For a catalyst to be industrially utilized, it is important that its structure is synthesized uniformly and maintained under harsh conditions. In the case of catalysts using precious active metals, controlling the structure at the atomic level can reduce the cost of catalyst production and improve activity. However, atomic-level catalysts have the disadvantage of sintering under various practical conditions, including reaction conditions. In this thesis, heat treatment of aluminum hydroxide was carried out to adjust the density of surface hydroxyl groups and the phase of alumina. It was confirmed that platinum and cerium oxide supported on the pre-treated support exhibited resistance to sintering under the conditions of a hydrothermal aging at 800°C, showing that ceria domain sizes are withheld the sintering. In addition, it was confirmed through spectroscopic analysis that the hydroxyl groups that caused the anchoring effect are μ_bridgedOH, type II or III hydroxyl groups. To investigate whether the effect of these hydroxyl groups extends to the structural control of platinum atoms, a catalyst that can achieve structural control at the single atom level even after reduction at 300°C was developed under pH-adjusted conditions, and an analysis was conducted on it.
촉매가 산업적으로 활용되기 위해서는 그 구조가 균일하게 합성이 되고 유지되는 것이 중요하다. 귀금속 활성 금속을 사용하는 촉매의 경우 원자 단위로 구조 제어함으로 인해 촉매 생산에 드는 비용을 감소함과 동시에 활성을 향상시킬 수 있지만, 원자 단위의 촉매들은 반응조건을 비롯한 다양한 실 조건에서 소결되는 단점을 가진다. 본 학위논문에서는 수산화 알루미늄에 열처리를 하여 표면 하이드록실기의 밀도와 알루미나의 상을 조절하였다. 해당 전처리가 된 지지체위에 백금과 세륨산화물을 담지를 통해 하이드록실기의 고정효과를 800℃의 수열 조건에서 세리아 결정들이 소결에 저항을 보인다는 것을 확인하였다. 또한 고정효과를 일으킨 하이드록실기가 μ_bridgedOH형태로 한 개 이상의 알루미늄 원자와 결합을 이루고 있는 typeII 혹 III의 하이드록실기임을 분광학 분석을 통해 확인하였다. 또한 해당 하이드록실기의 효과가 백금 원자의 구조제어까지 미치는지를 확인하기 위해 pH를 조절 조건을 통해 300℃ 환원 후에도 단일 원자로 구조제어가 되는 촉매를 개발하고 이에 대한 분석을 진행하였다.
