열처리 방법으로 탄소나노튜브에 백금 나노입자의 담지 = Platinum nanoparticles loading on carbon nanotube by impregnation and direct heating method

국문 초록 (Abstract)

이 연구의 목적은 열처리 방법으로 탄소나노튜브에 백금나노 입자를 담지하는 것이다. 이 목적을 달성하기 위해서 염화백금산 수용액으로부터 hexachloro platinate(IV)를 탄소나노튜브에 흡착시킨 후 환원제를 사용하지 않고 질소분위기에서 400℃로 열처리 하여 백금 나노입자를 담지 시켰다. 탄소나노튜브에 흡착된 hexachloro platinate(IV)의 함량은 UV-visible spectrophotometer를 사용하여 정량하였고, 탄소나노튜브에 담지된 백금 나노입자 존재와 분산을 확인하기 위해서 열중량분석, X-ray 회절분석, 투과전자현미경 관찰을 수행하였다. hexachloro platinate(IV)를 흡착시킨 탄소나노튜브를 환원제를 사용하지 않고 질소분위기에서 400℃에서 열처리하면 2 nm 이하의 백금 나노입자가 균일하게 분포되었다. 한편, 800℃에서 열처리한 경우에는 백금입자들이 상호 응집현상이 발생하여 백금 입자의 크기가 커지고 분산이 균일하지 못했다. 따라서 hexachloro platinate(IV)를 탄소나노튜브에 흡착시킨 후 질소분위기에서 400℃의 간단한 열처리를 통해서 백금나노입자를 담지시킬 수 있었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Platinum nanoparticles loading on carbon nanotube was carried out by impregnation of hexachloro platinate(IV) from hydrogen hexachloro platinate(Ⅳ) hydrate dissolved solution without using reduction agents, and heating the hexachloro platinate(IV) impregnated carbon nanotube up to 400 ℃. The amounts of impregnated hexachloro platinate(IV) on to carbon nanotube were measured with UV-visible spectrophotometer. The TG, XRD, and TEM analysis were performed to confirm the platinum particles loading and distribution on carbon nanotube. The average platinum particles size on carbon nanotube was under 2 nm by heating the hexachloro platinate(IV) up to 400 ℃ in spite of non-using reduction agents, while the average size increased due to the agglomeration of some particles by heating them up to 800 ℃. Therefore, uniformly distributed platinum nanoparticles loading on carbon nanotube can be obtained from simple impregnation of hexachloro platinate(IV) from solution and heating it up to 400 ℃.

참고문헌 (Reference)

1 "탄소재료의 원리와 응용" 대영사 2006

2 "탄소나노튜브 지지체를 이용한 백금 담지 촉매의 백금 입자 크기에 미치는 수소환원 조건의 영향" 44 (44): 838-843, 2006

3 "직접메탄올 연료전지 연구개발 동향" 15 (15): 598-604, 2004

4 "메조페이스 핏치로부터 균질한 다공성 탄소 제조 및 이를 이용한 직접 메탄올 연료전지의 촉매 담지체 특성" 17 (17): 223-228, 2006

5 "The effect of the Pt deposition method and the support on Pt dispersion on carbon nanotubes." 51 : 5250-5258, 2006

6 "Preparation of highly active Pt/C cathode electrocatalysts for DMFCs by improved aqueous impregnation method" 5 : 5485-5488, 2003

7 "Performance of direct methanol fuel cell using carbon nanotube-supported Pt-Ru anode catalyst with controlled composition." 160 : 97-104, 2006

8 "Highly dispersed platinum catalyst prepared by impregnation of texture-tailored carbon xerogels" 240 : 160-171, 2006

9 "Electrocatalytic oxidation of methanol on platinum nanoparticles electrodeposited onto porous carbon substrates" 27 : 1052-1060, 1997