Development of nanoscience and technology is no longer in the bulk world, but nanoscale materials dominated by surface properties which fall few nanometers from the surface. Moreover, physical and chemical understanding of nano-surface at a fundamental level is important to the semiconductor and catalysis industries as well as provides deep insights into solving energy, environment, and resource problems. Over decades, advances in surface analysis could largely contribute to observing and clarifying changes in surface properties during chemical reactions. Among the prototypical reactions for probing surface active sites of catalytic system, CO oxidation reaction have advantages of evaluating the catalytic performance. Therefore, in this dissertation, development of 2D model systems for the 3D heterogeneous metal/oxide catalysts and investigation of relation between surface and interface properties of metal/oxide nanocatalyst and its catalytic activity under CO oxidation were studied using various surface analysis techniques.
나노 과학과 기술의 발전으로 나노규모의 물질은 더 이상 거시세계의 특성에 지배되지 않고 표면으로부터 수 나노에 해당하는 표면의 특성이 우세하게 되었다. 더욱이 나노기술이 중요한 반도체와 촉매 산업에서 나노 표면에 대한 물리적, 화학적 이해는 산업 발전뿐만 아니라 더 나아가 21세기 인류의 생존을 위해 해결해야 할 에너지, 환경, 천연 자원에 대한 문제 해결에 중요한 통찰을 제공한다. 표면분석 기술의 발전은 화학반응 동안 일어나는 표면의 특성 변화를 관찰하고 이해하는데 기여하는 바가 크다. 또한 일산화탄소 산화 반응은 설계된 촉매에 대한 활성점을 이해하기 위한 프로토 타입 반응으로, 표면 특성을 규명할 수 있는 장점을 가지고 있다. 본 학위논문에서는 금속과 전이금속 산화물이 혼재된 3차원적 나노 구조에 대한 2차원적 모델 시스템을 구축하고 반응환경에서 일산화탄소 산화반응에 대한 금속-산화물 나노 촉매의 표면 및 계면 특성과 촉매의 활성에 대한 상관관계를 다양한 표면분석법으로 근본적인 이해를 연구하고자 한다.
