전기화학적 환원반응을 통한 HMF으로부터 BHMF 생산용 촉매 전극 및 이의 제조방법
Electrocatalyst for HMF electrochemical reduction to BHMF production and its manufacturing method
특허 요약
본 발명은 HMF 환원반응을 통한 BHMF 생산용 전극에 있어서, 전도성 기판을 포함하고, 이 상부에는 수소 보조 전기증착 합성법을 통해 비귀금속 기반 촉매 층을 포함하며 상기 촉매 층은 나노입자로 구성된 다공성 구조인 것을 특징으로 하는 전기화학적 HMF 환원반응을 통한 BHMF 생산용 전극을 제공한다. 본 발명은 저가 금속 사용으로 전극 제조 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 고효율을 유지하여 HMF 환원반응을 통한 BHMF 합성공정의 공정 운영 비용 절감이 전망된다. 전극의 제조 시간을 단축해 제조 공정 시간 증가에 따른 비용을 절감할 수 있었으며 유기용매를 사용하지 않아 폐수 처리 비용도 절감할 수 있다.
청구항
번호청구항
1

전도성 기판; 및 상기 전도성 기판 상부에 증착된 전기 촉매;를 포함하는 BHMF 생산용 전극으로서,상기 전도성 기판은 메탈 포일, 메탈 메쉬, 메탈 폼 및 다공성 탄소층으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상이고,상기 전기 촉매는 비스무트 (Bi) 모노메탈이거나, 또는 비스무트 (Bi) 및 틴 (Sn)으로 이루어진 바이메탈(BiSn)이고,상기 전기 촉매를 합성하기 위한 전기화학적 증착용 전구체 중 비스무트 (Bi)와 틴(Sn)의 몰비율은 10:0 내지 5:5이고,상기 전기 촉매가 다공성 덴드라이트 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 BHMF 생산용 전극.

2

제 1 항에 있어서,상기 전기 촉매의 덴드라이트 입자 직경은 10nm 내지 1000nm인 것을 특징으로 하는 BHMF 생산용 전극.

3

제 1 항에 있어서,상기 전극의 BHMF패러데이 효율은 90 내지 100%인 것을 특징으로 하는 BHMF 생산용 전극.

4

0.1 내지 1M 산성 용매, 아세톤 및 에탄올을 이용해 전도성기판을 전처리하는 제 1 단계;0.01 내지 3M의 메탈 솔트로서, 상기 메탈은 비스무트(Bi)와 틴(Sn)이고, 비스무트(Bi)와 틴(Sn)의 몰비율을 10:0 내지 5:5로 하여 0.1 내지 9M 산용액에 용해시키는 전기화학적 증착용 전구체를 준비하는 제 2 단계; 및상기 전기화학적 증착용 전구체에 상기 전도성 기판을 침지시킨 후, 전기화학적 증착법을 통해 상기 기판 상부에 0.01 A cm-2 내지 10 A cm-2 전류를 인가하여 비스무트 (Bi) 모노메탈이거나, 또는 비스무트 (Bi) 및 틴 (Sn)으로 이루어진 바이메탈(BiSn)을 전도성 기판 표면에 전착하는 제 3 단계;를 포함하는 전기화학적 환원반응을 통한 HMF로부터 BHMF생산용 촉매 전극의 제조방법.

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