응 = 333
9.1.5 뷰텐의 정제 반응 = 334
9.1.6 스타이렌의 정제 공정 = 337
9.1.7 회수한 C₄와 C◆U2085◆의 활용 공정 = 338
9.1.8 고순도 테레프탈산(PTA)의 제조 공정 = 338
9.1.9 고순도 아이소프탈산의 제조 공정 = 341
9.1.10 ε-카프로락탐의 정제 공정 = 341
9.1.11 뷰탄올의 정제 공정 = 342
9.1.12 그밖의 수소화 정제 공정 = 342
9.2 분해 가솔린의 수소화 반응 = 344
9.3 바이닐아세테이트의 합성 반응 = 345
9.4 알릴아세테이트의 제조 반응 = 347
9.5 가솔린의 구조바꿈 반응 = 347
9.6 p-자일렌의 제조 반응 = 351
9.7 고분자 물질의 수소화 공정 = 352
9.7.1 폴리뷰텐의 수소화 반응 = 353
9.7.2 하이드록시폴리뷰타다이엔의 수소화 반응 = 354
9.7.3 아크릴로나이트릴-뷰타다이엔 공중합체의 수소화 반응 = 355
9.7.4 스타이렌-뷰타다이엔 공중합체의 수소화 반응 = 357
9.7.5 아크릴로나이트릴-뷰타다이엔-스타이렌(ABS) 수지의 수소화 반응 = 358
9.7.6 폴리스타이렌의 수소화 반응 = 358
9.7.7 폴리페닐아민의 수소화 반응 = 358
9.7.8 노르보르넨계 수지의 수소화 반응 = 359
9.7.9 에텐-일산화탄소-공중합체의 수소화 반응 = 360
9.7.10 C◆U2085◆ 및 다이사이클로펜타다이엔(dicyclopentadiene: DCPD)계 석유 수지의 수소화 반응 = 360
9.7.11 C◆U2089◆ 석유 수지의 수소화 반응 = 362
9.7.12 고정층 반응기의 촉매 설계 = 362
9.7.13 균일계 촉매 = 364
9.8 페놀 제조 공정 = 364
9.9 암모니아의 합성 공정 = 366
9.10 과산화수소의 제조 공정 = 367
9.11 나일론의 제조 공정 = 368
9.12 MIBK의 제조 공정(아세톤에서 직접 합성) = 370
9.13 소르비톨의 제조 공정 = 371
제10장 기체 관련 공정의 촉매 = 377
10.1 기체 정제 = 377
10.1.1 산소제거 반응 = 377
10.1.2 아르곤 정제 공정 = 380
10.1.3 재결합 반응기(recombiner) = 380
10.1.4 메테인화 반응(methanation) = 380
10.1.5 일산화탄소의 선택적 산화 반응 = 381
10.1.6 이산화탄소(탄산 가스)의 정제 공정 = 382
10.1.7 요소 생산 공정에서 이산화탄소 중 수소의 제거 = 383
10.1.8 고순도 질소 기체의 제조 = 383
10.1.9 코우스로 가스(coke oven gas: COG)의 정제 = 384
10.2 기체 제조 공정 = 385
10.2.1 수증기의 구조바꿈 공정 = 385
10.2.2 공기를 이용한 구조바꿈 공정 = 386
10.2.3 암모니아의 분해 공정 = 387
10.2.4 이산화질소의 환원 반응 = 387
10.2.5 풀림로(annealing furnace)용 가스 제조 = 388
10.3 노내 정화 = 388
제11장 환경 촉매 = 391
11.1 휘발성 유기 화합물(volatile organic compounds: VOC)의 제거 촉매 = 391
11.1.1 완전 산화 반응 = 391
11.1.2 탈취의 원리 = 392
11.1.3 설계 조건 = 393
11.1.4 촉매의 수명 = 394
11.1.5 제거 성능 = 394
11.1.6 VOC 제거 촉매의 수명을 늘리기 위한 대책 = 396
11.1.7 사용 예 = 396
11.1.8 공장 폐가스에서 열과 동력 회수 = 399
11.1.9 운전 방법 = 401
11.2 유해 가스의 제거 촉매 = 401
11.2.1 아산화질소의 분해 반응 = 401
11.2.2 일산화탄소의 제거 촉매 = 402
11.2.3 DeNOx 촉매 = 402
11.3 촉매 연소 = 403
11.3.1 촉매 연소 버너 = 403
11.3.2 소광로(燒鑛爐) 배기 가스 = 403
11.4 폐수 처리 = 404
11.4.1 기체 세정액의 처리 = 404
11.4.2 화학 공장의 폐수 처리 = 405
11.4.3 황화물 처리 = 406
11.4.4 암모니아의 제거 반응 = 407
11.4.5 아질산 암모늄(NH₄NO₂) 분해를 이용한 질소 물질 제거법 = 407
11.4.6 하이드라진에 의한 질산 이온의 환원 방법 = 408
11.4.7 유기 산 폐액의 처리 방법 = 408
11.4.8 염화 암모늄 폐액의 처리 방법 = 409
11.4.9 환원 분위기에서 폐액의 처리 방법 = 409
11.4.10 지하수의 처리 방법 = 410
제12장 유망한 촉매 반응과 촉매 = 412
12.1 과산화수소의 제조 공정 = 412
12.2 메탄올의 직접 합성 반응 = 412
12.3 에텐의 제조 공정 = 413
12.4 아세트산 제조 공정 = 414
12.4.1 고정화 촉매로 아세트산 제조 = 414
12.4.2 메틸포메이트의 이성질화 반응 = 414
12.4.3 에테인을 산화시켜서 아세트산을 제조하는 공정 = 415
12.5 에틸아세테이트의 제조 공정 = 415
12.6 아세트산에서 바이닐아세테이트를 제조하는 반응 = 416
12.7 아크릴산의 제조 공정 = 417
12.8 MMA의 제조 공정 = 417
12.9 뷰틸알데하이드의 제조 공정 = 418
12.10 아디프산의 제조 공정 = 419
12.10.1 뷰타다이엔에서 아디프산의 합성 = 419
12.10.2 1,4-다이아세톡시뷰텐의 카보닐화 = 419
12.11 1,6-헥세인다이올의 제조 공정 = 420
12.11.1 아디프산의 직접 환원 반응 = 420
12.11.2 뷰타다이엔에서 1,6-헥세인다이올을 합성하는 반응 = 421
12.12 아디프나이트릴의 합성 반응 = 421
12.13 도데센의 제조 반응 = 422
12.14 자일렌글라이콜의 합성 반응 = 423
12.15 사이클로헥세인다이메탄올(cyclohexanedimethanol: CHDM)의 제조 반응 = 424
12.16 고급 알코올의 제조 반응 = 424
12.17 페놀의 합성 공정 = 424
12.18 탄산다이페닐(diphenylcarbonate)의 제조 반응 = 425
12.19 우레탄의 제조 반응 = 427
12.19.1 N,N'-다이페닐요소의 합성 반응 = 427
12.19.2 TDI의 제조 반응 = 427
12.19.3 메털렌다이아이소시안네이트(methylenedisocyanate: MDI)의 제조 반응 = 428
12.20 황제거 촉매 반응 = 429
제13장 참고문헌 = 432
찾아보기 = 436
