- 일산화탄소 산화를 위한 PtRu/C 시리즈 촉매의 합성 및 특성 연구
- ㆍ 저자명
- 이선화,최승목,김원배,Lee. Seonhwa,Choi. Sung Mook,Kim. Won Bae
- ㆍ 간행물명
- 청정기술
- ㆍ 권/호정보
- 2012년|18권 4호|pp.432-439 (8 pages)
- ㆍ 발행정보
- 한국청정기술학회
- ㆍ 파일정보
- 정기간행물| PDF텍스트
- ㆍ 주제분야
- 기타
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백금(Pt)과 루테늄(Ru)의 조성비가 일산화탄소(CO) 산화반응에 미치는 영향을 조사하고자 탄소를 지지체(support)로 사용한 20 wt% 백금과 백금-루테늄 시리즈 촉매(Pt : Ru = 7 : 3, 5 : 5, 3 : 7)를 콜로이드 방법(colloidal method)으로 합성하였다. 다양한 물리 화학적 분석장비인 투과전자현미경(transmission electron microscopy, TEM)과 X-선 회절(X-ray diffraction, XRD), 에너지 분산형 X-선 분석기(energy dispersive X-ray spectroscopy, EDS)를 이용하여 구조 화학적 특성을 분석하고, X-선 광전자 분광법(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)을 통해 전자적 특성 변화를 확인하였다. 더불어 일산화탄소 벗김 전압전류실험(CO stripping voltammetry)을 이용하여 전기화학적 거동을 분석하였다. 합성된 촉매들 중 $Pt_5Ru_5/C$가 가장 낮은 개시 전위(vs. Ag/AgCl)와 가장 큰 일산화탄소의 전기화학적 활성화 표면적(CO EAS) 값을 나타냈으며 이를 통해 $Pt_5Ru_5/C$이 일산화탄소의 전기화학적 산화반응에 있어 가장 효과적인 촉매임을 확인하였다. $Pt_5Ru_5/C$의 격자상수 변화를 통한 구조적 특성변화 및 백금 d-밴드의 페르미 레벨 변화를 통한 전자적 특성변화 그리고 이작용기(bifunctional)의 효과가 일산화탄소의 전기화학적 산화반응에 대한 활성을 증진시켰다고 사료된다.
The electrocatalytic oxidation of CO was studied using carbon-supported 20 wt% PtRu (PtRu/C) catalysts, which were prepared with different Pt : Ru atomic ratios from 7 : 3 to 3 : 7 using a colloidal method combined with a freeze-drying procedure. The bimetallic PtRu/C catalysts were characterized by various physicochemical analyses, including X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). CO stripping voltammetry measurements indicated that the addition of Ru with a Pt catalyst significantly improved the electrocatalytic activity for CO electrooxidation. Among the tested catalysts, the $Pt_5Ru_5/C$ catalyst had the lowest onset potential (vs.Ag/AgCl) and the largest CO EAS. Structural modification via lattice parameter change and electronic modification in the unfilled d band states for Pt atoms may facilitate the electrooxidation of CO.