KR20200125498A - Platinum atom multiple doped gold nanocluster and method for producing the same, and catalyst for oxygen reduction reaction - Google Patents

Platinum atom multiple doped gold nanocluster and method for producing the same, and catalyst for oxygen reduction reaction Download PDF

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Abstract

The present invention relates to a gold nanocluster doped with platinum atoms in multiple layers, a method for producing the same, and a catalyst for an oxygen reduction reaction of a gold nanocluster doped with platinum atoms in multiple layers. The present invention provides an effective catalyst for an oxygen reduction reaction by using electrochemical properties controlled by multiple doping of platinum atoms on the gold nanocluster, wherein the catalyst satisfies chemical formula 1: Pt_xAu_25-x(SR)_18.

Description

백금 원자가 다중 도핑된 금 나노클러스터와 이의 제조방법, 및 산소 환원 반응용 촉매 {Platinum atom multiple doped gold nanocluster and method for producing the same, and catalyst for oxygen reduction reaction}Platinum atom multiple doped gold nanocluster and method for producing the same, and catalyst for oxygen reduction reaction

본 발명은 백금 원자가 다중 도핑된 금 나노클러스터와 이의 제조방법, 및 산소 환원 반응용 촉매에 관한 것이다.The present invention relates to a gold nanocluster doped with multiple platinum atoms, a method for preparing the same, and a catalyst for oxygen reduction reaction.

특정 개수의 금속 원자와 리간드로 구성되는 나노클러스터(nanocluster) 또는 거대원자(superatom)는 입자가 가지는 정전위상 전자(valence electron)가 새롭게 정의되는 거대원자 오비탈 이론을 따르며, 이를 하나의 거대한 원자로 보겠다는 이론이다.A nanocluster or superatom composed of a certain number of metal atoms and ligands follows the macroatomic orbital theory, in which the valence electrons of the particles are newly defined, and this is considered to be one giant atom. It is a theory.

나노클러스터는 원자 하나 또는 나노입자(nanoparticle) 대비 안정적이며, 금속적인 성질보다 분자적인 성질이 강해 나노입자와는 전혀 다른 광학적 및 전기화학적 성질을 가진다. 특히, 나노클러스터는 금속 원자의 개수, 금속 원자의 종류 및 리간드 등에 따라 광학적, 전기적 및 촉매적 성질이 민감하게 달라짐에 따라, 매우 다양한 분야에서 나노클러스터에 관한 연구가 활발하게 진행 중이다.Nanoclusters are stable compared to one atom or nanoparticles, and have strong molecular properties than metallic properties, and thus have optical and electrochemical properties that are completely different from nanoparticles. In particular, as the optical, electrical and catalytic properties of nanoclusters are sensitively changed depending on the number of metal atoms, types of metal atoms, and ligands, research on nanoclusters is actively in progress in a wide variety of fields.

한편, 연료전지 기술은 수소 연료가 산소와의 전기화학반응을 거쳐 물로 전환될 때 에너지가 발생하는 것을 근간으로 하는 것으로, 에너지 생산 효율이 높고, 공해가 거의 없어 친환경 차세대 에너지원으로 주목 받고 있다.On the other hand, fuel cell technology is based on the generation of energy when hydrogen fuel is converted to water through an electrochemical reaction with oxygen, and is attracting attention as an eco-friendly next-generation energy source because of its high energy production efficiency and little pollution.

상기 연료전지 기술은 하기의 반응 과정을 가지는데, 특히 환원전극(양극)에서 일어나는 산소 환원 반응(ORR, oxygen reduction reaction)이 얼마나 잘 일어나는 가에 따라 반응 효율이 달라진다.The fuel cell technology has the following reaction process. In particular, the reaction efficiency varies depending on how well the oxygen reduction reaction (ORR) occurs in the cathode (anode).

▶ 산화전극(음극): 2H2 → 4H+ + 4e- ▶ anode (negative electrode): 2H 2 → 4H + + 4e -

▶ 환원전극(양극): O2 + 4H+ + 4e- → 2H2O▶ reduction electrode (cathode): O 2 + 4H + + 4e - → 2H 2 O

이는 ORR의 여러 단계 반응 중 에너지 벽이 높은 산소 흡착 단계가 존재하기 때문으로, 산소 흡착 강도가 ORR의 반응 효율을 결정하는 중요한 변수로 작용한다.This is because there is an oxygen adsorption step with a high energy wall among the multi-step reactions of ORR, so the oxygen adsorption intensity acts as an important variable in determining the reaction efficiency of ORR.

이에 따라, 연료전지의 반응 효율을 향상시키기 위하여 최적의 산소 흡착 강도를 가지는 촉매 개발에 대한 연구가 지속적으로 이루어지고 있는 실정이다.Accordingly, in order to improve the reaction efficiency of the fuel cell, research on the development of a catalyst having an optimum oxygen adsorption strength is continuously conducted.

현재까지는 최적화된 산소 흡착 에너지를 가지는 백금(Pt)이 촉매로 주로 이용되고 있으나, 상기 백금(Pt)은 가격이 높을 뿐만 아니라 매장량이 한정되어 있음에 따라, 이를 대체할 수 있는 산소 환원 반응용 촉매에 대한 개발이 요구되고 있다.Up to now, platinum (Pt) having an optimized oxygen adsorption energy is mainly used as a catalyst, but the platinum (Pt) is a catalyst for an oxygen reduction reaction that can replace it as the price is high and the reserves are limited. Development is required.

이와 유사한 선행문헌으로는 대한민국 등록특허공보 제10-1753662호가 제시되어 있다.Korean Patent Publication No. 10-1753662 is proposed as a prior document similar to this.

대한민국 등록특허공보 제10-1753662호 (2017.06.28)Korean Registered Patent Publication No. 10-1753662 (2017.06.28)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 백금 대비 가격이 저렴하면서도 우수한 산소 환원 반응 활성을 가진 백금 원자가 다중 도핑된 금 나노클러스터와 이의 제조방법, 및 산소 환원 반응용 촉매를 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a gold nanocluster doped with multiple platinum atoms and a method for preparing the same, and a catalyst for oxygen reduction reaction, which is inexpensive compared to platinum and has excellent oxygen reduction reaction activity. .

본 발명의 일 양태는 하기 화학식 1을 만족하는 백금 원자가 다중 도핑된 금 나노클러스터 산소 환원 반응용 촉매에 관한 것이다.One aspect of the present invention relates to a catalyst for oxygen reduction reaction of a gold nanocluster doped with multiple platinum atoms satisfying the following formula (1).

[화학식 1][Formula 1]

PtxAu25-x(SR)18 Pt x Au 25-x (SR) 18

(상기 화학식 1에서 SR은 유기티올계 리간드이며, x는 2 내지 13에서 선택되는 정수이다.)(In Formula 1, SR is an organic thiol-based ligand, and x is an integer selected from 2 to 13.)

바람직하게 본 발명의 일 실시예에 따른 유기티올계 리간드는 (C1-C10)알킬티올일 수 있다.Preferably, the organothiol-based ligand according to an embodiment of the present invention may be (C1-C10)alkylthiol.

또한, 본 발명의 다른 일 양태는 a) 금 전구체와 2가의 백금 전구체의 혼합금속염을 준비하는 단계; ,b) 촉매 존재 하 상기 혼합금속염과 유기티올계 리간드 화합물을 반응시키는 단계; 및 c) 상기 b)단계의 반응물에 환원제를 첨가하여 하기 화학식 1을 만족하는 백금 원자가 다중 도핑된 금 나노클러스터를 제조하는 단계;를 포함하는, 백금 원자가 다중 도핑된 금 나노클러스터의 제조방법에 관한 것이다.In addition, another aspect of the present invention a) preparing a mixed metal salt of a gold precursor and a divalent platinum precursor; ,b) reacting the mixed metal salt with an organic thiol-based ligand compound in the presence of a catalyst; And c) adding a reducing agent to the reactant of step b) to prepare a gold nanocluster having multiple doped platinum atoms satisfying the following Formula 1; Containing, a method for producing a gold nanocluster doped with multiple platinum atoms will be.

[화학식 1][Formula 1]

PtxAu25-x(SR)18 Pt x Au 25-x (SR) 18

(상기 화학식 1에서 SR은 유기티올계 리간드이며, x는 2 내지 13에서 선택되는 정수이다.)(In Formula 1, SR is an organic thiol-based ligand, and x is an integer selected from 2 to 13.)

상기 다른 일 양태에 있어, 상기 금 전구체 : 2가의 백금 전구체의 몰비는 1 : 1 내지 10일 수 있으며, 상기 2가의 백금 전구체는 PtCl2, PtBr2, PtI2, K2PtCl4, Na2PtCl4 및 H3Pt(SO3)2OH 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다.Wherein in another embodiment, the gold precursor the molar ratio of divalent platinum precursor 1 may be 1 to 10, wherein the divalent platinum precursor, PtCl 2, PtBr 2, PtI 2, K 2 PtCl 4, Na 2 PtCl 4 and H 3 Pt(SO 3 ) 2 It may be any one selected from the group consisting of OH, or two or more.

바람직하게 본 발명의 일 실시예에 따른 유기티올계 리간드는 (C1-C10)알킬티올일 수 있다.Preferably, the organothiol-based ligand according to an embodiment of the present invention may be (C1-C10)alkylthiol.

또한 본 발명은 본 발명의 백금 원자가 이중도핑된 금 나노클러스터를 채용한 전극을 제공한다.In addition, the present invention provides an electrode employing a gold nanocluster doped with a platinum atom of the present invention.

본 발명에 따른 백금 원자가 다중 도핑된 금 나노클러스터 산소 환원 반응용 촉매는 고가의 백금만으로 구성된 백금 촉매 대비 가격이 저렴하면서도, 산소 환원 반응에 촉매로 활용 시 그 성능이 우수하다는 장점이 있다.The catalyst for oxygen reduction reaction of gold nanoclusters doped with multiple platinum atoms according to the present invention has an advantage of being cheaper than a platinum catalyst composed of only expensive platinum, and excellent performance when used as a catalyst for oxygen reduction reaction.

또한, 본 발명에 따른 백금 원자가 다중 도핑된 금 나노클러스터의 제조방법은 2가의 백금 전구체를 사용함으로써 금 나노클러스터에 백금 원자를 다중 도핑할 수 있다는 장점이 있다.In addition, the method of manufacturing a gold nanocluster doped with multiple platinum atoms according to the present invention has the advantage of being capable of multiple doping platinum atoms in a gold nanocluster by using a divalent platinum precursor.

또한 본 발명의 백금 원자가 다중 도핑된 금 나노클러스터를 채용한 전극은 반응효율이 높아 상기 전극을 채용한 연료전지는 우수한 에너지 효율을 가진다.In addition, since the electrode employing the gold nanoclusters doped with multiple platinum atoms of the present invention has high reaction efficiency, the fuel cell employing the electrode has excellent energy efficiency.

도 1은 Pt2Au23(SC6H13)18 및 PtAu24(SC6H13)18의 전기분무 이온화 질량 분석도이다.
도 2는 Pt2Au23(SC6H13)18 및 PtAu24(SC6H13)18의 동위원소 패턴(isotope patterns) 분석 자료이다.
도 3은 Pt2Au23(SC6H13)18 및 PtAu24(SC6H13)18의 자외선-가시광선-근적외선 흡수 스펙트럼이다.
도 4는 Pt2Au23(SC6H13)18 및 PtAu24(SC6H13)18의 구형파 볼타모그램 분석 자료로, 가로축은 전압(V vs Fc+/0)이며, 세로축은 전류(A)이다.
도 5는 제조예 4, 비교제조예 1 내지 3에서 각각 제조된 카본블랙-나노클러스터 복합 필름의 산소 환원 순환 전압 전류도이다.
도 6은 제조예 1 내지 4 및 비교제조예 1에서 각각 제조된 카본블랙-나노클러스터 복합 필름의 회전 링-디스크 전극(RRDE)을 이용한 산소 환원 반응성 확인 자료로, 음의 전류는 디스크 전류이며, 양의 전류는 링 전류이다.
도 7은 제조예 1 내지 4 및 비교제조예 1에서 각각 제조된 카본블랙-나노클러스터 복합 필름의 산소 환원 반응성 분석 자료로, 검은실선(원형 점으로 표시)은 산소 환원 반응에 참여 가능한 전자수(n)를 계산한 자료이며, 검은점선(삼각형 점으로 표시)은 과산화물 생성 비율을 나타낸 자료이다.
도 8은 제조예 4, 비교제조예 1 내지 3에서 각각 제조된 카본블랙-나노클러스터 복합 필름의 회전 링-디스크 전극(RRDE)을 이용한 산소 환원 반응성 확인 자료로, 음의 전류는 디스크 전류이며, 양의 전류는 링 전류이다.
도 9는 제조예 4, 비교제조예 1 내지 3에서 각각 제조된 카본블랙-나노클러스터 복합 필름의 산소 환원 반응에 참여 가능한 전자수(n)를 계산한 자료이다.
도 10은 제조예 4, 비교제조예 1 내지 3에서 각각 제조된 카본블랙-나노클러스터 복합 필름의 촉매 반응 상수(catalytic rate constant)를 분석한 자료이다.
도 11은 제조예 4 및 비교제조예 3에서 각각 제조된 카본블랙-나노클러스터 복합 필름의 선형주사 전위법을 활용한 수소 생성 순환 전압 전류도이다.
도 12는 제조예 4 및 비교제조예 3에서 각각 제조된 카본블랙-나노클러스터 복합 필름의 정전압 분해법을 활용한 수소 생성 반응 전환수 분석 자료이다.
도 13은 제조예 4 및 비교제조예 3에서 각각 제조된 카본블랙-나노클러스터 복합 필름의 수소 생성 반응에 대한 타펠 분석 자료이다.
1 is an electrospray ionization mass spectrometry diagram of Pt 2 Au 23 (SC 6 H 13 ) 18 and PtAu 24 (SC 6 H 13 ) 18 .
2 is an isotope pattern analysis data of Pt 2 Au 23 (SC 6 H 13 ) 18 and PtAu 24 (SC 6 H 13 ) 18 .
3 is an ultraviolet-visible-near-infrared absorption spectrum of Pt 2 Au 23 (SC 6 H 13 ) 18 and PtAu 24 (SC 6 H 13 ) 18 .
4 is a square wave voltagram analysis data of Pt 2 Au 23 (SC 6 H 13 ) 18 and PtAu 24 (SC 6 H 13 ) 18 , the horizontal axis is voltage (V vs Fc +/0 ), and the vertical axis is current ( A).
5 is an oxygen reduction cycle voltage current diagram of the carbon black-nanocluster composite films prepared in Preparation Example 4 and Comparative Preparation Examples 1 to 3, respectively.
6 is data for confirming oxygen reduction reactivity using a rotating ring-disk electrode (RRDE) of the carbon black-nanocluster composite films each prepared in Preparation Examples 1 to 4 and Comparative Preparation Example 1, and the negative current is the disk current, The positive current is the ring current.
7 is data for analyzing oxygen reduction reactivity of the carbon black-nanocluster composite films each prepared in Preparation Examples 1 to 4 and Comparative Preparation Example 1, and the black solid line (indicated by circular dots) indicates the number of electrons that can participate in the oxygen reduction reaction ( n) is calculated, and the black dotted line (indicated by a triangular dot) is the data showing the rate of peroxide generation.
8 is data for confirming oxygen reduction reactivity using a rotating ring-disk electrode (RRDE) of the carbon black-nanocluster composite films each prepared in Preparation Example 4 and Comparative Preparation Examples 1 to 3, and the negative current is the disk current, The positive current is the ring current.
9 is data obtained by calculating the number of electrons (n) that can participate in the oxygen reduction reaction of the carbon black-nanocluster composite films prepared in Preparation Example 4 and Comparative Preparation Examples 1 to 3, respectively.
10 is a data showing the analysis of catalytic rate constants of the carbon black-nanocluster composite films prepared in Preparation Example 4 and Comparative Preparation Examples 1 to 3, respectively.
11 is a circulating voltage and current diagram of hydrogen generation using a linear scanning potential method of carbon black-nanocluster composite films prepared in Preparation Example 4 and Comparative Preparation Example 3, respectively.
FIG. 12 is data of analysis of conversion water for hydrogen generation reactions using a constant voltage decomposition method of carbon black-nanocluster composite films each prepared in Preparation Example 4 and Comparative Preparation Example 3. FIG.
13 is Tafel analysis data for hydrogen generation reactions of carbon black-nanocluster composite films prepared in Preparation Example 4 and Comparative Preparation Example 3, respectively.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 백금 원자가 다중 도핑된 금 나노클러스터와 이의 제조방법, 및 산소 환원 반응용 촉매에 대하여 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. Hereinafter, a gold nanocluster doped with multiple platinum atoms according to the present invention, a method for preparing the same, and a catalyst for oxygen reduction reaction according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The drawings introduced below are provided as examples so that the spirit of the present invention can be sufficiently conveyed to those skilled in the art. Accordingly, the present invention is not limited to the drawings presented below and may be embodied in other forms, and the drawings presented below may be exaggerated to clarify the spirit of the present invention. Also, throughout the specification, the same reference numerals indicate the same elements.

이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.At this time, unless there are other definitions in the technical terms and scientific terms used, they have the meanings commonly understood by those of ordinary skill in the technical field to which this invention belongs, and the gist of the present invention in the following description and accompanying drawings Descriptions of known functions and configurations that may be unnecessarily obscure will be omitted.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.In addition, in describing the constituent elements of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a) and (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, order, or order of the component is not limited by the term.

연료전지 기술은 하기의 반응 과정을 포함하는데, 특히 환원전극(양극)에서 일어나는 산소 환원 반응(ORR, oxygen reduction reaction)이 얼마나 효과적으로 잘 일어나는 가에 따라 반응 효율이 달라진다.The fuel cell technology includes the following reaction processes, and in particular, the reaction efficiency varies depending on how well the oxygen reduction reaction (ORR) takes place in the cathode (anode).

▶ 산화전극(음극): 2H2 → 4H+ + 4e- ▶ anode (negative electrode): 2H 2 → 4H + + 4e -

▶ 환원전극(양극): O2 + 4H+ + 4e- → 2H2O▶ reduction electrode (cathode): O 2 + 4H + + 4e - → 2H 2 O

이는 ORR의 여러 단계 반응 중 에너지 벽이 높은 산소 흡착 단계가 존재하기 때문으로, 산소 흡착 강도가 ORR의 반응 효율을 결정하는 중요한 변수로 작용한다. 현재까지 ORR 촉매의 금속으로는 백금(Pt)이 주로 이용되고 있으나, 상기 백금(Pt)은 가격이 높을 뿐만 아니라 매장량이 한정되어 있어 경제성이 낮고 상용화를 저해하는 제약요소가 되고있다.This is because there is an oxygen adsorption step with a high energy wall among the multiple step reactions of ORR, so the oxygen adsorption strength acts as an important variable in determining the reaction efficiency of ORR. Until now, platinum (Pt) is mainly used as the metal of the ORR catalyst, but the platinum (Pt) is not only expensive, but also has limited reserves, which has low economic feasibility and is a constraint that hinders commercialization.

이에 본 발명자들은 연구를 심화한 결과, 백금 원자가 다중 도핑된 금 나노클러스터가 백금 대비 가격이 저렴하면서도 우수한 산소 환원 반응성을 가짐을 발견하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.Accordingly, as a result of intensifying research, the present inventors have found that gold nanoclusters doped with multiple platinum atoms have excellent oxygen reduction reactivity while being inexpensive compared to platinum to complete the present invention.

상세하게, 본 발명의 일 양태는 하기 화학식 1을 만족하는 백금 원자가 다중 도핑된 금 나노클러스터 산소 환원 반응용 촉매에 관한 것으로, 하기 화학식 1을 만족함으로써 백금 대비 가격이 저렴하면서도 산소 환원 반응에 대한 우수한 활성을 가질 수 있다.In detail, an aspect of the present invention relates to a catalyst for oxygen reduction reaction of a gold nanocluster doped with multiple platinum atoms satisfying the following Formula 1, and by satisfying the following Formula 1, the price is lower than that of platinum, but excellent for the oxygen reduction reaction. Can have activity.

[화학식 1][Formula 1]

PtxAu25-x(SR)18 Pt x Au 25-x (SR) 18

상기 화학식 1에서 SR은 유기티올계 리간드이며, x는 2 내지 13에서 선택되는 정수로, 보다 좋게는 x는 2 내지 6에서 선택되는 정수일 수 있다. 상기 도핑 수에서 산소 환원 반응에 대해 백금 촉매에 필적할 만한 우수한 활성을 가지면서도 백금 촉매 대비 높은 경제성을 가질 수 있어 바람직하다.In Formula 1, SR is an organic thiol-based ligand, x is an integer selected from 2 to 13, and more preferably x may be an integer selected from 2 to 6. It is preferable that the doping water has excellent activity comparable to that of the platinum catalyst for the oxygen reduction reaction, and has high economic efficiency compared to the platinum catalyst.

본 발명의 일 예에 있어, 상기 유기티올계 리간드인 SR은 탄소수 1 내지 30의 알칸티올, 탄소수 6 내지 30의 아릴티올, 탄소수 3 내지 30의 사이클로알칸티올, 탄소수 5 내지 30의 헤테로아릴티올, 탄소수 3 내지 30의 헤테로사이클로알칸티올 및 탄소수 6 내지 30의 아릴알칸티올 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 상기 유기티올계 리간드는 작용기 내 하나 이상의 수소가 치환기로 더 치환되거나 치환되지 않을 수 있으며, 이때, 치환기는 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 할로겐기(-F, -Br, -Cl, -I), 니트로기, 시아노기, 히드록시기, 아미노기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 탄소수 2 내지 7의 알케닐기, 탄소수 3 내지 20의 사이클로알킬기, 탄소수 3 내지 20의 헤테로사이클로알킬기 또는 탄소수 4 내지 20의 헤테로아릴기이되, 단, 상기 기재된 유기티올계 리간드의 탄소수는 치환기의 탄소수를 포함하지는 않는다. 또한, 상기 알킬기를 포함하는 모든 작용기에 있어 알킬기는 선형 또는 분지형일 수 있다.In an example of the present invention, the organic thiol-based ligand SR is an alkanethiol having 1 to 30 carbon atoms, an arylthiol having 6 to 30 carbon atoms, a cycloalcanthiol having 3 to 30 carbon atoms, a heteroaryl thiol having 5 to 30 carbon atoms, It may be any one or two or more selected from the group consisting of a heterocycloalkane thiol having 3 to 30 carbon atoms and an aryl alkane thiol having 6 to 30 carbon atoms, and the organic thiol-based ligand is one or more hydrogen in the functional group is further substituted with a substituent or It may not be substituted, and the substituent is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a halogen group (-F, -Br, -Cl, -I), a nitro group, a cyano group, a hydroxy group, an amino group, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms , An alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, a heterocycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, or a heteroaryl group having 4 to 20 carbon atoms, provided that the carbon number of the organic thiol-based ligand described above is the number of carbon atoms of the substituent Does not include. In addition, in all functional groups including the alkyl group, the alkyl group may be linear or branched.

보다 구체적인 일 예시로, 상기 유기티올계 리간드는 펜탄티올, 헥산티올, 헵탄티올, 2,4-디메틸벤젠티올, 글루타티온, 티오프로닌, 티올레이티드 폴리(에틸렌글리콜), p-머캅토페놀 및 (r-머캅토프로필)-트리메톡시실란) 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In a more specific example, the organothiol-based ligand is pentanethiol, hexanethiol, heptanethiol, 2,4-dimethylbenzenethiol, glutathione, thiopronin, thiolated poly(ethylene glycol), p-mercaptophenol, and (r-mercaptopropyl)-trimethoxysilane) may be any one or two or more selected from the group consisting of, but is not limited thereto.

또한, 본 발명의 또 다른 일 양태는 상기 화학식 1을 만족하는 백금 원자가 다중 도핑된 금 나노클러스터 산소 환원 반응용 촉매를 포함하는 산소 환원 반응용 필름에 관한 것이다. 보다 구체적으로 상기 산소 환원 반응용 필름은 상기 화학식 1을 만족하는 백금 원자가 다중 도핑된 금 나노클러스터 산소 환원 반응용 촉매, 도전재 및 고분자 바인더 등을 포함할 수 있다.In addition, another aspect of the present invention relates to a film for oxygen reduction reaction including a catalyst for oxygen reduction reaction of gold nanoclusters doped with a plurality of platinum atoms satisfying Formula 1 above. More specifically, the oxygen reduction film may include a platinum atom-doped gold nanocluster oxygen reduction catalyst satisfying Formula 1, a conductive material, and a polymer binder.

본 발명의 일 예에 있어, 상기 백금 원자가 다중 도핑된 금 나노클러스터 산소 환원 반응용 촉매:도전재의 중량비는 1:5 내지 20, 좋게는 1:08 내지 15일 수 있다. 상기 백금 원자가 다중 도핑된 금 나노클러스터 산소 환원 반응용 촉매:도전재의 중량비가 상기 범위를 만족할 경우, 백금 원자가 다중 도핑된 금 나노클러스터 산소 환원 반응용 촉매가 도전재의 표면을 단일층으로 덮을 수 있어 최소한의 촉매를 사용하여 원가를 절감할 수 있음과 동시에 최대 촉매 효율을 나타낼 수 있어 좋다.In an example of the present invention, a weight ratio of the catalyst for oxygen reduction reaction of the gold nanoclusters doped with multiple platinum atoms: the conductive material may be 1:5 to 20, preferably 1:08 to 15. The catalyst for oxygen reduction reaction of gold nanoclusters doped with multiple platinum atoms: When the weight ratio of the conductive material satisfies the above range, the catalyst for oxygen reduction reaction of gold nanoclusters doped with multiple platinum atoms can cover the surface of the conductive material with a single layer. It is good that it can reduce cost by using a catalyst and can show maximum catalyst efficiency.

본 발명의 일 예에 있어, 상기 도전재는 탄소체일 수 있으나 당업계에서 통상적으로 사용하는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있다. 탄소체의 구체적인 예로, 카본블랙, 슈퍼피(super-p), 활성탄소, 하드카본 및 소프트카본 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In an example of the present invention, the conductive material may be a carbon material, but if it is commonly used in the art, it may be used without particular limitation. Specific examples of the carbon body may be any one or two or more selected from the group consisting of carbon black, super-p, activated carbon, hard carbon, and soft carbon, but is not limited thereto.

본 발명의 일 예에 있어, 상기 고분자 바인더는 백금 원자가 다중 도핑된 금 나노클러스터 산소 환원 반응용 촉매와 도전재의 견고한 고정을 위해 사용되는 것으로, 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으며, 구체적으로 예를 들면, 나피온 등일 수 있다. 고분자 바인더의 첨가량은 백금 원자가 다중 도핑된 금 나노클러스터 산소 환원 반응용 촉매와 도전재가 견고하게 고정될 정도라면 특별히 그 함량을 한정하지 않으며, 구체적인 일 예시로, 백금 원자가 다중 도핑된 금 나노클러스터 산소 환원 반응용 촉매:고분자 바인더의 중량비는 1:0.01 내지 3, 좋게는 1:0.1 내지 1일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In one example of the present invention, the polymeric binder is used for solid fixation of a catalyst for oxygen reduction reaction of gold nanoclusters doped with multiple platinum atoms and a conductive material, and can be used without particular limitation if it is commonly used in the art. And, specifically, it may be, for example, Nafion. The amount of the polymeric binder added is not particularly limited as long as the catalyst for oxygen reduction reaction of gold nanoclusters doped with multiple platinum atoms and the conductive material are firmly fixed, and as a specific example, oxygen reduction in gold nanoclusters doped with multiple platinum atoms The weight ratio of the reaction catalyst: the polymer binder may be 1:0.01 to 3, preferably 1:0.1 to 1, but is not limited thereto.

또한, 본 발명의 다른 일 양태는 a) 금 전구체와 2가의 백금 전구체의 혼합금속염을 준비하는 단계; b) 촉매 존재 하 상기 혼합금속염과 유기티올계 리간드 화합물을 반응시키는 단계; 및 c) 상기 b)단계의 반응물에 환원제를 첨가하여 하기 화학식 1을 만족하는 백금 원자가 다중 도핑된 금 나노클러스터를 제조하는 단계;를 포함하는, 백금 원자가 다중 도핑된 금 나노클러스터의 제조방법에 관한 것이다.In addition, another aspect of the present invention a) preparing a mixed metal salt of a gold precursor and a divalent platinum precursor; b) reacting the mixed metal salt with an organic thiol-based ligand compound in the presence of a catalyst; And c) adding a reducing agent to the reactant of step b) to prepare a gold nanocluster having multiple doped platinum atoms satisfying the following Formula 1; Containing, a method for producing a gold nanocluster doped with multiple platinum atoms will be.

[화학식 1][Formula 1]

PtxAu25-x(SR)18 Pt x Au 25-x (SR) 18

상기 화학식 1에서 SR은 유기티올계 리간드이며, x는 2 내지 13에서 선택되는 정수로, 보다 좋게는 x는 2 내지 6에서 선택되는 정수일 수 있다. 이때, 화학식 1의 SR은 상기에 기재된 바와 동일한 바, 중복설명은 생략한다.In Formula 1, SR is an organic thiol-based ligand, x is an integer selected from 2 to 13, and more preferably x may be an integer selected from 2 to 6. At this time, the SR of Formula 1 is the same as described above, and redundant descriptions are omitted.

보다 우수한 반응효율을 얻기위한 측면에서 바람직하게 본 발명의 일 실시예에 따른 유기티올계 리간드는 (C1-C10)알킬티올일 수 있다.In terms of obtaining more excellent reaction efficiency, preferably the organothiol-based ligand according to an embodiment of the present invention may be (C1-C10)alkylthiol.

이처럼, 본 발명의 일 예에 따른 백금 원자가 다중 도핑된 금 나노클러스터의 제조방법은 2가의 백금 전구체를 사용함으로써 금 나노클러스터에 백금 원자를 다중 도핑할 수 있다. 반면, 4가의 백금 전구체를 사용할 시 백금 전구체의 첨가량을 늘리더라도 백금 원자가 하나 도핑된 Pt1Au24(SR)18만 합성될 수 있다.As described above, in the method of manufacturing a gold nanocluster doped with multiple platinum atoms according to an exemplary embodiment of the present invention, the gold nanocluster may be doped with multiple platinum atoms by using a divalent platinum precursor. On the other hand, when a tetravalent platinum precursor is used, even if the amount of the platinum precursor is increased, only Pt 1 Au 24 (SR) 18 doped with one platinum atom can be synthesized.

이하, 백금 원자가 다중 도핑된 금 나노클러스터의 제조방법의 각 단계에 대하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, each step of the method of manufacturing a gold nanocluster doped with multiple platinum atoms will be described in more detail.

먼저, a) 금 전구체, 2가의 백금 전구체 및 촉매를 포함하는 반응용액을 반응시키는 단계를 수행할 수 있다.First, a) a step of reacting a reaction solution including a gold precursor, a divalent platinum precursor, and a catalyst may be performed.

본 발명의 일 예에 있어, 상기 금 전구체는 당업계에서 통상적으로 사용하는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으며, 구체적인 일 예시로, HAuCl4, AuCl3, 사염화금칼륨KAuCl4 및 수산화금Au(OH)3 등으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 바람직하게는 HAuCl4를 사용하는 것이 합성 효율을 향상시킴에 있어 좋다.In an example of the present invention, the gold precursor may be used without particular limitation as long as it is commonly used in the art, and as a specific example, HAuCl 4 , AuCl 3 , potassium tetrachloride KAuCl 4 and gold hydroxide Au (OH ) It may be any one or two or more selected from the group consisting of 3 and the like, and preferably HAuCl 4 is good in improving the synthesis efficiency.

본 발명의 일 예에 있어, 상기 2가의 백금 전구체는 Na2PtCl4, PtCl2, PtBr2, PtI2, K2PtCl4 및 H3Pt(SO3)2OH로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 바람직하게는 Na2PtCl4를 사용하는 것이 합성 효율을 향상시킴에 있어 보다 좋다. 전술한 바와 같이, 2가의 백금 전구체를 사용함으로써 금 나노클러스터에 백금 원자를 다중 도핑할 수 있으며, 4가의 백금 전구체를 사용할 시 백금 전구체의 첨가량을 늘리더라도 백금 원자가 하나 도핑된 Pt1Au24(SR)18만 합성될 수 있다.In an example of the present invention, the divalent platinum precursor is Na 2 PtCl 4 , PtCl 2 , PtBr 2 , PtI 2 , K 2 PtCl 4 and H 3 Pt(SO 3 ) It may be any one or more than two selected from the group consisting of 2 OH, preferably Na 2 PtCl 4 It is the synthesis efficiency It's better to improve. As described above, by using a divalent platinum precursor, platinum atoms can be multiple-doped in a gold nanocluster, and when a tetravalent platinum precursor is used, even if the addition amount of the platinum precursor is increased, one platinum atom is doped Pt 1 Au 24 (SR ) Only 18 can be synthesized.

특히 바람직하게, 백금 원자가 다중 도핑된 금 나노클러스터를 제조하기 위해서는 금 전구체와 2가의 백금 전구체의 혼합 비율을 적절하게 조절하여 주는 것이 중요하다. 2가의 백금 전구체 대비 금 전구체의 몰비가 많을 경우, 백금 원자가 하나 도핑된 Pt1Au24(SR)18만 합성될 수 있다.Particularly preferably, in order to prepare a gold nanocluster doped with multiple platinum atoms, it is important to appropriately control the mixing ratio of the gold precursor and the divalent platinum precursor. When the molar ratio of the gold precursor to the divalent platinum precursor is large, only Pt 1 Au 24 (SR) 18 doped with one platinum atom can be synthesized.

구체적인 일 예시로, 상기 금 전구체 : 2가의 백금 전구체의 몰비는 1 : 1 내지 10일 수 있으며, 보다 좋게는 1 : 1 내지 5, 더욱 좋게는 1 : 1 내지 3, 특히 좋게는 1 : 1 내지 1.5일 수 있다. 이와 같은 범위에서 백금 원자가 다중도핑된 금 나노클러스터가 잘 합성될 수 있다.As a specific example, the molar ratio of the gold precursor: the divalent platinum precursor may be 1:1 to 10, more preferably 1:1 to 5, more preferably 1:1 to 3, particularly preferably 1:1 to Can be 1.5 In this range, gold nanoclusters multi-doped with platinum atoms can be well synthesized.

본 발명의 일 예에 있어, 상기 반응 촉매는 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이 라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으며, 테트라옥틸 암모늄 브로마이드(TOAB) 및 테트라페닐포스핀 브로마이드(PPh4Br) 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 바람직하게는 테트라옥틸 암모늄 브로마이드(TOAB)를 사용하는 것이 반응 효율을 향상시킴에 있어 좋다.In one example of the present invention, the reaction catalyst may be used without particular limitation as long as it is commonly used in the art, and consisting of tetraoctyl ammonium bromide (TOAB) and tetraphenylphosphine bromide (PPh 4 Br), etc. It may be any one or two or more selected from the group, preferably using tetraoctyl ammonium bromide (TOAB) is good in improving the reaction efficiency.

본 발명의 일 예에 있어, 상기 a)단계의 반응용액은 금속 전구체의 용해 및 반응 용이성의 향상을 위해 용매를 더 포함할 수 있으며, 상기 용매는 당업계에서 통상적으로 사용하는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있다. 구체적인 일 예시로, 상기 용매는 물, 탄소수 1~5의 알코올, 아세토니트릴, 디메틸설폭사이드(DMSO), 디메틸포름아미드(DMF), 아세톤, 테트라히드로푸란(THF) 및 1,4-디옥산 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합용매일 수 있으며, 바람직하게는 테트라히드로푸란을 사용하는 것이 좋다. 상기 용매는 금 전구체 1 mmol을 기준으로 50 내지 100 ㎖가 첨가될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In an example of the present invention, the reaction solution of step a) may further include a solvent to improve the dissolution and reaction ease of the metal precursor, and the solvent is not particularly limited as long as it is commonly used in the art. Can be used. In a specific example, the solvent is water, alcohol having 1 to 5 carbon atoms, acetonitrile, dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethylformamide (DMF), acetone, tetrahydrofuran (THF), and 1,4-dioxane, etc. It may be any one or two or more mixed solvents selected from the group consisting of, and preferably tetrahydrofuran is used. 50 to 100 ml of the solvent may be added based on 1 mmol of the gold precursor, but is not limited thereto.

다음으로, b) 상기 반응용액에 유기티올계 리간드 화합물을 첨가하는 단계를 수행할 수 있다.Next, b) adding an organic thiol-based ligand compound to the reaction solution may be performed.

본 발명의 일 예에 있어, 상기 유기티올계 리간드 화합물은 상기 SR 대비 수소가 떨어지기 전의 화합물인 RSH일 수 있으며, 구체적인 일 예시로, 탄소수 1 내지 30의 알칸티올, 탄소수 6 내지 30의 아릴티올, 탄소수 3 내지 30의 사이클로알칸티올, 탄소수 5 내지 30의 헤테로아릴티올, 탄소수 3 내지 30의 헤테로사이클로알칸티올 및 탄소수 6 내지 30의 아릴알칸티올 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 상기 유기티올계 리간드는 작용기 내 하나 이상의 수소가 치환기로 더 치환되거나 치환되지 않을 수 있으며, 이때, 치환기는 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 할로겐기(-F, -Br, -Cl, -I), 니트로기, 시아노기, 히드록시기, 아미노기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 탄소수 2 내지 7의 알케닐기, 탄소수 3 내지 20의 사이클로알킬기, 탄소수 3 내지 20의 헤테로사이클로알킬기 또는 탄소수 4 내지 20의 헤테로아릴기이되, 단, 상기 기재된 유기티올계 리간드의 탄소수는 치환기의 탄소수를 포함하지는 않는다. 또한, 상기 알킬기를 포함하는 모든 작용기에 있어 알킬기는 선형 또는 분지형일 수 있다.In one example of the present invention, the organothiol-based ligand compound may be RSH, which is a compound before hydrogen falls compared to the SR, and as a specific example, an alkanethiol having 1 to 30 carbon atoms, an arylthiol having 6 to 30 carbon atoms , C3-C30 cycloalkanethiol, C5-C30 heteroarylthiol, C3-C30 heterocycloalkanethiol, C6-C30 arylalkanethiol, etc. Can be any one or two or more selected from the group consisting of In the organic thiol-based ligand, one or more hydrogens in the functional group may be further substituted or unsubstituted with a substituent, wherein the substituent is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a halogen group (-F, -Br, -Cl, -I ), nitro group, cyano group, hydroxy group, amino group, aryl group having 6 to 20 carbon atoms, alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms, cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, heterocycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms or 4 to 20 carbon atoms It is a heteroaryl group, provided that the carbon number of the organic thiol-based ligand described above does not include the carbon number of the substituent. In addition, in all functional groups including the alkyl group, the alkyl group may be linear or branched.

보다 구체적인 일 예시로, 상기 유기티올계 리간드는 펜탄티올, 헥산티올, 헵탄티올, 2,4-디메틸벤젠티올, 글루타티온, 티오프로닌, 티올레이티드 폴리(에틸렌글리콜), p-머캅토페놀 및 (r-머캅토프로필)-트리메톡시실란) 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In a more specific example, the organothiol-based ligand is pentanethiol, hexanethiol, heptanethiol, 2,4-dimethylbenzenethiol, glutathione, thiopronin, thiolated poly(ethylene glycol), p-mercaptophenol, and (r-mercaptopropyl)-trimethoxysilane) may be any one or two or more selected from the group consisting of, but is not limited thereto.

바람직하게 본 발명의 일 실시예에 따른 유기티올계 리간드는 (C1-C10)알킬티올일 수 있으며, 보다 우수한 효과를 가지위한 측면에서 바람직하게는 (C4-C10)알킬티올일 수 있으며, 구체적으로 부틸티올, 이소부틸티올, 네오부틸티올, tert-부틸티올, 펜틸티올, 헥실티올, 2-헥실티올, 3-헥실티올 또는 헵틸티올일 수 있으나, 이에 한정이 있는 것은 아니다.Preferably, the organothiol-based ligand according to an embodiment of the present invention may be (C1-C10) alkylthiol, preferably (C4-C10)alkylthiol in terms of having a more excellent effect, and specifically It may be butylthiol, isobutylthiol, neobutylthiol, tert-butylthiol, pentylthiol, hexylthiol, 2-hexylthiol, 3-hexylthiol, or heptylthiol, but is not limited thereto.

본 발명의 일 예에 있어, 금 전구체 및 유기티올계 리간드 화합물의 혼합 비율은 당업계에서 통상적으로 혼합하는 비율일 수 있으며, 구체적인 일 예시로, 금 전구체 : 유기티올계 리간드 화합물의 몰비는 1 : 1 내지 10, 보다 좋게는 1 : 2 내지 8, 더욱 좋게는 1 : 2 내지 8일 수 있다. 이와 같은 범위에서 합성 효율이 우수하면서도 반응 불순물을 줄일 수 있어 좋다.In an example of the present invention, the mixing ratio of the gold precursor and the organic thiol-based ligand compound may be a ratio commonly mixed in the art, and as a specific example, the molar ratio of the gold precursor: the organic thiol-based ligand compound is 1: It may be 1 to 10, more preferably 1: 2 to 8, even more preferably 1: 2 to 8. In such a range, the synthesis efficiency is excellent and reaction impurities can be reduced.

다음으로, c) 상기 유기티올계 리간드 화합물이 첨가된 반응용액에 환원제를 첨가하여 하기 화학식 1을 만족하는 백금 원자가 다중 도핑된 금 나노클러스터를 제조하는 단계를 수행할 수 있다.Next, c) adding a reducing agent to the reaction solution to which the organic thiol-based ligand compound is added to prepare a gold nanocluster doped with multiple platinum atoms satisfying the following Formula 1 may be performed.

본 발명의 일 예에 있어, 상기 환원제는 당업계에서 통상적으로 사용하는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 있으며, 구체적인 일 예로, 환원제는 NaBH4, 트라이에틸아민, 일산화탄소 (CO) 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In one example of the present invention, the reducing agent may be used without any particular limitation as long as it is commonly used in the art, and as a specific example, the reducing agent may be NaBH 4 , triethylamine, carbon monoxide (CO), etc., but is limited thereto. It is not.

아울러, 상기 환원제는 금 전구체 1 mmol을 기준으로 5 내지 30 mmol이 첨가될 수 있으나, 이는 일 예시일 뿐 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, the reducing agent may be added 5 to 30 mmol based on 1 mmol of the gold precursor, but this is only an example and the present invention is not limited thereto.

또한, c)단계의 반응 완료 후 고순도의 백금 원자가 다중 도핑된 금 나노클러스터를 수득하기 위하여 추가적인 정제 과정이 더 수행될 수 있음은 물론이며, 추가적인 정제 과정은 통상적인 방법을 통해 수행될 수 있다.In addition, after completion of the reaction in step c), an additional purification process may be further performed to obtain a gold nanocluster doped with multiple platinum atoms of high purity, and an additional purification process may be performed through a conventional method.

이하, 실시예를 통해 본 발명에 따른 백금 원자가 다중 도핑된 금 나노클러스터와 이의 제조방법, 및 산소 환원 반응용 촉매에 대하여 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다.Hereinafter, a gold nanocluster doped with multiple platinum atoms according to the present invention, a method of manufacturing the same, and a catalyst for oxygen reduction reaction according to the present invention will be described in more detail through examples. However, the following examples are only one reference for describing the present invention in detail, and the present invention is not limited thereto, and may be implemented in various forms.

또한 달리 정의되지 않은 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본원에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 실시예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 또한 명세서에서 특별히 기재하지 않은 첨가물의 단위는 중량%일 수 있다.Further, unless otherwise defined, all technical and scientific terms have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. The terms used in the description herein are merely for effectively describing specific embodiments and are not intended to limit the invention. In addition, the unit of the additive not specifically described in the specification may be a weight %.

[실시예 1] Pt2Au23(SC6H13)18 합성[Example 1] Synthesis of Pt 2 Au 23 (SC 6 H 13 ) 18

HAuCl4:Na2PtCl4를 1:1의 몰비로 혼합하여 총 0.5 mmol의 혼합 금속염을 준비하였다.HAuCl 4 : Na 2 PtCl 4 was mixed in a molar ratio of 1:1 to prepare a mixed metal salt of 0.5 mmol in total.

상기 혼합 금속염 및 0.58 mmol의 테트라옥틸암모늄 브로마이드(TOAB)를 15 ㎖의 THF에 녹인 후, 1.25 mmol의 n-헥산티올(C6H13SH)을 3분 간 천천히 적가하였다. 2분 간 교반한 후 5 mmol의 NaBH4(in 5 ㎖ H2O)를 신속하게 한 번에 첨가하였다. 24시간 동안 추가 교반하여 Pt2Au23(SC6H13)18을 합성하였다.The mixed metal salt and 0.58 mmol of tetraoctylammonium bromide (TOAB) were dissolved in 15 mL of THF, and then 1.25 mmol of n-hexanethiol (C 6 H 13 SH) was slowly added dropwise for 3 minutes. After stirring for 2 minutes, 5 mmol of NaBH 4 (in 5 ml H 2 O) was quickly added at once. The mixture was further stirred for 24 hours to synthesize Pt 2 Au 23 (SC 6 H 13 ) 18 .

반응이 완료되면, 물과 메탄올로 5회 씻어 불순물을 제거한 후, 디클로로메탄으로 추출한 후 건조하였다.When the reaction was completed, the mixture was washed 5 times with water and methanol to remove impurities, extracted with dichloromethane, and dried.

고순도의 Pt2Au23(SC6H13)18을 수득하기 위하여, 아세토나이트릴:디클로로메탄의 혼합용매(부피비=2:1)로 추출한 후 건조하여 고순도의 Pt2Au23(SC6H13)18을 수득하였다.In order to obtain high-purity Pt 2 Au 23 (SC 6 H 13 ) 18 , it was extracted with a mixed solvent of acetonitrile:dichloromethane (volume ratio = 2: 1) and dried to obtain high-purity Pt 2 Au 23 (SC 6 H 13 ). ) 18 was obtained.

[비교예 1] Au25(SC6H13)18 [Comparative Example 1] Au 25 (SC 6 H 13 ) 18

0.5 mmol의 HAuCl4 및 0.58 mmol의 테트라옥틸암모늄 브로마이드(TOAB)를 15 ㎖의 THF에 녹인 후, 2.5 mmol의 n-헥산티올(C6H13SH)을 3분 간 천천히 적가하였다. 2분 간 교반한 후 5 mmol의 NaBH4(in 5 ㎖ H2O)를 신속하게 한 번에 첨가하였다. 24시간 동안 추가 교반하여 Au25(SC6H13)18을 합성하였다.0.5 mmol of HAuCl 4 and 0.58 mmol of tetraoctylammonium bromide (TOAB) were dissolved in 15 ml of THF, and then 2.5 mmol of n-hexanethiol (C 6 H 13 SH) was slowly added dropwise for 3 minutes. After stirring for 2 minutes, 5 mmol of NaBH 4 (in 5 ml H 2 O) was quickly added at once. By further stirring for 24 hours, Au 25 (SC 6 H 13 ) 18 was synthesized.

반응이 완료되면, 물과 메탄올로 5회 씻어 불순물을 제거한 후, 디클로로메탄으로 추출한 후 건조하였다.When the reaction was completed, the mixture was washed 5 times with water and methanol to remove impurities, extracted with dichloromethane, and dried.

고순도의 Au25(SC6H13)18을 수득하기 위하여, 아세토나이트릴:디클로로메탄의 혼합용매(부피비=2:1)로 추출한 후 건조하여 고순도의 Au25(SC6H13)18을 수득하였다.To obtain high purity Au 25 (SC 6 H 13 ) 18 , extraction was performed with a mixed solvent of acetonitrile: dichloromethane (volume ratio = 2: 1) and dried to obtain high purity Au 25 (SC 6 H 13 ) 18 I did.

[비교예 2] PtAu24(SC6H13)18 [Comparative Example 2] PtAu 24 (SC 6 H 13 ) 18

2가의 Na2PtCl4 대신 4가의 H2PtCl6를 사용한 것 외 모든 과정을 실시예 1과 동일하게 진행하였다. 그 결과 PtAu24(SC6H13)18만이 합성되었다.Except for using the tetravalent H 2 PtCl 6 instead of the divalent Na 2 PtCl 4, all processes were performed in the same manner as in Example 1. As a result, only PtAu 24 (SC 6 H 13 ) 18 was synthesized.

[제조예 1] 0.2 층[Production Example 1] 0.2 layer

200 ㎍의 카본 블랙과 3.5 ㎕의 나피온이 혼합된 33.0 ㎕의 테트라히드로푸란(THF) 용액을 2시간 이상 초음파 교반한 후, 실시예 1에서 제조된 Pt2Au23(SC6H13)18 13.6 ㎍(in THF 16.0 ㎕)를 추가적으로 넣고 10분 정도 초음파 분산을 진행하여 나노클러스터-카본블랙 복합 분산액을 제조하였다.After ultrasonically stirring 33.0 µl of tetrahydrofuran (THF) solution in which 200 µg of carbon black and 3.5 µl of Nafion are mixed for 2 hours or more, Pt 2 Au 23 (SC 6 H 13 ) 18 prepared in Example 1 An additional 13.6 μg (in THF 16.0 μl) was added and ultrasonically dispersed for about 10 minutes to prepare a nanocluster-carbon black composite dispersion.

다음으로, 상기 제조한 나노클러스터-카본블랙 복합 분산액을 1 ㎠ 면적의 기체 확산형 미세 공극 탄소전극 (Effects of gas diffusion layer (GDL) and micro porous layer (MPL); GDE)에 용액 증착하여 카본블랙-나노클러스터 복합 필름을 제조하였다.Next, the prepared nanocluster-carbon black composite dispersion was solution-deposited on a 1 cm2 area of the gas diffusion type microporous carbon electrode (Effects of gas diffusion layer (GDL) and micro porous layer (MPL); GDE) to form carbon black. -A nanocluster composite film was prepared.

이때, 상기 층(layer)은 전극 지지체로 사용되는 카본블랙에 나노클러스터가 올라가는 층의 수로, 상기 0.2 층은 카본블랙의 전체 표면적 중 20 %의 표면적이 나노클러스터로 덮인 것을 의미하며, 이는 카본블랙의 표면적 측정(BET) 결과와 나노클러스터의 단면적 합의 비(나노클러스터의 단면적 합/카본블랙의 표면적)로 정량하였다.At this time, the layer is the number of layers on which the nanoclusters are raised on the carbon black used as an electrode support, and the 0.2 layer means that the surface area of 20% of the total surface area of the carbon black is covered with nanoclusters, which is carbon black It was quantified by the ratio of the surface area measurement (BET) result and the sum of the cross-sectional area of the nanocluster (sum of the cross-sectional area of the nanocluster/the surface area of carbon black).

[제조예 2] 0.1 층[Production Example 2] 0.1 layer

Pt2Au23(SC6H13)18을 8 ㎍ 사용한 것 외 모든 과정을 제조예 1과 동일하게 진행하였다.Except for using 8 μg of Pt 2 Au 23 (SC 6 H 13 ) 18 , all processes were performed in the same manner as in Preparation Example 1.

[제조예 3] 0.5 층[Production Example 3] 0.5 layer

Pt2Au23(SC6H13)18을 40 ㎍ 사용한 것 외 모든 과정을 제조예 1과 동일하게 진행하였다.Except for using Pt 2 Au 23 (SC 6 H 13 ) 18 at 40 μg, all processes were performed in the same manner as in Preparation Example 1.

[제조예 4] 1.0 층[Production Example 4] 1.0 layer

Pt2Au23(SC6H13)18을 80 ㎍ 사용한 것 외 모든 과정을 제조예 1과 동일하게 진행하였다.Pt 2 Au 23 (SC 6 H 13 ) 18 was used in the same manner as in Preparation Example 1 except for using 80 ㎍.

[비교제조예 1][Comparative Preparation Example 1]

나노클러스터 없이 200 ㎍의 카본 블랙과 3.5 ㎕의 나피온이 혼합된 46.6 ㎕의 테트라히드로푸란(THF) 용액을 사용한 것 외 모든 과정을 제조예 1과 동일하게 진행하였다.All processes were performed in the same manner as in Preparation Example 1 except for using a 46.6 µl tetrahydrofuran (THF) solution in which 200 µg of carbon black and 3.5 µl of Nafion were mixed without a nanocluster.

[비교제조예 2][Comparative Preparation Example 2]

Pt2Au23(SC6H13)18 대신 비교예 1에서 제조된 Au25(SC6H13)18를 사용한 것 외 모든 과정을 제조예 1과 동일하게 진행하였다.Instead of using Pt 2 Au 23 (SC 6 H 13 ) 18, Au 25 (SC 6 H 13 ) 18 prepared in Comparative Example 1 was used, and all processes were performed in the same manner as in Preparation Example 1.

[비교제조예 3][Comparative Preparation Example 3]

Pt2Au23(SC6H13)18 대신 비교예 2에서 제조된 PtAu24(SC6H13)18를 사용한 것 외 모든 과정을 제조예 1과 동일하게 진행하였다.Pt 2 Au 23 (SC 6 H 13 ) 18 Instead of using PtAu 24 (SC 6 H 13 ) 18 prepared in Comparative Example 2, all the processes were performed in the same manner as in Preparation Example 1.

[결과 분석][Result Analysis]

1) 합성 확인1) Synthesis confirmation

도 1 및 2를 통해 백금 원자가 도핑된 금 나노클러스터의 합성을 확인하였다.The synthesis of gold nanoclusters doped with platinum atoms was confirmed through FIGS. 1 and 2.

상세하게, 도 1은 Pt2Au23(SC6H13)18 및 PtAu24(SC6H13)18의 전기분무 이온화 질량 분석도로, 단일 조성의 나노클러스터가 합성되었음을 확인할 수 있었다.In detail, FIG. 1 is an electrospray ionization mass spectrometry diagram of Pt 2 Au 23 (SC 6 H 13 ) 18 and PtAu 24 (SC 6 H 13 ) 18 , showing that a nanocluster of a single composition was synthesized.

도 2는 동위원소 패턴(isotope patterns) 분석 자료로, 계산된 동위원소 패턴과 비교했을 시 동일한 동위원소 패턴을 보이는 것을 확인할 수 있으며, 이로부터 Pt2Au23(SC6H13)18 및 PtAu24(SC6H13)18가 성공적으로 합성되었음을 확인할 수 있었다.2 is an isotope pattern analysis data, it can be seen that the same isotope pattern is shown when compared with the calculated isotope pattern, from which Pt 2 Au 23 (SC 6 H 13 ) 18 and PtAu 24 (SC 6 H 13 ) It was confirmed that 18 was successfully synthesized.

2) UV-IR 흡수 스펙트럼2) UV-IR absorption spectrum

도 3은 Pt2Au23(SC6H13)18 및 PtAu24(SC6H13)18의 자외선-가시광선-근적외선 흡수 스펙트럼 측정 결과로, 거의 유사한 흡수 파장을 보이는 것을 확인할 수 있었다. 이를 통해 백금 원자의 도핑수에 따라 나노클러스터의 구조가 크게 변하지 않으며, 중심금속 표면의 물리적 특성만 개질됨을 확인할 수 있었다. Pt2Au23(SC6H13)18의 경우, 하나의 백금 원자는 중심금속 중심에 우선적으로 위치하며, 다른 하나의 원자는 중심금속 표면에 위치할 수 있다.3 is a result of UV-visible-near-infrared absorption spectrum measurement of Pt 2 Au 23 (SC 6 H 13 ) 18 and PtAu 24 (SC 6 H 13 ) 18 , it was confirmed that almost similar absorption wavelengths were shown. Through this, it was confirmed that the structure of the nanocluster did not change significantly depending on the doping number of platinum atoms, and only the physical properties of the surface of the central metal were modified. In the case of Pt 2 Au 23 (SC 6 H 13 ) 18 , one platinum atom is preferentially located in the center of the central metal, and the other atom may be located on the surface of the central metal.

3) 전기화학적 특성 분석3) Analysis of electrochemical properties

도 4는 Pt2Au23(SC6H13)18 및 PtAu24(SC6H13)18의 구형파 볼타모그램 분석 자료로, 가로축은 전압(V vs Fc+/0)이며, 세로축은 전류(A)이다.4 is a square wave voltagram analysis data of Pt 2 Au 23 (SC 6 H 13 ) 18 and PtAu 24 (SC 6 H 13 ) 18 , the horizontal axis is voltage (V vs Fc +/0 ), and the vertical axis is current ( A).

도 4에 도시된 바와 같이, Pt2Au23(SC6H13)18 및 PtAu24(SC6H13)18는 거의 유사한 형태의 구형파 볼타모그램을 보이는 것을 확인할 수 있었다. 이를 통해 백금 원자의 도핑수에 따라 나노클러스터의 구조가 크게 변하지 않으며, 중심금속 표면의 물리적 특성만 개질됨을 다시 한 번 확인할 수 있었다.As shown in FIG. 4, it was confirmed that Pt 2 Au 23 (SC 6 H 13 ) 18 and PtAu 24 (SC 6 H 13 ) 18 showed a square wave voltagram of almost similar shape. Through this, it was confirmed once again that the structure of the nanocluster does not change significantly depending on the doping number of platinum atoms, and only the physical properties of the surface of the central metal are modified.

4) 카본블랙-나노클러스터 복합 필름의 촉매 반응성 확인4) Confirmation of catalytic reactivity of carbon black-nanocluster composite film

도 5는 제조예 4, 비교제조예 1 내지 3에서 각각 제조된 카본블랙-나노클러스터 복합 필름의 산소 환원 순환 전압 전류도로, Pt2Au23(SC6H13)18가 첨가된 제조예 4의 필름이 가장 높은 전류밀도를 가져 우수한 산소 환원 반응 활성을 가짐을 확인할 수 있었다.5 is an oxygen reduction cycle voltage current diagram of the carbon black-nanocluster composite films prepared in Preparation Example 4 and Comparative Preparation Examples 1 to 3, respectively, of Preparation Example 4 in which Pt 2 Au 23 (SC 6 H 13 ) 18 was added. It was confirmed that the film had the highest current density and thus had excellent oxygen reduction reaction activity.

도 6은 제조예 1 내지 4 및 비교제조예 1에서 각각 제조된 카본블랙-나노클러스터 복합 필름의 회전 링-디스크 전극(RRDE)을 이용한 산소 환원 반응성 확인 자료로, 음의 전류는 디스크 전류이며, 양의 전류는 링 전류이다.6 is data for confirming oxygen reduction reactivity using a rotating ring-disk electrode (RRDE) of the carbon black-nanocluster composite films each prepared in Preparation Examples 1 to 4 and Comparative Preparation Example 1, and the negative current is the disk current, The positive current is the ring current.

도 6에 도시된 바와 같이, 층(layer)의 수가 증가할수록 산소 환원 반응 활성이 증가되는 것을 확인할 수 있었다.As shown in FIG. 6, it was confirmed that the oxygen reduction reaction activity increased as the number of layers increased.

도 7은 제조예 1 내지 4 및 비교제조예 1에서 각각 제조된 카본블랙-나노클러스터 복합 필름의 산소 환원 반응성 분석 자료로, 검은실선(원형 점으로 표시)은 산소 환원 반응에 참여 가능한 전자수(n)를 계산한 자료이며, 검은점선(삼각형 점으로 표시)은 과산화물 생성 비율을 나타낸 자료이다.7 is data for analyzing oxygen reduction reactivity of the carbon black-nanocluster composite films each prepared in Preparation Examples 1 to 4 and Comparative Preparation Example 1, and the black solid line (indicated by circular dots) indicates the number of electrons that can participate in the oxygen reduction reaction ( n) is calculated, and the black dotted line (indicated by a triangular dot) is the data showing the rate of peroxide generation.

도 7에 도시된 바와 같이, 층(layer)의 수가 증가할수록 산소 환원 반응에 참여 가능한 전자수(n)가 4에 가까워지는 것을 알 수 있었다. 이는 한 번에 4개의 전자를 한꺼번에 이동시키는 고성능 촉매임을 확인한 것이다.As shown in FIG. 7, it was found that the number of electrons (n) that can participate in the oxygen reduction reaction approaches 4 as the number of layers increases. This confirmed that it is a high-performance catalyst that moves four electrons at once.

도 8은 제조예 4, 비교제조예 1 내지 3에서 각각 제조된 카본블랙-나노클러스터 복합 필름의 회전 링-디스크 전극(RRDE)을 이용한 산소 환원 반응성 확인 자료로, 음의 전류는 디스크 전류이며, 양의 전류는 링 전류이다.8 is data for confirming oxygen reduction reactivity using a rotating ring-disk electrode (RRDE) of the carbon black-nanocluster composite films each prepared in Preparation Example 4 and Comparative Preparation Examples 1 to 3, and the negative current is the disk current, The positive current is the ring current.

도 8에 도시된 바와 같이, 백금 원자의 도핑 수가 증가할수록 산소 환원 반응 활성이 증가되는 것을 확인할 수 있었다.As shown in FIG. 8, it was confirmed that the oxygen reduction reaction activity increased as the number of doping of platinum atoms increased.

도 9는 제조예 4, 비교제조예 1 내지 3에서 각각 제조된 카본블랙-나노클러스터 복합 필름의 산소 환원 반응에 참여 가능한 전자수(n)를 계산한 자료이다.9 is data obtained by calculating the number of electrons (n) that can participate in the oxygen reduction reaction of the carbon black-nanocluster composite films prepared in Preparation Example 4 and Comparative Preparation Examples 1 to 3, respectively.

도 9에 도시된 바와 같이, 나노클러스터 촉매가 첨가되지 않은 비교제조예 1의 경우, 단위시간 동안 2개의 전자만 반응에 참여하는 반면, 비교제조예 2는 3개, 비교제조예 3은 3.5개, 제조예 4는 4개의 전자가 반응에 참여하여 백금 원자의 도핑 수가 증가할수록 산소 환원 반응 활성이 증가되는 것을 확인할 수 있었으며, 특히 Pt2Au23(SC6H13)18가 첨가된 제조예 4의 필름은 단위시간 동안 4개의 전자가 반응에 참여하는 매우 빠른 ORR이 관찰되었다.As shown in Figure 9, in the case of Comparative Production Example 1 in which the nanocluster catalyst was not added, only two electrons participated in the reaction during a unit time, whereas Comparative Production Example 2 had 3 and Comparative Production Example 3 had 3.5 , In Preparation Example 4, it was confirmed that the oxygen reduction reaction activity increased as the number of doping of platinum atoms increased as four electrons participated in the reaction, and in particular, Preparation Example 4 in which Pt 2 Au 23 (SC 6 H 13 ) 18 was added In the film of, a very fast ORR was observed in which 4 electrons participated in the reaction during a unit time.

도 10은 제조예 4, 비교제조예 1 내지 3에서 각각 제조된 카본블랙-나노클러스터 복합 필름의 촉매 반응 상수(catalytic rate constant)를 분석한 자료로, 단위시간 동안 Pt2Au23(SC6H13)18가 첨가된 제조예 4의 필름이 가장 우수한 산소 환원 반응 활성을 가지는 것을 확인할 수 있었다.FIG. 10 is data obtained by analyzing the catalytic rate constant of the carbon black-nanocluster composite films prepared in Preparation Example 4 and Comparative Preparation Examples 1 to 3, respectively, and Pt 2 Au 23 (SC 6 H) for a unit time. 13 ) It was confirmed that the film of Preparation Example 4 to which 18 was added has the best oxygen reduction reaction activity.

도 11 내지 13은 제조예 4 및 비교제조예 3에서 각각 제조된 카본블랙-나노클러스터 복합 필름의 수소 생성 반응성을 확인한 자료로, 도 11은 선형주사 전위법을 활용한 수소 생성 순환 전압 전류도이며, 도 12는 정전압 분해법을 활용한 수소 생성 반응 전환수 분석 자료이고, 도 13은 수소 생성 반응에 대한 타펠 분석 자료이다.11 to 13 are data confirming the hydrogen generation reactivity of the carbon black-nanocluster composite films each prepared in Preparation Example 4 and Comparative Preparation Example 3, and FIG. 11 is a hydrogen generation cycle voltage current diagram using a linear scanning potential method. , FIG. 12 is data for analysis of converted water for hydrogen generation reaction using a constant voltage decomposition method, and FIG. 13 is data for Tafel analysis for hydrogen generation reaction.

도 11 내지 13에 도시된 바와 같이, 백금 원자가 중심금속의 중심에 위치 시, 백금 원자의 도핑 수에 상관없이 빠르게 수소 기체가 발생하는 것을 확인할 수 있었으며, 이를 통해 수소 발생 반응(HER)과 산소 환원 반응(ORR)의 반응 활성점이 분리되어있으며, 수소는 중심금속의 중심, 산소는 중심금속의 표면에서 반응이 일어난다는 사실을 확인할 수 있었다.As shown in Figs. 11 to 13, when the platinum atom is located in the center of the central metal, it was confirmed that hydrogen gas is rapidly generated regardless of the number of doping of the platinum atom, through which hydrogen generation reaction (HER) and oxygen reduction It was confirmed that the reactive sites of the reaction (ORR) are separated, and that hydrogen reacts at the center of the core metal and oxygen at the surface of the core metal.

이상과 같이 특정된 사항들과 한정된 실시예를 통해 본 발명이 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. Although the present invention has been described through the above-specified matters and limited embodiments, this is only provided to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiments, and the present invention pertains to Those of ordinary skill in the field can make various modifications and variations from these descriptions.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention is limited to the described embodiments and should not be defined, and all things that are equivalent or equivalent to the claims as well as the claims to be described later fall within the scope of the spirit of the present invention. .

Claims (8)

하기 화학식 1을 만족하는 백금 원자가 다중 도핑된 금 나노클러스터 산소 환원 반응용 촉매.
[화학식 1]
PtxAu25-x(SR)18
(상기 화학식 1에서 SR은 유기티올계 리간드이며, x는 2 내지 13에서 선택되는 정수이다.)
A catalyst for oxygen reduction reaction of gold nanoclusters doped with multiple platinum atoms satisfying the following formula (1).
[Formula 1]
Pt x Au 25-x (SR) 18
(In Formula 1, SR is an organic thiol-based ligand, and x is an integer selected from 2 to 13.)
제 1항에 있어서,
상기 유기티올계 리간드는 (C1-C10)알킬티올인 백금 원자가 다중 도핑된 금 나노클러스터.
The method of claim 1,
The organothiol-based ligand is a (C1-C10)alkylthiol, a gold nanocluster doped with multiple platinum atoms.
a) 금 전구체와 2가의 백금 전구체의 혼합금속염을 준비하는 단계;
b) 촉매 존재 하 상기 혼합금속염과 유기티올계 리간드 화합물을 반응시키는 단계; 및
c) 상기 b) 단계의 반응물에 환원제를 첨가하여 하기 화학식 1을 만족하는 백금 원자가 다중 도핑된 금 나노클러스터를 제조하는 단계;
를 포함하는, 백금 원자가 다중 도핑된 금 나노클러스터의 제조방법.
[화학식 1]
PtxAu25-x(SR)18
(상기 화학식 1에서 SR은 유기티올계 리간드이며, x는 2 내지 13에서 선택되는 정수이다.)
a) preparing a mixed metal salt of a gold precursor and a divalent platinum precursor;
b) reacting the mixed metal salt with an organic thiol-based ligand compound in the presence of a catalyst; And
c) preparing a gold nanocluster doped with multiple platinum atoms satisfying the following formula (1) by adding a reducing agent to the reactant of step b);
Containing, a method of producing a gold nanocluster doped with multiple platinum atoms.
[Formula 1]
Pt x Au 25-x (SR) 18
(In Formula 1, SR is an organic thiol-based ligand, and x is an integer selected from 2 to 13.)
제 3항에 있어서,
상기 금 전구체 : 2가의 백금 전구체의 몰비는 1 : 1 내지 10인, 백금 원자가 다중 도핑된 금 나노클러스터의 제조방법.
The method of claim 3,
The gold precursor: the molar ratio of the divalent platinum precursor is 1: 1 to 10, a method of manufacturing a gold nanocluster doped with multiple platinum atoms.
제 3항에 있어서,
상기 2가의 백금 전구체는 PtCl2, PtBr2, PtI2, K2PtCl4, Na2PtCl4 및 H3Pt(SO3)2OH로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상인, 백금 원자가 다중 도핑된 금 나노클러스터의 제조방법.
The method of claim 3,
The divalent platinum precursor is any one or two or more selected from the group consisting of PtCl 2 , PtBr 2 , PtI 2 , K 2 PtCl 4 , Na 2 PtCl 4 and H 3 Pt(SO 3 ) 2 OH, platinum valence multiple doping Method of manufacturing a gold nanocluster.
제 3항에 있어서,
상기 금 전구체 : 유기티올계 리간드의 몰비는 1 : 1 내지 10인 백금 원자가 다중도핑된 금 나노클러스터의 제조방법.
The method of claim 3,
The gold precursor: the molar ratio of the organothiol-based ligand is 1: 1 to 10, a method of producing a gold nanocluster doped with platinum atoms multiplied.
제 3항에 있어서,
상기 유기티올계 리간드는 (C1-C10)알킬티올인 백금 원자가 다중 도핑된 금 나노클러스터.
The method of claim 3,
The organothiol-based ligand is a (C1-C10)alkylthiol, a gold nanocluster doped with multiple platinum atoms.
제 1항 또는 제 2항의 백금 원자가 다중도핑된 금 나노클러스터를 채용한 전극.An electrode employing the gold nanoclusters multi-doped with the platinum atom of claim 1 or 2.
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