Increasing the CO2 concentration in the atmosphere induce high temperature and rising sea levels. So the technology that capture and reuse of the CO2 have been recently become popular. Among other methods, CRR(CO22 reduction reaction) is typical method of CO2 reusing. Electrocatalyst can show more higher efficiencies in CRR than photocatalyst because it doesn't use nature source. Nowadays, finding high efficient electrocatalyst by controlling electronic (affected by stoichiometry) and geometric (affected by atomic arrangement) factors are very important issues. Mono-atomic electro-catalyst has limitations on controlling binding energy because each intermediate has own binding energy range. So the Multi-metallic electro-catalyst is important to stabilize intermediate at the same time. Carbon monoxide(CO) which is our target product and important feedstock of useful products. Au is known for the most high CO production metal. With copper, Not only gold/copper has advantages which is they have FCC packing for easily forming solid solution regardless of stoichiometry but also presence of adsorbed CO on Cu promotes the desorption of CO on Au because of strong repulsion. And gold/copper bi-metal catalyst can show high catalytic activity(mass activity) although it has low selectivity relatively Gold. Actually, multi-metallic catalyst structure control method is limited in the solution method which is takes a lot of time. In here, we introduce CTS(carbo thermal shock) method which is using heat to make MMNP in a few seconds for making gold-copper system. This method is very simple and efficient in terms of time(very short reaction time and using carbon substrate as a direct working electrode) and increasing reaction sites(highly dispersed and mixing alloy structures). Last one is easy to control degree of mixing and it can induce 5 or more metals in one alloy system. Gold/copper by CTS can show higher catalytic activity depending on metal ratio which is altered easily by changing simple variables. The ultimate goals are making CO2 test system by CTS which can check the selectivity depending on metal types in a very short time.
Gold nanoparticles were synthesized by reacting potassium tetrachloroaurate ($KAuCl_4$), potassium carbonate ($K_2CO_3$), and isopropyl alcohol in the presence of fullerene oxide [$C_{60}(O)_n$, $n{\geq}1$], which was, in turn, prepared from [$C_{60}$] fullerene and m-chloroperoxybenzoic acid under refluxing conditions. The crystallinity and morphology of the prepared gold nanoparticles were confirmed by UV-vis spectroscopy, X-ray diffraction, and scanning electron microscopy. The activity of the gold nanoparticles in the reduction of 4-nitroaniline was measured in order to determine its capability as a catalyst.
금을 공침법으로 고분산시켜 제조한 촉매와 함침법으로 제조한 금 및 코발트 촉매상에서의 부타디엔과 펜타디엔의 수소화 활성 및 생성물 분포를 상압 유통식 반응기에서 조사하여, 고분산 금 입자의 수소화 반응특성 및 그의 역할에 대하여 검토하였다. 고분산된 담지 금 촉매의 수소화 활성은 함침법으로 제조한 촉매에 비하여 크게 증가하였고, 100% 전환율에서도 부분 수소화만이 진행되어 부텐의 선택율은 거의 100%이었다. 그러나 코발트 담지 촉매에서는 부탄까지 쉽게 수소화되었다. 이와 같은 금 촉매의 특성은 담체와의 계면에 존재하는 금이 수소화 적절한 친화력을 가지는 독특한 성질 때문으로 생각되었다. 고분산 담지 금 촉매의 부타디엔 및 펜타디엔에 대한 생성물 분포에서 각각 1-부텐이 60~67%, 그리고 2-펜텐이 약 62%로 거의 일정하게 얻어졌는데, 이는 공역디엔의 통계학적 수소부가 개념으로 설명할 수 있었다.
몇 종류의 담지 금촉매를 통상의 함침법과 공침법에 의하여 제조하였다. 금입자의 크기, 산소의 흡착량, CO와 NO의 흡착특성 그리고 산화환원 특성 등의 조사를 통하여, 금의 첨가효과와 활성점의 생성에 관해 연구하였다. 함침법에 의한 촉매의 금입자들은 30~100nm 정도로 크고 균일하지 않았으나, 공침법에 의한 촉매는 약 4nm인 초미립자의 상태로 매우 균일하게 분산되어 있었다 $Au/Al_2O_3$촉매에 있어서, 불활성인 $Al_2O_3$에 금의 첨가로 $N_2O$의 분해가 일어났으며, CO의 비가역흡착은 일어나지 않았으나, $O_2$는 원자상으로 비가역흡착하였다. 산소의 흡착점은 활성점이 금입자 표면에 존재하는 원자 전부가 아니라 반구형인 금입자와 담체의 경계면 주위에 한정된 활성점이었다. 저온의 $Al_2O_3$에서는 CO의 가역흡착과 비가역흡착이 일어났지만, 소량의 금의 첨가에 의하여 어느 쪽의 흡착도 약해졌다. $Au/Co_3O_4$촉매에서 CO에 대한 친화성은 $Co_3O_4$에 비해 크게 감소하였다. 환원과정에서는 금의 첨가효과가 보이지 않고, 재산화과정에서 금의 첨가효과가 뚜렷하게 나타나, 첨가된 금은 환원상태의 코발트의 재산화를 촉진시켰다.
Ever since gold was found, this element has fascinated human beings. It is stable in air, and is illuminating for several thousands years without changing its colors. Nanoparticles are the basic nanommaterials, and, particularly gold nanoparticles show unique properties which are not shown in bulk states. Scientists are trying to apply these new properties to catalysts, bioscience, optics, etc. Judging from the current research activities, one can envisage that gold nanoparticles can play a major role in opening a new era in diagnoses and treatment of diseases like cancers. However to apply the nanoparticles one must modify the surface of the nanoparticles in order to give the materials certain functionalities. It certainly is worth to review the current research status and challenges in the area of functional gold nanoparticles.
Nanosized gold particles were synthesized by microwave irradiation in a mixture composed of potassium tetrachloroaurate(III) n-hydrate, sodium citrate dihydrate and Tween 20. The synthesized gold particles were characterized by UV-vis spectrophotometer, scanning electron microscopy, and X-ray diffraction techniques. Using UV-vis spectroscopy, it was confirmed that gold nanoparticles act as a catalyst in the reduction of 4-nitroaniline with sodium borohydride to form 1,4-diaminobenzene. Additionally, we studied the kinetics of this reductive reaction in the presence of these gold nanoparticles under various conditions.
Self-assembled systems with polyamidoamine (PAMAM) dendrimers combined with gold nanoparticles have been widely studied because of their potential applications in molecular electronics, catalyst carriers, chemical sensors, and biomedical devices. In our work, gold nanoparticle monolayers and multilayers with pure and ferrocene-tethered PAMAM dendrimers as cross-linking molecules were deposited on a mixed self-assembled monolayer of gold substrates. The various generations of PAMAM dendrimers can be covalently attached to mercaptoundecanoic acid mixed with a mercaptoundecanol self-assembled monolayer. Cyclic voltammograms show that redox peak currents on the alternate multilayers of gold nanoparticles and ferrocene-tethered PAMAM dendrimers increase as the number of layers increases. Fourier transform IR external reflection spectroscopy and scanning electron microscopy support the results from electrochemical measurements.
금속질산염과 염화금산을 전구체로 사용하여 다양한 금속산화물($$Al_{2}O_{3}$, ZnO, $Fe_{2}O_{3}$, $Cr_{2}O_{3}$, $MnO_{2}$, CuO, NiO, $Co_{3}O_{4}$)에 담지된 금촉매를 공침법을 이용하여 제조한 후, 일산화탄소 산화반응에서 수분첨가의 영향을 검토하였다. 이들 중 $Co_{3}O_{4}$와 ZnO에 담지된 금촉매가 일산화탄소에 대하여 높은 활성을 보여주었다. 반응가스 중에 수분이 첨가될 때 Au/$Co_{3}O_{4}$ 촉매는 활성이 약간 감소하였으나, Au/ZnO 촉매에서는 활성이 크게 증가하여 수분에 의한 일산화탄소 산화 활성은 담체의 종류에 크게 의존함을 알 수 있었다. 반응가스 중에 포함된 수분에 관계없이 반응 전과 후의 Au(5 wt%)/ZnO 촉매의 금입자 크기는 거의 변하지 않아 활성이 감소되는 이유는 금입자들의 소결에 의한 영향보다는 카보네이트와 같은 화학종에 의해 불활성화가 일어남을 알 수 있었으며, 이 화학종은 수분의 첨가에 의해 이산화탄소로 분해되어 활성이 증가한 것으로 생각된다.
이 연구는 화장품에 사용가능한 촉매제를 사용하여 콜로이달 골드를 합성하는 제조법과 이를 이용한 피부 개선 효과를 가진 항노화 엠플에 응용하였다. 하이드로젠테트라클로로아우레이트테트라하이드레이트에 아스코르빅애씨드, 소듐보로하이드라이드를 환원촉매제로 사용하여 나노 콜로이드를 합성하였다. 촉매제인 아스코르빅애씨드의 함량의 질량이 증가될수록 입자가 작아지는 것을 확인하였다. 반면 소듐보로하이드라이드의 질량이 증가될수록 입자크기는 증가하는 경향을 보였다. 콜로이달 골드 반응 속도를 조절하기 위하여, 잔탄검과 하이드록시에칠셀룰로오스를 사용하여 100~500 nm의 입경분포를 가진 입자를 얻을 수 있었다. 최적의 합성조건은 18℃, 20~75 mmHg의 감압상태, 교반속도 10~50rpm, 1~4시간동안 반응하여 획득할 수 있었다. 합성된 콜로이달 골드의 외관은 진한 핑크색, pH=5.5, 비중은 1.0032, 점도는 80~310 cps로 특이한 고유 냄새를 가지고 있었다. 스킨케어 화장료의 응용으로, 안티에이징 엠플을 개발하였고, 이를 이용한 다양한 처방과 제형개발에 활용될 것으로 기대한다.
ZnO nanowlres (NWs) were fabricated using Au as catalyst for a method combining laser ablation cluster formation and vapor-liquid-solid (VLS) growth. The target used in synthesis was pure ZnO ceramics. Two different substrates were used; (0001)-oriented sapphires and Au-coated sapphires. The Au thin film was deposited by thermal evaporation and the thickness was about 50 ${\AA}$. ZnO NWs were only formed in case of that used catalyst metal. Field effect scanning electron microscopic (FESEM) investigation showed that the average diameter of ZnO NWs was about 70 nm and the typical lengths varied from $3{\sim}4{\mu}m$.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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