As the demand for sustainable hydrogen (H₂) production grows, catalytic decomposition of methane (CDM) has emerged as a CO2- free pathway for H2 generation, producing valuable multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) as byproducts. This study examines the role of fuel type in shaping the properties and performance of NiOx/AlOx catalysts synthesized via solution combustion synthesis (SCS). Catalysts prepared with citric acid, urea, hexamethylenetetramine (HMTA), and glycine exhibited varying NiO nanoparticle (NP) sizes and dispersions. Among them, the HMTA catalyst achieved the highest Ni dispersion (~ 3.2%) and specific surface area (21.6 m2/ gcat), attributed to vigorous combustion facilitated by its high pH and amino-group-based fuel. Catalytic tests showed comparable activation energy (55.7–59.7 kJ/mol) across all catalysts, indicating similar active site formation mechanisms. However, the HMTA catalyst demonstrated superior CH4 conversion (~ 68%) and stability, maintaining performance for over 160 min under undiluted CH₄, while others deactivated rapidly. MWCNT characterization revealed consistent structural properties, such as graphitization degree and electrical conductivity, across all catalysts, emphasizing that fuel type influenced stability rather than MWCNT quality. H2 temperature-programmed reduction ( H2-TPR) analysis identified moderate metal-support interaction (MSI) in the HMTA catalyst as a key factor for optimizing stability and active site utilization. These findings underscore the importance of fuel selection in SCS to control MSIs and dispersion, offering a strategy to enhance catalytic performance in CDM and other thermocatalytic applications.

제 4 차 산업혁명이 일어남에 따라 각국의 정부와 기업들은 보다 환경친화적인 정책과 기술 개발에 힘쓰고 있다. 배기가스 배출과 소음이 거의 없는 전기차 및 수소차의 개발, 그리고 이를 보편화 하기 위한 정부의 정책 등 기존의 경제, 산업 구조를 친환경적으로 바꾸려는 시도가 많이 이루어지고 있다. 최근 여러 환경문제를 해결하기 위해 각종 유해 가스 흡착 및 폐수 처리용으로 활성탄을 많이 사용하고 있으나 흡착질의 특성에 따라 요구되는 표면 특성이 다르기 때문에 수요에 걸맞는 활성탄의 개발이 점차 요구되고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 친수성 유기물 제거에 유리한 활성탄을 개발하고자 C-O, C-O-C, C=O 및 O=C-O 등과 같은 친수성 작용기를 질산처리 방법을 통해 활성탄 표면에 효과적으로 도입하는 연구를 진행하였다. 질산을 활용하여 끓는점 및 다양한 농도 조건에서 활성탄을 환류, 개질하였고, 이를 세척 후 고온에서 탄화시켜 활성탄의 표면을 개질하였다. 제조된 개질활성탄은 활성탄의 비표면적, mesopore 및 micropore 의 함량을 알기 위하여 BET 를 이용하여 측정하였고, 4 M 120 ℃에서 개질한 결과 가장 높은 792.22 m2g-1 으로 확인되었다. 또한 제조된 활성탄의 표면 및 기공 특성 변화를 확인하기 위해 SEM, XPS, EDX, BET 등의 분석을 실시하였으며 질산 처리 정도에 따른 특성 변화에 대해 비교 고찰하였다.