5 research outputs found
๊ฑด๊ฐ๋ณดํ์ ์ฑ ์ฌ์์์ํ์ ๊ฐ์ ์ ์ฐธ์ฌ์ ์์ฌ๊ฒฐ์ ๊ณผ์ ์ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น๋ ์์ธ
ํ์๋
ผ๋ฌธ (์์ฌ)-- ์์ธ๋ํ๊ต ๋ณด๊ฑด๋ํ์ : ๋ณด๊ฑดํ๊ณผ(๋ณด๊ฑด์ ์ฑ
๊ด๋ฆฌํ ์ ๊ณต), 2015. 8. ๊น์ฐฝ์ฝ.๋ณด๊ฑด์๋ฃ ์ ์ฑ
์ ์์ฌ๊ฒฐ์ ๊ณผ์ ์์ ๊ณต๊ณต ์ฐธ์ฌ์ ์ค์์ฑ์ ์ค๋ ์ ๋ถํฐ ๊ฐ์กฐ๋์์ง๋ง ์๋ฌธ์ด๋ ์๊ฒฌ ์ฒญ์ทจ ์์ค์ ํ์ ๋๋ ๊ฒฝ์ฐ๊ฐ ๋ง์๋ค. ๊ฑด๊ฐ๋ณดํ์ ์ฑ
์ฌ์์์ํ(์ดํ, ๊ฑด์ ์ฌ)๋ ๊ฑด๊ฐ๋ณดํ์ ์ฑ
๊ฒฐ์ ์ ๊ฐ์ฅ ๋์ ์์ค์ ๊ถํ์ ๊ฐ์ง ๊ฐ์
์ ์ฐธ์ฌ ์ ๋์ด์ง๋ง ๊ฐ์
์ ์ฐธ์ฌ์๋ค์ด ์ถฉ๋ถํ ์ํฅ๋ ฅ์ ๋ํ๋ด์ง ๋ชปํ๋ค๊ณ ํ๊ฐ๋๊ณ ์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ๊ฐ์
์ ์ฐธ์ฌ์๋ค์ด ์ด๋ป๊ฒ ์ฐธ์ฌํ๊ณ ์์ฌ๊ฒฐ์ ์ ํ๊ณ ์๋์ง์ ๋ํ ์ฐ๊ตฌ๋ ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ๊ฑด์ ์ฌ์ ๊ฐ์
์ ๋จ์ฒด ์ฐธ์ฌ๊ณผ์ ์ ์คํ๋ฅผ ๊ธฐ์ ํ๊ณ ์์ฌ๊ฒฐ์ ๊ณผ์ ์ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น๋ ์์ธ์ด ๋ฌด์์ธ์ง๋ฅผ ๋ฐํ๊ธฐ ์ํด ์ํ๋์๋ค.
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ๊ฑด์ ์ฌ์ ๊ฐ์
์ ๋ํ ๋จ์ฒด์ธ 8๊ฐ ๋จ์ฒด์ ์ฐธ์ฌ์๋ค์ ๋์์ผ๋ก ํ๋ ์ฌ์ธต๋ฉด๋ด๊ณผ ํ์์๋ฃ์ ๋ณด๋์๋ฃ๋ฅผ ์๋ฃ์์ผ๋ก ํ ์ง์ ๋ด์ฉ ๋ถ์ ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ด์ฉํ์๋ค. ์ฌ์ธต๋ฉด๋ด์๋ ๋ชฉ์ ํ์ง๋ฐฉ๋ฒ์ผ๋ก ์์ง๋ 7๋ช
์ด ์ฐธ์ฌํ์์ผ๋ฉฐ, ํ์์๋ฃ๋ 2014๋
, 2015๋
๊ฑด์ ์ฌ ํ์์๋ฃ๋ฅผ ์ด์ฉํ์๋ค. ๋ฉด๋ด์๋ฃ๋ฅผ ๊ฐ๋ฐฉ ์ฝ๋ฉ์ผ๋ก ๋ฒ์ฃผํํ๊ณ ์ฐธ์ฌ์ ์์ฌ๊ฒฐ์ ์ด๋ก ๊ณผ ๋น๊ตํ์๋ค.
์ฐ๊ตฌ ๊ฒฐ๊ณผ ๊ฐ์
์ ์ฐธ์ฌ์๋ค์ ์์ฌ๊ฒฐ์ ๊ณผ์ ์ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น๋ ์์ธ์ ํ๊ฒฝ์ ์์ธ, ์ ๋์ ์์ธ, ํ์์ ์์ธ์ผ๋ก ์ค๋ช
ํ ์ ์์๋ค. ํ๊ฒฝ์ ์์ธ๊ณผ ๊ด๋ จํ์ฌ ์ฐธ์ฌ์๋ค์ ์กฐ์ง ๊ฐ ์ด๊ฒฌ์ด ํตํฉ๋์ง ์์ ์ ํ์ ์ธ ํ๋ ฅ๊ด๊ณ๋ฅผ ์ ์งํ๊ณ ์์์ผ๋ฉฐ, ๋ค๋ฅธ ์กฐ์ง์ ๋ํ ์ ๋ขฐ๊ฐ ๋ฎ์๋ค. ์ ๋์ ์์ธ๊ณผ ๊ด๋ จํ์ฌ ์ฐธ์ฌ์๋ค์ ํ์๊ธฐ๊ตฌ ๊ตฌ์ฑ ๊ณผ์ ์ด ๋ถ๊ณต์ ํ๊ณ ๊ฐ์
์๊ฐ ์๋์ ์ผ๋ก ๊ณต๊ธ์๋ ์ ๋ถ์ ๋นํด ๋ถ๋ฆฌํ๋ค๊ณ ๋๋ผ๊ณ ์์๋ค. ๋ํ ์๋ฃ๊ฐ ๋ฆ๊ฒ ์ ๊ณต๋๊ณ ๋ถ์ถฉ๋ถํ๊ฒ ์ ๊ณต๋๋ ๊ฒ์ ํฐ ๋ถ๋ง์ ์ ๊ธฐํ์๋ค. ํ ๋ก ์ ์์์ ๋ฐ๋์์ ๋ค์์ ์นจ๋ฌต์ผ๋ก ์งํ๋์ด ์ถฉ๋ถํ๊ฒ ์ด๋ฃจ์ด์ง์ง ์์๋ค. ์ฐธ์ฌ์๋ค์ ๊ฑด์ ์ฌ์ ์ฌ์์ด ์ด๋ ต๊ณ ์ดํด๊ด๊ณ๊ฐ ๋ณต์กํ๋ค๊ณ ์๊ฐํ์๋ค. ์ฐธ์ฌ ์์๋ง๋ค ์ญ๋๊ณผ ์๋ฐ์ฑ ์์ค์ด ๋ค๋ฅด๊ฒ ๋ํ๋ฌ์ผ๋, ๋๋ถ๋ถ ์ถฉ๋ถํ ํ์ตํ์ง ๋ชปํ์์ผ๋ฉฐ ์กฐ์ง ๋ด ์๊ฒฌ์๋ ด์ด๋ ์ธ๋ถ ์ฐธ์ฌ์์์ ์ํต๊ธฐ์ ๋ ๋ถ์กฑํ๋ค. ์ฐธ์ฌ์๋ค์ ์์ ์กฐ์ง์ ๋ฐ๋ฅธ ์
์ฅ์ ์ ์งํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์ด๊ฒฌํด์๊ฐ ๋ถ๊ฐ๋ฅํ๋ค๊ณ ์๊ฐํ์๋ค.
์ฐธ์ฌ์ ์์ฌ๊ฒฐ์ ์ด๋ผ๋ ๊ด์ ์์ ๋ณด์์ ๋, ๊ฑด์ ์ฌ ๊ฐ์
์ ์ฐธ์ฌ์๋ค์ ์ถฉ๋ถํ ํ์ต๊ณผ ์์, ํฉ์์ ์ํด ์์ฌ๊ฒฐ์ ์ ํ์ง ์๋ ๋ชจ์ต์ ๋ณด์๋ค. ๊ทธ๋ ์ง๋ง ์กฐ์ง์ ์๊ฒฌ์๋ ด๊ณผ ์กฐ์ง์ ์ดํด๋ฅผ ๋๋ณํ๊ณ ํ์ํ๋ ๊ณผ์ ์ธ ์กฐํฉ์ฃผ์์ ์์ฌ๊ฒฐ์ ๋ ์ผ์ด๋์ง ์๋ ํน์ง์ ๊ฐ๋๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์์ ๊ฐ์ธ์ ์ ๋ฌธ์ฑ์ ์์กดํ ์๋ฌธ(consultation) ์์ค์ ์์ฌ๊ฒฐ์ ์ ๊ฐ๊น๋ค.
๊ฑด์ ์ฌ์์ ๊ฐ์
์ ์ฐธ์ฌ์ ์ํฅ๋ ฅ์ ๋์ด๊ธฐ ์ํด์๋ ๊ทผ๋ณธ์ ์ผ๋ก ๊ฑด์ ์ฌ์ ๋ชฉ์ ๊ณผ ์ญํ ์ ์ ๊ณ ํ์ฌ ๋ ๋ง์ ์๋ฏผ์ด ์ฐธ์ฌํ๊ณ ์๊ฒฌ์ ๋ฐ์ํ ์ ์๋ ์๋ก์ด ๊ตฌ์กฐ๊ฐ ํ์ํ๋ค. ์ด๋ค ๊ตฌ์กฐ์์๋ ์ง ์ฐธ์ฌ์์ ๋ํ ๊ณต์ ํ ๊ธฐ์ค๊ณผ, ์ฐธ์ฌ์์ ์๊ฒฌ์ด ๋ฐ์๋ ์ ์๋ ํฌ๋ช
ํ ์ ์ฐจ์ ์ํด ๊ฒฐ์ ๋์ด์ผ ํ๋ค. ์ง๊ธ์ ๊ตฌ์กฐ์์๋ ์ฐธ์ฌ์๋ค์ ์ญ๋์ ํฅ์์ํค๊ธฐ ์ํ ๊ฐ์ ๋ฐฉ์์ด ํ์ํ๋ค.๋ชฉ ์ฐจ
โ
. ์๋ก 1
1. ์ฐ๊ตฌ๋ฐฐ๊ฒฝ 1
2. ์ฐ๊ตฌ์ ํ์์ฑ 3
3. ์ฐ๊ตฌ๋ชฉ์ ๊ณผ ์ฐ๊ตฌ์ง๋ฌธ 5
โ
ก. ์ด๋ก ์ ๋ฐฐ๊ฒฝ 6
1. ๋ณด๊ฑด์๋ฃ ์ ์ฑ
์ ์๋ฏผ์ฐธ์ฌ 6
2. ์์ํ ์กฐ์ง๊ณผ ์ฐธ์ฌ์ ์์ฌ๊ฒฐ์ 14
3. ๊ฑด๊ฐ๋ณดํ์ ์ฑ
์ฌ์์์ํ 19
โ
ข. ์ฐ๊ตฌ ๋ฐฉ๋ฒ 26
1. ์ฐ๊ตฌ์ค๊ณ 26
2. ์๋ฃ ์์ง 29
3. ์๋ฃ ๋ถ์ 34
4. ํ๋น๋์ ์ ๋ขฐ๋ ํ๋ณด 36
โ
ฃ. ์ฐ๊ตฌ ๊ฒฐ๊ณผ 37
1. ๊ฐ์
์ ์ฐธ์ฌ ์์ฌ๊ฒฐ์ ๊ตฌ์กฐ 37
2. ํ๊ฒฝ์ ์์ธ 44
3. ์ ๋์ ์์ธ 56
4. ํ์์ ์์ธ 74
โ
ค. ๋
ผ์ 92
1. ๊ฐ์
์ ์ฐธ์ฌ ์์ฌ๊ฒฐ์ ๊ณผ์ ์ ํน์ง 92
2. ๊ฐ์
์ ์ฐธ์ฌ ๊ฐ์ ์ ์ํ ์ ์ธ 101
โ
ฅ. ๊ฒฐ๋ก 104
1. ์์ฝ ๋ฐ ๊ฒฐ๋ก 104
2. ์ฐ๊ตฌ์ ํ๊ณ ๋ฐ ์ ์ธ 106
์ฐธ๊ณ ๋ฌธํ 108
Abstract 114Maste
5-ํ์ด๋๋ก์๋ฉํธ-2-ํจ๋๋ฐํ์ด๋์ ์ ํ์ ์์์ฒจ๊ฐ ์ด๋งค ๋ฐ์๊ณผ ์ดํฐํ ๋ฐ์์ ํตํ ๊ณ ๋ถ๊ฐ๊ฐ์น ํํ๋ฌผ์ง ์์ฐ
ํ์๋
ผ๋ฌธ (์์ฌ)-- ์์ธ๋ํ๊ต ๋ํ์ : ํํ์๋ฌผ๊ณตํ๋ถ, 2016. 2. ์ด์ค์.The transformation of lignocellulosic biomass-derived 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde (HMF) to fuels and additives is of considerable interest for reducing the dependence on fossil fuels. This study presents an efficient process to produce 2,5-bis(alkoxymethyl)furan (BAMF) as a potential biodiesel. We have synthesized Ru(OH)x/ZrO2 catalyst for selective hydrogenation of HMF to 2,5-bis(hydroxylmethyl)furan (BHMF). Ru(OH)x/ZrO2 catalyst showed excellent performance of selective hydrogenation of HMFs aldehyde group to alcohol group under optimized condition. This reaction proceeded well in various n-alcohol solvents in more than 98 % yield. Moreover, the catalyst can be reused 5 times without significant loss of catalytic activity. The resulting solution of BHMF in various alcohol solvents was sequentially etherified to BAMF by Amberlyst-15 catalyst. From this two-step sequential reaction process, the valuable potential biodiesel chemical, BAMF, which has diverse alkoxy groups, can be obtained efficiently. The yields of BAMF were more than 70 % except for 2,5-bis(methoxymethyl)furan (BMMF) which gave 50 % yield.I. Introduction 2
I. Carbohydrate from Lignocellulosic Biomass 3
I. 1 5-Hydroxymethyl-2-furaldehyde as Platform Chemical 5
I. 2 2,5-Bis(hydroxymethyl)furan as Polymer Building Block 7
I. 3 2,5-Bis(alkoxymethyl)furan as Potential Biodiesel 8
II. Catalytic Conversion of HMF to Valuable Chemicals 9
II. 1 Catalytic Hydrogenation of HMF to BHMF using Metal Catalyst 9
II. 2 Catalytic Reaction of HMF to BAMF using Metal and Acid Catalyst 10
III. Research Objectives 12
II. Experimental Section 14
I. General 15
I. 1 Materials 15
I. 2 Characterization 16
II. Hydrogenation of HMF to BHMF Catalyzed by Ru(OH)x/ZrO2 17
II. 1 Preparation of Ru(OH)x/ZrO2 17
II. 2 Hydrogenation of HMF to BHMF Catalyzed by Ru(OH)x/ZrO2 18
III. Etherification of BHMF to BAMF Catalyzed by Amberlyst-15 19
IV. Two-step Sequential Reaction of HMF to BAMF in Various n-Alcohol Solvents 20
III. Results and Discussion 21
I. Characterization of Ru(OH)x/ZrO2 Catalyst 22
II. Hydrogenation of HMF to BHMF Catalyzed by Ru(OH)x/ZrO2 26
II. 1 Optimization of Hydrogenation of HMF to BHMF 26
II. 2 Active site of Ru catalyst for hydrogenation of HMF to BHMF 36
II. 3 Recycling test of Ru(OH)x/ZrO2 in HMF hydrogenation reaction 39
III. Etherification of BHMF to BAMF Catalyzed by Amberlyst-15 41
IV. Two-step Sequential Reaction of HMF to BAMF in various n-alcohol solvents 50
IV. Conclusion 53
References 55
Abstract in Korean 61
Appendix 63Maste