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전극촉매로서 다중벽 탄소나노튜브를 사용한 전기화학 염소센서

전문가 제언: ○ Cl2 가스는 공업적 및 전기화학적 유용한 가스 중의 하나이지만 극도로 유독하기 때문에, Cl2의 누출은 인류와 환경에 심각한 재해를 야기할 수 있어서 Cl2의 누출을 검출하기 위하여, 가스센서들은 환경모니터링, 생물기술, 화학분석 및 생산물의 정기적인 검출 같은 분야들에서 광범위하게 사용된다.

○ Cl2 전극반응은 Cl-의 반응생성물 때문에 이 전지의 작동환경은 너무 부식성이어서 귀금속의 활용 없이 Cl2 폐기가스 농도를 측정할 수 있는 센서의 연구개발은 극도로 흥미를 유발한다.

○ CNT는 원자구조에 따라서 전기적으로 금속 또는 반도체로서 거동하며, 예민한 전자적 성질은 전기화학반응에서 전극으로 사용되면 전자이동 촉진능력을 갖게 한다. 이는 탄소나노튜브의 새로운 응용을 예측하게 하며 그 CNT 전극의 성능은 반응속도와 가역성에서 다른 탄소전극들보다 대단히 우수함을 입증한다.

○ MWCNT의 높은 표면적, 중심속이 빈 핵심 및 외면 벽 때문에, 탄소나노튜브는 산소 수소, 산화질소 및 탄소산화물들과 같은 기체들의 흡착과 저장을 위하여 우수한 물질로 사용될 수 있다. 그러므로 이들 물질들의 검출을 위하여 CNT를 사용한 가스센서들도 연구된 바 있었다.

○ 산으로 정제된 MWCNT는 탄소나노튜브 개질전극을 생성하기 위하여 유리탄소전극 위에 주조되었고, 이 전극의 Cl2의 전극촉매환원에 의한 전류-법 가스센서는 H2SO4에서 Cl2의 측정에 대한 우수한 감도와 안정성을 유지하며 CO, NO, O2, CO2, C3H8 등과 산화환원 가스들의 간섭도 없었다. 따라서 탄소나노튜브가 우수한 전극물질이며 환경의 Cl2를 직접검출에 전기화학센서로 사용될 수 있다.

○ 더욱 개질과 처리된 MWCNT는 Cl2 전해환원을 위한 고도로 효율적인 촉매의 생성이 기대되며, 귀금속 대신 값싼 MWCNT의 전기화학 Cl2 센서의 실용성도 날로 증가되고 있다. 전극촉매로써 MWCNT를 사용한 전기화학 Cl2 센서의 본 연구개발은 산업발전에 크게 기여할 전망이다.

저자: Gengzhi Sun, Shiwei Liu, Kaifeng Hua, Xiangyu Lv, Li Huang, Yujiang Wang
자료유형: 학술정보