| 학회 |
한국재료학회 |
| 학술대회 |
2019년 봄 (05/15 ~ 05/17, 평창 알펜시아 리조트) |
| 권호 |
25권 1호 |
| 발표분야 |
G. 나노/박막 재료 분과 |
| 제목 |
섞이지 않는 두 물질을 이용하여 과산화수소 직접 합성을 위한 이종원소촉매 합성 및 촉매특성연구 |
| 초록 |
산소와 수소를 이용한 과산화수소 직접 합성은 환경적으로나 경제적으로 매우 중요하다. 흔히 과산화수소 합성방법으로 많이 알려진 간접 합성 방법인 안트라퀴논 공정(antraquinone process)은 대량합성으로 인하여 보관과 이동이 매우 위험하여 희석시키는 공정이 불가피하다. 따라서 많은 연구자들은 과산화수소 직접 합성에 관심을 가지고 있다. Pd(palladium)은 수소 흡착 특성이 우수한 물질로 과산화수소 촉매로도 많은 연구가 이루어 졌다. 몇몇의 연구자들은 Pd 과 다른 원소를 alloy로 만들어 촉매 특성을 높이는 연구를 해왔다. 과산화수소 직접합성 촉매로 잘 알려진 Pd 은 과산화수소 합성에 필요한 성질인 산소를 잘 해리하지 못하면서 동시에 수소를 잘 쪼개는 특성을 가지고 있다. 우리는 이런 Pd 의 성질을 각각 가지고 있는 재료들을 각각 결합하여 새로운 촉매를 개발하였다. 산소를 잘 해리하지 못하는 Au와 Ag, 그리고 수소를 잘 해리하는 Rh, Pt, Ir 중에서 각각 하나씩의 물질을 선택하여 새로운 조성 5가지를 합성하였고 이들의 표면에는 각각의 도메인이 노출되었다. Ag와 Pt의 경우 열역학적으로 alloy를 이루어 이번 연구에서는 제외하였다. Rh, Pt, Ir 도메인은 수소를 잘 분리하여 수소 원자를 공급하고 Au, Ag 는 산소의 결합을 유지하여 산소를 공급하여 각각의 도메인의 계면에서 수소 원자와 산소가 결합하여 과산화수소를 합성하게 된다. Immiscible 이종원소 촉매는 chemical reduction 방법을 통하여 각각 다른 조성으로 합성하였고 XRD 와 STEM-EDX를 통하여 alloy가 아닌 각각의 도메인이 표면에 노출된 형태를 확인하였다. 이렇게 합성된 촉매 중 AuPt 촉매는 Au28Pt72 조성에서 Pd 보다 좋은 촉매 특성인 300 mmol gcat-1 h-1 를 나타내었다. |
| 저자 |
남효빈1, 김동훈2, 조영훈3, 이관영3, 한상수2, 이승용2
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| 소속 |
1과학기술연합대, 2한국과학기술(연), 3고려대 |
| 키워드 |
H2O2 catalyst |
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