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Preparation, Characterization and Applications of Mesoporous Silica Spheres Embedded with FeCo/Graphitic Shell Nanoparticles And Preparation of Platinum Nanoparticles Encapsulated in a Hollow Porous Carbon Shell.

초록/요약

1. 간단한 one-step chemical vapor deposition (CVD method) 방법으로 우수한 안정성과 자기적인 성질을 이용하여 재활용이 가능한 FeCo-graphitic carbon shell (FeCo/GC) nanocrystals 을 포함하는 메조 포러스 실리카 구형 입자(mesoporous silica spheres, MSS)를 합성하였다. FeCo/GC@MSS 은 300 K 에서 215 e.m.u./metal g 의 초고도 포화 자기값 (saturation magnetization, Ms )을 가지며 초상자기성을 나타낸다. FeCo/GC nanocrystals 은 화학적으로 산성 조건에서의 부식과 산화에 대하여 화학적으로 안정하였다. 따라서 FeCo/GC@MSS는 산성 촉매인 phosphomolybdic acid (PMA)를 지지하는 물질로 사용 가능하다. PMA를 포함한 FeCo/GC@MSS은 1,3-diphenyl-2-propyn-1-ol 과 phenol 을 이용한 propargylation 촉매 반응에서 재활용 가능한 우수한 촉매 효과를 나타냈다. 2. 간단한 one-step chemical vapor deposition (CVD method) 방법으로 우수한 안정성과 자기적인 성질을 이용하여 재활용이 가능한 FeCo-graphitic carbon shell (FeCo/GC) nanocrystals 을 포함하는 메조 포러스 실리카 구형 입자(mesoporous silica spheres, MSS)를 합성하였다. 실리카의 높은 표면적과 다공성, 기능화의 용이성, 친수성 특징을 이용하여 amine 으로 기능화 시켜 Pt 나노 입자를 기공 안에 합성하였다. Pt 나노 입자들의 뭉침을 방지함과 동시에 Pt 나노 입자 표면에서 유기반응 할 수 있는 충분한 공간을 제공하여 촉매 역할을 수행하도록 디자인 하였고, 초상자성 FeCo/GC 나노 입자의 자성을 이용하여, 회수가 빠르고, 재활용이 가능하며, 탄소 껍질의 보호에 의해 FeCo가 반응에 참여하지 않아 추가 생성물이 생기지 않는 Pt-FeCo/GC@MSS 다기능성 나노 복합물질을 합성했다. 합성된 Pt-FeCo/GC@MSS 은 cyclohexene 을 cyclohexane 으로 환원시키는 반응의 촉매 물질로 사용하였다. 3. 2.5 nm 의 Pt 나노 입자를 포함하는 hollow mesoporous carbon spheres (hmC) 를 Ethylene 을 탄소 재료로 하여 간단하고 조절 가능한 화학 기상 증착 방법 (chemical vapor deposition, CVD method) 을 이용하여 합성하였다. 2.5 nm 의 Pt 입자를 20 nm 두께의 단단한 실리카 층과 20 nm 두께의 메조 포러스 실리카(mSiO2)층 순서로 합성 한 후, CVD method 를 거쳐 메조 포러스 실리카 층에 탄소를 채워 탄소 층을 만들었다. Pt 나노 입자를 코팅하고 있던 단단한 실리카 층과 메조 포러스 실리카 층을 HF 로 제거하여 Pt 나노 입자를 탄소 층으로 둘러싼 80nm 의 Pt@hollow mesoporous carbon spheres (Pt@hmC)를 합성하였다.

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