Metal oxide catalysts have received a lot of interest as a low-cost alternative to precious metal catalyst because they exhibit high activity in various catalytic oxidations due to their excellent surface redox properties on the surface. However, under actual exhaust gas conditions including carbon monoxide, hydrocarbons and water vapor, their intrinsic activity is greatly degraded due to competitive adsorption between carbon monoxide and hydrocarbons and poisoning by water on the surface of the catalyst. Therefore, for practical application of the metal oxide catalyst, it is important to design the catalyst to have high activity for catalytic oxidations of both carbon monoxide and hydrocarbons under actual exhaust gas conditions. In this study, doping different kinds of metals into metal oxide surface significantly promoted the catalytic activity by changing the geometric and electronic properties. By controlling the active sites and oxygen properties on the metal oxide surface through various metal doping strategies, the performance of the metal oxide catalyst was greatly improved.
금속 산화물 촉매는 표면에서의 우수한 산화-환원 특성으로 인해 다양한 불균일계 산화 반응에서 우수한 활성을 나타내어, 귀금속 촉매에 대한 저비용의 대안으로서 많은 관심을 받아 왔다. 하지만 기존의 금속 산화물 촉매의 경우, 일산화탄소, 탄화수소 및 수증기를 포함하는 실제 배기가스 조건 하에서, 촉매 표면에서의 일산화탄소와 탄화수소 간 경쟁 흡착 및 물에 의한 피독 현상에 의해 고유의 활성이 크게 저하되는 문제가 발생한다. 따라서 금속 산화물 촉매의 실용적인 적용을 위해서는 촉매가 실제 배기가스 조건에서 일산화탄소와 탄화수소 모두에 대해 높은 산화 활성을 갖도록 설계하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 금속 산화물 표면에 다른 종류의 금속을 도핑하여 금속 산화물 표면의 기하학적 및 전자적인 특성을 변화시켜 촉매 활성을 촉진하고자 하였다. 다양한 금속 도핑 전략을 통해 금속 산화물 표면에서의 활성 자리와 산소 특성을 제어함으로써, 기존 금속 산화물 촉매에서의 성능적인 한계를 극복하였다.
