공침법을 이용한 비스무트 수산화황산염 나노입자의 제조방법 이를 채용한 전극
Method for preparing bismuth hydroxy sulfate nanoparticles using a coprecipitation process and an electrode employing the same
특허 요약
본 발명은 공침법을 이용한 원스텝(1-step) 비스무트 나노입자 제조방법 이를 채용한 전극에 관한 것으로서, 상세하게는 공침법을 이용한 비스무트 나노막대를 제조하고 이를 CO2 및 바이오매스 전환에 사용하는 것에 관한 것이다. 본 발명의 공침법을 이용하여 막대(rod)형 비스무트(Bi) 나노입자를 제조하고 이를 이용한 전기화학적 환원반응을 통해 이산화탄소 및 바이오매스를 전환하는 것으로, 원스텝으로 상온 상압에서 진행할 수 있으므로 제조 공정의 비용을 절감할 수 있고 유기용매를 사용하지 않아 비용도 절감할 수 있다. 또한, 제조된 전극은 반응 초기에 in-situ reduction 반응을 통해 비스무트(Bi) 메탈로 전환할 수 있으므로 기존에 환원제를 사용했던 환원방법에 비해 친환경적이다.
청구항
번호청구항
1

비스무트 나노입자 합성 방법에 있어서,산성용액에 비스무트를 용해시켜 촉매 전구체를 제조하는 제 1 단계;원료분말을 공침(coprecipitation)법을 이용하여 동시에 침전시켜 나노입자를 제조하는 제 2 단계; 및상기 나노입자를 상온・상압에서 세척 및 건조시키는 제 3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공침법을 이용한 원스텝(1-step) 비스무트 나노입자 제조방법.

2

제 1 항에 있어서,상기 산성용액은 황산 또는 이를 포함한 유기산 또는 무기산인 것을 특징으로 하는 공침법을 이용한 원스텝(1-step) 비스무트 나노입자 제조방법.

3

제 1 항에 있어서,상기 나노입자는 나노와이어, 나노막대, 나노파이프, 나노벨트 또는 나노튜브 구조 중 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는 공침법을 이용한 원스텝(1-step) 비스무트 나노입자 제조방법.

4

제 1 항에 있어서,상기 제 2 단계는 나노입자 제조 후 초음파처리 또는 가열처리하여 상기 분말을 형성하는 것을 특징으로 하는 공침법을 이용한 원스텝(1-step) 비스무트 나노입자 제조방법.

5

제 1 항에 있어서,상기 산성용액은 왕수, 염산, 질산, 발연질산, 황산, 발연황산, 브롬화수소산, 인산, 염산, 브롬산, 탄산 또는 붕산 등의 무기산; 또는 포름산, 아세트산, 클로로아세트산, 디클로로아세트산, 옥살산, 트리플루오로아세트산, 트리클로로아세트산, 시트르산, 프로피온산, 글리콜산, 피루브산, 락트산, 부티르산, 이소부티르산, 트리플루오로아세트산, 말산, 말레산, 말론산, 푸마르산, 숙신산, 숙신산 모노아미드, 글루탐산, 타르타르산, 글루쿠론산, 아스코르브산, 벤조산, 프탈산, 살리실산, 안트라닐산, 디클로로아세트산, 아미노옥시 아세트산, 벤젠술폰산, p-톨루엔술폰산 또는 메탄술폰산의 유기산;으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 공침법을 이용한 원스텝(1-step) 비스무트 나노입자 제조방법.

6

공침법을 이용한 비스무트 나노입자를 나피온(Nafion) 용액 및 이소프로필 알코올 용액에 투입한 후 탄소 기판(carbon substrate)위에 코팅법으로 제조되는 비스무트 전극.