KR20240040954A - 2차원 다공성 산화아연 구조체 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 아연(Zn)과 푸마르산 리간드(fumarate ligand)가 연속적으로 결합된 배위 고분자를 자기 템플릿(self templet)으로 활용하여 암모니아수를 사용한 푸마르산 아연 배위 중합체의 암모니아수를 이용한 표면처리를 통해 2차원 다공성 수산화아연 구조체를 제공하고, 열처리(하소, calcination)를 통해 광촉매 기능성이 향상된 2차원 다공성 산화아연 구조체 및 그 제조 방법을 제공한다.
Description
본 발명은 산화아연 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 기능성 향상을 위하여 산화아연(ZnO)의 나노/마이크로 수준의 모양을 조절하여 향상된 광촉매 활성을 가지는 2차원 다공성 산화아연 구조체 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
광촉매는 광 조사에 의해 촉매 활성을 나타내는 물질을 총칭한다. 광촉매는 산화반응에 의한 휘발성 유기화합물질(Volatile Organic Compounds: VOCs)의 분해가 가능하여 IAQ(Indoor Air Quality: 실내 공기질)를 쾌적하게 할 수 있는 물질로서 각광받고 있다. 구체적으로, 빛을 받아 전자와 정공을 생성하고, 이와 같이 생성된 전자와 정공을 통해 광촉매 표면에 활성 산소종을 형성하여 유기물, VOCs, 바이러스 등을 분해시켜 탈취, 항바이러스 등의 작용을 한다.
이러한 광촉매는 사용 목적에 따라 실내 인테리어의 내장재 표면, 페인트 첨가제, 의료용 마스크, 공기 청정기 및 에어컨용 필터 등의 다양한 분야에 접목 및 응용될 수 있다.
촉매 활성을 향상시키기 위해서는 나노 또는 마이크로 물질의 형태 설계가 응용 나노 기술의 가장 중요한 분야이다. 2차원 및 다공성 재료의 구조적 이점의 조합으로 2차원 다공성 재료는 광촉매 및 전기 촉매로서 뛰어난 성능을 보여준다.
이러한 광촉매의 일예로서 산화아연을 들 수 있다. 산화아연은 자연적 풍부함, 무독성 및 직접적인 넓은 밴드 갭(3.37eV) 등의 독특한 광학 특성으로 인해 광촉매 및 향균 분야에 적용하기 위해 널리 연구되었다.
일부 형태 제어된 2차원 다공성 산화아연 구조체 나노 물질이 조사 및 보고되었다. 예를 들어, 다공성 단결정 산화아연 나노시트는 ZnS(en)0.5 착물을 소성하여 제조되었다. 제조된 다공성 단결정 산화아연 나노시트는 높은 가스 감지 응답, 짧은 응답, 회복 시간 및 우수한 안정성을 나타낸다.
또한, UV 조사 및 광전기화학적 물 분해에 따른 광촉매 분해에 적용하기 위해 공랭 플라즈마를 사용하여 아연 기판에 메조포어를 갖는 산화아연 나노시트를 제조하였다.
그러나 다공성 2차원 나노 물질의 제조 방법에 대한 연구는 거의 없다. 따라서 2차원 다공성 산화아연 구조체를 손쉽게 대규모로 생산할 수 있도록 하는 기술의 개발이 필요한다.
따라서 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 아연(Zn)과 푸마르산 리간드(fumarate ligand)가 연속적으로 결합된 배위 고분자를 자기 템플릿(self templet)으로 활용하여 암모니아수를 사용한 푸마르산 아연 배위 중합체의 암모니아수를 이용한 표면처리를 통해 2차원 다공성 수산화아연 구조체를 제공하고, 열처리(하소, calcination)를 통해 광촉매 기능성이 향상된 2차원 다공성 산화아연 구조체 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 기술적 과제의 달성을 위해 본 발명의 일 실시예는, 아연 전구체와 푸마르산 전구체를 혼합하여 상기 아연과 푸마르산 리간드가 배위 결합된 푸마르산 아연(Zn(fur))을 포함하는 푸마르산 아연 배위 중합체 제조 단계; 암모니아수를 이용하여 상기 푸마르산 아연 배위 중합체 분말을 표면 처리하여 복수의 기공을 가지는 수산화아연(Zn(OH)2)을 포함하는 2차원 다공성 수산화아연 구조체를 제조하는 암모니아수 처리 단계; 및 상기 2차원 다공성 수산화아연 구조체를 열처리하여 2차원 다공성 산화아연 구조체를 제조하는 열처리 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 2차원 다공성 산화아연 구조체 제조 방법을 제공한다.
상기 푸마르산 아연 배위 중합체 제조 단계에서, 상기 아연 전구체는 Zn(OAc)2이고, 상기 푸마르산 전구체는 푸마르산 나트륨일 수 있다.
상기 푸마르산 아연 배위 중합체 제조 단계는, 물속에서 Zn(OAc)2와 푸마르산 나트륨을 반응시켜 아연 이온이 푸마르산 리간드와 결합된 상기 푸마르산 아연(Zn(fur))을 포함하는 푸마르산 아연 배위 중합체가 혼합된 푸마르산 아연 배위 중합체 용액을 제조하는 단계일 수 있다.
상기 푸마르산 아연 배위 중합체 제조 단계는, 상기 푸마르산 아연 배위 중합체 용액을 실온에서 냉각시켜 푸마르산 아연 배위 중합체 가루를 수득하고, 수득된 푸마르산 아연 배위 중합체 가루를 세척하여 푸마르산 아연 배위 중합체 분말을 수득하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 암모니아수 처리 단계는, 탈이온수와 에탄올 혼합 용액에 상기 푸마르산 아연 배위 중합체 분말을 혼합하여 분산시킨 후, 암모니아수를 혼합하고 교반하여 화학적 처리를 수행하여 수산화아연(Zn(OH)2)을 포함하는 2차원 다공성 수산화아연 구조체를 제조하는 단계일 수 있다.
상기 암모니아수 처리 단계는, 제조된 상기 2차원 다공성 수산화아연 구조체 입자를 여과에 의해 분류한 후, 탈이온수, 에탄올 또는 아세톤 중 하나 이상을 이용하여 세척하여 2차원 다공성 수산화아연 구조체를 수득하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 암모니아수 처리 단계에서 제조된 상기 2차원 다공성 수산화아연 구조체는, 상기 암모니아에 의해 마이크로, 메조 또는 매크로 기공 중 하나 이상을 포함하는 나노 기공을 가지도록 표면 처리된 것일 수 있다.
상기 열처리 단계는, 상기 2차원 다공성 수산화아연 구조체를 로(furnace) 내에 장입한 후 공기 분위기에서, 10 내지 20℃/min의 승온 속도로 300 내지 600℃ 온도로 가열하는 하소(calcination)를 수행하여 상기 2차원 다공성 산화아연 구조체를 제조하는 단계일 수 있다.
상기 열처리 단계에서 제조된 상기 2차원 다공성 산화아연 구조체는, 마이크로, 메조 또는 매크로 기공 중 하나 이상을 포함하는 나노 기공이 형성된 2차원 다공성 구조를 가지는 것일 수 있다.
상기 매크로 기공은, 50 ~ 80nm 범위의 크기를 가질 수 있다.
상술한 기술적 과제의 달성을 위해 본 발명의 다른 실시예는, 상기 2차원 다공성 산화아연 구조체 제조 방법에 의해 제조된 2차원 다공성 산화아연 구조체를 제공한다.
상기 2차원 다공성 산화아연 구조체는 표면적이 25.00m2/g 내지 32.00m2/g일 수 있다.
상기 2차원 다공성 산화아연 구조체는 기공의 크기가 2 내지 80nm인 계층적 기공 시스템을 가질 수 있다.
상기 2차원 다공성 산화아연 구조체는 두께가 10 내지 70nm의 범위일 수 있다.
상술한 기술적 과제의 달성을 위해 본 발명의 다른 실시예는, 상기 2차원 다공성 산화아연 구조체 제조 방법에 의해 제조된 2차원 다공성 산화아연 구조체를 포함하는 광촉매를 제공한다.
상술한 본 발명의 실시예들은, 다공성이 도입되지 않은 산화아연에 비해 향상된 광촉매 활성을 제공한다. 이에 의해, 산화아연의 특징 중 한가지인 광촉매의 특성이 향상되어 공기정화, 수질정화, 탈취 및 살균 그리고 물분해 촉매로서의 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예의 2차원 다공성 산화아연 구조체는 적은 양으로도 높은 기능성을 부여하여 코팅 및 필름 등에 첨가제로 도입하는 경우, 충분한 기능성을 발휘하여 코팅이나 필름의 물성의 감소 및 변화를 적게 일으켜 기존에 적용하지 못한 다양한 시장에 적용을 가능하게 하는 효과를 제공한다.
또한, 산화아연은 WHO, 미국 FDA, FPA로부터 승인받은 식품에도 첨가가 가능한 안전한 친환경 물질이다. 따라서 코팅 및 필름 이외에 식품 분야 등 기존에 적용되지 못한 다양한 시장에 적용이 가능하여 시장을 확장시키는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예의 산화아연 제조 방법은 공정이 매우 간단하여 대량 생산이 용이한 장점이 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예의 2차원 다공성 산화아연 구조체의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2는 도 1의 2차원 다공성 산화아연 구조체 제조 과정을 도식화한 도면이다.
도 3은 푸마르산 아연(Zn(fur))과 푸마르산 나트륨의 푸리에 변환 근적외선 분광 스펙트럼을 나타내는 도면이다
도 4는 2차원 다공성 수산화아연 구조체의 SEM 이미지(a, b) 및 TEM 이미지(c, d)를 나타내는 도면이다.
도 5는 (a) 푸마르산 아연 배위중합체와 (b) 2차원 다공성 수산화아연 구조체의 XRD 회절 패턴을 나타내는 그래프이다.
도 6은 400℃ 공기 중에서 열처리된 (a) 2차원 다공성 산화아연 구조체와 (b) 2차원 산화아연 구조체의 XRD 피크를 나타내는 그래프이다.
도 7은 400℃ 공기 중에서 열처리된 (a, b) 2차원 산화아연 구조체와 (c, d) 2차원 다공성 산화아연 구조체의 TEM 이미지를 나타내는 도면이다.
도 8은 400℃ 공기 중에서 열처리된 (a, b) 2차원 산화아연 구조체와 (c, d) 2차원 다공성 산화아연 구조체의 SEM 이미지를 나타내는 도면이다.
도 9는 (a) 푸마르산 배위 중합체 및 2차원 다공성 수산화아연 구조체의 Zn 2p, (b) 2차원 산화아연 구조체 및 2차원 다공성 산화아연 구조체의 O 1s, (c) 2차원 산화아연 구조체 및 2차원 다공성 산화아연 구조체의 Zn 2p 및 (d) 2차원 산화아연 구조체 및 2차원 다공성 산화아연 구조체의 O 1s의 XPS 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 10은 2차원 산화아연 구조체 및 2차원 다공성 산화아연 구조체-400의 MB에 대한 광촉매 분해 효율을 나타내는 그래프이다.
도 11은 2차원 산화아연 구조체 및 2차원 다공성 산화아연 구조체의 광흡수 능력을 나타내는 그래프이다.
도 2는 도 1의 2차원 다공성 산화아연 구조체 제조 과정을 도식화한 도면이다.
도 3은 푸마르산 아연(Zn(fur))과 푸마르산 나트륨의 푸리에 변환 근적외선 분광 스펙트럼을 나타내는 도면이다
도 4는 2차원 다공성 수산화아연 구조체의 SEM 이미지(a, b) 및 TEM 이미지(c, d)를 나타내는 도면이다.
도 5는 (a) 푸마르산 아연 배위중합체와 (b) 2차원 다공성 수산화아연 구조체의 XRD 회절 패턴을 나타내는 그래프이다.
도 6은 400℃ 공기 중에서 열처리된 (a) 2차원 다공성 산화아연 구조체와 (b) 2차원 산화아연 구조체의 XRD 피크를 나타내는 그래프이다.
도 7은 400℃ 공기 중에서 열처리된 (a, b) 2차원 산화아연 구조체와 (c, d) 2차원 다공성 산화아연 구조체의 TEM 이미지를 나타내는 도면이다.
도 8은 400℃ 공기 중에서 열처리된 (a, b) 2차원 산화아연 구조체와 (c, d) 2차원 다공성 산화아연 구조체의 SEM 이미지를 나타내는 도면이다.
도 9는 (a) 푸마르산 배위 중합체 및 2차원 다공성 수산화아연 구조체의 Zn 2p, (b) 2차원 산화아연 구조체 및 2차원 다공성 산화아연 구조체의 O 1s, (c) 2차원 산화아연 구조체 및 2차원 다공성 산화아연 구조체의 Zn 2p 및 (d) 2차원 산화아연 구조체 및 2차원 다공성 산화아연 구조체의 O 1s의 XPS 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 10은 2차원 산화아연 구조체 및 2차원 다공성 산화아연 구조체-400의 MB에 대한 광촉매 분해 효율을 나타내는 그래프이다.
도 11은 2차원 산화아연 구조체 및 2차원 다공성 산화아연 구조체의 광흡수 능력을 나타내는 그래프이다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 참조하여 본 발명의 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예의 설명의 용어를 다음과 같이 정의한다.
푸마르산 아연 배위 중합체: 아연과 푸마르산 리간드가 배위 결합되어 2차원 구조체를 형성하는 푸마르산 아연을 포함하는 푸마르산 배위 중합체 구조체를 의미한다.
2차원 다공성 수산화아연 구조체: 푸마르산 아연 배위 중합체를 암모니아수(NH4OH) 처리를 수행하여, 아연과 암모니아의 반응에 의해 마이크로, 메조 또는 매크로 기공 중 하나 이상을 포함하는 나노 기공을 가지는 수산화아연(Zn(OH)2)들이 2차원 구조로 결합된 수산화아연 구조체를 의미한다. 여기서, 마이크로 기공은 2nm 이하, 메조 기공은 2~ 50nm, 매크로 기공은 50nm 이상의 크기를 가지는 기공일 수 있다.
2차원 다공성 산화아연 구조체: 푸마르산 아연 배위 중합체에 대하여 암모니아수(NH4OH) 처리를 수행한 후 열처리를 수행하여 마이크로, 메조 또는 매크로 기공 중 하나 이상을 포함하는 나노 기공들이 형성되어 광촉매 특성이 현저히 향상된 2차원 구조의 다공성 산화아연 구조체를 의미한다.
2차원 산화아연 구조체: 푸마르산 아연 배위 중합체에 대하여 암모니아수 처리를 수행하지 않고 열처리를 수행하여 기공이 형성되지 않은 2차원 구조의 산화아연 구조체를 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예의 2차원 다공성 산화아연 구조체의 제조 방법을 나타내는 순서도이다. 도 2는 도 1의 2차원 다공성 산화아연 구조체 제조 과정을 도식화한 도면이다.
도 1 및 도 2와 같이, 본 발명의 일 실시예의 2차원 다공성 산화아연 구조체 제조 방법은, 푸마르산 아연 배위 중합체 제조 단계(S10), 암모니아수 처리 단계(S20) 및 열처리 단계(S30)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 푸마르산 아연 배위 중합체 제조 단계(S10)는 아연 전구체와 푸마르산 전구체를 혼합하여 상기 아연과 푸마르산 리간드가 배위 결합된 푸마르산 아연(Zn(fur))을 포함하는 푸마르산 아연 배위 중합체 제조 단계일 수 있다.
상기 아연 전구체는 Zn(OAc)2이고, 상기 푸마르산 전구체는 푸마르산 나트륨일 수 있다.
상기 푸마르산 아연 배위 중합체 제조 단계(S10)는, 물속에서 Zn(OAc)2와 푸마르산 나트륨을 40℃ 내지 60℃로 유지하며 반응시키는 단계일 수 있다. 상기 반응에 의해 아연 이온이 푸마르산 리간드와 결합된 상기 푸마르산 아연(Zn(fur))을 포함하는 푸마르산 아연 배위 중합체가 혼합된 푸마르산 아연 배위 중합체 용액이 제조될 수 있다.
상기 푸마르산 아연 배위 중합체 제조 단계(S10)는, 상기 푸마르산 아연 배위 중합체 용액을 실온에서 냉각시켜 푸마르산 아연 배위 중합체 가루를 수득하는 단계일 수 있다. 수득된 푸마르산 아연 배위 중합체 가루는 세척되어 푸마르산 아연 배위 중합체 분말로 수득될 수 있다.
상기 암모니아수 처리 단계(S20)는 암모니아수를 이용하여 상기 푸마르산 아연 배위 중합체 분말을 표면 처리하여 복수의 기공을 가지는 수산화아연(Zn(OH)2)을 포함하는 2차원 다공성 수산화아연 구조체를 제조하는 단계일 수 있다.
상기 암모니아수 처리 단계(S20)는, 탈이온수와 에탄올 혼합 용액에 상기 푸마르산 아연 배위 중합체 분말을 혼합하여 분산시킨 후, 암모니아수를 혼합하고 교반하여 화학적 처리를 수행하여 다공성 수산화아연을 포함하는 2차원 다공성 수산화아연 구조체를 제조하는 단계일 수 있다.
상기 암모니아수 처리 단계(S20)는 제조된 상기 2차원 다공성 수산화아연 구조체 입자를 여과에 의해 분류한 후, 탈이온수, 에탄올 또는 아세톤 중 하나 이상을 이용하여 세척하여 2차원 다공성 수산화아연 구조체를 수득하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 암모니아수 처리 단계(S20)에서 제조된 상기 2차원 다공성 수산화아연 구조체는, 상기 암모니아에 의해 마이크로, 메조 또는 매크로 기공 중 하나 이상을 포함하는 나노 기공을 가지도록 표면 처리된 것일 수 있다.
상기 열처리 단계(S30)는 상기 2차원 다공성 수산화아연 구조체를 열처리하여 2차원 다공성 산화아연 구조체를 제조하는 단계일 수 있다.
상기 열처리 단계(S30)는, 상기 2차원 다공성 수산화아연 구조체를 로(furnace) 내에 장입한 후 공기 분위기에서, 10 내지 20℃/min의 승온 속도로 300 내지 600℃ 온도로 가열하는 하소(calcination)를 수행하여 상기 2차원 다공성 산화아연 구조체를 제조하는 단계일 수 있다.
상기 열처리 단계(S30)에서 제조된 상기 2차원 다공성 산화아연 구조체는, 마이크로, 메조 또는 매크로 기공 중 하나 이상을 포함하는 나노 기공을 포함하는 2차원 다공성 구조를 가지는 것일 수 있다.
상기 2차원 다공성 산화아연 구조체는 표면적이 25.00m2/g 내지 32.00m2/g일 수 있다.
상기 2차원 다공성 산화아연 구조체는 기공의 크기가 2 내지 80nm인 계층적 기공 시스템을 가질 수 있다.
상기 2차원 다공성 산화아연 구조체의 기공의 크기를 BJH를 통하여 측정한 결과는 2~18nm까지 측정이 되었으며 그래프를 통하여 분석 시 그 이상의 기공이 분포되는 것으로 확인되었다. TEM 및 SEM 사진을 통하여 확인 시 10 ~ 80nm 지름을 가진 비대칭 기공이 관찰되었다.
상기 2차원 다공성 산화아연 구조체는 두께가 10 내지 70nm의 범위일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 상기 2차원 다공성 산화아연 구조체 제조 방법에 의해 제조된 2차원 다공성 산화아연 구조체를 제공한다.
상기 2차원 다공성 산화아연 구조체 제조 방법에 의해 제조된 2차원 다공성 산화아연 구조체를 포함하는 광촉매를 제공한다.
도 2에서 2차원 다공성 산화아연 구조체는 푸마르산 아연 배위 중합체에 대하여 암모니아수(NH4OH) 처리를 수행한 후 열처리를 수행하여 마이크로, 메조 또는 매크로 기공 중 하나 이상을 포함하는 나노 기공들이 형성되어 광촉매 특성이 현저히 향상된 2차원 구조의 다공성 산화아연 구조체이다.
그리고 2차원 산화아연(ZnO) 구조체는 푸마르산 아연 배위 중합체에 대하여 암모니아수 처리를 수행하지 않고 열처리를 수행하여 기공이 형성되지 않은 2차원 구조의 산화아연 구조체이다. 이는 본 발명의 실시예의 2차원 다공성 산화아연 구조체의 비교예로서 제조되었다.
본 발명의 일 실시예의 2차원 다공성 산화아연 구조체 제조 방법에 따라 실시예로서 2차원 다공성 산화아연 구조체를 제조하고, 비교예로서 푸마르산 배위 중합체, 2차원 다공성 수산화아연 구조체를 제조한 후, XRD(X-선 분말 회절(Powder X-ray diffraction, XRD), FT-IR((푸리에 변환 적외 분광, Fouried Transform Infrared, FT-IR), FE-SEM(전계방사주사현미경, Field Emission Scanning Electron Microscope), TEM(투과전자현미경, Transmission Electron Microscopy) 분석을 수행하였다.
<실험예>
- 물질 및 도구
모든 화학소재는 상용제품을 사용하였다. 샘플들의 화학적 구조는 푸리에변환 적외선 분광기(FT-IR spectroscope)를 사용하여 500 내지 4000cm-1 파장대에서 분석되었다. 결정 구조에 대한 X-선 회절 분석은 Cu-K 방사 소스(50kV, 199mA/ 1.541Å)를 구비한 XRD를 사용하여 상온에서 수행되었다. 합성된 물질의 형태는 가속 전압 5.0kV로 작동되고 EDS(Energy Dispersive Spectroscope, 에너지 분산 분광) 기능을 가지는 FE-SEM(Field Emission Scanning Electron Microscope)에 의해 조사되었다. 모든 스캐닝 이미지(STEM 이미지) 및 고해상도 투과 전자 현미경(HR-TEM) 이미지 및 전자 회절(electron diffraction) 패턴을 200kV에서 구동하는 JEOL JEM-2000EXII 및 JEM-ARM200F 기기를 사용하여 얻었다. XPS(X-ray photoelectron spectroscopy, X-선 광전자 분광) 측정은 Mg Kα X 선을 여기 소스(1254.6eV)로 사용하여 KRATOS AXIS에 의해 얻었다. 질소 흡착 탈착 등온선은 마이크로 메트릭스 3flex 표면 특성 분석 장치에서 77K에서 기록되었다. 샘플들의 비 표면적은 다중 점 BET(Brunauer-Emmett-Teller) 방법을 사용하여 계산되었다. UV-vis 확산 반사 스펙트럼은 Jasco v-770 분광광도계로 측정되었다.
-푸마르산 아연 배위 중합체의 합성
Zn(OAc)2·2H2O(9.15g, 50mmol)를 200mL 탈이온수에 용해시켜 아연 용액을 제조하였다. 푸마르산 나트륨 200mL 용액(8g, 50mmol)을 제조된 아연 용액에 첨가하였다. 푸마르산 나트륨이 혼합된 아연 용액을 교반하고 60℃로 가열하여 혼합하였다. 4시간 후, 백색 콜로이드 용액을 실온에서 냉각시켜 백색의 가루를 얻었다. 생성된 백색 가루를 여과 분리하고, 탈이온수와 에탄올 및 아세톤을 이용하여 여러 번 세척하였다.
도 3은 푸마르산 아연(Zn(fur))과 푸마르산 나트륨의 푸리에 변환 근적외선 분광 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
아연 이온과 푸마르산 리간드을 포함하는 배위 중합체는 물속에서 Zn(OAc)2ㆍ4H2O와 푸마르산 나트름의 반응에 의해 합성된다.
-암모니아수 처리 단계-2차원 다공성 수산화아연(Zn(OH)2)의 합성
푸마르산 아연(2.4g)을 탈이온수(40mL)와 에탄올(160mL) 혼합용액에 분산시켰다. 25 내지 30% 암모니아수 6mL를 아연 용액에 혼합하고, 30분 동안 상온에서 교반하였다. 화학적으로 처리된 입자를 여과에 의해 분류하고 탈이온수, 에탄올 및 아세톤으로 여러 번 세척하였다.
화학적으로 처리된 2차원 다공성 수산화아연 구조체가 탈이온수와 에탄올 혼합물 내에서 암모니아수와 푸마르산 아연(Zn(fur))의 반응에 의해 제조된다.
푸마르산 아연(Zn(fur))과 푸마르산 나트륨의 IR 스펙트럼 도 3에 도시되어 있다. CO 비대칭 및 대칭 신축 주파수가 1573과 1403cm-1에서 1550과 1464cm-1로 편이되어, 아연 이온과 유기 리간드의 배위 결합을 나타낸다.
- 열처리를 통해 2차원 산화아연(ZnO) 구조체 및 2차원 다공성 산화아연 구조체 준비
푸마르산 아연과 2차원 다공성 수산화아연 구조체를 세라믹 보트에 위치시킨 후, 로 내로 장입시켰다. 샘플들은 승온율 15℃/min인 공기 분위기에서 400℃로 열처리하였다. 생성된 산화아연(ZnO)를 상온에서 자연 냉각시켰다.
- 흡착 능력
흡착 능력을 결정하기 위해 제조된 2차원 산화아연 구조체 및 2차원 다공성 산화아연 구조체 100mg을 100ppm MB 용액 20mL에 분산시켰다. 혼합된 용액을 빛이 없는 암중에서 교반하고, 혼합물 1mL를 수집하였다. 고체 촉매는 시린지 필터(syringe filter)를 통해 제거하였다, 550nm 파장의 UV-vis 분광계를 사용하여 흡수 성능을 분석하였다.
- 광촉매 성능 시험
제조된 2차원 산화아연 구조체 및 2차원 다공성 산화아연 구조체의 광촉매의 활성은 365nm 파장의 광을 조사 하에서 MB의 탈색에 의해 수행되었다. 2차원 산화아연 구조체 및 2차원 다공성 산화아연 구조체 0.1g을 20mL의 10ppm 로다민 B(rhodamine B) 용액에 분산시켜 현탁액을 얻었다. 광 조사 이전에, 흡착 탈착 균형을 이루도록 현탁액을 어둠 속에서 30분 동안 교반하였다. 광촉매 반응의 수행 동안, 1mL 현탁을 수집하고, 시린지 필터로 여과하였다. 광촉매 성능을 결정하기 위해, UV-vis 분광계를 사용하여 제조된 용액의 흡수 스펙트럼을 측정하였다. 농도의 변화는 염료의 원래 농도와 잔류 농도를 나타내는 C/C0에 의해 표시하였다.
- FE-SEM 및 TEM 분석
FE-SEM와 TEM 이미지를 통해 합성된 푸마르산 아연 배위 중합체와 2차원 다공성 수산화아연 구조체의 형태와 크기를 관찰하였다.
도 4는 2차원 다공성 수산화아연 구조체의 SEM 이미지(a, b) 및 TEM 이미지(c, d)를 나타내는 도면이다.
FE-SEM 현미경 사진은 푸마르산 아연(Zn(fur))이 2차원 형태를 가지는 것을 나타내고, TEM 이미지는 푸마르산 아연 배위 중합체의 부드러운 표면을 나타내었다.
길이는 0.5 에서 3㎛이고, 폭은 약 0.3㎛이다. 도 4의 SEM 및 TEM 이미지에 따르면, 암모니아수 처리된 푸마르산 아연(Zn(fur))의 형태는 연결된 구조를 보이는 2차원 구조를 유지하였다. 2차 다공성 수산화아연의 표면은 거칠었으며, 이는 푸마르산 아연(Zn(fur))의 표면 형태와 매우 달랐다.
길이는 0.5 에서 3㎛이고, 폭은 약 0.3㎛이다. 도 4의 SEM 및 TEM 이미지에 따르면, 암모니아수 처리된 푸마르산 아연(Zn(fur))의 형태는 연결된 구조를 보이는 2차원 구조를 유지하였다. 2차원 다공성 수산화아연 구조체의 표면은 거칠었으며, 이는 푸마르산 아연(Zn(fur))의 표면 형태와 매우 달랐다.
또한, TEM 이미지에서 상기 2차원 다공성 산화아연 구조체의 두께가 70nm 이상의 크기도 가지는 것이 관찰되었다.
도 5는 (a) 푸마르산 아연 배위중합체와 (b) 2차원 다공성 수산화아연 구조체의 XRD 회절 패턴을 나타내는 그래프이다.
암모니아수(NH4OH) 처리 공정 후의 푸마르산 아연(Zn(fur))(2차원 다공성의 수산화아연) 결정 상전이는 분말 X선 회절로 도 2와 같이 확인되었다.
암모니아수(NH4OH) 처리 공정 후의 2차원 다공성의 수산화아연의 XRD 회전 패턴은 날카로운 회절 피크를 보여주며, 이는 결정 구조가 생성된 것을 나타낸다. 2차원 다공성의 수산화아연 회절 피크는 푸마르산 나트륨 또는 Zn(OAc)2와 일치되지 않았다. 이는 제조된 2차원 배위 중합체의 결정 구조가 아연 이온에 푸마르산 리간드가 배위 결합되는 것과 관련되어 있다는 것을 나타낸다.
2차원 다공성 수산화아연 구조체의 XRD 패턴은 7.1°(2θ)에서 날카로운 피크를 나타내었다. 이는 잘 알려진 수산화아연(Zn hydroxide) 글루타메이트(glutamate) 구조의 음이온(anion) 교환 회절 피크와 유사하였다. 이는 암모니아수 처리가 푸마르산 아연 배위 중합체로부터 Zn(OH)2의 상변화를 촉발시키는 것에 의해 아세테이트(acetate)에서 푸마르산(furmarate)으로 음이온을 교환하는 것을 나타낸다.
도 6은 400℃ 공기 중에서 열처리된 (a) 2차원 다공성 산화아연 구조체와 (b) 2차원 산화아연 구조체의 XRD 피크를 나타내는 그래프이다.
2차원 산화아연 구조체와 2차원 다공성 산화아연 구조체가 400℃ 공기 중에서 푸마르산 아연 배위 중합체와 2차원 다공성 수산화아연 구조체의 하소(calcination)에 의해 제조되었다.
열처리를 통해 제조된 2차원 산화아연 구조체와 2차원 다공성 산화아연 구조체의 결정 상 전이를 X-선 회절에 의해 도 6과 같이 확인되었다.
400℃ 공기 분위기에서 열처리되어 생성된 2차원 다공성 산화아연 구조체의 XRD 패턴은 2θ = 31.77, 34.36, 36.23°의 강한 회절 피크 (100), (002), (101)와 2θ = 47. 51, 56. 59, 62.73, 66.36, 67.95°의 회절 피크 (102), (110), (103), (200), (112), (201)들은 육각형 결정 구조를 가지는 산화아연(ZnO(JCPSD card no. 10-007-2551))과 일치하였다.
제조된 400℃ 공기 중에서 열처리되어 형성된 2차원 산화아연 구조체의 회절 피크들은 400℃ 공기 중에서 열처리된 NH4OH-Zn(fur)-400의 XRD 회절 패턴과 동일하였다.
피크들은 400℃ 공기 중에서 열처리되어 제조된 2차원 다공성 산화아연 구조체의 XRD 추적은 [002] 반사면의 강도가 [100] 피크 강도와 비교하여 유사하였다. 그러나 400℃ 공기 중에서 열처리되어 형성된 2차원 산화아연 구조체의 [002] 피크 강도는 [100] 피크보다 약간 낮았다. 이는 합성 환경과 산화아연의 형태가 XRD 패턴에 영향을 주는 것으로 조사되었다.
도 7은 400℃ 공기 중에서 열처리된 (a, b) 2차원 산화아연 구조체와 (c, d) 2차원 다공성 산화아연 구조체의 TEM 이미지를 나타내는 도면이다. 도 8은 400℃ 공기 중에서 열처리된 (a, b) 2차원 산화아연 구조체와 (c, d) 2차원 다공성 산화아연 구조체의 SEM 이미지를 나타내는 도면이다.
제조된 산화아연(ZnO)의 형태와 크기를 SEM과 TEM 현미경을 사용하여 분석하였다.
현미경 분석은 2차원 다공성 산화아연 구조체의 2차원 다공성 나노시트 모양이 뚜렷한 거대 기공을 보유하며 유지되는 것을 증명하였다. 2차원 다공성 산화아연 구조체의 표면은 조직을 부드럽게 연결하였고, 2차원 다공성 산화아연 구조체의 두께는 10 내지 60nm의 범위였다.
열처리되어 형성된 2차원 다공성 산화아연 구조체의 SEM과 TEM 이미지들 또한 2차원 형태가 나타났다. 2차원 다공성 산화아연 구조체의 2차원 형태는 서로 연결된 많은 산화아연(ZnO) 나노 입자들로 구성된다. 나노 입자들 사이에서 거대 기공들과 그레인 경계가 관찰되었다. 이러한 관찰로부터 NH4OH 처리된 배위 중합체(CPs)로부터 유래된 2차원 다공성 산화아연 구조체의 형태 변화가 [002] 방향을 따르는 성장율과 관련된다는 것을 확인하였다.
제조된 산화아연의 표면적과 공극 크기 분포가 BET(Brunauer-Emmett-Teller) 및 BJH(Barrett-Joyner-Halenda) 방법에 의해 분석되었다.
2차원 산화아연 구조체와 2차원 다공성 산화아연 구조체의 표면적은 각각 20.89m2/g 및 29.06m2/g이었다. 2차원 다공성 산화아연 구조체의 질소 흡탈착 등온선(N2 adsorption-desorption isotherms)은 거대 기공 물질의 특징을 나타내는 히스테리시스 루프를 보여주었다. 제조된 2차원 다공성 산화아연 구조체는 넓은 기공 크기 분포를 보여주었다. 2차원 다공성 산화아연 구조체는 기공 크기 범위가 2 내지 18nm였다. 넓은 범위의 기공 크기의 분포 2차원 다공성 산화아연 구조체의 현미경 이미지 내에서 관찰된 거대 기공은 계층적 기공 시스템의 형성을 나타낸다.
제조된 샘플들의 표면 화학적 상태를 조사하기 위해 X 선 광전자 분광(XPS) 분석이 수행되었다.
도 9는 (a) 푸마르산 배위 중합체 및 2차원 다공성 수산화아연 구조체의 Zn 2p, (b) 2차원 산화아연 구조체 및 2차원 다공성 산화아연 구조체의 O 1s, (c) 2차원 산화아연 구조체 및 2차원 다공성 산화아연 구조체의 Zn 2p 및 (d) 2차원 산화아연 구조체 및 2차원 다공성 산화아연 구조체의 O 1s의 XPS 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 9는 푸마르산 아연 배위 중합체, 2차원 다공성 수산화아연 구조체, 2차원 산화아연 구조체 및 2차원 다공성 산화아연 구조체의 아연의 2p 및 산소의 1s 스펙트럼을 나타낸다.
도 9와 같이, 2차원 산화아연 구조체의 아연 2p 피크는 1021.63eV 및 1044.63eV에서 나타났으며, 이는 Zn2+ 이 존재하는 것을 나타낸다.
2차원 다공성 수산화아연 구조체의 아연(Zn) 2p 스펙트럼 내에서, 1021.29eV 및 1044.29eV에서 피크들이 관찰되었다.
Zn 2p에 대한 2차원 다공성 수산화아연 구조체의 피크들은 푸마르산 아연 배위 중합체의 푸마르산 아연(Zn(fur))의 피크들보다 0.34eV 낮았다.
푸마르산 아연(Zn(fur))의 O 1s 스펙트럼 내에서, 531.4 eV에서 대칭 피크가 관찰되었으며, 이는 푸마르산의 산소가 완전하게 아연 이온과 결합된 것을 나타낸다.
2차원 다공성 수산화아연 구조체의 O 1s 스펙트럼은 531.2 및 532.3eV 주위의 결합 에너지에서 새로운 비대칭 피크들이 수산화아연(Zn(OH)2)의 지문이고 표면에 산소가 약하게 결합된 것을 나타낸다.
이러한 결과들은 푸마르산 아연(Zn(fur)) 배위 중합체의 암모니아수 처리가 수산화아연(Zn(OH)2)을 형성하는 것을 의미한다. 2차원 산화아연 구조체 및 2차원 다공성 산화아연 구조체에 대한 Zn 2p의 XPS 스펙트럼은 1021.22eV에서 동일한 결합 에너지를 나타냈으며, 1044.32eV는 산화아연(ZnO)의 Zn(II) 종을 나타낸다. 2차원 산화아연 구조체 및 2차원 다공성 산화아연 구조체의 O 1s 스펙트럼은 산화아연(ZnO) 내의 격자 산소에 대한 530.11eV 및 531.58eV의 결합 에너지를 나타낸다.
제조된 산화아연(ZnO) 물질의 밴드 갭이 Tauc 플롯에 따라 분석되었다. 2차원 산화아연 구조체 및 2차원 다공성 산화아연 구조체의 밴드 갭 에너지는 3.11eV 및 3.15eV로 평가되었으며, 잘 알려진 ZnO의 3.37eV보다 낮았다. 산화아연(ZnO)의 광학적 밴드 갭은 용매 계에 의해 형성된 형태에 따라 3.33 내지 3.15eV 범위 내에서 변화되는 것이 알려져 있다. 따라서 2차원 산화아연 구조체와 2차원 다공성 산화아연 구조체의 서로 다른 형태가 광학적 밴드 갭 에너지의 작은 편이를 일으키는 것으로 확인하였다.
도 10은 2차원 산화아연 구조체 및 2차원 다공성 산화아연 구조체-400의 MB에 대한 광촉매 분해 효율을 나타내는 그래프이다. 도 11은 2차원 산화아연 구조체 및 2차원 다공성 산화아연 구조체의 광흡수 능력을 나타내는 그래프이다.
제조된 산화아연의 광촉매 분해 활성도가 365nm의 광 조사 하에서 MB(methylene blue)의 감소 시험을 통해 도 10과 같이 조사되었다.
광흡수 효율이 30분 동안 시험되었다. MB에 대한 2차원 산화아연 구조체 및 2차원 다공성 산화아연 구조체의 낮은 흡수 효율이 도 11에 나타났다.
도 9와 같이, 산화아연 물질 상에서 시간에 의존하는 광촉매 염료 분해가 365nm 흑색광 하에서 조사되었다. 여기서 C0는 광 흡방출 평균 상태 후의 초기 MB 농도이고, C는 특정 시간 간격에서 광촉매 반응 동안 MB의 농도를 나타낸다.
80분 동안 흑색광을 조사한 후 MB 농도는 약 90%로 떨어졌고, 2차원 다공성 산화아연 구조체에서는 120분 동안 98%에 도달했다. 그러나 2차원 산화아연 구조체에 비해 MB의 약 87%가 2시간 동안 감소되었다. 비록 2차원 산화아연 구조체 및 2차원 다공성 산화아연 구조체가 동일한 배위 중합체로부터 제조되었더라도, 2차원 다공성 형태의 2차원 다공성 산화아연 구조체가 2차원 산화아연 구조체에 비해 광촉매 활성도가 더 우수하였다. 365nm의 흑색광 조사 하에서의 MB 감소를 위한 2차원 다공성 산화아연 구조체의 광촉매 활성도 증가에는 결정 구조, 표면적 및 화학적 상태보다 형태학적 변화가 중요한 영향을 미치는 것으로 확인되었다.
본 발명의 일 실시예는 Zn(II)을 포함하는 배위 중합체 입자로부터 제조된 2차원 다공성 산화아연 구조체는 화학적 에칭(암모니아수 처리) 및 열처리를 통해 성공적으로 제조되었다. 암모니아수 처리 공정은 제조된 ZnO의 형태에 영향을 주었다. 암모니아수를 이용한 푸마르산 아연 배위 중합체(Zn(fur)CPs)의 에칭을 통한 수산화아연(Zn(OH)2)의 생성은 SEM, XRD 및 XPS를 통해 관찰되었다. 배위 중합체로부터 제조된 2차원 다공성 산화아연 구조체는 암모니아수를 이용한 에칭(표면처리)을 수행하지 않은 배위 중합체로부터 제조된 2차원 산화아연(2D ZnO) 구조체보다 365nm 흑생광 조사 하에서 더 높은 광촉매 염료 분해 효율을 나타내었다. 본 발명을 통해 배위 중합체 유래 2차원 다공성 산화아연(ZnO) 구조체의 다공성 형태가 결정 구조, 표면적 및 화학적 상태보다 광촉매 성능에 더 중요하게 영향을 미치는 것을 밝혔다.
상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술적 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
Claims (15)
- 아연 전구체와 푸마르산 전구체를 혼합하여 상기 아연과 푸마르산 리간드가 배위 결합된 푸마르산 아연(Zn(fur))을 포함하는 푸마르산 아연 배위 중합체 제조 단계;
암모니아수를 이용하여 상기 푸마르산 아연 배위 중합체 분말을 표면 처리하여 복수의 기공을 가지는 수산화아연(Zn(OH)2)을 포함하는 2차원 다공성 수산화아연 구조체를 제조하는 암모니아수 처리 단계; 및
상기 2차원 다공성 수산화아연 구조체를 열처리하여 2차원 다공성 산화아연 구조체를 제조하는 열처리 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 2차원 다공성 산화아연 구조체 제조 방법. - 제1항에 있어서, 상기 푸마르산 아연 배위 중합체 제조 단계에서,
상기 아연 전구체는 Zn(OAc)2이고, 상기 푸마르산 전구체는 푸마르산 나트륨인 것을 특징으로 하는 2차원 다공성 산화아연 구조체 제조 방법. - 제1항에 있어서, 상기 푸마르산 아연 배위 중합체 제조 단계는,
물속에서 Zn(OAc)2와 푸마르산 나트륨을 반응시켜 아연 이온이 푸마르산 리간드와 결합된 상기 푸마르산 아연(Zn(fur))을 포함하는 푸마르산 아연 배위 중합체가 혼합된 푸마르산 아연 배위 중합체 용액을 제조하는 단계인 것을 특징으로 하는 2차원 다공성 산화아연 구조체 제조 방법. - 제3항에 있어서, 상기 푸마르산 아연 배위 중합체 제조 단계는,
상기 푸마르산 아연 배위 중합체 용액을 실온에서 냉각시켜 푸마르산 아연 배위 중합체 가루를 수득하고, 수득된 푸마르산 아연 배위 중합체 가루를 세척하여 푸마르산 아연 배위 중합체 분말을 수득하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 다공성 산화아연 구조체 제조 방법. - 제4항에 있어서, 상기 암모니아수 처리 단계는,
탈이온수와 에탄올 혼합 용액에 상기 푸마르산 아연 배위 중합체 분말을 혼합하여 분산시킨 후, 암모니아수를 혼합하고 교반하여 화학적 처리를 수행하여 수산화아연(Zn(OH)2)을 포함하는 2차원 다공성 수산화아연 구조체를 제조하는 단계인 것을 특징으로 하는 2차원 다공성 산화아연 구조체 제조 방법. - 제5항에 있어서, 상기 암모니아수 처리 단계는,
제조된 상기 2차원 다공성 수산화아연 구조체 입자를 여과에 의해 분류한 후, 탈이온수, 에탄올 또는 아세톤 중 하나 이상을 이용하여 세척하여 2차원 다공성 수산화아연 구조체를 수득하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 다공성 산화아연 구조체 제조 방법. - 제5항에 있어서, 상기 암모니아수 처리 단계에서 제조된 상기 2차원 다공성 수산화아연 구조체는,
상기 암모니아에 의해 마이크로, 메조 또는 매크로 기공 중 하나 이상을 포함하는 나노 기공을 가지도록 표면 처리된 것을 특징으로 하는 2차원 다공성 산화아연 구조체 제조 방법. - 제5항에 있어서, 상기 열처리 단계는,
상기 2차원 다공성 수산화아연 구조체를 로(furnace) 내에 장입한 후 공기 분위기에서, 10 내지 20℃/min의 승온 속도로 300 내지 600℃ 온도로 가열하는 하소(calcination)를 수행하여 상기 2차원 다공성 산화아연 구조체를 제조하는 단계인 것을 특징으로 하는 2차원 다공성 산화아연 구조체 제조 방법. - 제1항에 있어서, 상기 열처리 단계에서 제조된 상기 2차원 다공성 산화아연 구조체는,
마이크로, 메조 또는 매크로 기공 중 하나 이상을 포함하는 나노 기공이 형성된 2차원 다공성 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 2차원 다공성 산화아연 구조체 제조 방법. - 제9항에 있어서, 상기 매크로 기공은,
50 ~ 80nm 범위의 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 2차원 다공성 산화아연 구조체 제조 방법. - 제1항의 2차원 다공성 산화아연 구조체 제조 방법에 의해 제조된 2차원 다공성 산화아연 구조체.
- 제11항에 있어서,
표면적이 25.00m2/g 내지 32.00m2/g인 것을 특징으로 하는 2차원 다공성 산화아연 구조체. - 제11항에 있어서,
기공의 크기가 2 내지 80nm인 계층적 기공 시스템을 가지는 것을 특징으로 하는 2차원 다공성 산화아연 구조체. - 제11항에 있어서,
두께가 10 내지 70nm의 범위인 것을 특징으로 하는 2차원 다공성 산화아연 구조체. - 제11항의 2차원 다공성 산화아연 구조체를 포함하는 광촉매.
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