카본 지지체와 MOF를 이용한 메크로/마이크로 세공 구조 형성 연구

초록

MOF(Metal organic framework)는 금속 클러스터와 유기 리간드로 구성된 다 공성 물질로, 균일하게 발달된 마이크로 세공 구조에 의해 탁월한 비표면적 값을 갖는다. 또한 금속과 유기리간드의 종류에 따라 많은 종류의 MOF를 합성 할 수 있기 때문에 촉매, 기체 흡착, 수소 저장, 반도체, 약물 전달 등의 분야로 응용하는 연구가 활발히 이루어지고 있다. 특히, 전기화학적 촉매 제조의 경우, 합성된 MOF 를 고온에서 탄화하여 탄소 지지체 표면에 금속 입자가 잘 분산된 마이크로 세공 구조의 촉매 물질 형성 시킬 수 있다. 본 연구에서는 MOF 합성 과정에 nanofiber 형태의 카본 지지체를 첨가하여 메크로/마이크 세공 구조를 갖는 MOF/카본 복합 체를 형성시켰으며, 이를 탄화하여 넓은 범위의 세공 크기를 갖는 금속/카본 복합 촉매를 제조하였다. SEM, TEM, EDS, XRD 및 질소 등온 흡착 실험 등을 통해 제 조된 시료의 물성을 분석하였으며, ORR(Oxygen reduction reation) 활성 변화 를 평가하기 위하여 RDE(Rotating disk electrode)를 이용하였다. 실험 결과 카 본 지지체에 첨가에 의한 메크로 세공 구조 발달을 통해 촉매의 전기화학적 성능 증 대를 확인하였다.