맥신 나노시트 혼성체, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 전기화학 촉매
MXene nanosheet hybrid composite, manufacturing method thereof, and electrochemical catalyst including the same
특허 요약
본 발명의 일실시예는 금속-양이온-맥신 나노시트 혼성체를 제공할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 금속 입자/양이온/맥신 나노시트로 구성되는 혼성체를 제공함으로써, 높은 전류값과 낮은 과전압을 가진 우수한 전기화학적 성능을 갖는 수소발생반응 촉매를 제공할 수 있는 특징이 있다.
청구항
번호청구항
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제5항에 있어서,상기 Mn+1AnTx 맥신 나노시트를 준비하는 단계는, Mn+1BAn 조성을 갖는 무기 화합물로부터 B층을 제거하는 방식으로 수행되고,상기 B는 Al, Si, P, S, Ga, Ge, As, Cd, In, Sn, Tl 및 Pb 중에서 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는, 맥신 나노시트 혼성체 제조방법.

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Mn+1AnTx 맥신 나노시트;상기 Mn+1AnTx 맥신 나노시트 상에 적층된 양이온; 및상기 Mn+1AnTx 맥신 나노시트 상에 균일하게 분포된 금속 입자;를 포함하고,여기서, M은 Sc, Y, Lu, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo 및 W 중에서 선택되는 적어도 하나의 전이금속이고,A는 탄소(C), 질소(N) 또는 이들의 조합이고, Tx는 옥사이드(O), 에폭사이드, 히드록사이드(OH), 탄소수 1-5의 알콕사이드, 플루오라이드(F), 클로라이드(Cl), 브로마이드(Br), 아이오다이드(I), 또는 이들의 조합이고, n은 1, 2 또는 3인 것을 특징으로 하는, 맥신 나노시트 혼성체.

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제1항에 있어서,상기 양이온은 H+, Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+, Al3+, V3+, Mn2+, Fe2+, Co2+, Ni2+, Cu2+, Zn2+, 및 Y3+ 로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는, 맥신 나노시트 혼성체.

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제1항에 있어서,상기 금속 입자는, 루테늄(Ru), 백금(Pt), 금(Au), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd) 또는 이리듐(Ir) 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 맥신 나노시트 혼성체.

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제1항에 있어서,상기 맥신 나노시트 혼성체는, 다공성 2차원 나노시트 형태를 나타내는 것을 특징으로 하는, 맥신 나노시트 혼성체.

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Mn+1AnTx 맥신 나노시트를 준비하는 단계;상기 Mn+1AnTx 맥신 나노시트를 박리화하고 양이온을 적층시키는 단계; 및상기 양이온이 적층된 Mn+1AnTx 맥신 나노시트를 금속 전구체 용액과 반응시켜 맥신 나노시트 혼성체를 제조하는 단계;를 포함하고, 여기서, M은 Sc, Y, Lu, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo 및 W 중에서 선택되는 적어도 하나의 전이금속이고,A는 탄소(C), 질소(N) 또는 이들의 조합이고, Tx는 옥사이드(O), 에폭사이드, 히드록사이드(OH), 탄소수 1-5의 알콕사이드, 플루오라이드(F), 클로라이드(Cl), 브로마이드(Br), 아이오다이드(I), 또는 이들의 조합이고, n은 1, 2 또는 3인 것을 특징으로 하는, 맥신 나노시트 혼성체 제조방법.

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제5항에 있어서,상기 양이온은 H+, Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+, Al3+, V3+, Mn2+, Fe2+, Co2+, Ni2+, Cu2+, Zn2+, 및 Y3+ 로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는, 맥신 나노시트 혼성체 제조방법.

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제5항에 있어서,상기 금속 전구체는 루테늄(Ru), 백금(Pt), 금(Au), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd) 또는 이리듐(Ir) 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 맥신 나노시트 혼성체 제조방법.

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제5항에 있어서,상기 Mn+1AnTx 맥신 나노시트를 박리화하고 양이온을 적층시키는 단계에서,박리화된 Mn+1AnTx 맥신 나노시트는 표면에 음전하를 띠고 있어서 상기 양이온과 정전기적 인력을 통해 층간거리가 조절되어 적층되는 것을 특징으로 하는, 맥신 나노시트 혼성체 제조방법.

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제1항에 따른 맥신 나노시트 혼성체를 포함하는, 전기화학 촉매.