금속-유기다면체를 포함하는 촉매 및 이의 제조방법
Catalyst comprising metal-organic polyhedron and method for producing the same
특허 요약
본 발명은 금속-유기다면체를 포함하는 촉매와 이의 제조방법으로, 보다 향상된 촉매 특성을 얻을 수 있는 것에 관한 것이다. 본 발명에 따른 촉매는, 촉매활성 사이트를 구비하는 활성상, 상기 활성상을 구조적으로 지지하는 지지체 및 촉매의 성능을 증진시키는 촉매촉진제를 포함하고, 상기 지지체는 금속 클러스터들과 상기 금속 클러스터들을 연결하는 유기 연결 리간드에 의해 다공성 구조를 형성하는 금속-유기다면체로 이루어지고, 상기 활성상은 상기 금속 클러스터 사이에 결합되어 상기 금속-유기다면체에 내재화되어 있고, 상기 촉매촉진제는 상기 금속-유기다면체의 외부에 부착되어 있는 것을 특징으로 한다.
청구항
번호청구항
6

제 4 항에 있어서,상기 금속착물은 레늄 트리스-카르보닐 착물(Rhenium tris-carbonyl complex)인, 촉매.

1

촉매활성 사이트를 구비하는 활성상, 상기 활성상을 구조적으로 지지하는 지지체 및 촉매의 성능을 증진시키는 촉매촉진제를 포함하고,상기 지지체는 금속 클러스터들과 상기 금속 클러스터들을 연결하는 유기 연결 리간드에 의해 다공성 구조를 형성하는 금속-유기다면체로 이루어지고,상기 활성상은 상기 금속 클러스터 사이에 결합되어 상기 금속-유기다면체에 내재화되어 있고,상기 촉매촉진제는 상기 금속-유기다면체의 외부에 부착되어 있는 것인, 촉매.

2

촉매활성 사이트를 구비하는 활성상, 상기 활성상을 구조적으로 지지하는 지지체 및 촉매의 성능을 증진시키는 촉매촉진제를 포함하고,상기 지지체는 금속 클러스터와 유기 연결 리간드에 의해 구성되는 금속-유기다면체로 이루어지고,상기 활성상은 상기 금속 클러스터 사이에 결합되어 상기 금속-유기다면체에 내재화되어 있고,상기 촉매촉진제가 상기 금속 클러스터 사이에 결합되어 상기 금속-유기다면체의 내재화되어 있는 것인, 촉매.

3

제 2 항에 있어서,추가로, 상기 금속-유기다면체의 외부에 부착되어 있는 촉매촉진제를 더 포함하는 것인, 촉매.

4

제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 활성상은 금속착물인, 촉매.

5

제 4 항에 있어서,상기 금속착물은 Re, Cd, Co, Fe, Ir, Mn, Ni, Ti, Pd, Pt로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속을 포함하는 것인, 촉매.

7

제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 금속 클러스터는 Zr, Al, Cr, Fe, Hf, Mn, Ti, V, Zr, Ca, Ce, Mg, Sc, Y, La, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb 및 Lu으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속을 포함하는 것인, 촉매.

8

제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 유기 연결 리간드는 비페닐-4,4'-디카르복실산(biphenyl-4,4'-dicarboxylic acid) 또는 2,2'-비피리딘-5,5'-디카르복실산(2,2'-bipyridine-5,5'-dicarboxylic acid)를 포함하는 것인, 촉매.

9

제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,상기 금속-유기다면체의 외부에 부착되어 있는 촉매촉진제는 루테늄 착물인, 촉매.

10

제 9 항에 있어서,상기 루테늄 착물은 시스(2,2'-비피리딘)(5,5'-디카르복시-2,2'-비피리딘-)루테늄(II)]디클로라이드(cis(2,2’-bipyridine)(5,5’-dicarboxy-2,2’-bipyri dine-)ruthenium(Ⅱ)]dichloride)인, 촉매.

11

제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,상기 금속 클러스터 사이에 결합되어 상기 금속-유기다면체의 내재화되어 있는 촉매촉진제는 아민기를 포함하는 물질인, 촉매.

12

제 11 항에 있어서,상기 금속 클러스터 사이에 결합되어 상기 금속-유기다면체의 내재화되어 있는 촉매촉진제는 아민기를 포함하는 유기 연결 리간드인, 촉매.

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제 12 항에 있어서,상기 아민기를 포함하는 유기 연결 리간드는 2,2'-디아미노비페닐-4,4'-디카르복실산(2,2'-Diaminobiphenyl-4,4'-dicarboxylic acid), 2-아미노테레프탈산(2-aminoterephthalic acid), 디아미노테레프탈산(Diaminoterephthalic acid) 및 2,2'-디아미노-4,4'-스틸벤디카르복실산(2,2'-diamino-4,4'-stilbenedicarboxylic acid)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인, 촉매.

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제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 촉매는 이산화탄소(CO2)를 일산화탄소(CO)로 환원시키는 용도로 사용되는 것인, 촉매.

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제 1 항에 기재된 촉매의 제조방법으로,(a) 상기 활성상과 상기 유기 연결 리간드를 포함하는 제 1 용액을 제조하는 단계와,(b) 상기 금속 클러스트를 구성하는 금속 원소를 포함하는 제 2 용액을 제조하는 단계와,(c) 상기 제 1 용액과 상기 제 2 용액을 혼합하여 상기 활성상이 상기 금속 클러스터 사이에 연결된 상기 금속-유기다면체를 합성하는 단계와,(d) 상기 금속-유기다면체에 상기 촉매촉진제를 부착시키는 단계를 포함하는 것인, 촉매의 제조방법.

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제 15 항에 있어서,상기 제 1 용액은, 레늄펜타카르보닐클로라이드와 2,2'-비피리딘-5,5'-디카르복실산을 유기용매 중에서 반응시켜 레늄트리스-카르보닐 착물을 합성하는 단계와, 합성된 레늄트리스-카르보닐 착물과 비페닐-4,4'-디카르복실산을 유기용매에 용해하는 단계를 통해 제조되고,상기 제 2 용액은, Zr을 포함하는 전구체를 유기용매로 용해하여 제조되는 것인, 촉매의 제조방법.

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제 2 항에 기재된 촉매의 제조방법으로,상기 활성상과 아민기를 포함하는 연결 리간드를 포함하는 제 1 용액을 제조하는 단계와,상기 금속 클러스트를 구성하는 금속 원소를 포함하는 제 2 용액을 제조하는 단계와,상기 제 1 용액과 상기 제 2 용액을 혼합하여 상기 활성상 및 상기 아민기를 포함하는 상기 연결 리간드가 상기 금속 클러스터 사이에 연결된 상기 금속-유기다면체를 합성하는 단계를 포함하는 것인, 촉매의 제조방법.

18

제 17 항에 있어서,상기 제 1 용액은, 레늄펜타카르보닐클로라이드와 2,2'-비피리딘-5,5'-디카르복실산을 유기용매 중에서 반응시켜 레늄트리스-카르보닐 착물을 합성하는 단계와, 합성된 레늄트리스-카르보닐 착물과 비페닐-4,4'-디카르복실산과 2,2'-디아미노비페닐-4,4'-디카르복실산을 유기용매에 용해하는 단계를 통해 제조되고,상기 제 2 용액은, Zr을 포함하는 전구체를 유기용매로 용해하여 제조되는 것인, 촉매의 제조방법.