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해외동향기술

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나노 합성: 촉매 나노 물질의 새로운 합성 ndsl 상세보기

과학기술분류

화학;재료

저자

KISTI 미리안 글로벌동향브리핑

키워드

1. 나노 클러스터,금속 산화물,바나듐 산화물,나노 입자,촉매 2. nano cluster,metal oxide,vanadium oxide,nanoparticle,catalyst

등록일

20190405

NDSL OPENAPI

초록
TU Graz의 실험 물리 연구소 (Institute of Experimental Physics)의 연구원은 2012 년부터 나노 클러스터 구조의 상세한 구조와 열역학적 거동을 조사했다. 다양한 금속 또는 금속 산화물의 매우 깨끗한 나노 입자는 소위 '픽업 '기술은 절대 영 (zero)도에 매우 가까운 온도의 헬륨 물방울이 증발원의 원자 또는 분자로 로딩되어 물방울 내부에 나노 입자가 형성되도록 응축하는 기술이다. 연구팀은 이 방법을 사용하여 바나듐 산화물과 그 클러스터를 연구했다. 그들은 오산화 바나듐의 구조와 열역학적 성질에 관한 획기적인 성과를 이루었다. 이러한 결과는 바나듐 산화물 나노 입자의 안정성에 대한 더 나은 이해에 기여하는데, 소위 SCR 촉매 컨버터의 생산을 향상시킬 수 있으며, 예를 들어 산업 플랜트, 발전소 및 연소 엔진에 적용할 수 있다. 이 연구는 화학 과학 (Chemical Science, 'Vanadium(V) oxide clusters synthesized by sublimation from bulk under fully inert conditions')에 발표되었다. 산화 바나듐은 배기 가스의 질소 산화물 함량을 촉매적으로 저감시키는데 매우 중요하며 또한 탄화수소의 산화에 중요한 역할을 한다. 모든 바나듐 산화물 중에서 5 산화 바나듐 V2O5는 가장 가치 있는 촉매 화합물이다. 실험 물리 연구소의 조사에서 연구자들은 순수한 V2O5 분말의 증발을 자세히 조사했다. 그들은 위에서 언급한 헬륨 - 물방울 기술을 사용하여 승화된 입자를 분석했다. 수 십 년 동안 산화 바나듐에 대한 연구에도 불구하고 바나듐 원자가 물질에서 빠져 나올 지 또는 바나듐과 산소 비율이 차이가 나는 다른 조각이 방출 되든지 개별 V2O5 분자가 증발하는지 여부는 명확하지 않았다. 연구팀은 V4O10 단위로 증발이 우선적으로 발생함을 처음으로 증명할 수 있었다. 즉, 분자 빌딩 블록의 이합체 (dimer)가 증발하고 개별 V2O5 분자가 아닌 것이다. 연구팀은 정확한 질량 분석을 수행하기 위해 분석 방법 자체가 전통적인 질량 분석을 사용하여 매우 단편화 되지 않는 것이 중요하다는 사실을 새롭게 발견한 핵심은 분석 방법에 있다. 이와 대조적으로 우리의 '헬륨 매개 질량 분석'은 이 '방법에 의한 분열'을 방지한다. 또한 결과는 촉매 산업에서 특히 중요하다. 과학자들은 그들의 측정을 통해 고체의 화학 양론적 조성을 변화시키지 않고 바나듐 산화물을 증발시킬 수 있음을 보여 주었다. 이것은 금속 나노 입자가 V2O5 입자로 코팅될 수 있는 새로운 방법의 기초이다. 그것은 질소 산화물의 환원을 위한 더 효율적이고 비용 효율적인 촉매 물질의 생산을 가능하게 할 것이다. 선택된 가스 혼합물에 대한 테스트와 바나듐 산화물 코팅 금속 클러스터에 대한 후속 실험은 현재 실험 물리 연구소에서 진행 중이다.