KR100807730B1 - Enhancement method of adhesion between the surface of microreactor and catalyst particles - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기질과 촉매와의 접착력 증대방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는 기질과 상이한 물질의 촉매를 기질에 부착함에 있어서, 기질 표면의 오염물질을 제거하는 단계, 기질에 부착되어지는 촉매와 기질의 계면사이에 촉매와 동일한 물질이 접착층으로 형성되는 단계를 포함하는 기질과 촉매와의 접착력 증대방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of increasing adhesion between a substrate and a catalyst, and more particularly, in the step of attaching a catalyst of a different material to the substrate, removing contaminants on the surface of the substrate, It relates to a method of increasing the adhesion between the substrate and the catalyst comprising the step of forming the same material as the adhesive layer between the interface.

본 발명에서는 기질표면에 원자기상증착법(ALD) 또는 화학기상증착법(CVD)을 이용해서 기질-촉매간의 계면에 촉매와 동일한 물질 또는 촉매와 동일한 표면특성을 지닌 물질을 접착층으로 형성하여서 촉매-기질간의 접착을 증대시켜 기질의 종류나 모양에 상관없이 원하는 성분의 박막을 원하는 두께만큼 균일하게 형성할 수 있으므로 접착층 형성에 매우 유리하다. In the present invention, by using an atomic vapor deposition (ALD) or chemical vapor deposition (CVD) on the surface of the substrate to form an adhesive layer of the same material as the catalyst or a material having the same surface characteristics as the catalyst at the interface between the substrate and the catalyst as an adhesive layer Since the adhesion can be increased to form a thin film of a desired component uniformly to a desired thickness regardless of the type or shape of the substrate, it is very advantageous for forming an adhesive layer.

Description

기질과 촉매와의 접착력 증대방법{Enhancement method of adhesion between the surface of microreactor and catalyst particles}Enhancement method of adhesion between the surface of microreactor and catalyst particles}

도 1은 원자층 증착법(ALD)에 의한 Al2O3 형성 및 금속 표면과의 결합과정을 표시한 개념도 1 is a conceptual diagram showing a process of forming Al 2 O 3 and bonding with a metal surface by atomic layer deposition (ALD)

도 2a는 금속지지체의 표면에 Al2O3의 완충층의 접착층이 형성되고, 접착층에 촉매-알루미나졸 혼합물이 부착된 모습을 나타내는 그림이다.FIG. 2A is a view showing a bonding layer of an Al 2 O 3 buffer layer formed on a surface of a metal support, and a catalyst-alumina sol mixture attached to the bonding layer.

도 2b는 금속지지체의 표면에 촉매-알루미나졸 혼합물이 부착된 모습을 나타내는 그림이다.Figure 2b is a diagram showing a state in which the catalyst-alumina sol mixture is attached to the surface of the metal support.

도 3은 Al2O3 접착층 없이 촉매를 부착한 스테인레스 스틸 미세유로의 주사전자현미경(SEM) 사진FIG. 3 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of a stainless steel microchannel to which a catalyst is attached without an Al 2 O 3 adhesive layer.

도 4는 ALD 방식으로 Al2O3 접착층을 형성한 후 촉매를 부착한스테인레스 스틸 미세유로의 주사전자현미경 (SEM) 사진FIG. 4 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of a stainless steel microchannel to which an Al 2 O 3 adhesive layer is formed by ALD and then to which a catalyst is attached.

도 5는 ALD 방식으로 Al2O3 접착층을 형성한 후 촉매를 부착한 시료에 대한 기질-촉매 단면 주사전자현미경(SEM) 사진5 is a substrate-catalyst cross-sectional scanning electron microscope (SEM) photograph of a catalyst-attached sample after forming an Al 2 O 3 adhesive layer by ALD method

도 6은 Al2O3 접착층 없이 촉매를 부착한 기질-촉매 단면 주사전자현미경(SEM) 사진Figure 6 is a substrate-catalyst cross-sectional scanning electron microscope (SEM) photograph attached catalyst without Al 2 O 3 adhesive layer

도 7(a)(b)은 Al2O3 접착층을 유무에 따른 마이크로 반응기의 메탄올-수성전환반응의 시간에 따른 변화를 나타낸 그래프이다.Figure 7 (a) (b) is a graph showing the change over time of the methanol-aqueous conversion of the micro reactor with or without the Al 2 O 3 adhesive layer.

본 발명은 기질과 촉매와의 접착력 증대방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는 기질과 상이한 물질의 촉매를 기질에 부착함에 있어서, 기질 표면의 오염물질을 제거하는 단계, 기질에 부착되어지는 촉매와 기질의 계면사이에 촉매와 동일한 물질이 접착층으로 형성되는 단계를 포함하는 기질과 촉매와의 접착력 증대방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of increasing adhesion between a substrate and a catalyst, and more particularly, in the step of attaching a catalyst of a different material to the substrate, removing contaminants on the surface of the substrate, It relates to a method of increasing the adhesion between the substrate and the catalyst comprising the step of forming the same material as the adhesive layer between the interface.

본 발명에서 기질은 반응기 내에서 촉매가 존재하는 구조체를 의미하며 이러한 기질은 다양한 형상으로 가공이 가능하고 다양한 재질로 이루어 질 수 있다. 한편 기질은 반응기 내부에서 촉매가 존재하는 구조체 뿐만 아니라 반응기 자체가 하나의 기질이 될 수 있다. In the present invention, the substrate means a structure in which the catalyst is present in the reactor, and the substrate may be processed into various shapes and may be made of various materials. On the other hand, the substrate is not only a structure in which the catalyst is present inside the reactor, but the reactor itself may be one substrate.

촉매는 활성성분과 이러한 활성성분이 담지된 담체로 이루어진다. 즉, 활성물질이 알루미나, 실리카, 티타니아, 지르코니아 등과 같이 표면적이 큰 담체에 소 량으로 고르게 분포되어 주로 분말상으로 이루어진 것이므로 촉매의 대부분은 담체가 차지한다. 따라서 촉매를 기질의 표면에 부착시키고자 한다면 촉매의 담체와 기질의 표면과의 접착성이 매우 중요하다. The catalyst consists of the active ingredient and the carrier on which the active ingredient is carried. That is, since the active material is evenly distributed in small amounts in a carrier having a large surface area such as alumina, silica, titania, zirconia, etc., most of the catalyst is occupied by the carrier. Therefore, if the catalyst is to be attached to the surface of the substrate, adhesion between the carrier of the catalyst and the surface of the substrate is very important.

상기에서 언급한 바와 같이 기질은 다양한 형상으로 가공이 가능하며 다양한 재질을 지니지만 무기물 성분의 촉매와 표면특성이 다를 경우 촉매 부착에 어려움이 있다. 예를 들어서 알루미나(Al2O3)가 담체로 사용된 촉매를 스테인레스 스틸(stainless steel)로 이루어진 기질 표면에 부착시킬 경우 촉매와 기질간에 재질이 달라 촉매가 기질에 잘 부착되지 않는다. As mentioned above, the substrate may be processed into various shapes and may have various materials, but when the catalyst and the surface properties of the inorganic components are different, it is difficult to attach the catalyst. For example, when a catalyst using alumina (Al 2 O 3 ) as a carrier is attached to a surface of a substrate made of stainless steel, the catalyst may not be attached to the substrate because the material is different between the catalyst and the substrate.

이처럼 기질과 촉매가 서로 다른 물질로 이루어져 있거나 표면특성이 서로 다른 경우 기질 지지체 표면을 산이나 염기로 처리하여 오염물질을 제거하고, 알루미나졸(alumina sol)에 촉매를 분산하여 촉매-알루미나졸(alumina sol) 혼합물을 형성하고, 이 촉매-알루미나졸 혼합물을 원하는 기질 표면에 바르고 건조 및 소성하여 기질과 촉매와의 부착성을 높이고 있다.As such, when the substrate and the catalyst are made of different materials or have different surface properties, the surface of the substrate support is treated with an acid or a base to remove contaminants, and the catalyst is dispersed in an alumina sol to dissolve the catalyst-alumina sol. sol) mixture, and the catalyst-alumina sol mixture is applied to the desired substrate surface, dried and calcined to increase the adhesion between the substrate and the catalyst.

하지만 이와 같은 부착법으로는 기질과 촉매간의 접착이 강하지 않아서 고온에서 사용하거나 장시간 사용할 경우 촉매와 기질이 서로 분리되기 쉽다. 이러한 촉매와 기질간의 분리를 방지하고자 기질과 촉매의 계면에 접착층을 도입하기도 한다. However, the adhesion between the substrate and the catalyst is not strong in such an attachment method, so that the catalyst and the substrate are easily separated from each other when used at a high temperature or for a long time. In order to prevent separation between the catalyst and the substrate, an adhesive layer may be introduced at the interface between the substrate and the catalyst.

이러한 접착층을 도입하기 위해서 촉매의 주성분이 알루미나인 경우 1000℃로 열처리하면 금속 표면에 알루미나(Al2O3)가 형성되는 특수한 재질의 합금을 사용 하기도 한다(P. Reuse et al., Chem. Eng. J, 101 (2004) 133). 하지만 촉매의 주성분이 Al2O3가 아닌 TiO2, ZrO2 등이라면 이러한 특수재질의 합금을 사용할 수 없다. 즉, 촉매의 종류에 따라서 사용할 수 있는 금속의 재질이 매우 제한적이라는 단점이 있다. In order to introduce such an adhesive layer, when the main component of the catalyst is alumina, an alloy of a special material that forms alumina (Al 2 O 3 ) on a metal surface when heat treated at 1000 ° C. may be used (P. Reuse et al., Chem. Eng). J , 101 (2004) 133). However, if the main component of the catalyst is not Al 2 O 3 TiO 2 , ZrO 2, etc., such a special alloy can not be used. That is, there is a disadvantage that the material of the metal that can be used according to the type of catalyst is very limited.

또한 촉매의 주성분이 Al2O3인 경우 Al2O3 접착층을 금속기질 표면에 도입하기 위해서 알루미늄 이소프로폭사이드(Al(OiPr)3)를 전구체로 사용한 기상증착법을 사용하기도 했다(M. T. Janicke et al., J. Catal., 191 (2000) 282). 하지만 복잡한 금속기질의 표면이 요철 형상의 미세 유로를 가지는 경우 미세 유로 표면에서 Al2O3 박막을 균일하게 코팅하는데 어려움이 있었다. In addition, vapor deposition using aluminum isopropoxide (Al (OiPr) 3 ) as a precursor was used to introduce the Al 2 O 3 adhesive layer onto the metal substrate when the main component of the catalyst was Al 2 O 3 (MT Janicke et. al., J. Catal. , 191 (2000) 282). However, when the surface of the complex metal substrate has an uneven microchannel, it is difficult to uniformly coat the Al 2 O 3 thin film on the microchannel surface.

한편 본원과 관련된 선행기술로서 한국 특허출원번호 제2002-0068210호에 하기의 3단계로 이루어진 금속 모노리스형 촉매 모듈 제조를 위해 1)금속구조체 표면에 금속입자를 코팅하여 금속층을 형성하는 단계, 2)진공 또는 불활성분위기에서 고온으로 금속입자를 부분 소결을 실시하는 단계, 3)열처리된 금속입자가 코팅된 금속구조체를 고온에서 소성을 실시하여 금속입자 표면층에 금속 산화물막을 형성하여 금속구조체 표면상에 금속-금속산화물 층상 입자층의 피복방법 및 촉매 부착방법에 대한 내용이 있다. Meanwhile, in order to manufacture a metal monolithic catalyst module consisting of the following three steps in Korean Patent Application No. 2002-0068210 as a related art, 1) forming a metal layer by coating metal particles on the surface of the metal structure, 2) Performing partial sintering of the metal particles at a high temperature in a vacuum or inert atmosphere, 3) firing the metal structure coated with the heat-treated metal particles at a high temperature to form a metal oxide film on the metal particle surface layer to form a metal on the metal structure surface. There is a description of the coating method of the metal oxide layered particle layer and the catalyst attachment method

그러나 상기 선행기술은 금속구조체 표면에 금속층을 형성하고, 고온에서의 소결 재차 금속층 표면위에 금속산화물을 형성하므로 금속구조에 표면에 접착층을 형성하는 단계가 번거로운 단점이 있다.However, since the prior art forms a metal layer on the surface of the metal structure, and forms a metal oxide on the surface of the metal layer again at high temperature, it is cumbersome to form an adhesive layer on the surface of the metal structure.

본 발명은 기질과 상이한 물질의 촉매를 기질에 부착함에 있어서, 촉매가 부착되어지는 기질 표면에 촉매, 보다 바람직하게는 촉매중에서 활성성분이 담지된 촉매의 담체와 동일한 물질 또는 촉매와 동일한 표면특성을 지닌 물질을 접착층으로 형성하여 촉매와 기질의 접착력을 향상시킬 수 있는 기질과 촉매와의 접착력 증대방법 제공을 목적으로 한다.In the present invention, in attaching a catalyst of a substance different from a substrate to a substrate, the same surface properties as the catalyst or the same material as the carrier of the catalyst, more preferably the catalyst carrying the active ingredient in the catalyst, are applied to the substrate surface to which the catalyst is attached. It is an object of the present invention to provide a method of increasing adhesion between a substrate and a catalyst which can form a material having an adhesive layer to improve adhesion between the catalyst and the substrate.

본 발명에서는 기질표면에 원자기상증착법(ALD) 또는 화학기상증착법(CVD)을 이용해서 기질-촉매간의 계면에 촉매와 동일한 물질 또는 촉매와 동일한 표면특성을 지닌 물질을 접착층으로 형성하여서 촉매-기질간의 접착을 증대시켜 기질의 종류나 모양에 상관없이 원하는 성분의 박막을 원하는 두께만큼 균일하게 형성할 수 있으므로 접착층 형성에 매우 유리하다. In the present invention, by using an atomic vapor deposition (ALD) or chemical vapor deposition (CVD) on the surface of the substrate to form an adhesive layer of the same material as the catalyst or a material having the same surface characteristics as the catalyst at the interface between the substrate and the catalyst as an adhesive layer Since the adhesion can be increased to form a thin film of a desired component uniformly to a desired thickness regardless of the type or shape of the substrate, it is very advantageous for forming an adhesive layer.

상기에서 언급한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기질과 촉매와의 접착력 증대방법은 기질과 상이한 물질의 촉매를 기질에 부착함에 있어서, 기질표면에 부착되어지는 촉매 보다 바람직하게는 촉매중에서 활성성분이 담지된 촉매의 담체와 기질의 계면사이에 촉매의 담체와 동일한 물질 또는 촉매의 담체와 표면특성이 동일한 물질을 접착층으로 형성하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above-mentioned object, the method of increasing adhesion between the substrate and the catalyst of the present invention, in the case of attaching a catalyst of a different material from the substrate to the substrate, more preferably the active ingredient in the catalyst Forming an adhesive layer between the carrier of the supported catalyst and the interface of the substrate with the same material as the carrier of the catalyst or with the same surface properties as the carrier of the catalyst.

본 발명에서 촉매의 담체가 부착되어지는 기질은 반응기 내부에서 촉매가 존재하는 구조체로서 본 발명에서 이러한 기질은 금속지지체 또는 무기물 지지체를 사용할 수 있다.In the present invention, the substrate to which the catalyst carrier is attached is a structure in which the catalyst is present in the reactor. In the present invention, the substrate may use a metal support or an inorganic support.

본 발명에서 기질의 일예로서 스테인레스 스틸(stainless steel), 철, 알루미늄 중에서 선택된 어느 하나의 금속 또는 금속합금으로 이루어진 금속지지체를 사용할 수 있다. As an example of the substrate in the present invention it may be used a metal support made of any one metal or metal alloy selected from stainless steel, iron, aluminum.

본 발명에서 기질의 일예로서 알루미나(Al2O3), 실리카(SiO2), 티타니아(TiO2), 지르코니아(ZrO2) 중에서 선택된 어느 하나의 무기물 지지체를 사용할 수 있다.As an example of the substrate in the present invention, any one inorganic support selected from alumina (Al 2 O 3 ), silica (SiO 2 ), titania (TiO 2 ), zirconia (ZrO 2 ) may be used.

대부분의 촉매는 백금, 금, 구리, 아연과 같은 금속으로 이루어지거나 또는 금속합금으로 이루어진 활성물질이 알루미나, 실리카, 티타니아, 지르코니아 등과 같이 표면적이 큰 담체에 소량(10wt% 미만)이 고르게 분포된 것이므로 촉매의 대부분은 담체가 차지한다. 따라서 촉매를 기질의 표면에 부착시키고자 한다면 촉매의 담체와 기질의 표면과의 접착성이 매우 중요하다. Most catalysts are made of metals such as platinum, gold, copper, zinc, or metals with active materials evenly distributed in small amounts (less than 10wt%) on carriers with large surface areas such as alumina, silica, titania, zirconia, etc. Most of the catalyst is occupied by the carrier. Therefore, if the catalyst is to be attached to the surface of the substrate, adhesion between the carrier of the catalyst and the surface of the substrate is very important.

본 발명에서 촉매는 기질의 표면에 부착되어 사용할 수 있는 것이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있다. 본 발명에서 이러한 촉매의 일예로서 백금이 담지된 알루미나(Pt/Al2O3), 구리와 아연이 담지된 알루미나(Cu/ZnO/Al2O3), 금이 담지된 티타니아(Au/TiO2), 백금이 담지된 실리카(Pt/SiO2), 백금과 루테늄이 담지된 알루미나(Pt-Ru/Al2O3), 백금과 루테늄이 담지된 티타니아(Pt-Ru/TiO2), 백금과 루테늄이 담지된 실리카(Pt-Ru/SiO2), 백금과 팔라듐이 담지된 알루미나(Pt-Pd/Al2O3), 백금 과 팔라듐이 담지된 티타니아(Pt-Pd/TiO2), 백금과 팔라듐이 담지된 실리카(Pt-Pd/SiO2) 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다. In the present invention, any catalyst can be used as long as it can be used by being attached to the surface of the substrate. As an example of such a catalyst in the present invention, platinum-supported alumina (Pt / Al 2 O 3 ), copper and zinc-supported alumina (Cu / ZnO / Al 2 O 3 ), gold-supported titania (Au / TiO 2) ), Silica loaded with platinum (Pt / SiO 2 ), alumina loaded with platinum and ruthenium (Pt-Ru / Al 2 O 3 ), titania (Pt-Ru / TiO 2 ) loaded with platinum and ruthenium, Ruthenium-supported silica (Pt-Ru / SiO 2 ), platinum and palladium-supported alumina (Pt-Pd / Al 2 O 3 ), platinum and palladium-supported titania (Pt-Pd / TiO 2 ), platinum and Any one or more selected from palladium-supported silica (Pt-Pd / SiO 2 ) may be used.

본 발명에서 기질에 촉매의 담체와 동일한 물질 또는 동일한 표면특성을 지닌 접착층을 형성하기 전에 먼저 기질의 오염물질을 제거하여 접착층이 기질에 보다 잘 접착되도록 할 수 있다. In the present invention, before forming the adhesive material having the same material or the same surface characteristics as the carrier of the catalyst on the substrate, it is possible to first remove the contaminants of the substrate so that the adhesive layer is better bonded to the substrate.

이때 기질의 표면은 염기, 산 또는 유기용제 중에서 선택된 어느 하나 이상의 물질로 처리하여 기질의 오염물질을 제거할 수 있다. In this case, the surface of the substrate may be treated with at least one material selected from a base, an acid, or an organic solvent to remove contaminants from the substrate.

상기에서 오염물질을 제거하는 것으로서 산은 질산(HNO3), 염산(HCl), 황산(H2SO4) 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있고, 염기는 수산화 나트륨(NaOH) 수용액, 수산화 칼륨(KOH) 수용액, 암모니아수(NH4OH) 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있고, 유기용제는 벤젠(C6H6), 톨루엔(CH3C6H5), 헥산(C6H14) 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.As to remove the contaminants, the acid may be any one or more selected from nitric acid (HNO 3 ), hydrochloric acid (HCl), sulfuric acid (H 2 SO 4 ), the base is sodium hydroxide (NaOH) aqueous solution, potassium hydroxide (KOH ) Any one or more selected from an aqueous solution and ammonia water (NH 4 OH) may be used, and the organic solvent may be selected from benzene (C 6 H 6 ), toluene (CH 3 C 6 H 5 ), and hexane (C 6 H 14 ). You can use more than one.

본 발명에서 오염물질을 제거한 기질의 표면에 형성되어 촉매가 부착되어지는 접착층은 원자기상증착법(ALD) 또는 화학기상증착법(CVD)을 이용하여 기질에 부착되어지는 촉매의 담체와 동일한 물질 또는 촉매의 담체와 표면특성이 동일한 물질이 형성되도록 실시할 수 있다. In the present invention, the adhesive layer formed on the surface of the substrate from which the contaminant is removed and the catalyst is attached is formed of the same material or catalyst as the carrier of the catalyst attached to the substrate by using atomic vapor deposition (ALD) or chemical vapor deposition (CVD). It can be carried out to form a material having the same surface properties as the carrier.

이때 기질에 접착되는 촉매의 담체가 알루미나인 경우 기질의 표면에 촉매가 접착되는 부분에 알루미나를 접착층으로 형성할 수 있으며, 기질에 접착되는 촉매 의 담체가 티타니아(TiO2) 인 경우 기질의 표면에 촉매가 접착되는 부분에 티타니아(TiO2)를 접착층으로 형성할 수 있다.In this case, when the carrier of the catalyst adhered to the substrate is alumina, an alumina may be formed as an adhesive layer on the portion where the catalyst is adhered to the surface of the substrate, and when the carrier of the catalyst adhered to the substrate is titania (TiO 2 ), Titania (TiO 2 ) may be formed as an adhesive layer on a portion to which the catalyst is bonded.

본 발명에서 기질의 표면에 형성되는 접착층은 상기에서 언급한 바와 같이 원자기상증착법(ALD) 또는 화학기상증착법(CVD)을 이용하여 형성할 수 있으며, 이때 원자기상증착법(ALD) 또는 화학기상증착법(CVD)의 조건을 조절하여 기질의 표면에 형성되어지는 접착층의 두께가 1∼100nm가 되도록 할 수 있다.In the present invention, the adhesive layer formed on the surface of the substrate may be formed by using atomic vapor deposition (ALD) or chemical vapor deposition (CVD), as mentioned above, wherein atomic vapor deposition (ALD) or chemical vapor deposition ( CVD) conditions can be adjusted so that the thickness of the adhesive layer formed on the surface of the substrate is 1 to 100 nm.

한편, 기질의 표면에 촉매의 담체와 동일한 물질 또는 촉매의 담체와 표면특성이 동일한 물질로 이루어진 접착층이 형성되면 고온에서 촉매를 기질의 표면에 코팅한 후 고온에서 소성하여 촉매와 기질과의 접착력을 향상시킬 수 있다. 이때 촉매를 기질에 코팅한 후 소성조건은 촉매에 따라 달리 조절할 수 있으며, 통상적으로 300∼700℃의 온도에서 5∼15시간 동안 실시할 수 있다. On the other hand, if an adhesive layer is formed on the surface of the substrate with the same material as the carrier of the catalyst or the same material with the surface of the catalyst, the catalyst is coated on the surface of the substrate at high temperature and then calcined at high temperature to improve the adhesion between the catalyst and the substrate. Can be improved. At this time, after the catalyst is coated on the substrate, the firing conditions may be adjusted differently according to the catalyst, and may be generally performed at a temperature of 300 to 700 ° C. for 5 to 15 hours.

이하 본 발명의 내용을 실시예 및 시험예를 통하여 구체적으로 설명한다. 그러나, 이들은 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로 본 발명의 권리범위가 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the content of the present invention will be described in detail through examples and test examples. However, these are intended to explain the present invention in more detail, and the scope of the present invention is not limited thereto.

<실시예 1> 스테인레스 스틸 표면에 구리,아연이 알루미나에 담지된 촉매 접착Example 1 Adhesion of Catalysts Supported with Copper and Zinc on Alumina on Stainless Steel Surface

(1)촉매가 부착되는 지지체로 스테인레스 스틸의 금속지지체를 사용하였다. 스테인레스 표면을 요철 모양의 미세 유로가 형성되도록 식각하고, 스테인레스 스틸 표면의 미세 유로 내부를 산, 염기 또는 용제 등으로 처리해서 스테인레스 스틸 표면에 존재하는 오염물질을 제거하였다.(1) A metal support of stainless steel was used as a support to which the catalyst was attached. The stainless surface was etched to form an uneven microchannel, and the inside of the stainless channel was treated with an acid, a base, or a solvent to remove contaminants present on the stainless steel surface.

(2)트라이메틸 알루미늄(TMA, Al(CH3)3)과 물(H2O)을 전구체로 사용하는 ALD법을 이용하여 스테인레스 스틸 표면의 미세 유로 표면에 Al2O3 박막의 접착층을 형성하였다. (2) Adhesion layer of Al 2 O 3 thin film is formed on the surface of micro flow path of stainless steel by ALD method using trimethyl aluminum (TMA, Al (CH 3 ) 3 ) and water (H 2 O) as precursor It was.

이때 트라이메틸 알루미늄(TMA, Al(CH3)3)과 물(H2O)을 전구체로 사용하는 ALD법은 다음과 같은 방법을 이용하였다.At this time, the ALD method using trimethyl aluminum (TMA, Al (CH 3 ) 3 ) and water (H 2 O) as a precursor was used as follows.

첫 번째 단계는 스테인레스 스틸 표면에 TMA를 공급하는 단계이다. 공급된 TMA는 금속 표면에 존재하는 하이드록시기(-OH)와 반응하여 금속 표면에 -O-Al 결합이 형성된다. 두 번째 단계는 여분의 TMA와 반응부산물인 CH4를 질소 또는 아르곤의 비활성가스로 씻어내는 단계이다. 세 번째 단계는 물을 공급하는 단계로 금속 표면에 존재하는 미반응 메틸기는 후속에 공급되는 물과 반응해서 Al-OH를 형성한다. 네 번째 단계는 두 번째 단계와 동일하게 비활성가스를 이용하여 미반응물인 물과 반응 부산물인 CH4를 제거한다. 이러한 4단계를 거치면서 단분자층(monolayer) 이하의 막이 형성되며 이를 1 사이클(cycle)로 정의할 수 있으며, 상기 첫 번째 단계 내지 네 번째 단계를 도 1에 나타내었다. The first step is to supply the TMA to the stainless steel surface. The supplied TMA reacts with a hydroxyl group (-OH) present on the metal surface to form an -O-Al bond on the metal surface. The second step is to wash away the excess TMA and byproduct CH 4 with an inert gas of nitrogen or argon. The third step is to supply water, where the unreacted methyl groups present on the metal surface react with the water that is subsequently supplied to form Al-OH. The fourth step is the same as the second step, using inert gas to remove unreacted water and reaction by-product CH 4 . Through these four steps, a film having a monolayer or less is formed, which can be defined as one cycle, and the first to fourth steps are shown in FIG. 1.

다음 단계에서는 공급되는 TMA와 Al-OH가 반응해서 Al-O-Al 결합을 형성하게 된다. 따라서 금속표면과 Al2O3 박막은 단순한 물리적 접착이 아닌 화학적 결합이 형성되면서 박막이 형성되며 금속표면 박막의 두께는 ALD 공정의 cycle 횟수를 조절하여서 50nm 두께의 Al2O3 박막의 접착층을 스테인레스 스틸 표면에 형성하였다.In the next step, the supplied TMA and Al-OH react to form Al-O-Al bonds. Therefore, the metal surface and the Al 2 O 3 thin film as a chemical bond is not a simple physical bond to form the thin film is formed of stainless an adhesive layer on the metal surface a thin film of Al 2 O 50nm thickness 3 film thickness hayeoseo adjust the cycle number of the ALD process of the It formed on the steel surface.

Al2O3 박막 형성을 위한 반응온도는 상온∼500℃ 사이의 모든 조건에서 가능하지만 주로 200∼400℃ 사이에서 진행하였다. ALD 공정을 진행하면서 Al source인 TMA 주입량은 TMA 주입 온도와 주입 시간으로 조절하는데 주입 온도는 TMA의 효과적인 사용을 위해서 상온∼30℃ 사이를 유지하며 주입시간은 0.1∼10초 이상이 가능하지만 TMA의 효과적인 사용을 위해서 0.1∼1.0초 사이의 주입시간을 사용하면 충분하다. 비활성가스를 이용해서 미반응물인 TMA나 반응 부산물인 메탄을 씻어내는 과정은 비활성가스를 이용해서 씻어내는 시간에 따라 달라지며 10초 이내로 씻어주는 것이 Al2O3 박막 형성 및 생산성을 고려할 때 최적이다. 본 실험에서는 산소 소스(oxygen source)로 H2O를 사용하였으며 H2O의 효율적인 사용을 위해서 주입시간은 1∼10초 사이로 하였다. H2O 이외에도 오존(O3), 이소프로필알코올(isopropyl alchol)등의 다양한 전구체 사용이 가능하다. Oxygen source 공급 이후에도 비활성가스로 씻어내는 과정이 필요하며 앞에서 기술한 바와 같이 10초 이내로 씻어주면 된다. The reaction temperature for forming the Al 2 O 3 thin film is possible under all conditions between room temperature and 500 ° C., but mainly between 200 and 400 ° C. During the ALD process, the injection amount of TMA, which is an Al source, is controlled by the TMA injection temperature and the injection time.The injection temperature is maintained between room temperature and 30 ℃ for effective use of TMA. For effective use an injection time between 0.1 and 1.0 seconds is sufficient. The process of washing out unreacted TMA or reaction by-product methane using inert gas depends on the washing time using inert gas, and washing within 10 seconds is optimal considering Al 2 O 3 thin film formation and productivity. . In this experiment, H 2 O was used as the oxygen source, and the injection time was set to 1 to 10 seconds for efficient use of H 2 O. In addition to H 2 O, various precursors such as ozone (O 3 ) and isopropyl alcohol can be used. After supplying Oxygen source, it is necessary to wash with inert gas and wash within 10 seconds as described above.

한편 상기에서 금속 표면에 형성되어지는 Al2O3 박막의 접착층 두께는 ALD 공정의 cycle 횟수를 조절하여서 1∼100nm 사이로 조절이 가능하다.On the other hand, the adhesive layer thickness of the Al 2 O 3 thin film formed on the metal surface can be adjusted between 1 ~ 100nm by controlling the cycle number of the ALD process.

(3)Al2O3 박막의 접착층이 형성된 스테인레스 스틸 표면의 미세 유로 내부에 촉매입자(Cu/ZnO/Al2O3)와 알루미나 졸이 혼합된 용액을 도포한 후 상온에서 건조해서 젤로 만든 후 500℃의 온도에서 12시간 동안 소성하여 스테인레스 스틸 표면에 촉매-알루미나 졸을 접착하였다. 이를 도 2(a)의 그림으로 나타내었다. (3) Apply a solution containing a mixture of catalyst particles (Cu / ZnO / Al 2 O 3 ) and alumina sol to the inside of the fine flow path on the surface of the stainless steel on which the adhesive layer of the Al 2 O 3 thin film is formed, and then dried at room temperature to make a gel. Firing at a temperature of 500 ° C. for 12 hours allowed the catalyst-alumina sol to adhere to the stainless steel surface. This is shown in the figure of Figure 2 (a).

도 2(a)에서처럼 금속지지체인 스테인레스 표면 미세 유로에 접착층으로 압루미나 완충층이 형성되고, 촉매-알루미나졸의 혼합물이 접착층인 압루미나 완충층에 부착되어 있어 결과적으로 금속지지체와 촉매가 계면결함이 없이 잘 부착되고 있음을 알 수 있다. As shown in FIG. 2 (a), an alumina buffer layer is formed as an adhesive layer on a stainless surface microchannel, which is a metal support, and a mixture of catalyst-alumina sol is attached to the alumina buffer layer as an adhesive layer, and as a result, the metal support and the catalyst are free from interfacial defects. It can be seen that it is attached well.

<실시예 2><Example 2>

촉매를 Pt/Al2O3으로 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 스테인레스 스틸 표면에 백금입자가 알루미나에 담지된 촉매를 스테인레스 스틸 표면에 접착하였다.A catalyst in which platinum particles were supported on alumina on the stainless steel surface was adhered to the stainless steel surface in the same manner as in Example 1 except that the catalyst was used as Pt / Al 2 O 3 .

<실시예 3> 스테인레스 스틸 표면에 금이 티타니아에 담지된 촉매 접착Example 3 Catalyst Adhesion Supported with Cracked Titania on Stainless Steel Surface

1) 촉매가 부착되는 지지체로 스테인레스 스틸의 금속지지체를 사용하였다. 스테인레스 스틸 표면을 요철 모양의 미세 유로가 형성되도록 식각하고, 스테인레스 스틸 표면의 미세 유로 내부를 산, 염기 또는 용제 등으로 처리해서 스테인레스 스틸 표면에 존재하는 오염물질을 제거하였다.1) A metal support of stainless steel was used as a support to which the catalyst was attached. The surface of the stainless steel was etched to form an uneven microchannel, and the inside of the microchannel of the stainless steel surface was treated with an acid, a base, or a solvent to remove contaminants present on the surface of the stainless steel.

(2) 테트라클로로 티타네이크(TiCl4)과 물(H2O)을 전구체로 사용하는 ALD법을 이용하여 스테인레스 스틸 표면의 미세 유로에 TiO2 박막의 접착층을 형성하였다.(2) An adhesive layer of a TiO 2 thin film was formed in a microchannel on a stainless steel surface by using the ALD method using tetrachloro titanate (TiCl 4 ) and water (H 2 O) as precursors.

첫 번째 단계는 스테인레스 스틸 표면에 TiCl4 공급하는 단계로 공급된 TiCl4 는 금속 표면에 존재하는 하이드록실기(-OH)와 반응하여서 금속 표면에 -O-Ti 결합이 형성된다. 두 번째 단계는 여분의 TiCl4와 반응부산물인 염화수소(HCl)를 질소 또는 아르곤 등의 비활성가스로 씻어내는 단계이다. 세 번째 단계는 물을 공급하는 단계로 금속 표면에 존재하는 미반응 클로라이드기(-Cl)는 공급되는 물과 반응해서 Ti-OH를 형성한다. 네 번째 단계는 두 번째 단계와 동일하게 비활성가스를 이용하여서 미반응물인 물과 반응 부산물인 HCl을 제거하는 한다. 이러한 4단계를 거치면서 스테인레스 표면의 미세 유로에 단분자층(monolayer) 이하의 막이 형성되며 이를 1 cycle로 정의할 수 있다. The first step is to supply TiCl 4 to the stainless steel surface. The TiCl 4 is reacted with hydroxyl groups (—OH) present on the metal surface to form -O-Ti bonds on the metal surface. The second step is to wash away the excess TiCl 4 and reaction by-product hydrogen chloride (HCl) with an inert gas such as nitrogen or argon. The third step is to supply water. The unreacted chloride group (-Cl) present on the metal surface reacts with the supplied water to form Ti-OH. The fourth step is to remove unreacted water and reaction by-product HCl using inert gas as in the second step. Through these four steps, a film of less than a monolayer is formed in the microchannel on the stainless surface, which can be defined as 1 cycle.

다음 단계에서는 공급되는 TiCl4과 Ti-OH가 반응해서 금속 표면에 Ti-O-Ti 결합을 형성하게 된다. 따라서 금속 표면과 금속 표면에 형성되는 TiO2 박막의 접착층은 단순한 물리적 접착이 아닌 화학적 결합에 의해 접착층이 형성된다. TiO2 박막 형성을 위한 반응온도는 상온에서 500℃ 사이의 모든 조건에서 가능하지만 주로 200∼400℃ 사이에서 진행하였다. ALD 공정을 진행하면서 Ti source인 TiCl4 주입량 은 주입 온도와 주입 시간으로 조절하는데 주입 온도는 TiCl4 의 효과적인 사용을 위해서 상온∼30℃ 사이를 유지하며 주입시간은 0.1초 이상, 바람직하게는 0.1∼10초 이상이 가능하지만 TiCl4의 효과적인 사용을 위해서 0.1∼1.0초 사이의 주입시간을 사용하면 충분하다. 비활성가스를 이용해서 미반응물인 TiCl4나 반응 부산물인 HCl을 씻어내는 과정은 비활성가스로 씻어내는 시간에 따라 달라지며 10초 이내로 씻어주는 것이 TiO2 박막 형성 및 생산성을 고려할 때 최적이다. Ti source로는 TiCl4 이외에도 Ti(OCH(CH3)4, titanium isopropoxide, Ti(OC2H5)4, titanium ethoxide) 와 같이 다양한 전구체를 사용할 수 있다. 본 실험에서는 oxygen source로 H2O를 사용하였지만 오존(O3) 등의 다양한 전구체 사용이 가능하다. oxygen source 공급 이후에도 비활성가스로 씻어내는 과정이 필요하며 앞에서 기술한 바와 같이 10초 이내로 씻어주면 된다. 한편 금속 표면에 형성된 TiO2 박막의 접착층 두께는 ALD 공정의 cycle 횟수를 조절하여서 1∼100nm 사이로 조절이 가능하다.In the next step, the supplied TiCl 4 and Ti-OH react to form Ti-O-Ti bonds on the metal surface. Therefore, the adhesive layer of the TiO 2 thin film formed on the metal surface and the metal surface is formed by chemical bonding, not merely physical adhesion. The reaction temperature for the formation of the TiO 2 thin film is possible under all conditions between 500 ° C. and room temperature, but mainly between 200 and 400 ° C. During the ALD process, the Ti source TiTi 4 injection amount is controlled by the injection temperature and the injection time. The injection temperature is maintained between room temperature and 30 ° C. for effective use of TiCl 4 and the injection time is 0.1 seconds or more, preferably 0.1 to More than 10 seconds is possible, but an injection time between 0.1 and 1.0 seconds is sufficient for effective use of TiCl 4 . The process of washing the unreacted TiCl 4 or the reaction by-product HCl with inert gas depends on the time of washing with inert gas, and washing within 10 seconds is optimal considering the formation of TiO 2 thin film and productivity. In addition to TiCl 4 , various precursors such as Ti (OCH (CH 3 ) 4 , titanium isopropoxide, Ti (OC 2 H 5 ) 4 , and titanium ethoxide) can be used as the Ti source. In this experiment, H 2 O was used as the oxygen source, but various precursors such as ozone (O 3 ) can be used. After supplying oxygen source, it is necessary to rinse with inert gas and wash within 10 seconds as described above. Meanwhile, the thickness of the adhesive layer of the TiO 2 thin film formed on the metal surface can be controlled between 1 and 100 nm by controlling the cycle number of the ALD process.

(3) TiO2 박막의 접착층이 형성된 스테인레스 스틸 표면의 미세 유로 내부에 촉매입자(Au/TiO2)와 티타니아 졸(titania sol)이 혼합된 용액을 도포한 후 상온에서 건조해서 젤로 만든 후 500℃의 온도에서 12시간 동안 소성하여 스테인레스 스틸 표면에 촉매-티타니아 졸을 접착하였다.(3) After applying a solution containing a mixture of catalyst particles (Au / TiO 2 ) and titania sol to the inside of the microchannel on the surface of the stainless steel on which the adhesive layer of the TiO 2 thin film is formed, dried at room temperature to make a gel, and then to 500 ° C. The catalyst-titania sol was adhered to the stainless steel surface by firing at a temperature of 12 hours.

<비교예> 스테인레스 스틸 표면에 알루미나 촉매 접착 Comparative Example Alumina Catalyst Adhesion to Stainless Steel Surface

(1)스테인레스 스틸 표면을 요철 모양의 미세 유로가 형성되도록 식각하고, 스테인레스 스틸 표면의 미세 유로 내부를 산, 염기 또는 용제 등으로 처리해서 스테인레스 스틸 표면에 존재하는 오염물질을 제거하였다. (1) The stainless steel surface was etched to form an uneven microchannel, and the inside of the microchannel on the stainless steel surface was treated with an acid, a base, or a solvent to remove contaminants present on the stainless steel surface.

(2)알루미나졸(alumina sol)에 촉매인 알루미나 입자를 분산하여 촉매-알루미나졸(alumina sol) 혼합물을 형성하고, 이 촉매-알루미나 졸 혼합물을 원하는 스테인레스 스틸 표면의 미세유로에 코팅하고 상온에서 건조한 다음 500℃의 온도에서 12시간 동안 소성하여 스테인레스 스틸 표면에 촉매-알루미나 졸을 부착하였다. 이를 도 2(b)의 사진으로 나타내었다.(2) Dispersing the catalyst alumina particles in an alumina sol to form a catalyst-alumina sol mixture, coating the catalyst-alumina sol mixture in a microchannel on a desired stainless steel surface and drying at room temperature It was then calcined at a temperature of 500 ° C. for 12 hours to attach the catalyst-alumina sol to the stainless steel surface. This is shown in the photograph of Figure 2 (b).

도 2(b)에서처럼 금속지지체인 스테인레스 표면 미세 유로에 촉매-알루미나졸의 혼합물이 바로 부착되어 있으나, 금속지지체와 촉매는 표면 특성이 서로 상이하여 금속지지체 곳곳에 계면결함이 발생되었음을 알 수 있다.As shown in FIG. 2 (b), the mixture of the catalyst-alumina sol is directly attached to the stainless surface micro-channel, which is the metal support, but the surface of the metal support and the catalyst are different from each other, indicating that interfacial defects are generated around the metal support.

<시험예 1> <Test Example 1>

상기 비교예에서 접착층을 형성하지 않고 알루미나가 주성분이 촉매를 스테인레스 스틸 표면의 미세 유로 내부에 코팅한 후 주사전자현미경(SEM)으로 측정하고 그 결과를 도 3에 나타내었다. 미세유로 내부에 촉매가 잘 접착되어 있지 않고 분리되어서 미세 유로 내부에 존재함을 알 수 있었다.In the comparative example, without forming an adhesive layer, alumina was mainly coated with a catalyst inside a fine flow path on a stainless steel surface, and then measured by scanning electron microscope (SEM), and the results are shown in FIG. 3. It was found that the catalyst did not adhere well to the inside of the micro flow path and was present inside the micro flow path.

한편 실시예 1에서 스테인레스 스틸 표면에 ALD에 의한 Al2O3 박막의 접착층 을 형성한 후 촉매를 코팅한 후 SEM으로 관찰한 결과가 도 4이다. 촉매가 스테린레스 스틸 표면의 유로 내부에 접착되어서 잘 붙어있는 것으로 관찰되었다. Meanwhile, in Example 1, after forming an adhesive layer of an Al 2 O 3 thin film by ALD on the surface of stainless steel, the catalyst was coated and observed with SEM. It was observed that the catalyst adhered to the inside of the flow path on the stainless steel surface and adhered well.

<시험예 2><Test Example 2>

실시예 1 및 비교예의 스테인레스 스틸 표면에 코팅된 촉매의 단면을 FIB-SEM으로 관찰하고 그 결과를 도 5, 도 6에 나타내었다.Cross sections of the catalyst coated on the stainless steel surfaces of Example 1 and Comparative Example were observed by FIB-SEM, and the results are shown in FIGS. 5 and 6.

도 5는 스테인레스 스틸 표면에 Al2O3 박막의 접착층을 형성하고 촉매를 접착시킨 실시예의 경우 촉매와 금속 표면사이에 결함이 없는 연속적인 구조를 지님을 알 수 있다.FIG. 5 shows that in the embodiment in which an adhesive layer of an Al 2 O 3 thin film is formed on a stainless steel surface and the catalyst is bonded, the catalyst has a continuous structure without defects between the catalyst and the metal surface.

도 6은 스테인레스 스틸 표면에 접착층이 없는 촉매를 접착시킨 비교예의 경우 촉매와 금속표면 사이의 단면으로 스테인레스 스틸 표면에 기포나 계면 결함이 많이 발생함을 알 수 있다. FIG. 6 shows that in the comparative example in which a catalyst without an adhesive layer is adhered to a stainless steel surface, bubbles or interface defects are generated on the stainless steel surface as a cross section between the catalyst and the metal surface.

<시험예 3><Test Example 3>

실시예 1에 의해 스테인레스 스틸 표면의 미세유로에 Al2O3 박막의 접착층을 형성하고, 이 접착층에 메탄올-스팀 개질반응 촉매인 Cu/ZnO/Al2O3 촉매를 부착한 후 메탄올-스팀 개질반응을 진행하고 메탄올 전환율, 수소 생성율의 결과를 도 7(a)에 나타내었다. 반응온도는 270℃ 였으며 methanol 유량은 0.114 ml/hr, 물의 유량은 0.066 ml/hr 였으며 carrier gas는 He 이었다. 총 유량은 10.0 ml/hr을 유 지하였다.According to Example 1, an adhesion layer of an Al 2 O 3 thin film was formed in a microchannel on the surface of a stainless steel, and a methanol / steam reforming was performed after attaching a Cu / ZnO / Al 2 O 3 catalyst, which is a methanol-steam reforming catalyst, to the adhesion layer. The reaction was carried out and the results of methanol conversion and hydrogen production were shown in FIG. 7 (a). The reaction temperature was 270 ° C, methanol flow was 0.114 ml / hr, water flow was 0.066 ml / hr, and carrier gas was He. The total flow rate was maintained at 10.0 ml / hr.

비교예에 의해 스테인레스 스틸 표면의 미세유로에 메탄올-스팀 개질반응 촉매인 Cu/ZnO/Al2O3 촉매를 부착한 후 메탄올-스팀 개질반응을 진행하고 메탄올 전환율, 수소 생성율의 결과를 도 7(b)에 나타내었다.According to the comparative example, a Cu / ZnO / Al 2 O 3 catalyst, which is a methanol-steam reforming catalyst, was attached to a microchannel on the surface of stainless steel, and then a methanol-steam reforming reaction was carried out. b).

금속지지체 표면에 촉매의 접착층을 도입하여 금속지지체 표면의 접착층에 Cu/ZnO/Al2O3 촉매를 부착하여 메탄올-스팀 개질반응을 실시한 경우에는 시간에 따른 메탄올 전환율, 수소 생성율에 큰 차이가 없었다(도 7(a) 참조). When methanol-steam reforming reaction was carried out by introducing a Cu / ZnO / Al 2 O 3 catalyst to the adhesive layer on the surface of the metal support by introducing an adhesive layer of the catalyst on the surface of the metal support, there was no significant difference in methanol conversion rate and hydrogen generation rate over time. (See FIG. 7 (a)).

반면 금속지지체 표면에 촉매의 접착층을 도입하지 않고 금속지지체 표면에 Cu/ZnO/Al2O3 촉매를 부착하여 메탄올-스팀 개질반응을 실시한 경우에는 메탄올 전환율, 수소 생성율이 반응 초기에 비해서 25% 이상 감소한 것을 확인하였다(도 7(b) 참조). On the other hand, when the methanol / steam reforming reaction was carried out by attaching a Cu / ZnO / Al 2 O 3 catalyst to the surface of the metal support without introducing an adhesive layer of the catalyst onto the surface of the metal support, the methanol conversion rate and hydrogen formation rate were 25% or more than the initial reaction. It was confirmed that the decrease (see Fig. 7 (b)).

이러한 현상은 촉매가 금속 미세유로 표면에 단단히 붙어있는가의 유무에 의한 것으로 접착층의 도입이 금속지지체와 촉매의 접착력을 강화시켜서 미세유로 반응기에서 안정된 반응성을 나타낸 것을 확인하였다. 이를 통해서 접착층의 도입이 촉매와 금속지지체 표면간의 결합을 강화시킴을 알 수 있었다.This phenomenon was due to the presence or absence of the catalyst firmly adhered to the surface of the metal microfluid. It was confirmed that the introduction of the adhesive layer enhanced the adhesion between the metal support and the catalyst and showed stable reactivity in the microfluidic reactor. It can be seen that the introduction of the adhesive layer strengthens the bond between the catalyst and the surface of the metal support.

상기의 실시예 및 시험예의 결과에서 알 수 있듯이 본 발명에 의해 기질의 표면에 촉매와 동일한 물질 또는 촉매의 표면특성과 동일한 물질을 접착층으로 형 성하고, 이 접착층에 촉매를 접착시키는 경우, 촉매와 기질의 접착력이 향상됨을 알 수 있다. As can be seen from the results of the above examples and test examples, in the present invention, when the same material as the catalyst or the same material as the surface property of the catalyst is formed as an adhesive layer on the surface of the substrate and the catalyst is adhered to the adhesive layer, It can be seen that the adhesion of the substrate is improved.

이러한 촉매와 기질의 접착력이 향상되어 이러한 촉매를 이용한 반응에 있어도 반응효율이 상승할 수 있음을 알 수 있다. Since the adhesion between the catalyst and the substrate is improved, it can be seen that the reaction efficiency can be increased even in the reaction using the catalyst.

한편 본 발명에서 기질은 금속지지체 뿐만 아니라 무기물 지지체 등과 같이 지지체의 종류, 형태에 상관없이 접착층을 형성할 수 있다. Meanwhile, in the present invention, the substrate may form an adhesive layer regardless of the type or form of the support, such as not only the metal support but also the inorganic support.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, although described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and modified within the scope of the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. It will be appreciated that it can be changed.

Claims (6)

기질과 상이한 물질의 촉매를 기질에 부착함에 있어서,In attaching a catalyst of a different material to the substrate, 스테인레스 스틸(stainless steel), 철, 알루미늄 중에서 선택된 어느 하나의 금속 또는 금속합금으로 이루어진 금속지지체인 기질 표면 또는 알루미나, 실리카, 티타니아, 지르코니아 중에서 선택된 어느 하나의 무기물 지지체인 기질 표면에 부착되어지는 촉매의 담체와 기질의 계면사이에 촉매의 담체와 동일한 물질 또는 촉매의 담체와 동일한 표면특성을 지닌 물질의 접착층을 원자기상증착법(ALD)을 이용하여 형성하는 단계를 포함하는 기질과 촉매와의 접착력 증대방법.The catalyst is attached to the substrate surface which is a metal support made of any one metal or metal alloy selected from stainless steel, iron or aluminum, or the substrate surface which is an inorganic support selected from alumina, silica, titania and zirconia. A method of increasing adhesion between a substrate and a catalyst comprising forming an adhesive layer of the same material as the support of the catalyst or the material having the same surface properties as the support of the catalyst by using an atomic vapor deposition method (ALD) between the support and the interface of the substrate. . 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 촉매는 Pt/Al2O3, Cu/ZnO/Al2O3, Au/TiO2, Pt/SiO2, Pt-Ru/Al2O3, Pt-Ru/TiO2, Pt-Ru/SiO2, Pt-Pd/Al2O3, Pt-Pd/TiO2, Pt-Pd/SiO2 중에서 선택된 어느 하나 이상임을 특징으로 하는 기질과 촉매와의 접착력 증대방법.The catalyst of claim 1, wherein the catalyst is Pt / Al 2 O 3 , Cu / ZnO / Al 2 O 3 , Au / TiO 2 , Pt / SiO 2 , Pt-Ru / Al 2 O 3 , Pt-Ru / TiO 2 , Pt-Ru / SiO 2 , Pt-Pd / Al 2 O 3 , Pt-Pd / TiO 2 , Pt-Pd / SiO 2 Any one or more selected from the method of increasing the adhesion between the substrate and the catalyst. 삭제delete 제1항에 있어서, 접착층의 두께는 1∼100nm 임을 특징으로 하는 기질과 촉매와의 접착력 증대방법.The method of claim 1, wherein the adhesive layer has a thickness of 1 to 100 nm.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5204302A (en) 1991-09-05 1993-04-20 Technalum Research, Inc. Catalyst composition and a method for its preparation
KR20040039951A (en) * 2002-11-05 2004-05-12 주식회사 엔비켐 A Method for Coating Double-Layered Particles of Metal-Metal Oxide and Depositing Active Catalyst Particles onto Metal Substrates for Preparing Metal Monolith Catalyst Modules

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