본 연구에서는 Mn-PC 촉매와 상압유통식 반응장치를 이용하여 $200{sim}380^{circ}C$ 범위에서 VOCs(아세트알데히드, 프로피온알데히드, 톨루엔) 연소반응을 수행하였다. 촉매 전처리(air, $450^{circ}C$, 1 hr, 60 cc/min) 전 후의 물리화학적 특성변화 조사는 TGA (Thermogravimetric Analyzer), BET (Brunauer Emmett Teller), EA (Elemental Analyzer), XRD (X-ray Diffractometer) 및 SEM (Scanning Electronic Microscope)을 이용하여 파악하였다. TGA 분석결과 Mn-PC의 열중량(공기 분위기) 감소는 $419^{circ}C$에서 88 wt.%를 나타내었으며, 전처리 후 비표면적은 크게 증가하는 것으로 확인되었다. EA 분석결과 전처리를 통해서 유기물 성분은 분해 또는 연소되어 거의 관찰되지 않는 것으로 파악되었다. 또한 XRD분석을 통해 Mn-PC 촉매가 전처리 후 새로운 형태의 산화물인 $Mn_3O_4$로 전이됨을 확인하였다. 그리고 SEM 분석결과 전처리 과정에서 많은 micropore가 생성된 것으로 관찰되었다. 프로피온알데히드 연소의 경우 전처리한 Mn-PC는 $Mn_3O_4$와 fresh한 Mn-PC 보다 우수한 촉매활성을 나타내었다. 전처리된 Mn-PC상에서 VOCs 연소 효과는 톨루엔 < 아세트알데히드 < 프로피온알데히드 순서로 나타났다.
In this study, the catalytic activity of Mn-Phthalocyanine (Mn-PC) for VOCs (acetadehyde, propionaldehyde and toluene) combustion was determined. The reaction was carried out in a fixed bed reactor at the temperature range of $200{sim}380^{circ}C$. We investigated the physicochemical properties of Mn-PC before and after the pretreatment (air, $450^{circ}C$, 1 hr, 60 cc/min) by TGA (Thermogravimetric Analyzer), BET (Brunauer Emmett Teller), EA (Elemental Analyzer), XRD (X-ray Diffractometer) and SEM (Scanning Electronic Microscope). By TGA analysis, 88 wt.% mass loss of Mn-PC was found at $419^{circ}C$. The BET surface area of Mn-PC increased after the pretreatment. The decomposition and combustion of organic components in Mn-PC were observed by EA analysis. We also confirmed that Mn-PC had transformed into a new manganese oxide phase ($Mn_3O_4$) after the pretreatment by XRD analysis. By SEM analysis, many of the micropores generated during the pretreatment were found. The catalytic activity of Mn-PC with the pretreatment for propionaldehyde combustion was higher than that of $Mn_3O_4$ and fresh Mn-PC. It showed the catalytic activity of Mn-PC with the pretreatment for VOCs combustion by the order of toluene < acetadehyde < propionaldehyde.
