KR101940998B1 - 고비표면적 및 열안정성을 갖는 세리아-팔라듐 촉매 제조 방법 - Google Patents
고비표면적 및 열안정성을 갖는 세리아-팔라듐 촉매 제조 방법 Download PDFInfo
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Abstract
세리아의 비표면적 및 열안정성을 증대시킴으로써 촉매의 성능을 향상시킬 수 있는 고비표면적 및 열안정성을 갖는 세리아-팔라듐 촉매 및 그 제조 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 고비표면적 및 열안정성을 갖는 세리아-팔라듐 촉매 제조 방법은 (a) 세륨 양이온 용액에 탄산암모늄 용액을 첨가하여 혼합 용액을 형성하는 단계; (b) 상기 혼합 용액의 pH가 9.0 ~ 9.5에 도달할 때까지 탄산암모늄을 투입하여 반응시키는 단계; (c) 상기 (b) 단계의 결과물을 세척하고 하소하여 세리아 담체를 수득하는 단계; 및 (d) 상기 세리아 담체의 표면에 팔라듐 용액을 도포하고 건조하여 세리아-팔라듐 촉매를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 고비표면적 및 열안정성을 갖는 세리아-팔라듐 촉매 제조 방법은 (a) 세륨 양이온 용액에 탄산암모늄 용액을 첨가하여 혼합 용액을 형성하는 단계; (b) 상기 혼합 용액의 pH가 9.0 ~ 9.5에 도달할 때까지 탄산암모늄을 투입하여 반응시키는 단계; (c) 상기 (b) 단계의 결과물을 세척하고 하소하여 세리아 담체를 수득하는 단계; 및 (d) 상기 세리아 담체의 표면에 팔라듐 용액을 도포하고 건조하여 세리아-팔라듐 촉매를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 세리아-팔라듐 촉매 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전구체의 결정구조 조절을 통한 세리아 입자의 형상제어를 통해 비표면적 및 열안정성을 증대시킴으로써 촉매의 성능을 향상시킬 수 있는 고비표면적 및 열안정성을 갖는 세리아-팔라듐 촉매 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
세리아는 세륨의 산화수 변화의 용이성(+3, +4), 높은 산소이온 전도성, 우수한 산소의 저장/방출 용량에 기인하여 고체 산화물 연료전지의 전극과 전해질 및 자동차의 삼원 촉매(Three-way catalysis)의 촉매물질 등으로 사용이 가능하다.
앞서 언급한 세리아의 활용에 있어 요구되는 주요한 성능은 고온에서 높은 비표면적을 유지할 수 있는 열적 안정성이다. 미세입자 형태의 세리아는 낮은 온도에서부터 입자간 소결이 일어나 비표면적 값이 크게 감소하는 경향을 보인다. 고체산화물 연료전지와 배기가스 후처리 장치는 7 ~ 800℃ 이상의 온도 조건에서 활용되기 때문에 세리아의 높은 비표면적 값이 필요한 분야에서는 세리아 미세입자간 소결 억제가 반드시 필요하다.
최근에는 기상합성법, 졸-겔법, 수열 합성법 등을 통해 세리아 미세입자간 소결을 억제할 수 있는 모양으로의 세리아 합성이 많이 연구되어 왔지만, 공정이 복잡하고 출발 원료가 고가이기 때문에 대량 생산에 적용하는 데에는 어려움이 있었다.
또한, 종래의 세리아 분말은 주로 구형의 입자로 이루어지는 관계로 비표면적의 확장과 함께 열안정성을 증대시키는데 어려움이 따르고 있다.
관련 선행 문헌으로는 대한민국 등록특허공보 제10-1534762호(2015.07.09. 공고)가 있으며, 상기 문헌에는 타이나니아-세리아 담체에 담지된 수중 질산성 질소 저감용 팔라듐-구리 촉매 및 이의 제조방법이 기재되어 있다.
본 발명의 목적은 세리아 전구체의 결정구조 조절을 통한 세리아의 형상제어를 이용하여 비표면적 및 열안정성을 증대시킴으로써 촉매 담체로써의 성능을 향상시킬 수 있는 세리아의 합성과 고비표면적 및 열안정성을 갖는 세리아-팔라듐 촉매 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 세리아-팔라듐 촉매 제조 방법은 (a) 세륨 양이온 용액에 탄산암모늄 용액을 첨가하여 혼합 용액을 형성하는 단계; (b) 상기 혼합 용액의 pH가 9.0 ~ 9.5에 도달할 때까지 탄산암모늄을 투입하여 반응시키는 단계; (c) 상기 (b) 단계의 결과물을 세척하고 하소하여 세리아 담체를 수득하는 단계; 및 (d) 상기 세리아 담체의 표면에 팔라듐 용액을 도포하고 건조하여 세리아-팔라듐 촉매를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 세리아-팔라듐 촉매는 구형의 입자 표면을 판상의 입자가 덮는 꽃 모양(Flower-like) 구조를 갖는 세리아 담체; 및 상기 세리아 담체의 표면에 부착된 팔라듐 입자;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 고비표면적 및 열안정성을 갖는 세리아-팔라듐 촉매 및 그 제조 방법은 세리아 전구체를 상온 및 상압 하에서 질산세륨 용액을 탄산암모늄 용액을 이용하여 합성하여 전구체의 결정구조 조절을 통한 전구체의 형상제어를 통해 구형의 입자 표면을 판상의 입자가 덮는 꽃 모양(Flower-like) 구조의 세리아를 제조한 후, 이를 팔라듐 촉매의 담체로 이용함으로써, 촉매의 비표면적을 확장시키면서 열안정성을 향상시켜 촉매의 성능을 증대시킬 수 있다.
이 결과, 본 발명에 따른 고비표면적과 열안정성을 갖는 세리아-팔라듐 촉매 및 그 제조 방법은 형상제어를 통해 꽃 모양(Flower-like) 구조를 갖는 세리아 담체 및 세리아 담체의 표면에 부착된 팔라듐 분말을 포함하며, 120 ~ 160㎡/g의 비표면적을 갖는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 세리아-팔라듐 촉매 제조 방법을 나타낸 공정 순서도.
도 2는 세리아 담체의 제조 과정을 설명하기 위한 모식도.
도 3은 세리아 담체 표면에 팔라듐을 도포하는 과정을 설명하기 위한 공정 모식도.
도 4는 비교예 1 및 비교예 2에 따른 세리아 담체에 대한 XRD 측정 결과를 나타낸 그래프.
도 5는 실시예 1에 다른 세리아 담체에 대한 XRD 측정 결과를 나타낸 그래프.
도 6은 비교예 1에 따른 세리아 담체를 촬영하여 나타낸 SEM 사진.
도 7은 비교예 2에 따른 세리아 담체를 촬영하여 나타낸 SEM 사진.
도 8은 실시예 1에 따른 세리아 담체를 촬영하여 나타낸 SEM 사진.
도 9는 실시예 1 및 비교예 1 ~ 2에 따른 세리아 담체에 대한 비표면적 측정 결과를 나타낸 그래프.
도 10은 실시예 1에 따른 세리아 담체를 이용하여 제조된 세리아-팔라듐 촉매를 촬영하여 나타낸 SEM 사진.
도 11은 실시예 1에 따른 세리아 담체를 이용하여 제조된 세리아-팔라듐 촉매에 대한 EDX 측정 결과를 나타낸 사진.
도 2는 세리아 담체의 제조 과정을 설명하기 위한 모식도.
도 3은 세리아 담체 표면에 팔라듐을 도포하는 과정을 설명하기 위한 공정 모식도.
도 4는 비교예 1 및 비교예 2에 따른 세리아 담체에 대한 XRD 측정 결과를 나타낸 그래프.
도 5는 실시예 1에 다른 세리아 담체에 대한 XRD 측정 결과를 나타낸 그래프.
도 6은 비교예 1에 따른 세리아 담체를 촬영하여 나타낸 SEM 사진.
도 7은 비교예 2에 따른 세리아 담체를 촬영하여 나타낸 SEM 사진.
도 8은 실시예 1에 따른 세리아 담체를 촬영하여 나타낸 SEM 사진.
도 9는 실시예 1 및 비교예 1 ~ 2에 따른 세리아 담체에 대한 비표면적 측정 결과를 나타낸 그래프.
도 10은 실시예 1에 따른 세리아 담체를 이용하여 제조된 세리아-팔라듐 촉매를 촬영하여 나타낸 SEM 사진.
도 11은 실시예 1에 따른 세리아 담체를 이용하여 제조된 세리아-팔라듐 촉매에 대한 EDX 측정 결과를 나타낸 사진.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고비표면적 및 열안정성을 갖는 세리아-팔라듐 촉매 및 그 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 세리아-팔라듐 촉매 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 세리아-팔라듐 촉매 제조 방법은 혼합 용액 형성 단계(S110), 반응 단계(S120), 하소 단계(S130)와 도포 및 건조 단계(S140)를 포함한다.
혼합 용액 형성
혼합 용액 형성 단계(S110)에서는 세륨 양이온 용액에 탄산암모늄 용액을 첨가하여 혼합 용액을 형성한다.
이때, 세륨 양이온 용액은 용매에 세륨 양이온이 첨가된 것이 이용될 수 있다.
용매로는 물, 자일렌, 톨루엔, 메시틸렌, 옥틸 에테르, 부틸 에테르, 헥실 에테르, 데실 에테르, 피리딘, 디메틸설폭사이드, 디메틸포름아미드, 옥탄올 및 데칸올 중 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
그리고, 세륨 양이온에는 세륨(III) 나이트레이트, 세륨(III) 아세테이트 하이드레이트, 세륨(III) 아세틸아세토네이트 하이드레이트, 세륨(III) 카보네이트 하이드레이트, 세륨(IV) 하이드록사이드, 세륨(III) 플루오라이드, 세륨(III) 클로라이드, 세륨(III) 브로마이드, 세륨(III) 옥살레이트 하이드레이트, 세륨(III) 설페이트, 세륨(III) 설페이트 하이드레이트 및 세륨(IV) 설페이트 중 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
이때, 세륨 양이온 용액은 0.1 ~ 0.5M의 농도를 갖는 것이 바람직하다. 세륨 양이온 용액의 농도가 0.1M 미만일 경우에는 탄산염 전구체의 형성에 있어 입자 성장과정이 충분히 진행되지 않을 가능성이 있다. 반대로, 세륨 양이온 용액의 농도가 0.5M을 초과할 경우에는 탄산염 전구체의 결정구조를 정확히 조절하는데 문제가 있으며, 금속을 과다하게 소비하게 되는 문제가 있으므로, 경제적이지 못하다.
본 단계에서, 혼합은 1,500 ~ 3,000rpm의 빠른 속도로 실시하는 것이 바람직하다. 혼합 속도가 1,500rpm 미만일 경우에는 세륨 양이온 용액과 탄산암모늄 용액 간의 균일한 혼합이 이루어지지 않을 우려가 있다. 반대로, 혼합 속도가 3,000rpm을 초과할 경우에는 더 이상의 효과 없이 제조 비용만을 상승시키는 요인으로 작용할 수 있으므로, 경제적이지 못하다.
반응
반응 단계(S120)에서는 혼합 용액의 pH가 9.0 ~ 9.5에 도달할 때까지 탄산암모늄을 투입하여 반응시킨다.
이때, 탄산암모늄을 투입하여 반응시키는 것에 의해, 혼합 용액을 pH 9.0 이상, 보다 바람직하게는 pH 9.0 ~ 9.5의 알칼리 상태로 전환시킨다.
본 단계에서, 반응은 상온 및 상압 하에서 2 ~ 4일 동안 실시될 수 있다. 반응 시간이 상기의 범위를 벗어날 경우, 헥사고날 및 오쏘롬빅이 상존하는 결정 구조로 전환되지 못할 우려가 크다.
하소
하소 단계(S130)에서는 반응 단계(S120)의 결과물을 세척하고 하소하여 세리아 담체를 수득한다. 이때, 하소는 250 ~ 350℃에서 30 ~ 120분 동안 실시하는 것이 바람직하다.
한편, 도 2는 세리아 담체의 제조 과정을 설명하기 위한 모식도로, 이를 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 1,500 ~ 3,000rpm의 속도로 교반을 진행함과 동시에 탄산암모늄 용액을 천천히 혼합함과 더불어, pH를 9.0 ~ 9.5로 조절하는 것에 의해 구형의 헥사고날 탄산염 전구체의 핵을 형성하고 그 표면을 판상의 오쏘롬빅 입자가 덮는 꽃 모양(Flower-like) 구조의 세리아 담체가 제조될 수 있다. 이에 따라, 세리아 담체는 헥사고날 및 오쏘롬빅 결정 상이 상존하는 복합 결정 구조를 갖는다.
도포 및 건조
도포 및 건조 단계(S140)에서는 세리아 담체의 표면에 팔라듐 용액을 도포하고 건조하여 세리아-팔라듐 촉매를 형성한다.
한편, 도 3은 세리아 담체 표면에 팔라듐을 도포하는 과정을 설명하기 위한 공정 모식도로, 이를 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 꽃 모양(Flower-like)의 세리아 담체의 표면에 팔라듐 용액을 도포하게 되면, 팔라듐 용액이 세리아 담체의 표면 내부로 침투(infiltration)하여 세리아 담체의 표면에 흡착된다.
이후, 세리아 담체의 표면에 흡착된 팔라듐 용액을 40 ~ 150℃에서 10 ~ 120분 동안 건조하게 되면, 용매인 아세톤은 증발되어 제거되고, 꽃 모양(Flower-like)의 세리아 담체의 표면에는 균일하게 분산 배치되는 팔라듐 입자가 부착된 세리아-팔라듐 촉매를 형성하게 된다.
본 단계에서, 건조 온도가 40℃ 미만이거나, 건조 시간이 10분 미만일 경우에는 팔라듐 용액이 충분히 건조되지 못하여 세라믹 담체의 표면에 균일하게 부착되지 못할 우려가 있다. 반대로, 건조 온도가 150℃를 초과하거나, 건조 시간이 120분을 초과할 경우에는 더 이상의 효과 상승 없이 제조비용만을 상승시키는 요인으로 작용할 수 있으므로, 경제적이지 못하다.
상기의 과정에 의해 제조되는 고비표면적 및 열안정성을 갖는 세리아-팔라듐 촉매는 상온 및 상압 하에서 세리아의 탄산염 전구체를 세륨 양이온 용액과 탄산암모늄 용액을 이용하여 합성하여 구형의 입자 표면을 판상의 입자가 덮는 꽃 모양(Flower-like) 구조의 세리아 전구체를 합성한 후, 하소를 통해 얻은 꽃 모양(Flower-like)의 세리아를 팔라듐 촉매의 담체로 이용함으로써, 촉매의 비표면적을 확장시키면서 열안정성을 향상시켜 촉매의 성능을 증대시킬 수 있다.
이 결과, 본 발명의 실시예에 따른 방법으로 제조되는 고비표면적 및 열안정성을 갖는 세리아-팔라듐 촉매는 전구체의 결정구조 제어를 통해 구형의 입자 표면을 판상의 입자가 덮는 꽃 모양(Flower-like) 구조를 갖는 세리아 담체 및 세리아 담체의 표면에 부착된 팔라듐 분말을 포함하며, 120 ~ 160㎡/g의 비표면적을 갖는다.
실시예
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
1.
세리아
담체
제조
실시예
1
0.3M의 세륨 나이트레이트 용액에 2,500rpm의 속도로 교반을 진행함과 동시에 암모늄 카보네이트 용액을 천천히 첨가하여 구형의 헥사고날 탄산염전구체 핵을 형성하였다.
다음으로, 혼합 용액의 pH가 9.3에 도달할 때까지 탄산암모늄을 투입하고 상온에서 3일 동안 반응시킨 후, 반응물을 증류수 및 에탄올로 세척하고 나서, 70℃에서 1일간 건조를 진행하였다. 이후 300℃에서 1시간 동안 하소하여 세리아 담체를 제조하였다.
비교예
1
1.2M의 세륨 나이트레이트 용액에 0.63M의 암모늄 카보네이트를 서서히 첨가시켜 침전반응을 유도하고 혼합 후 세륨 나이트레이트와 암모늄 카보네이트의 농도는 0.3M 및 0.9M이 각각 되도록 하였다. 혼합이 완료되면 30분간 교반을 진행한 이후 100에서 12시간 동안 가열을 진행하여 구형의 순수한 헥사고날 탄산염 전구체를 합성하였다. 반응 종료 후, 증류수와 에탄올로 세척을 진행한 다음 상온에서 1일간 건조시킨 후, 전구체 분말을 300에서 1시간 동안 하소를 진행하여 세리아 분말을 수득하였다.
비교예
2
0.01M의 CN과 0.05M의 Urea를 녹인 다음 혼합이 완료되면 30분간 교반을 진행한 이후 100에서 12시간 동안 가열을 진행하여 판상의 순수한 오쏘롬빅 탄산염 전구체를 합성하였다. 반응 종료 후, 증류수와 에탄올로 세척을 진행한 다음 상온에서 1일간 건조시킨 후, 전구체 분말을 300에서 1시간 동안 하소를 진행하여 세리아 분말을 수득하였다.
2. 미세조직 관찰
도 4는 비교예 1 및 비교예 2에 따른 세리아 담체에 대한 XRD 측정 결과를 나타낸 그래프이고, 도 5는 실시예 1에 다른 세리아 담체에 대한 XRD 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 비교예 1에 따른 세리아 탄산염 전구체는 헥사고날(Hexagonal) 결정 구조를 갖는 것을 확인할 수 있고, 비교예 2에 따른 세리아 탄산염 전구체는 오쏘롬빅(Orthorhombic) 결정 구조를 갖는 것을 확인할 수 있다.
반면, 도 5에 도시된 바와 같이, 실시예 1에 따른 세리아 탄산염 전구체는 헥사고날 및 오쏘롬빅 결정 구조가 모두 확인되는 것을 알 수 있다. 이 결과, 실시예 1에 따른 세리아 탄산염 전구체는 헥사고날 및 오쏘롬빅 상의 단계적인 형성을 통하여 꽃 모양(flower-like)의 세리아 탄산염 전구체가 제조되는 것을 확인하였다.
한편, 도 6은 비교예 1에 따른 세리아 담체를 촬영하여 나타낸 SEM 사진이고, 도 7은 비교예 2에 따른 세리아 담체를 촬영하여 나타낸 SEM 사진이며, 도 8은 실시예 1에 따른 세리아 담체를 촬영하여 나타낸 SEM 사진이다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 헥사고날 결정 구조를 갖는 비교예 1에 따른 세리아 담체는 구형의 입자 형태를 나타내고, 오쏘롬빅 결정 구조를 갖는 비교예 2에 따른 세리아 담체는 판형의 입자 형태를 나타내는 것을 확인할 수 있다.
반면, 도 8에 도시된 바와 같이, 실시예 1에 따른 세리아 담체는 판상의 입자가 전체 구형의 입자의 표면을 덮고 있는 형태를 나타내는 것을 확인할 수 있으며, 헥사고날 및 오쏘롬빅의 두 상의 단계적인 형성에 의해 꽃 모양(flower-like)의 세리아 담체가 제조되는 것을 확인할 수 있다.
3. 물성 평가
도 9는 실시예 1 및 비교예 1 ~ 2에 따른 세리아 담체에 대한 비표면적 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 세리아 담체의 합성 직후의 비표면적 값이 단일상으로 이루어진 전구체로부터 합성된 구형의 헥사고날 결정 구조로 이루어진 비교예 1 및 판형의 오쏘롬빅 결정 구조로 이루어진 비교예 2에 비하여, 꽃 모양(Flower-like)의 헥사고날 및 오쏘롬빅이 상존하는 결정 구조로 이루어진 비교예 3의 경우가 비표면적이 더 넓은 것을 확인할 수 있다.
특히, 770℃에서 12시간 동안 열처리를 실시하기 전과 후, 꽃 모양(Flower-like) 세리아 담체인 실시예 1의 비표면적은 25.7%가 유지되고 있는 것에 반해, 헥사고날 결정 구조로 이루어진 비교예 1 및 오쏘롬빅 결정 구조로 이루어진 비교예 2는 각각 19.4% 및 3.8%로 측정되어, 실시예 1에 따른 꽃 모양의 세리아 담체의 열 안정성이 보다 높다는 것을 확인할 수 있다.
한편, 표 1은 실시예 1에 따른 세리아 담체를 이용하여 제조된 세리아-팔라듐 촉매에 대한 EDX 분석으로 획득한 성분비를 나타낸 것이고, 도 10은 실시예 1에 따른 세리아 담체를 이용하여 제조된 세리아-팔라듐 촉매를 촬영하여 나타낸 SEM 사진이고, 도 11은 실시예 1에 따른 세리아 담체를 이용하여 제조된 세리아-팔라듐 촉매에 대한 EDX 측정 결과를 나타낸 사진이다.
[표 1]
표 1, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 실시예 1에 따른 세리아 담체를 이용하여 제조된 세리아-팔라듐 촉매는 세리아 담체의 표면에 팔라듐 입자가 도포되어 있는 것을 확인할 수 있다.
이때, EXD 측정 결과, 실시예 1에 따른 세리아-팔라듐 촉매는 세륨이 78.9wt%로 함유되어 있고, 팔라듐이 0.63wt%로 함유되어 있는 것을 확인하였다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
S110 : 혼합 용액 형성 단계
S120 : 반응 단계
S130 : 하소 단계
S140 : 도포 및 건조
S120 : 반응 단계
S130 : 하소 단계
S140 : 도포 및 건조
Claims (11)
- (a) 세륨 양이온 용액에 탄산암모늄 용액을 첨가하고, 1,500 ~ 3,000rpm의 속도로 혼합시켜 혼합 용액을 형성하는 단계;
(b) 상기 혼합 용액의 pH가 9.0 ~ 9.5에 도달할 때까지 탄산암모늄을 투입하여 반응시키는 단계;
(c) 상기 (b) 단계의 결과물을 세척하고 하소하여 세리아 담체를 수득하는 단계; 및
(d) 상기 세리아 담체의 표면에 팔라듐 용액을 도포하고 건조하여 세리아-팔라듐 촉매를 형성하는 단계;를 포함하며,
상기 (a) 단계에서, 상기 세륨 양이온 용액은 용매에 세륨 양이온이 첨가되고, 상기 세륨 양이온 용액은 0.1 ~ 0.5M의 농도를 갖고,
상기 (c) 단계에서, 상기 하소는 250 ~ 350℃에서 30 ~ 120분 동안 실시하며,
상기 (d) 단계에서, 상기 건조에 의해, 상기 팔라듐 용액의 용매가 제거되어, 상기 세리아 담체의 표면에 분산 배치되는 팔라듐 입자가 부착된 상기 세라믹-팔라듐 촉매가 형성되는 것을 특징으로 하는 고비표면적 및 열안정성을 갖는 세리아-팔라듐 촉매 제조 방법.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 용매는
물, 자일렌, 톨루엔, 메시틸렌, 옥틸 에테르, 부틸 에테르, 헥실 에테르, 데실 에테르, 피리딘, 디메틸설폭사이드, 디메틸포름아미드, 옥탄올 및 데칸올 중 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 고비표면적 및 열안정성을 갖는 세리아-팔라듐 촉매 제조 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 세륨 양이온은
세륨(III) 나이트레이트, 세륨(III) 아세테이트 하이드레이트, 세륨(III) 아세틸아세토네이트 하이드레이트, 세륨(III) 카보네이트 하이드레이트, 세륨(IV) 하이드록사이드, 세륨(III) 플루오라이드, 세륨(III) 클로라이드, 세륨(III) 브로마이드, 세륨(III) 옥살레이트 하이드레이트, 세륨(III) 설페이트, 세륨(III) 설페이트 하이드레이트 및 세륨(IV) 설페이트 중 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 고비표면적 및 열안정성을 갖는 세리아-팔라듐 촉매 제조 방법.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 (b) 단계에서,
상기 반응은
2 내지 4일 동안 실시하는 것을 특징으로 하는 고비표면적 및 열안정성을 갖는 세리아-팔라듐 촉매 제조 방법.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 (c) 단계에서,
상기 세리아 담체는
구형의 입자 표면을 판상의 입자가 덮는 꽃 모양(Flower-like) 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 고비표면적 및 열안정성을 갖는 세리아-팔라듐 촉매 제조 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 (d) 단계에서,
상기 건조는
40 ~ 150℃에서 10 ~ 120분 동안 실시하는 것을 특징으로 하는 고비표면적 및 열안정성을 갖는 세리아-팔라듐 촉매 제조 방법.
- 삭제
- 삭제
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Citations (1)
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| KR100579945B1 (ko) | 2004-02-06 | 2006-05-15 | (주)에너피아 | 일산화탄소의 수성반응용 촉매 |
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| KR101321334B1 (ko) * | 2011-12-29 | 2013-10-22 | 한국화학연구원 | 이산화탄소 개질용 팔라듐계 촉매 및 이의 제조방법 |
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2017
- 2017-05-02 KR KR1020170056420A patent/KR101940998B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR100579945B1 (ko) | 2004-02-06 | 2006-05-15 | (주)에너피아 | 일산화탄소의 수성반응용 촉매 |
Non-Patent Citations (2)
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| J. Phys. Chem. B 2006, 110, 13445-13452 |
| Journal of Catalysis 237 (2006) 17-28 |
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