층상 이중 수산화물 기반 촉매의 CU 이온 비율 제어를 통한 전기화학적 이산화탄소 환원의 생성물 선택도 조절
Control of product selectivity in electrochemical carbon dioxide reduction by controlling the CU ion ratio of Layered Double Hydroxide-based catalysts
특허 요약
본 개시는 제1 금속 원소로서 구리(Cu) 및 마그네슘(Mg) 중 적어도 1종; 제2 금속 원소로서 알루미늄(Al); 음이온; 및 물 분자를 포함하고, 상기 제1 금속 원소와 제2 금속 원소는 화학식 1로 표시되는 조성식을 만족하는, 층상 이중 수산화물(LDH)에 관한 것이다: 003c#화학식 1003e# Cu x Mg 3-x Al 1 (0 ≤ x ≤ 3). 본 개시의 LDH는 주요 금속 원소의 함량을 미세 조정하여 전기화학적 CO 2 환원 반응에서 목적하는 생성물에 대한 선택도를 높일 수 있어 촉매로서 유용하며, 촉매 효율 또한 우수하므로 산업적 활용가치가 크다.
청구항
번호청구항
7

청구항 1에서,상기 LDH는 X선 회절 분석시 (003), (006), (012), (015), (018), (110), 및 (113) 평면에 해당하는 피크를 나타내는, 층상 이중 수산화물.

1

제1 금속 원소로서 구리(Cu) 및 마그네슘(Mg) 중 적어도 1종;제2 금속 원소로서 알루미늄(Al);음이온; 및물 분자를 포함하고,상기 제1 금속 원소와 제2 금속 원소는 하기 화학식 1로 표시되는 조성식을 만족하는, 층상 이중 수산화물(LDH):003c#화학식 1003e#CuxMg3-xAl1이 식에서, x은 0 이상 3이하이다.

2

청구항 1에 있어서,3차원 나노구조를 갖는 것인, 층상 이중 수산화물.

3

청구항 1에 있어서,상기 제1 금속 원소 및 제2 금속 원소가 상기 LDH의 호스트 층을 형성하는, 층상 이중 수산화물.

4

청구항 3에 있어서,상기 제1 금속 원소 및 제2 금속 원소가 상기 LDH에서 전체적으로 균일하게 분포하는, 층상 이중 수산화물.

5

청구항 3에 있어서,상기 LDH의 호스트 층 내에 구리(Cu)가 2가 양이온 형태로 존재하는, 층상 이중 수산화물.

6

청구항 1에 있어서,상기 음이온은 CO32-인, 층상 이중 수산화물.

8

청구항 1에 있어서,상기 구리(Cu)는 0 내지 76 at.%의 양으로 존재하고,상기 마그네슘(Mg)은 0 내지 74 at.%의 양으로 존재하고,상기 알루미늄(Al)은 24 내지 29 at.%의 양으로 존재하는, 층상 이중 수산화물.

9

청구항 8에 있어서,상기 구리(Cu)는 1 내지 23 at.%의 양으로 존재하고,상기 마그네슘(Mg)은 48 내지 73 at.%의 양으로 존재하고,상기 알루미늄(Al)은 25 내지 27 at.%의 양으로 존재하는, 층상 이중 수산화물.

10

청구항 8에 있어서,상기 구리(Cu)는 19 내지 75 at.%의 양으로 존재하고,상기 마그네슘(Mg)은 1 내지 47 at.%의 양으로 존재하고,상기 알루미늄(Al)은 25 내지 29 at.%의 양으로 존재하는, 층상 이중 수산화물.

11

청구항 1에 있어서,BET(Brunauer-Emmett-Teller) 방법으로 결정한 비표면적(SBET)이 68 내지 126 m2 g-1인, 층상 이중 수산화물.

12

청구항 1에 있어서,BJH(Barrett-Joyner-Halenda) 방법으로 결정한 기공 부피(Vp)가 0.2 내지 0.6 cm3 g-1인, 층상 이중 수산화물.

13

청구항 1에 있어서,BJH(Barrett-Joyner-Halenda) 방법으로 결정한 직경(Dp)이 8.9 내지 33.7 nm인, 층상 이중 수산화물.

14

청구항 1 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 따른 층상 이중 수산화물을 포함한, 촉매.

15

청구항 14에 있어서,전기화학적 이산화탄소 환원 반응에 사용되는 것인, 촉매.

16

청구항 1 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 따른 층상 이중 수산화물을 촉매로 사용하는 것을 포함하는, 전기화학적 이산화탄소 환원 반응에서 목적하는 생성물의 선택도를 증가시키는 방법.

17

청구항 16에 있어서,상기 목적하는 생성물이 CH4 또는 C2+ 화합물인, 방법.

18

청구항 17에 있어서,상기 목적하는 생성물이 C2+ 화합물이고, 화학식 1에서 x는 2인, 방법.

19

청구항 17에 있어서,상기 목적하는 생성물이 CH4이고, 화학식 1에서 x는 0.2인, 방법.

20

청구항 1 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 따른 층상 이중 수산화물을 포함하는 물품.

21

청구항 20에 있어서,전극 또는 전자장치인, 물품.