비이온성 계면활성제를 이용하여 전해석출 한 나노 다공성 금속 박막의 제작에 관한 연구

Abstract

나노 다공성 금속의 박막은 겉보기 면적에 비해 표면적이 크게 넓어지게 되고 겉보기 밀도는 낮아지게 되어 화학반응을 촉진하고 높은 흡착량을 허용하며 열전도를 제어할 수 있고 가벼우면서도 강하기 때문에 다양한 산업에 응용되어왔다. 이러한 많은 이점에도 불구하고 그 제작 방법은 몇 가지에 국한되어왔다. 그래서 더 편리하고 유용하며 재현성 있는 제작방법이 요구된다. 본 연구는 비이온성 계면활성제를 이용하여 지금까지 많이 알려져 있는 제작 방법인 액정 상에서 전극 표면에 거푸집을 만들어 제작하는 방법 뿐 만아니라 상대적으로 많은 양의 물을 포함하고 있는 역미셀(L2) 상에서와 아주 적은 양의 계면활성제로 전극 표면에 미셀을 형성하는 상에서 나노 다공성 백금 박막을 제작할 수 있음을 보고한다. 전해석출 방법으로 나노 다공성 백금박막을 제작하고 제작된 박막을 순환 전압전류법을 이용하여 표면적이 수백배 증가하는 것을 관찰하였다. 또한 X-선 회절 분석기(XRD)를 이용하여 규칙적인 나노구조를 갖는 박막이 형성되었음을 확인하고 전자투과 현미경(TEM)의 이미지로부터 나노구조가 형성되었음을 확인했다.|We intend to propose the new method to fabricate a nanoporous Pt films. It will be demonstrate that nanoporous Pt films can be electrochemically grown not only in anisotropic metaphase (liquid crystalline phase) or in potential controlled assembly, but also in reverse micelle solution, in which aqueous droplets are surrounded by surfactant. This method may provide more convenient pathways to produce nanoporous Pt films , because of the high fluidity of reverse micelle solution owing to high water content and the omnipresence of micelle assembly regardless of electric field. We selected a micelle solution of triton X-100, considering following facts. (1) It is one of the most available surfactant. (2) It is nonionic surfactant, which is less subject to the subject of applied potential. (3) Aqueous mixture containing it exists as isotropic micelle solution in wide range of temperature and composition. The electroplating in L2 phase shows fast plating speed and alleviates the electrode polarization. The high fluidity of the L2 phase may let itself to be adopted for the electroplating bath acceptable for the automated plating process for mass production, such as roller plating bath. The use of nonionic surfactant is expected to make the structure of electroplated platinum be less sensitive to the applied potential. In terms of electroplating nanoporous metals, these results extend the scope that has been limited within liquid crystal, micelle solution, and surfactant solution below cmc.