KR20180131145A - Preparing method for ldh-based catalyst, catalyst prepared by the method, preparing method for ldh-based composite materials and composite materials prepared by the method - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method of preparing a dry reforming catalyst having a novel structure for syngas production. In particular, the method comprises: an LDH preparation step of producing a layered double hydroxide (LDH) by using Ni and a divalent cationic metal more difficult to reduce than Ni; and a catalyst preparation step of thermally treating the prepared LDH to cause only Ni, a divalent cation relatively easier to reduce, to be eluted on the surface. The present invention may produce a Ni catalyst having a novel structure by eluting only Ni from the LDH due to difference in reducing power. Also, the catalyst of the present invention has Ni evenly distributed on the surface of the LDH and also firmly bonded to the lattice of the LDH, and therefore, has excellent effects of reducing carbon accumulation and catalyst enlargement when applied to a dry reforming process for syngas production.

Description

층상이중수산화물 기반 촉매의 제조방법, 이에 따라 제조된 촉매, 금속이 용출된 층상이중수산화물 기반 복합재료의 제조방법 및 이에 따라 제조된 복합재료{PREPARING METHOD FOR LDH-BASED CATALYST, CATALYST PREPARED BY THE METHOD, PREPARING METHOD FOR LDH-BASED COMPOSITE MATERIALS AND COMPOSITE MATERIALS PREPARED BY THE METHOD}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a method for producing a layered double hydroxide-based catalyst, a catalyst thus prepared, a method for producing a metal-eluted layered double hydroxide-based composite material and a composite material produced thereby, PREPARING METHOD FOR LDH-BASED COMPOSITE MATERIALS AND COMPOSITE MATERIALS PREPARED BY THE METHOD}

본 발명은 새로운 구조의 촉매 및 복합재료를 제조하는 방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 새로운 구조의 층상이중수산화물 기반의 촉매 및 복합재료 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a new structure of a catalyst and a method for producing a composite material, and more particularly to a new structure of a layered double hydroxide-based catalyst and a composite material and a method of manufacturing the same.

현재 지구 온난화의 주요 원인으로 일컬어지는 메탄가스(CH4)와 이산화탄소(CO2)는 이를 분해하여 합성가스(Synthesis Gas, CO + H2)를 제조함으로써 자원화 하는 것이 가능하다. 합성가스는 암모니아, 메탄올, 아세트산, DME(DiMethyl Ether), 합성 가솔린과 경유와 같은 화학원료와 환경적으로 청정원료를 합성하는데 있어서 중요한 매개체 물질이다. 청정원료 합성을 위해서는 수소와 일산화탄소의 다양한 몰비가 필요하며, 구체적으로 메탄올 합성을 위해서는 2:1의 몰비가 필요하고, 아세트산이나 DME 등을 합성하기 위해서는 1:1의 몰비가 필요하다.Currently, methane gas (CH 4 ) and carbon dioxide (CO 2 ), which are considered to be major causes of global warming, can be decomposed and decomposed to produce a syngas gas (CO + H 2 ). Synthetic gas is an important mediator in the synthesis of chemical raw materials such as ammonia, methanol, acetic acid, DME (diethyl ether), synthetic gasoline and diesel, and environmentally clean raw materials. In order to synthesize clean raw materials, various molar ratios of hydrogen and carbon monoxide are required. Specifically, a molar ratio of 2: 1 is required for methanol synthesis, and a molar ratio of 1: 1 is required for synthesizing acetic acid or DME.

메탄가스와 이산화탄소를 합성가스(수소와 일산화탄소)로 전환 하는 방식은 크게 두 가지로 나눌 수 있는데, 습식(증기) 개질방식(SRM, Steam Reforming of Methane)과 건식 개질방식(DRM, Dry Reforming of Methane)이 있다.There are two main ways to convert methane gas and carbon dioxide to syngas (hydrogen and carbon monoxide): steam reforming of methane (SRM) and dry reforming of methane (DRM) ).

습식 방식에 의한 합성가스 생산은 수소와 일산화탄소의 생성 비율이 3:1정도여서, 생성 비율이 1:1일 때에 효율이 가장 높은 합성가스를 자원화하는데 불리하며, 온실가스인 CO2가 다량 발생하는 문제가 있다. 반면에 건식 방식은 습식 방식과 달리 수소와 일산화탄소의 생성 비율이 거의 1:1에 가깝기 때문에 합성가스를 자원화 하는데 아주 유리하며, 이러한 합성가스 생산을 통해 지구 온난화의 주범인 CO2 온실가스를 동시에 제거할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 건식 방식은 기타 다른 방법들에 비해 합성가스 생산 원가가 20% 정도 낮은 장점을 가지고 있다.The production of syngas by the wet process is disadvantageous for the recycling of syngas, which has the highest efficiency when the production ratio of hydrogen and carbon monoxide is about 3: 1 at the ratio of 1: 1, and CO 2, which is a greenhouse gas, there is a problem. On the other hand, the dry method is very advantageous for the synthesis of syngas because the ratio of hydrogen to carbon monoxide is close to 1: 1, unlike the wet type. It is possible to simultaneously remove the CO 2 greenhouse gas, which is the main cause of global warming, There is an advantage to be able to do. In addition, the dry process has the advantage of 20% lower syngas production costs than other methods.

한편 건식 방식은 반응 효율을 높이기 위해서 고온의 반응열을 필요로 하며, 반응온도를 낮추기 위해 촉매를 사용하고 있다. 대표적 촉매 물질인 Pt, Ru, Rh 및 Pd의 경우 귀금속(Noble metal)으로서 촉매의 활성, 선택성 및 안정성은 좋으나 공업용으로 사용하기에는 가격이 너무 높은 단점이 있다.On the other hand, the dry method requires a high heat of reaction to increase the reaction efficiency and uses a catalyst to lower the reaction temperature. In the case of Pt, Ru, Rh and Pd which are typical catalyst materials, the activity, selectivity and stability of the catalyst are good as noble metal, but they are too expensive to be used for industrial use.

이러한 귀금속 촉매를 대체할 수 있는 물질로서, 활성과 선택성이 좋은 것으로 확인된 Ni을 기본으로 한 Ni 촉매(Ni-based Catalyst) 조성물을 개발하였다. 니켈은 다른 전이 금속에 비해 상대적으로 가격이 저렴하고 메탄의 CO2 개질화에 비교적 높은 선택성과 전환율을 가지고 있는 장점이 있다. 그러나 Ni 촉매도 반응 시작 후 얼마 되지 않아서, 촉매 표면에 탄소 축적(Coke Deposition)현상이 발생하여, 촉매의 활성이 반응 시간이 지날수록 급격하게 사라지는 단점이 있어, 반응기에 새로운 촉매와 담체(Support)로 바꿔줘야 하는 심각한 문제를 갖고 있다.As a substitute for such a noble metal catalyst, a Ni-based catalyst composition based on Ni, which has been confirmed to have good activity and selectivity, has been developed. Nickel is relatively inexpensive compared to other transition metals and has the advantage of having a relatively high selectivity and conversion to CO 2 nitration of methane. However, there is a disadvantage in that the catalyst activity is rapidly vanished as the reaction time becomes longer due to the occurrence of carbon deposition (Coke Deposition) on the surface of the Ni catalyst just after the start of the reaction, I have a serious problem that I have to change to.

이에 따라서, 귀금속이나 Ni를 사용하지 않는 촉매물질을 개발하려는 노력으로서 Fe를 사용하려는 연구 등이 이어지고 있으나, 만족할만한 수준의 결과는 얻지 못하고 있다. 나아가, 촉매를 사용하지 않고 고온의 화염플라즈마를 사용하여 건식 개질을 수행하는 기술도 개발되었으나, 촉매를 사용하는 경우에 비하여 장비 제작 비용과 장비 운용에 따른 비용이 높은 단점이 있다.As a result, studies have been made to use Fe as an effort to develop catalytic materials that do not use noble metals or Ni. However, satisfactory results have not been obtained. Further, although a technique for performing dry reforming using a high temperature flame plasma without using a catalyst has been developed, there is a disadvantage in that equipment manufacturing cost and equipment operation cost are higher than when a catalyst is used.

대한민국 공개특허 10-2016-0107539Korean Patent Publication No. 10-2016-0107539 대한민국 등록특허 10-1277123Korea Patent No. 10-1277123

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 Ni을 촉매 물질로서 사용하되 Ni의 분산성과 지지체에 대한 결합력을 높여 탄소 축적 및 비대화을 줄일 수 있는 촉매와 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a catalyst capable of reducing carbon storage and enlargement by using Ni as a catalyst material, .

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 층상이중수산화물 기반 촉매의 제조방법은, Ni과 Ni보다 상대적으로 환원되기 어려운 2가 양이온 금속을 동시에 포함하는 층상이중수산화물(LDH)을 제조하는 LDH 제조 단계; 및 제조된 층상이중수산화물을 열처리하여 상대적으로 환원되기 쉬운 2가 양이온인 Ni만을 표면에 용출시키는 촉매 제조 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for preparing a layered double hydroxide-based catalyst, the method comprising the steps of: preparing a layered double hydroxide (LDH) containing a divalent cationic metal that is relatively less reducible than Ni and Ni; And a catalyst preparation step of dissolving only the Ni, which is a divalent cation that is relatively easily reduced, on the surface by heat-treating the produced layered double hydroxide.

본 발명은 지지체에 Ni을 단순 증착시켰던 종래의 촉매 제조방법과 달리, 지지체 자체에서 Ni을 용출시키는 방법으로, Ni이 지지체에 고르게 분산되고 강하게 결합된 새로운 구조의 촉매를 제조하는 방법을 제공한다.The present invention provides a method for preparing a catalyst having a novel structure in which Ni is uniformly dispersed and strongly bonded to a support by a method of eluting Ni from the support itself, unlike the conventional catalyst production method in which Ni is simply deposited on a support.

층상이중수산화물(layerd double hydroxide, LDH)은 인공합성이 가능한 물질로서 2가와 3가 양이온 층으로 이루어져 있으며, 층 사이에 다양한 음이온이 삽입 가능한 2차원 나노구조를 가지는 정육면체의 형태의 이온점토성 물질이다. 자연계 광물인 하이드로탈사이트(Hydrotalcite)(Mg6Al2(OH)16CO3-4H2O)와 흡사한 구조를 갖고 있기 때문에 하이드로탈사이트류 화합물이라고 불리기도 한다.Layered double hydroxide (LDH) is a substance capable of artificial synthesis and consists of divalent and trivalent cationic layers and is a cubic ionic saturate substance having a two-dimensional nanostructure in which various anions can be inserted between layers . It is also called a hydrotalcite compound because it has a structure similar to a natural mineral hydrotalcite (Mg 6 Al 2 (OH) 16 CO 3 -4H 2 O).

LDH의 화학식은 [M2 + 1- xM3 + x(OH)2]x+[(Am-)x/m-nH2O]x-로 표현되는 것이 일반적이며, 화학식에서 2가 양이온인 M2 +는 Mg, Zn, Fe, Ni, Cu 등의 금속으로 구성될 수 있고, 3가 양이온인 M3+는 Al, Cr, Ca 등의 금속으로 구성될 수 있다. 층 사이에 삽입되는 Am-는 Cl-, NO3 -, SO4 2- 등 많은 유, 무기 음이온이 삽입 가능하다.The chemical formula of LDH is generally represented by [M 2 + 1 x M 3 + x (OH) 2 ] x + [(A m- ) x / m -nH 2 O] x- , M 2 + may be composed of metals such as Mg, Zn, Fe, Ni and Cu, and M 3+ which is a trivalent cation may be composed of metals such as Al, Cr and Ca. A m- inserted between layers can contain many organic and inorganic anions such as Cl - , NO 3 - , SO 4 2-, and so on.

본 발명은 이러한 층상이중수산화물을 제조하는 과정에서 2가 양이온으로서 하나의 금속만을 사용하는 것이 아니고, Ni와 Ni보다 환원되기 어려운 금속을 함께 사용하여 층상이중수산화물을 제조하고, 환원력이 상대적으로 높은 Ni만 용출되도록 제조된 층상이중수산화물을 열처리함으로써 층상이중수산화물 재질 지지체에 용출된 Ni이 아일랜드(island) 형으로 분산 분포된 건식 개질 촉매를 제조할 수 있었다.In the process of producing such a layered double hydroxide, the present invention does not use only one metal as a divalent cation but uses a metal that is less likely to be reduced than Ni and Ni to be used together to produce a layered double hydroxide, and a Ni The layered double hydroxides prepared to be solely eluted were heat-treated to prepare dry reforming catalysts in which Ni eluted in the layered double hydroxide material support was dispersed and dispersed in an island shape.

LHD 제조 단계는 공침법 또는 수열합성법을 적용할 수 있으며, 원팟 방식으로 지지체인 층상이중수산화물을 제조하여 공정이 용이한 장점이 있다.The LHD preparation step can be coprecipitation or hydrothermal synthesis, and it is advantageous in that it can be easily processed by producing the layered double hydroxides supported by the one-pot method.

Ni보다 상대적으로 환원되기 어려운 2가 양이온 금속이 Mg이고, 층상이중수산화물에 포함된 3가 양이온 금속이 Al일 수 있다. 기존에 Mg-Al LDH를 제조하는 방법에서 Ni을 추가하는 방법으로 적용이 가능하다.Mg is a divalent cation metal that is relatively difficult to reduce relative to Ni, and Al is a trivalent cation metal contained in the layered double hydroxide. It is possible to apply Ni as a method for manufacturing Mg-Al LDH.

Ni이 환원되어 용출되도록 하기 위해서는, 촉매 제조 단계의 열처리가 H2 가스 분위기에서 수행되는 것이 바람직하다. 열처리 과정의 가스 분위기는 특별하게 한정되지 않고, 질소 또는 아르곤 분위기 등에서 수행하는 것도 가능하지만, 수소가스 분위기에서 열처리를 수행하는 경우 수소에 의한 환원효과가 강화되어 상대적으로 낮은 온도에서 Ni의 환원이 이루어지는 효과가 있다.In order for Ni to be reduced and eluted, it is preferable that the heat treatment in the catalyst production step is performed in an H 2 gas atmosphere. The gas atmosphere in the heat treatment process is not particularly limited and may be performed in a nitrogen or argon atmosphere. However, when the heat treatment is performed in a hydrogen gas atmosphere, the reduction effect by hydrogen is enhanced and Ni is reduced at a relatively low temperature It is effective.

그리고 열처리는 200℃ 이상의 온도 범위에서 수행되는 것이 바람직하다. Ni가 환원되어 용출되는 온도는 가스 분위기와 제조방법 등의 다양한 요인에 의해서 영향을 받지만, 수소를 흘려주는 분위기에서 열처리하는 경우에 200℃ 이상의 낮은 온도범위에서 환원에 의한 용출이 발생한다. 온도의 상한은 특별히 정해지지 않으나 650℃를 넘는 경우에는 투입되는 에너지가 과도하여 효율이 나빠지는 단점이 있다. 그리고 수열합성법으로 제조된 경우에 공침법에 의해 제조된 층상이중수산화물보다 결정성이 뛰어나기 때문에 용출을 위해 필요한 온도가 높아질 수 있다.The heat treatment is preferably performed at a temperature of 200 ° C or higher. The temperature at which Ni is reduced and eluted is affected by various factors such as the gas atmosphere and the production method. However, when heat treatment is performed in an atmosphere in which hydrogen is flowed, elution due to reduction occurs at a temperature lower than 200 캜. The upper limit of the temperature is not specially defined, but when the temperature exceeds 650 ° C, the energy to be supplied is excessively excessive and the efficiency is deteriorated. In the case of hydrothermal synthesis, the crystallinity is better than that of coprecipitated layered hydroxides, which may increase the temperature required for elution.

본 발명의 다른 형태에 의한 촉매는, 상기한 방법으로 제조되어, 적어도 2종류 이상의 2가 양이온 금속을 포함하는 층상이중수산화물(LDH) 재질의 지지체; 및 상기 지지체의 표면에 분산 분포된 Ni를 포함하여 구성되며, 상기 Ni는 상기 층상이중수산화물에 포함된 적어도 2종류 이상의 2가 양이온 금속 중에 하나이며, 층상이중수산화물에 포함된 적어도 2종류 이상의 2가 양이온 금속들 사이의 환원력 차이에 의해서 상기 지지체의 표면에서 용출되어 형성된 것을 특징으로 한다.A catalyst according to another aspect of the present invention is a layered double hydroxide (LDH) -based support prepared by the above-mentioned method and comprising at least two kinds of divalent cation metals; And Ni dispersed on the surface of the support, wherein the Ni is one of at least two divalent cationic metals contained in the layered double hydroxide, and at least two kinds of divalent cations contained in the layered double hydroxide And is formed by being eluted from the surface of the support due to the difference in reducing power between the cationic metals.

본 발명의 촉매는 제조방법을 포함하여 특정하는 방법으로 기재되었으나, 이는 제조방법에 의해서 특정하여야 촉매의 구성을 명확하게 특정한 경우에 해당하기 때문이다. 구체적으로 상기한 촉매의 제조방법에 의해서 층상이중수산화물의 결정격자에 따라 Ni이 용출된 위치가 정해지고, 용출된 Ni와 지지체인 층상이중수산화물 사이의 결합방법 및 결합력이 단순히 외부의 Ni를 지지체인 층상이중수산화물에 부착하는 것과는 차이가 있기 때문에, 제조방법에 의해서 특정하여야 촉매의 구성을 명확하게 특정할 수 있다.The catalyst of the present invention is described in a specific method including a production method, but this is because it is necessary to specify the catalyst by a manufacturing method to clearly specify the structure of the catalyst. Specifically, according to the above-described method for producing a catalyst, the position where Ni is eluted according to the crystal lattice of the layered double hydroxide is determined, and the bonding method and the bonding force between the eluted Ni and the layered double hydroxide, Since it differs from that which adheres to the layered double hydroxide, the composition of the catalyst can be clearly specified if it is specified by the production method.

이때, Ni 이외에 상기 층상이중수산화물에 포함된 2가 양이온 금속이 Mg이고, 층상이중수산화물에 포함된 3가 양이온 금속이 Al일 수 있다.At this time, in addition to Ni, the divalent cation metal contained in the layered double hydroxide may be Mg, and the trivalent cation metal contained in the layered double hydroxide may be Al.

본 발명의 일 형태에 의한 층상이중수산화물 기반 복합재료의 제조방법은, 2가 양이온과 3가 양이온을 포함하는 층상이중수산화물(LDH)을 제조하되, 동일한 이온가수의 양이온 중에 적어도 일부가 환원력에 차이가 있는 적어도 2종류 이상의 금속을 포함하도록 층상이중수산화물을 제조하는 LDH 제조 단계; 및 제조된 층상이중수산화물을 열처리하여 양이온을 환원시킴으로서 금속을 표면에 용출시키는 복합재료 제조 단계를 포함하여 구성되며, 상기 용출된 금속이 동일한 이온가수의 양이온 중에서 상대적으로 환원되기 쉬운 물질인 것을 특징으로 한다.A method for preparing a layered double hydroxide based composite material according to an aspect of the present invention includes the steps of preparing a layered double hydroxide (LDH) containing divalent cations and trivalent cations, wherein at least a part of the cations of the same ionic group An LDH producing step of producing a layered double hydroxide so as to include at least two kinds of metals having the same structure as the LDH; And a composite material production step of dissolving the metal on the surface by heat treatment of the produced layered double hydroxide to reduce cations, and the eluted metal is a substance which is relatively easily reduced in the cation of the same ionic water do.

이때, 환원력에 차이가 있는 적어도 2종류 이상의 금속을 포함하는 동일한 이온가수의 양이온은 2가 양이온 및/또는 3가 양이온일 수 있다.At this time, the cation of the same ionic valence containing at least two kinds of metals having different reducing powers may be a divalent cation and / or a trivalent cation.

이러한 복합재료의 제조방법은 H2 가스 분위기에서 수행되는 것이 바람직하다. 수소가스 분위기에서 열처리를 수행하는 경우 수소에 의한 환원효과가 강화되어 상대적으로 낮은 온도에서 금속의 환원이 이루어지는 효과가 있다.The method of producing such a composite material is preferably performed in an H 2 gas atmosphere. When the heat treatment is performed in a hydrogen gas atmosphere, the reduction effect by hydrogen is enhanced and the reduction of the metal is performed at a relatively low temperature.

본 발명의 일 형태에 의한 복합재료는 상기한 방법으로 제조되어, 2가 양이온과 3가 양이온을 포함하는 층상이중수산화물(LDH) 재질의 베이스; 및 상기 베이스의 표면에 분산 분포된 금속물질을 포함하여 구성되며, 상기 층상이중수산화물은 동일한 이온가수의 양이온 중에 적어도 일부가 환원력에 차이가 있는 적어도 2종류 이상의 금속을 포함하여 구성되고, 상기 금속물질은 적어도 2종류 이상이 포함된 금속 중에 하나이며, 환원력 차이에 의해서 상기 베이스의 표면에서 용출되어 형성된 것을 특징으로 한다.A composite material according to an aspect of the present invention comprises a base of a layered double hydroxide (LDH) material prepared by the above method and comprising a divalent cation and a trivalent cation; And a metal material dispersed and distributed on the surface of the base, wherein the layered double hydroxide comprises at least two kinds of metals in which at least a part of cations of the same ionic water have a difference in reducing power, Is one of metals containing at least two kinds or more and is formed by being eluted from the surface of the base due to a difference in reducing power.

이때, 환원력에 차이가 있는 적어도 2종류 이상의 금속을 포함하는 동일한 이온가수의 양이온은 2가 양이온 및/또는 3가 양이온일 수 있다.At this time, the cation of the same ionic valence containing at least two kinds of metals having different reducing powers may be a divalent cation and / or a trivalent cation.

앞서 촉매와 같이, 본 발명의 복합재료는 제조방법을 포함하여 특정하는 방법으로 기재되었으나, 본 발명의 복합재료는 제조방법에 의해서 특정하여야 복합재료의 구성을 명확하게 특정한 경우에 해당하기 때문에 이러한 방식으로 특정하였다. Since the composite material of the present invention is described in a specific method including the production method, as in the case of the catalyst, the composite material of the present invention is specified when the composition of the composite material is clearly specified, .

상술한 바와 같이 구성된 본 발명은, 환원력의 차이에 의해서 층상이중수산화물에서 Ni만을 용출시킴으로써, 새로운 구조의 Ni 촉매를 제조할 수 있는 효과가 있다.The present invention constituted as described above has the effect of producing a Ni catalyst of a new structure by eluting only Ni from the layered double hydroxide due to the difference in reducing power.

또한, 본 발명의 촉매는 층상이중수산화물의 표면에 Ni이 고르게 분산될 뿐만 아니라 층상이중수산화물 격자에 강력하게 결합되어 있기 때문에, 합성가스 제조를 위한 건식 개질 공정에 적용할 때에 탄소 축적 및 촉매 비대화에 따른 문제가 감소하는 뛰어난 효과가 있다.In addition, since the catalyst of the present invention is not only uniformly dispersed on the surface of the layered double hydroxide but also strongly bonded to the layered double hydroxide lattice, it is possible to prevent carbon accumulation and catalyst overtreatment when applied to a dry reforming process for synthesis gas production There is an excellent effect of reducing the problem caused by the problem.

나아가 본 발명은 환원력의 차이에 의해서 층상이중수산화물의 표면에 금속이 용출되어 분산 결합된 새로운 구조의 복합재료를 제조하여 제공할 수 있는 효과가 있다. Further, according to the present invention, it is possible to manufacture and provide a composite material of a novel structure in which metal is eluted and dispersed on the surface of the layered double hydroxide due to the difference in reducing power.

도 1은 본 발명의 첫 번째 실시예에 따라서 촉매를 제조하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 실시예에서 제조된 층상이중수산화물의 결정구조를 도시한 모식도이다.
도 3은 본 발명의 두 번째 실시예에 따라서 촉매를 제조하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 4는 수열합성법으로 제조된 층상이중수산화물에 대한 X선 회절분석 결과이다.
도 5는 수열합성으로 제조된 층상이중수산화물에 대한 주사전자현미경 사진이다.
도 6은 수열합성으로 제조된 층상이중수산화물을 수소를 흘려주면서 열처리하여 제조된 촉매에 대한 주사전자현미경 사진이다.
도 7은 본 실시예의 방법으로 제조된 촉매와 비교예의 촉매에 대한 수소흡착능을 비교한 그래프이다.
도 8은 본 실시예의 방법으로 제조된 촉매에 대하여 메탄건식개질 반응을 수행한 결과를 나타내는 그래프이다.
FIG. 1 is a flow chart showing a process of manufacturing a catalyst according to a first embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram showing the crystal structure of the layered double hydroxide produced in this embodiment.
FIG. 3 is a flowchart illustrating a process of manufacturing a catalyst according to a second embodiment of the present invention.
4 is a result of X-ray diffraction analysis of the layered double hydroxide produced by hydrothermal synthesis.
5 is a scanning electron micrograph of a layered double hydroxide prepared by hydrothermal synthesis.
6 is a scanning electron microscope (SEM) image of a catalyst prepared by hydrothermally treating a layered double hydroxide prepared by hydrothermal synthesis with flowing hydrogen.
7 is a graph comparing hydrogen adsorption capacities of the catalyst prepared by the method of this embodiment and the catalyst of the comparative example.
8 is a graph showing the results of performing a methane dry reforming reaction on a catalyst prepared by the method of this embodiment.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명의 첫 번째 실시예에 따라서 촉매를 제조하는 과정을 나타낸 순서도이다.FIG. 1 is a flow chart showing a process of manufacturing a catalyst according to a first embodiment of the present invention.

첫 번째 실시예는 공침법에 의해서 층상이중수산화물(LDH)을 제조한 뒤에 촉매를 제조한다.The first embodiment produces a layered double hydroxide (LDH) by coprecipitation followed by preparation of the catalyst.

먼저, Mg2+, Al3+ 및 Ni2+ 이온 전구체를 포함하는 용액을 제조한다. 제조된 용액에 NaOH를 첨가하여 pH를 10이상으로 조절한 뒤에 하루 이상의 시간 동안 강하게 교반한다. 침전된 분말을 원심분리기로 분리한 뒤에 세척한다. 세적된 분말을 60℃의 오븐에서 건조함으로서 층상이중수산화물을 얻을 수 있다.First, a solution containing Mg 2+ , Al 3+ and Ni 2+ ion precursors is prepared. NaOH is added to the prepared solution to adjust the pH to 10 or more, followed by vigorous stirring for more than one day. Separate the precipitated powder with a centrifuge and wash. The precipitated powder can be dried in an oven at 60 ° C to obtain a layered double hydroxide.

이상의 과정은 Mg와 Al을 포함하는 층상이중수산화물(Mg-Al LDH)을 공침법으로 제조하는 일반적인 방법이지만, 본 실시예에서는 Ni 전구체를 함께 사용하여 종래의 Mg-Al LDH와 달리 2가 양이온으로서 Mg와 Ni를 동시에 함유한 층상이중수산화물을 제조한 점에 특징이 있다.The above process is a general method of preparing a layered double hydroxide (Mg-Al LDH) containing Mg and Al by a coprecipitation method. In this embodiment, unlike the conventional Mg-Al LDH, Ni precursor is used together to form a divalent cation And is characterized in that a layered double hydroxide containing Mg and Ni at the same time is produced.

이와 같은 방법으로 제조된 층상이중수산화물을 H2 가스 분위기에서 600℃로 열처리하여 촉매를 제조한다. H2 가스 분위기에서 열처리를 수행하는 경우에, 금속의 환원 경향이 강해져서, 200℃ 이상의 온도에서도 용출이 발생하는 것을 확인할 수 있었으나, 열처리 효율을 높이기 위하여 본 실시예에서는 600℃에서 열처리를 수행하였다. 구체적으로, 전자친화도 또는 이온화경향을 기준으로 Mg에 비하여 Ni가 환원되기 쉽기 때문에, 열처리 과정에서 Ni가 먼저 금속 상태로 환원되어 층상이중수산화물의 표면에서 용출된다. 이때 Ni가 용출되는 위치는 층상이중수산화물의 결정격자에서 Ni가 위치하는 곳이므로 용출되는 위치가 서로 상당 거리 이격되어 분산된 형태(이하에서 '아일랜드(island) 형으로 분산된 형태'로 표현함)이다. 나아가 Ni가 용출에 의해서 층상이중수산화물의 결정격자에서 벗어나더라도 결정격자와 매우 강한 결합 상태를 유지하여, 층상이중수산화물의 표면에 외부에서 공급된 Ni를 부착하는 것과는 비교할 수 없을 정도의 강한 결합 상태가 되며, 이는 Ni가 층상이중수산화물에 일체형으로 결합되어 위치하는 것으로 표현할 수 있다. H2의 함량과 열처리 온도 및 시간에 따라서 Ni가 환원되는 양을 조절할 수 있다.The layered double hydroxide thus prepared is heat-treated at a temperature of 600 캜 in an H 2 gas atmosphere to prepare a catalyst. In the case of performing the heat treatment in the H 2 gas atmosphere, it was confirmed that the reduction tendency of the metal became strong and elution occurred at a temperature of 200 ° C. or more. However, in order to improve the heat treatment efficiency, the heat treatment was performed at 600 ° C. . Specifically, since Ni is easily reduced compared to Mg on the basis of electron affinity or ionization tendency, Ni is first reduced to a metal state in the heat treatment process and eluted from the surface of the layered double hydroxide. At this time, since the Ni is located at the crystal lattice of the layered double hydroxide, the position where the Ni is eluted is dispersed at a considerable distance from each other (hereinafter referred to as an island-like dispersed form) . Further, even if Ni is released from the crystal lattice of the layered double hydroxide by elution, it maintains a very strong bonding state with the crystal lattice, so that a strong bonding state that is comparable to that of attaching externally supplied Ni to the surface of the layered double hydroxide , Which can be expressed as Ni being located integrally bonded to the layered double hydroxide. The amount of Ni reduction can be controlled according to the content of H 2 and the heat treatment temperature and time.

구체적으로 본 실시예에서 제조된 3가 양이온으로 Al을 포함하고 2가 양이온으로 Mg와 Ni를 동시에 포함하는 층상이중수산화물의 결정구조를 도시한 도 2를 기준으로 살펴보면, 2가와 3가 양이온 층(MgM-xNixAl1-OH)의 결정격자에 Ni가 위치하고 환원되는 Ni는 해당 위치에서 용출되기 때문에, Ni가 용출되는 위치는 서로 이격된다.In detail, referring to FIG. 2 showing the crystal structure of a layered double hydroxide having Al and a divalent cation simultaneously containing Mg and Ni as trivalent cations produced in this embodiment, a bivalent and trivalent cationic layer Mg Mx Ni x Al 1 -OH), Ni is located in the crystal lattice and the reduced Ni is eluted at the corresponding position, so that the positions where the Ni is eluted are separated from each other.

이와 같이, 본 발명의 방법으로 제조된 촉매는 층상이중수산화물로 구성된 지지체의 표면에서 용출된 Ni이 아일랜드 형으로 고르게 분산되는 동시에 강하게 결합되어 있기 때문에, 합성가스 제조를 위한 건식 개질 공정의 촉매로서 사용하여도 탄소 축적(Coke Deposition) 및 촉매 비대화에 따른 문제가 줄어드는 뛰어난 효과가 있다.As described above, the catalyst prepared by the method of the present invention is used as a catalyst for a dry reforming process for producing syngas because the Ni eluted from the surface of the support composed of the layered double hydroxides is uniformly dispersed and uniformly distributed in the island- There is an excellent effect that the problems due to carbon deposition (coke deposition) and catalyst oversizing are reduced.

도 3은 본 발명의 두 번째 실시예에 따라서 촉매를 제조하는 과정을 나타낸 순서도이다.FIG. 3 is a flowchart illustrating a process of manufacturing a catalyst according to a second embodiment of the present invention.

두 번째 실시예는 수열합성법에 의해서 층상이중수산화물(LDH)을 제조한 뒤에 촉매를 제조한다.In the second embodiment, a layered double hydroxide (LDH) is prepared by a hydrothermal synthesis method and then a catalyst is prepared.

먼저, Mg2+, Al3+, Ni2+ 및 요소(Urea)를 포함하는 용액을 제조한다. 제조된 용액을 수열합성기에 넣고 120~200℃에서 10~48시간 동안 반응시킨다. 침전된 분말을 원심분리기로 분리한 뒤에 세척한다. 세척된 분말을 60℃의 오븐에서 건조함으로서 층상이중수산화물을 얻을 수 있다.First, a solution containing Mg 2+ , Al 3+ , Ni 2+ and Urea is prepared. The prepared solution is put into a hydrothermal synthesizer and reacted at 120 to 200 ° C. for 10 to 48 hours. Separate the precipitated powder with a centrifuge and wash. The layered double hydroxide can be obtained by drying the washed powder in an oven at 60 ° C.

이상의 과정은 첫 번째 실시예와 마찬가지로 Mg와 Al을 포함하는 층상이중수산화물(Mg-Al LDH)을 열수합성법으로 제조하는 일반적인 방법이지만, 본 실시예에서는 Ni 전구체를 함께 사용하여 종래의 Mg-Al LDH와 달리 Mg와 Ni를 함께 포함하는 층상이중수산화물을 제조한 점에 특징이 있다.The above process is a general method for producing a layered double hydroxide (Mg-Al LDH) containing Mg and Al by a hydrothermal synthesis method as in the first embodiment. However, in this embodiment, a Ni precursor is used together to form a Mg- The present invention is characterized in that a layered double hydroxide containing Mg and Ni is produced.

이후에 층상이중수산화물을 H2 가스 분위기에서 열처리하여 촉매를 제조하는 것은 첫 번째 실시예와 동일하므로 구체적인 설명을 생략한다.Thereafter, the layered double hydroxide is heat-treated in an H 2 gas atmosphere to produce a catalyst, which is the same as in the first embodiment, and thus a detailed description thereof will be omitted.

도 4는 수열합성법으로 제조된 층상이중수산화물에 대한 X선 회절분석 결과이고, 도 5는 수열합성으로 제조된 층상이중수산화물에 대한 주사전자현미경 사진이다.FIG. 4 shows the results of X-ray diffraction analysis of the layered double hydroxides prepared by the hydrothermal synthesis method, and FIG. 5 is a scanning electron micrograph of the layered double hydroxides prepared by hydrothermal synthesis.

X선 회절 패턴에서 결정성물질인 것을 확인할 수 있으며, Mg 및 Al과 함께 Ni도 포함되어 있는 것을 확인할 수 있다.It can be confirmed that the crystal is a crystalline material in the X-ray diffraction pattern, and it can be confirmed that Ni and Mg are contained together with Al and Al.

또한, 주사전자현미경 사진에서 얇은 시트 구조의 층상이중수산화물이 제조된 것을 확인할 수 있다.In addition, it can be confirmed from the scanning electron microscope photograph that a layered double hydroxide having a thin sheet structure is produced.

도 6은 수열합성으로 제조된 층상이중수산화물을 수소를 흘려주면서 열처리하여 제조된 촉매에 대한 주사전자현미경 사진이다.6 is a scanning electron microscope (SEM) image of a catalyst prepared by hydrothermally treating a layered double hydroxide prepared by hydrothermal synthesis with flowing hydrogen.

도시된 것과 같이, 열처리 이후에도 얇은 시트 구조를 유지하고 있으나, 그 표면에는 밝은 색의 Ni가 용출되어 분산 배치된 것을 확인할 수 있다. 나아가 밝은 색의 Ni들은 서로 이격된 아일랜드 형의 분산 형태를 보이는 것도 확인할 수 있다. As shown in the figure, a thin sheet structure is maintained even after the heat treatment, but bright colored Ni is eluted and dispersed on the surface. Furthermore, it can be seen that bright colored Nis show an island type dispersion form separated from each other.

본 실시예의 방법으로 제조된 촉매의 성능을 확인하기 위하여 실험을 수행하였다.Experiments were conducted to confirm the performance of the catalyst prepared by the method of this embodiment.

도 7은 본 실시예의 방법으로 제조된 촉매와 비교예의 촉매에 대한 수소흡착능을 비교한 그래프이다.7 is a graph comparing hydrogen adsorption capacities of the catalyst prepared by the method of this embodiment and the catalyst of the comparative example.

비교예로는 Mg-Al 층상이중수산화물을 Ni 전구체 용액에 침지하여, 표면에 Ni를 단순 흡착시켜서 제조된 촉매를 사용하였다. 실선이 본 실시예에 따른 촉매의 수소흡착능이고, 점선이 비교예에 따른 촉매의 수소흡착능이다.As a comparative example, a catalyst prepared by immersing Mg-Al layered double hydroxide in a Ni precursor solution and simply adsorbing Ni on the surface was used. The solid line is the hydrogen adsorption capacity of the catalyst according to this embodiment, and the dotted line is the hydrogen adsorption capacity of the catalyst according to the comparative example.

도시된 것과 같이, 단순히 얇은 시트 구조인 층상이중수산화물의 표면에 Ni를 넓게 흡착시킨 비교예에 비하여, 고온에서 수소흡착 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있으며, 이는 본 실시예에 따라 제조된 촉매는 층상이중수산화물의 격자 위치에서 Ni를 용출시킴으로써 Ni가 서로 이격되어 분산된 구조이기 때문인 것으로 생각된다.As shown in the figure, it can be seen that the hydrogen adsorbing property is shown at high temperature, as compared with the comparative example in which Ni is widely adsorbed on the surface of the layered double hydroxide, which is simply a thin sheet structure. And that Ni is eluted from the lattice positions of the hydroxides so that Ni is dispersed and dispersed from each other.

도 8은 본 실시예의 방법으로 제조된 촉매에 대하여 메탄건식개질 반응을 수행한 결과를 나타내는 그래프이다.8 is a graph showing the results of performing a methane dry reforming reaction on a catalyst prepared by the method of this embodiment.

도시된 것과 같이, 25시간 동안 건식개질반응을 수행하는 과정에서 촉매 성능의 저하가 발생하지 않은 것을 확인할 수 있으며, 이는 본 실시예의 촉매가 종래의 일반적인 Ni 촉매가 촉매 표면에 탄소 축적 현상 및 비대화가 발생하여 촉매의 활성이 반응 시간이 지날수록 급격하게 사라지는 것과는 차별되는 뛰어난 특성을 나타내는 것임을 알 수 있다.As shown in the figure, it can be seen that the catalytic performance was not deteriorated in the course of performing the dry reforming reaction for 25 hours. This indicates that the catalyst of this embodiment is a catalyst in which the conventional Ni catalyst has carbon accumulation and non- And the activity of the catalyst is remarkably different from that of the disappearance of the catalyst rapidly as the reaction time elapses.

이상의 첫 번째 실시예와 두 번째 실시예에 따른 촉매 제조방법은 원팟(one pot) 방식으로 층상이중수산화물을 제조한 뒤에 Ni만을 환원시키는 방법으로 제조할 수 있어 제조가 용이한 장점이 있다.The catalyst preparation method according to the first embodiment and the second embodiment can be manufactured by a method in which a layered double hydroxide is produced by a one pot method and then only Ni is reduced, thus making it easy to manufacture.

한편, 상기한 실시예에서는 합성가스 제조를 위한 건식 개질 촉매로서의 Ni를 지지체인 층상이중수산화물의 표면에서 용출시키는 촉매 제조방법에 대해서 설명하였으나, 환원력의 차이에 의해서 층상이중수산화물의 표면에 금속을 용출 시키는 것은 Ni에만 적용될 수 있는 것이 아니며, 층상이중수산화물을 구성할 수 있는 다양한 2가 양이온 및 3가 양이온에 대해서 적용이 가능하다.Meanwhile, in the above-described embodiment, a method of preparing a catalyst for eluting Ni as a dry reforming catalyst for synthesis gas from a surface of a layered double hydroxide as a support has been described. However, due to the difference in reducing power, the metal is eluted on the surface of the layered double hydroxide Is not only applicable to Ni but also applicable to various divalent cations and trivalent cations which can constitute layered double hydroxides.

이하에서는 층상이중수산화물의 표면에 금속이 용출된 복합재료 및 그 제조방법으로 넓혀서 본 발명의 구성을 살펴본다.Hereinafter, the composite material in which the metal is eluted on the surface of the layered double hydroxide and the method for producing the same will be described.

환원력에 차이가 있는 2종류의 이상의 2가 양이온 금속을 포함하는 층상이중수산화물을 먼저 제조한 뒤에, 열처리를 수행하면 앞선 실시예들에서와 같이 상대적으로 환원되기 쉬운 2가 양이온을 층상이중수산화물의 표면에 용출시킬 수 있다. 구체적으로 전자친화도 또는 이온화경향을 기준으로 하여 상대적으로 환원되기 쉬운 금속과 상대적으로 환원되기 어려운 금속을 동시에 포함하는 층상이중수산화물을 열처리하면, 환원되기 쉬운 금속이 먼저 환원되어 용출되기 때문에 환원되기 쉬운 금속만을 용출시킬 수 있다.When a layered double hydroxide containing two or more kinds of divalent cationic metals differing in reducing power is first prepared and then subjected to heat treatment, a divalent cation that is relatively easily reduced is added to the surface of the layered double hydroxide Lt; / RTI > Specifically, when a layered double hydroxide containing both a metal that is relatively easily reduced and a metal that is relatively difficult to reduce based on the electron affinity or the ionization tendency is heat-treated, the metal that can be easily reduced is first reduced and eluted, Only the metal can be eluted.

마찬가지로, 환원력에 차이가 있는 2종류의 이상의 3가 양이온 금속을 포함하는 층상이중수산화물을 먼저 제조한 뒤에, 열처리를 수행하면 상대적으로 환원되기 쉬운 3가 양이온을 층상이중수산화물의 표면에 용출시킬 수도 있다.Likewise, when a layered double hydroxide containing two or more kinds of trivalent cationic metals having different reducing powers is first prepared and then subjected to heat treatment, a relatively reduced trivalent cation may be eluted on the surface of the layered double hydroxide .

이와 같은 방법으로 제조된 복합재료는 층상이중수산화물의 표면에 2가 및/또는 3가 금속이 용출되어 분산 부착되며, 용출된 금속은 층사이중수산화물의 결정격자에서 2가 또는 3가 양이온의 위치에서 용출되기 때문에 아일랜드 형으로 분산되고, 결정격자와 매우 강한 결합 상태를 유지하는 특징을 가진다.The composite material produced by such a method is characterized in that a divalent and / or trivalent metal is eluted and adhered to the surface of the layered double hydroxide, and the eluted metal has a divalent or trivalent cation position in the crystal lattice of the hydroxide among the layers So that it is dispersed in an island shape and has a characteristic of maintaining a very strong bonding state with the crystal lattice.

이러한 복합재료는 종래에 없던 새로운 구조의 복합재료로서, 지지체에 넓게 분산된 금속 촉매로서 적용될 수도 있고, 전기저장 매체의 전극재료로서 적용할 수도 있는 등 매우 넓은 분야에서 다양한 형태로 적용될 수 있다.Such a composite material may be applied as a metal catalyst widely dispersed in a support as a novel composite material having no new structure, or it may be applied as an electrode material of an electric storage medium, and may be applied in a wide variety of fields.

이상 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였는데, 상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특정 실시예가 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to preferred embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Those skilled in the art will understand. Therefore, the scope of protection of the present invention should be construed not only in the specific embodiments but also in the scope of claims, and all technical ideas within the scope of the same shall be construed as being included in the scope of the present invention.

Claims (16)

Ni과 Ni보다 상대적으로 환원되기 어려운 2가 양이온 금속을 동시에 포함하는 층상이중수산화물(LDH)을 제조하는 LDH 제조 단계; 및
제조된 층상이중수산화물을 열처리하여 상대적으로 환원되기 쉬운 2가 양이온인 Ni만을 표면에 용출시키는 촉매 제조 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 층상이중수산화물 기반 촉매의 제조방법.
A step of preparing an LDH to produce a layered double hydroxide (LDH) simultaneously containing a divalent cationic metal which is relatively difficult to reduce than Ni and Ni; And
And a catalyst preparation step of dissolving only the Ni, which is a divalent cation which is liable to be relatively reduced, on the surface by heat-treating the produced layered double hydroxide, thereby preparing a layered double hydroxide-based catalyst.
청구항 1에 있어서,
상기 LDH 제조 단계가, 공침법 또는 수열합성법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 층상이중수산화물 기반 촉매의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the LDH preparation step is carried out by coprecipitation or hydrothermal synthesis.
청구항 1에 있어서,
상기 Ni보다 상대적으로 환원되기 어려운 2가 양이온 금속이 Mg 인 것을 특징으로 하는 층상이중수산화물 기반 촉매의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the divalent cation metal which is relatively less likely to be reduced than Ni is Mg.
청구항 1에 있어서,
상기 층상이중수산화물에 포함된 3가 양이온 금속이 Al인 것을 특징으로 하는 층상이중수산화물 기반 촉매의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the trivalent cation metal contained in the layered double hydroxide is Al.
청구항 1에 있어서,
상기 촉매 제조 단계의 열처리가 H2 가스 분위기에서 수행되는 것을 특징으로 하는 층상이중수산화물 기반 촉매의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the heat treatment in the catalyst preparation step is performed in an H 2 gas atmosphere.
청구항 1에 있어서,
상기 촉매 제조 단계의 열처리가 200℃ 이상의 온도 범위에서 수행되는 것을 특징으로 하는 층상이중수산화물 기반 촉매의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the heat treatment in the catalyst preparation step is performed in a temperature range of 200 ° C or higher.
청구항 1의 방법으로 제조된 촉매로서,
적어도 2종류 이상의 2가 양이온 금속을 포함하는 층상이중수산화물(LDH) 재질의 지지체; 및
상기 지지체의 표면에 분산 분포된 Ni를 포함하여 구성되며,
상기 Ni는 상기 층상이중수산화물에 포함된 적어도 2종류 이상의 2가 양이온 금속 중에 하나이며, 층상이중수산화물에 포함된 적어도 2종류 이상의 2가 양이온 금속들 사이의 환원력 차이에 의해서 상기 지지체의 표면에서 용출되어 형성된 것을 특징으로 하는 촉매.
A catalyst prepared by the method of claim 1,
A support of a layered double hydroxide (LDH) material comprising at least two or more divalent cationic metals; And
And Ni dispersed and distributed on the surface of the support,
The Ni is one of at least two divalent cationic metals contained in the layered double hydroxide and is eluted from the surface of the support by the difference in reducing power between at least two divalent cationic metals contained in the layered double hydroxide Lt; / RTI > catalyst.
청구항 7에 있어서,
Ni 이외에 상기 층상이중수산화물에 포함된 2가 양이온 금속이 Mg인 것을 특징으로 하는 촉매.
The method of claim 7,
Wherein the divalent cation metal contained in the layered double hydroxide is Mg other than Ni.
청구항 7에 있어서,
상기 층상이중수산화물에 포함된 3가 양이온 금속이 Al인 것을 특징으로 하는 촉매.
The method of claim 7,
Wherein the trivalent cation metal contained in the layered double hydroxide is Al.
2가 양이온과 3가 양이온을 포함하는 층상이중수산화물(LDH)을 제조하되, 동일한 이온가수의 양이온 중에 적어도 일부가 환원력에 차이가 있는 적어도 2종류 이상의 금속을 포함하도록 층상이중수산화물을 제조하는 LDH 제조 단계; 및
제조된 층상이중수산화물을 열처리하여 양이온을 환원시킴으로서 금속을 표면에 용출시키는 복합재료 제조 단계를 포함하여 구성되며,
상기 용출된 금속이 동일한 이온가수의 양이온 중에서 상대적으로 환원되기 쉬운 물질인 것을 특징으로 하는 층상이중수산화물 기반 복합재료의 제조방법.
The present invention relates to a process for preparing a layered double hydroxide (LDH) comprising a divalent cation and a trivalent cation, wherein at least a part of the cations of the same ionic group include at least two kinds of metals having different reducing powers, step; And
And a composite material production step of dissolving the metal on the surface by heat treatment of the produced layered double hydroxide to reduce cations,
Wherein the eluted metal is a substance that is relatively easily reduced in the cation of the same ionic water.
청구항 10에 있어서,
환원력에 차이가 있는 적어도 2종류 이상의 금속을 포함하는 동일한 이온가수의 양이온이 2가 양이온인 것을 특징으로 하는 층상이중수산화물 기반 복합재료의 제조방법.
The method of claim 10,
Wherein the cation of the same ionic valence including at least two kinds of metals having different reducing powers is a divalent cation.
청구항 10에 있어서,
환원력에 차이가 있는 적어도 2종류 이상의 금속을 포함하는 동일한 이온가수의 양이온이 3가 양이온인 것을 특징으로 하는 층상이중수산화물 기반 복합재료의 제조방법.
The method of claim 10,
Wherein the cations of the same ionic hydrogens including at least two kinds of metals having different reducing powers are trivalent cations.
청구항 10에 있어서,
상기 복합재료 제조 단계의 열처리가 H2 가스 분위기에서 수행되는 것을 특징으로 하는 층상이중수산화물 기반 복합재료의 제조방법.
The method of claim 10,
Wherein the heat treatment of the composite material manufacturing step is performed in an H 2 gas atmosphere.
청구항 10의 방법으로 제조된 복합재료로서,
2가 양이온과 3가 양이온을 포함하는 층상이중수산화물(LDH) 재질의 베이스; 및
상기 베이스의 표면에 분산 분포된 금속물질을 포함하여 구성되며,
상기 층상이중수산화물은 동일한 이온가수의 양이온 중에 적어도 일부가 환원력에 차이가 있는 적어도 2종류 이상의 금속을 포함하여 구성되고,
상기 금속물질은 적어도 2종류 이상이 포함된 금속 중에 하나이며, 환원력 차이에 의해서 상기 베이스의 표면에서 용출되어 형성된 것을 특징으로 하는 층상이중수산화물 기반 복합재료.
A composite material produced by the method of claim 10,
A base of a layered double hydroxide (LDH) material comprising divalent cations and trivalent cations; And
And a metallic material dispersed and distributed on the surface of the base,
Wherein the layered double hydroxide comprises at least two kinds of metals in which at least a part of cations of the same ionic water have a difference in reducing power,
Wherein the metal material is one of at least two kinds of metals and is formed by elution from the surface of the base due to a difference in reducing power.
청구항 14에 있어서,
환원력에 차이가 있는 적어도 2종류 이상의 금속을 포함하는 동일한 이온가수의 양이온이 2가 양이온인 것을 특징으로 하는 층상이중수산화물 기반 복합재료.
15. The method of claim 14,
Wherein the cation of the same ionic valence including at least two kinds of metals having different reducing powers is a divalent cation.
청구항 14에 있어서,
환원력에 차이가 있는 적어도 2종류 이상의 금속을 포함하는 동일한 이온가수의 양이온이 3가 양이온인 것을 특징으로 하는 층상이중수산화물 기반 복합재료.
15. The method of claim 14,
Wherein the cations of the same ionic valence containing at least two kinds of metals differing in reducing power are trivalent cations.
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