Photocatalytic Cleavage of Biomass using Nickel-Based Catalysts
니켈 기반 촉매를 사용한 바이오매스의 광촉매 분해
- 주제(키워드) 리그닌 , 광촉매 , 니켈촉매 , 바이오매스 , 폐플라스틱
- 주제(DDC) 621.042
- 발행기관 아주대학교 일반대학원
- 지도교수 장혜영
- 발행년도 2025
- 학위수여년월 2025. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 에너지시스템학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000035194
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
지속 가능한 자원 순환과 바이오매스 폐기물의 효율적 활용은 오늘날 전 지구적 과제로 부상하고 있다. 특히 리그닌은 방향족 고분자 구조를 지닌 바이오매스 구성 성분으로, 재생 가능한 고부가가치 화학물질의 원료로 주목받고 있다. 하지만 리그닌은 복잡한 3 차원 망상 구조로 인해 분해가 어려우며, 이를 촉진하기 위한 기존의 분해법은 고온, 강염기, 고가 또는 유해한 시약 등을 필요로 하는 경우가 많아 환경적·경제적 한계가 존재한다. 본 연구에서는 니켈 기반의 트리-NHC(N-헤테로고리 카벤) 리간드를 도입한 촉매를 활용하여 염기 없이 상온 조건에서 리그닌 유사 화합물의 탄소 탄소결합을 광촉매적으로 선택적 분해하는 반응을 개발하였다. 합성된 촉매는 315–400 nm 범위의 UVA 파장에서 흡광을 나타냈으며, X- ray, UV–Vis 및 Cyclic Voltammetry 측정을 통해 광활성 및 전자 구조를 규명하였다. 본 촉매는 HAT(Hydrogen Atom Transfer) 촉매로 작용하여 탄소 탄소 결합 절단을 유도하는 것으로 확인되었다. 리그닌 유사 화합물 뿐만 아니라 하이드록시기를 지닌 폐플라스틱 유도체에도 반응이 적용 가능함을 입증하였다. 본 연구는 리그닌 기반 폐자원의 지속 가능한 고부가가치화 가능성 및 폐플라스틱의 화학적 전환 등을 제시하였다. 키워드: 리그닌, 광촉매, 니켈촉매, 바이오매스, 폐플라스틱
more목차
1. Introduction 1
2. Result and Discussion 5
1) Ni(triNHC) 촉매를 활용한 β-1 리그닌 모델 탄소-탄소 결합 절단 5
(1) 반응 최적화 5
(2) Control Experiment 8
2) 매커니즘 연구 11
3) Ni(triNHC) 촉매를 활용한 β-O-4 리그닌 모델 탄소-탄소 결합 절 단 13
4) Ni(triNHC) 촉매를 활용한 페녹시 레진 탄소-탄소 결합 절단 14
3. Conclusion 15
4. Experimental section 16
1) Ni(TriNHC)-Me-PF6 16
(1) Chemical synthesis 16
(2) X-ray Data 17
(3) CV Data 18
(4) UV-vis Data 19
2) Ni(TriNHC1Bz)-Me-PF6 20
(1) Chemical synthesis 20
(2) CV Data 21
(3) UV-vis Data 22
3) Ni(TriNHC2Bz)-Me-PF6 23
(1) Chemical synthesis 23
(2) CV Data 24
(3) UV-vis Data 25
4) Ni(TriNHC3Bz)-Me-PF6 26
(1) Chemical synthesis 26
(2) X-ray Data 27
(3) UV-vis Data 28
5) Ni(TriNHC) Band Gap Graph 29
5. Reference 30
Abstract 31
