나노촉매의 강한 금속-담지체 상호작용 연구

Abstract

나노입자는 촉매의 한 부분을 이루는 중요한 형태로 높은 표면적에 의한 특이한 물리, 화학적 물성 때문에 촉매 반응성 연구에 널리 이용되어 왔다. 특히, 금속 나노입자는 담지체에 고르게 분포되면서 형성된 금속-담지체 계면에서 또 다른 새로운 촉매 특성이 나타나게 된다. 이러한 강한 촉매-담지체 상호작용에 의해 많은 촉매 반응에서 촉매의 활성은 크게 증가되고 선택성이 달라지게 된다는 사실이 보고되고 있다. 기존의 산업촉매는 활성 금속 입자들이 높은 표면적의 산화물 담지체에 고르게 분산되어 제조되고 이용되는데, 본 연구에서는 콜로이드 상의 금속 나노입자를 메조세공 산화물 담지체에 담지하여, 나노입자와 고체 담지체 사이의 상호작용에 의해 촉매의 활성과 선택성이 어떻게 달라지는지 조사하였다. 일산화탄소 산화반응과 메탄올 산화반응을 통해 촉매계면의 특성에 따라 촉매 반응성이 어떻게 달라지는지 연구하였고, 촉매계면의 산화수를 알아봄으로써 촉매의 활성점이 어떠한 것인지 알아보았다. 또한 담지체로 사용되는 산화물 나노입자의 배열 위에 금속 나노입자 층을 도입함으로 나노입자-나노입자 사이의 강한 금속-담지체 상호작용에 대한 촉매 특성도 연구하였다.