실리카나 알루미나 등 다공성 산화물이 귀금속 촉매의 지지체로 많이 사용되지만, 유기반응이나 연료전지에 사용하는 백금 촉매는 탄소지지체에 담지하여 제조한다. 탄소지지체는 표면적이 넓고 귀금속과 공유결합 성격이 강하여 분산성이 우수하며 유기물 흡착이 유리하므로 지지체로서 성능이 우수하다. 산화처리한 ...
실리카나 알루미나 등 다공성 산화물이 귀금속 촉매의 지지체로 많이 사용되지만, 유기반응이나 연료전지에 사용하는 백금 촉매는 탄소지지체에 담지하여 제조한다. 탄소지지체는 표면적이 넓고 귀금속과 공유결합 성격이 강하여 분산성이 우수하며 유기물 흡착이 유리하므로 지지체로서 성능이 우수하다. 산화처리한 카본블랙에 여러 방법으로 백금을 담지하여 투과전자현미경으로 백금의 입자 크기를 조사하였고, 산화처리 및 담지 방법과 입자 크기의 상관성을 조사하였다. 이와 함께 일산화탄소 산화반응과 용존산소 환원반응에서 백금 촉매의 활성과 입자 크기 상관성을 검토하였다. 공기 중에서 산화처리하는 방법이나, 과산화수소 용액으로 산화처리하는 방법에 비해 질산으로 산화시키면 카본블랙 표면에 관능기가 더 많이 생성되었다. 질산처리로 관능기가 많아져 카본블랙에 메탄올환원법으로 백금을 담지시키면 2∼3 nm로 균일하였다. 그러나, 함침법으로 담지하면 담지량은 많았으나, 입자 크기는 불균일하였다. 반면, 이온교환법으로 담지하면 담지량은 많지 않았으나, 입자 크기는 매우 적었다. 이산화탄소 산화반응과 용존산소 환원반응 전환율은 입자 크기와 무관하게 노출된 백금원자 수에 따라 달라져서, 담지량이 많고 분산도가 우수한 메탄올환원법으로 제조한 백금 촉매에서 촉매활성이 높았다.
실리카나 알루미나 등 다공성 산화물이 귀금속 촉매의 지지체로 많이 사용되지만, 유기반응이나 연료전지에 사용하는 백금 촉매는 탄소지지체에 담지하여 제조한다. 탄소지지체는 표면적이 넓고 귀금속과 공유결합 성격이 강하여 분산성이 우수하며 유기물 흡착이 유리하므로 지지체로서 성능이 우수하다. 산화처리한 카본블랙에 여러 방법으로 백금을 담지하여 투과전자현미경으로 백금의 입자 크기를 조사하였고, 산화처리 및 담지 방법과 입자 크기의 상관성을 조사하였다. 이와 함께 일산화탄소 산화반응과 용존산소 환원반응에서 백금 촉매의 활성과 입자 크기 상관성을 검토하였다. 공기 중에서 산화처리하는 방법이나, 과산화수소 용액으로 산화처리하는 방법에 비해 질산으로 산화시키면 카본블랙 표면에 관능기가 더 많이 생성되었다. 질산처리로 관능기가 많아져 카본블랙에 메탄올환원법으로 백금을 담지시키면 2∼3 nm로 균일하였다. 그러나, 함침법으로 담지하면 담지량은 많았으나, 입자 크기는 불균일하였다. 반면, 이온교환법으로 담지하면 담지량은 많지 않았으나, 입자 크기는 매우 적었다. 이산화탄소 산화반응과 용존산소 환원반응 전환율은 입자 크기와 무관하게 노출된 백금원자 수에 따라 달라져서, 담지량이 많고 분산도가 우수한 메탄올환원법으로 제조한 백금 촉매에서 촉매활성이 높았다.
Porous oxides such as silica and alumina have been widely used as supports of noble metal, while carbon support is employed for the preparation of platinum catalysts used in fuel cell and organic synthesis. Performance of carbon as a support is expected to be high, because of its large surface area ...
Porous oxides such as silica and alumina have been widely used as supports of noble metal, while carbon support is employed for the preparation of platinum catalysts used in fuel cell and organic synthesis. Performance of carbon as a support is expected to be high, because of its large surface area and high dispersion of noble metal due to the strong covalent character between metal and carbon atoms, and high adsorption preference of organic materials. Platinum catalysts supported on carbon were prepared by using various methods. The particle size distribution of loaded platinum was examined using transmission eletron microscope, and that was discussed relatively to the oxidation treatment of carbon black and loading method of platinum. In addition, the relationship between its particle size distribution and catalytic activities in the deep oxidation reaction of carbon monoxide and the reduction removal of dissolved oxygen by hydrazine. The number of functional groups on carbon black largely increased by the oxidation treatment with nitric acid compared to that with air or hydrogen peroxide. The large number of functional groups were effective for homogeneous loading of platinum, dispersing highly homogeneous platinum particles of 2-3 nm in a diameter by the methanol reduction method. On the other hand, a large amount of platinum could be loaded on carbon black using an impregnation method, but the particle size distribution of platinum was poor in homogeneity. Platinum could be dispersed with extremely small particles using on ion exchange method, but the loading amount of platinum was very small. The activities of Pt/C catalysts in the oxidation reaction of carbon monoxide and the reduction of dissolved oxygen strongly varied with the number of platinum atoms exposed, regardless of the particle size, indicating that the highest catalytic activity was obtained on the Pt/C catalyst prepared using the methanol reduction method due to the high dispersion and large loading of platinum.
Porous oxides such as silica and alumina have been widely used as supports of noble metal, while carbon support is employed for the preparation of platinum catalysts used in fuel cell and organic synthesis. Performance of carbon as a support is expected to be high, because of its large surface area and high dispersion of noble metal due to the strong covalent character between metal and carbon atoms, and high adsorption preference of organic materials. Platinum catalysts supported on carbon were prepared by using various methods. The particle size distribution of loaded platinum was examined using transmission eletron microscope, and that was discussed relatively to the oxidation treatment of carbon black and loading method of platinum. In addition, the relationship between its particle size distribution and catalytic activities in the deep oxidation reaction of carbon monoxide and the reduction removal of dissolved oxygen by hydrazine. The number of functional groups on carbon black largely increased by the oxidation treatment with nitric acid compared to that with air or hydrogen peroxide. The large number of functional groups were effective for homogeneous loading of platinum, dispersing highly homogeneous platinum particles of 2-3 nm in a diameter by the methanol reduction method. On the other hand, a large amount of platinum could be loaded on carbon black using an impregnation method, but the particle size distribution of platinum was poor in homogeneity. Platinum could be dispersed with extremely small particles using on ion exchange method, but the loading amount of platinum was very small. The activities of Pt/C catalysts in the oxidation reaction of carbon monoxide and the reduction of dissolved oxygen strongly varied with the number of platinum atoms exposed, regardless of the particle size, indicating that the highest catalytic activity was obtained on the Pt/C catalyst prepared using the methanol reduction method due to the high dispersion and large loading of platinum.
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