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메조포어의 평균 직경이 나노 스케일인 규칙적 구조의 다공성 탄소 물질; 및 상기 다공성 탄소 물질의 기공 내 담지된, 평균크기가 나노 스케일인 금속 함유 촉매입자들;을 함유하는 피셔 트롭시 합성용 촉매로서,상기 금속 함유 촉매입자가 금속산화물인 경우, 메조포어 내 금속 함유 촉매입자의 단면적이 메조포어 단면적의 85 % 내지 95%를 차지하고,상기 금속 함유 촉매입자가 환원된 금속인 경우, 메조포어 내 금속 함유 촉매입자의 단면적이 메조포어 단면적의 65 % 내지 95%를 차지하는 것을 특징으로 하는 피셔 트롭시 합성용 촉매
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제1항에 있어서, 상기 금속 함유 촉매입자는 피셔 트롭시 합성용 촉매 100중량%를 기준으로 금속 함량 20 중량% 이상 담지된 것을 특징으로 하는 피셔 트롭시 합성용 촉매
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제1항에 있어서, 상기 금속 함유 촉매입자들은 평균 입경이 5 nm 이하인 것을 특징으로 하는 피셔 트롭시 합성용 촉매
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제1항에 있어서, 규칙적 구조의 다공성 탄소 물질은 직선형 기공 구조체의 배열이 균일한 것을 특징으로 하는 촉매
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제1항에 있어서, 상기 금속 함유 촉매입자는 코발트(Co), 니켈(Ni), 구리(Cu), 철(Fe), 아연(Zn), 루테늄(Ru), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 비스무스(Bi), 레니윰(Re), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 백금(Pt), 및 이의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매
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제1항에 있어서, 다공성 탄소 물질 지지체의 외부 표면에 금속 함유 촉매 입자들이 없어서 X선 회절법에 의해 측정한 금속 결정의 분산도가 15% 이상인 것을 특징으로 하는 피셔 트롭시 합성용 촉매
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제1항에 있어서, 상기 다공성 탄소 물질은 a) 당류, 탄화수소류 또는 알코올류인 탄소 전구체를 메조포러스한 실리카의 기공에 채우고 소성하는 단계;b) 상기 단계 a)의 결과 물질을 산성 또는 염기성 물질을 사용하여 실리카 구조를 녹이는 단계;c) 상기 단계 b)의 결과 물질을 산성물질에 침지시켜 처리한 후 건조하는 단계;를 포함하는 방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 촉매
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제7항에 있어서, 단계 c)에서 사용되는 산성물질은 농도가 0
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제1항에 있어서, 상기 다공성 탄소 물질은 CMK-3인 것을 특징으로 하는 촉매
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1) 메조포어의 평균 직경이 나노 스케일인 규칙적 구조의 다공성 탄소 물질 지지체에 촉매 전구체 용액을 함침하는 단계;2) 상기 함침된 지지체를 건조하는 단계;3) 메조포어 내 금속 함유 촉매입자의 단면적이 메조포어 단면적의 85 % 내지 95%를 차지할 때까지, 상기 단계 1) 및 2)를 반복하는 단계; 및 4) 상기 건조된 지지체를 소성하는 단계 를 포함하는, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 피셔 트롭시 합성용 촉매의 제조방법
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제10항에 있어서, 단계 1)에서, (i) 외부 표면에 촉매 전구체 용액이 함침이 되지 않도록 친수성 처리가 되지 않은 다공성 탄소 물질 지지체를 사용하거나, (ii) 다공성 탄소 물질 지지체의 외부 표면에 촉매 전구체 용액이 함침이 되지 않을 정도로만 친수성 처리를 한 다공성 탄소 물질 지지체를 사용하며,이로 인해 기공 구속 효과(pore confinement effect)가 없는 다공성 탄소 물질 지지체의 외부 표면에는 금속 함유 촉매 입자가 형성되어 있지 아니한 피셔 트롭시 합성용 촉매를 제조하는 것을 특징으로 하는 촉매 제조방법
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메조포어의 평균 직경이 나노 스케일인 규칙적 구조의 다공성 탄소 물질 지지체에서, 기공 구속 효과(pore confinement effect)가 없는 외부 표면에는 금속 함유 촉매 입자가 형성되어 있지 아니하면서 기공 내 구속 효과를 발휘할 수 있는 크기의 금속 함유 촉매 입자를 함유한 피셔 트롭시 합성용 촉매를 제조하는 방법으로서,1) 상기 다공성 탄소 물질 지지체에 촉매 전구체 용액을 함침하는 단계;2) 상기 함침된 지지체를 건조하는 단계;3) 메조포어 내 금속 함유 촉매입자의 단면적이 메조포어 단면적의 85 % 내지 95%를 차지할 때까지, 상기 단계 1) 및 2)를 반복하는 단계; 및 4) 상기 건조된 지지체를 소성하는 단계 를 포함하되, 단계 1)에서, (i) 외부 표면에 촉매 전구체 용액이 함침이 되지 않도록 친수성 처리가 되지 않은 다공성 탄소 물질 지지체를 사용하거나, (ii) 다공성 탄소 물질 지지체의 외부 표면에 촉매 전구체 용액이 함침이 되지 않을 정도로만 친수성 처리를 한 다공성 탄소 물질 지지체를 사용하는 것을 특징으로 하는 촉매 제조방법
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제12항에 있어서, 다공성 탄소 물질 지지체 내 기공은 나노채널을 형성하는 것이고, 단계 1)에서, 나노채널 형태의 기공 내에 촉매 전구체 용액의 함침은 나노채널의 모세관 힘 또는 나노채널 내 감압 또는 물리적 힘을 통해 수행되는 것을 특징으로 하는 촉매 제조 방법
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제12항에 있어서, (ii)의 친수성 처리는 0
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제12항 내지 제14항 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조된 피셔 트롭시 합성용 촉매
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피셔 트롭시 합성반응을 이용하여 합성가스로부터 액체 탄화수소를 제조하는 방법에 있어서,i) 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 피셔 트롭시 합성용 촉매 또는 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조된 피셔 트롭시 합성용 촉매를 피셔-트롭시 합성반응기에 적용하는 단계;ii) 상기 촉매를 환원시켜 활성화시키는 단계; 및 iii) 상기 활성화된 피셔-트롭시 합성용 촉매에 의해 피셔-트롭시 합성반응을 수행하는 단계를 포함하는 것이 특징인 제조방법
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제16항에 있어서, iii) 단계는 200 내지 350℃, 반응 압력 5 내지 30kg/cm3, 공간속도 1000 - 10000 h-1 에서 수행되는 것인 제조방법
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