[논문](<tex> $SnO_{2}$</tex> 나노구조제어에 의한 <tex> $Pt/SnO_{2}$</tex> 촉매특성 평가

이종민; 박경원; 송유정; 한상범

( $SnO_{2}$ 나노구조제어에 의한 $Pt/SnO_{2}$ 촉매특성 평가
Characterizations of $Pt/SnO_{2}$ catalysts via $SnO_{2}$ nanostructure control 원문보기

이종민 (숭실대학교 환경화학공학과) , 박경원 (숭실대학교 환경화학공학과) , 송유정 (숭실대학교 환경화학공학과) , 한상범 (숭실대학교 환경화학공학과)

Hydrothermal 방법에 의해 준비된 $SnO_{2}$ 나노구조의 Pt의 구조적 특징을 알아보기 위해 X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM) 을 통해서 확인할 수 있었다. 그리고 $Pt/SnO_{2}$ 나노구조 촉매의 cyclic voltammogram(CV) 통해서 전기화학적 특정을 알아보았다. XRD와 TEM 결과를 통해서 $SnO_{2}$의 나노결정성 입자의 크기는 121 nm임을 확인할 수 있었고 작은 입자가 서로 뭉쳐지면서 핵을 형성한 후 입자의 크기가 점차 증가한다는 것을 알 수 있었다. 그리고 Pt 촉매의 나노결정성 입자의 크기는 4 nm로 확인하였다. 또한 $SnO_{2}$에 Pt촉매의 결정성 입자의 구성이 잘 형성되었음을 확인하였고, 전기화학적 분석을 통해서는 에탄올 산화환원반응과 다결정 Pt의 존재를 확인하였다. 특히 에탄올에 대한 산화반응의 특성을 보이며, 이는 $SnO_{2}$의 에탄올산화반응용 지지체로써의 가능성을 의미한다.

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문제 정의

이 논문에서는 Sn이 아닌 SrO2를 이용한 Pt/SnO2 촉매의 구조적인 분석과 전기화학적인 실험을 행하 였는데 SnO2佥의 지지체 역할과 촉매적인 역할을 하리라 기대하였다.

제안 방법

Sn02와 Pt/Sn02의 나노구조적 분석 및 결정립 크기의 측정을 위해 XRD (X-ray diffractometer, Model D/MAX 2500H, RIGAKU)를 사용하였다. XRD 분석은 Cu Karadiation을 사용하여 0.02° 증가 속도로 20값이 20°~60°의 범위에서 1초의 dwell time을 사용하여 측정하였다. 그리고 결정립의 크기분석을 transmission electron microscopy(TEM)에 의하여 사용하였다.
여기서 전통적인 3-전극은 작업전극(Pt/SnO2), 기준전극(Ag/AgCl), 반대전극(Pt Wire)이다. 그리고 0.5M H2SO4용액과 0.5M HpS04+2M C2H5OH에서 전기산화반응을 실험하였다.
02° 증가 속도로 20값이 20°~60°의 범위에서 1초의 dwell time을 사용하여 측정하였다. 그리고 결정립의 크기분석을 transmission electron microscopy(TEM)에 의하여 사용하였다.
다음 얻어진 SnG와 Pt(wt20%) 촉매를 구성하는 실험을 한다. 이때의 실험은 polyol 방법으로써 0.2g S11O2와 Pt(wt20%)와 PVP 0.5g/L을 100ml ethylene glycol (EG)에서 합성한후 30분 동안 반응시켜준다. 그리고 130C에서 1h동안 다시 반응시켜준다.
전극의 전기화학적 특성을 하기위해 전통적인 3-전극 전기화학적 시스템을 사용하여서 측정하였다. 여기서 전통적인 3-전극은 작업전극(Pt/SnO2), 기준전극(Ag/AgCl), 반대전극(Pt Wire)이다.
표준 모델 시스템과 같은 pt 또는 Au 전극에서의 기초반응 단계와 에탄올 전기산화 반응의 기초적인 이해를 겨냥한 에탄올 전기산화반응의 연구에 따르면 후에 연구는 실제적인 지지체 촉매에 초점을 맞췄다. 특히 탄소가지지된 Pt합금 촉매는 모델 연구에 탐구하고 에탄올 흡착의 메커니즘에 초점을 맞추며, 반응과정과 에탄올 농도, 반응 온도, 생성물에 올려지는 촉매와 같이 반응 파라미터의 영향에서도 초점을 맞춘다. 그리고 비교할 수 있는 연구는 연료전지측정에서 실행된다.

대상 데이터

Sn02와 Pt/Sn02의 나노구조적 분석 및 결정립 크기의 측정을 위해 XRD (X-ray diffractometer, Model D/MAX 2500H, RIGAKU)를 사용하였다. XRD 분석은 Cu Karadiation을 사용하여 0.

이론/모형

그림3에서 보여주는 것과 같이 Pt/SnO-2 촉매의 전기화학적 분석을 cyclic voltammetry(CVs)의 방법으로 0.5M H2SO4 에서 분석하였다. 상온에서 Pt/Sn02 촉매전극의 CVs는 50mV-sec scan rate 로써 얻게 되었다.

성능/효과

어있다는 것을 확인할 수 있었다. 결과적으로 XRD실험을 통해서 Sn02가 구조적으로 잘 형성되 었다고 할 수 있다. 또한 SnQ에 Pt 촉매의 합성이 XRD를 통해서 Sn02에 Pt촉매가 잘 구성되었다는 것을 확인할 수 있었다.
결과적으로 XRD실험을 통해서 Sn02가 구조적으로 잘 형성되 었다고 할 수 있다. 또한 SnQ에 Pt 촉매의 합성이 XRD를 통해서 Sn02에 Pt촉매가 잘 구성되었다는 것을 확인할 수 있었다. 그림2(A)의 결정성 입자의 평균 크기는 121 nm이다.
OM C2H5어에서 Pt/Sn02 촉매전극의 CVs 측정도 같이 실험하였다. 실험 결과 C2H5OH에서의 산화반응을 잘 보여준다.

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