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백금/팔라듐 코어―셀 그래핀 하이브리드 기반 수소센서 및 그 제조방법

  • 기술번호 : KST2015015661
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요약 본 발명은 백금/팔라듐 코어-셀 그래핀 하이브리드 기반 수소센서 및 그 제조방법에 관한 것으로서, Pt/Pd(백금/팔라듐) 코어-셀로 지지된 그래핀은 새로운 수소 탐지 나노재료로서 사용하기 위해 간단한 화학적 방법을 통하여 합성되었다. Pt/Pd 코어-셀은 2단계 화학적 경로(시드를 매개로 한 성장)와 폴리머 보조 성장 공정에 의해 합성되었다. 30㎚의 크기로 매우 균일한 콜로이드성의 팔라듐(Pd) 나노큐브는 코어로써 사용되었고 백금(Pt)의 얇은 층은 셀로써 각 Pd 코어의 바깥 면에 코팅되었다; 이때 Pt/Pd 코어-셀은 손쉬운 1단계 반응에서 히드라진(hydrazine:환원제)에 의한 그래핀 플레이크로 간단하게 장식하였다. Pt/Pd 코어-셀-그래핀 하이브리드에 결과물은 넓은 탐지 범위, 높은 감도와 빠른 반응/회복 시간의 이점으로 새로운 수소 탐지 재료로 적용되었다. Pt/Pd 코어-셀-그래핀 하이브리드가 사용된 저항형 센서는 실온에서 확실한 신뢰성으로 40,000에서 1ppm까지의 탐지 범위를 가졌다. 수소 센서는 36%의 큰 반응 값을 갖고 실온에서 1% 수소농도로 3/1.2분의 반응/회복 시간을 측정하였다.
Int. CL G01N 27/12 (2006.01) G01N 31/10 (2006.01)
CPC G01N 27/12(2013.01) G01N 27/12(2013.01) G01N 27/12(2013.01) G01N 27/12(2013.01)
출원번호/일자 1020140183437 (2014.12.18)
출원인 울산대학교 산학협력단
등록번호/일자
공개번호/일자 10-2016-0074291 (2016.06.28) 문서열기
공고번호/일자 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2014.12.18)
심사청구항수 8

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 울산대학교 산학협력단 대한민국 울산광역시 남구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 정귀상 대한민국 울산광역시 울주군

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 특허법인충정 대한민국 서울특별시 강남구 역삼로***,*층(역삼동,성보역삼빌딩)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 울산대학교 산학협력단 울산광역시 남구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application
2014.12.18 수리 (Accepted) 1-1-2014-1233337-89
2 의견제출통지서
Notification of reason for refusal
2016.02.29 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2016-0155769-73
3 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)
2016.04.29 수리 (Accepted) 1-1-2016-0414997-83
4 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2016.06.20 수리 (Accepted) 4-1-2016-5080807-13
5 등록결정서
Decision to grant
2016.07.28 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2016-0546068-46
6 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2020.07.10 수리 (Accepted) 4-1-2020-5154267-54
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번호 청구항
1 1
코어로써 사용되는 팔라듐(Pd) 나노큐브의 바깥 면에 셀로써 사용되는 백금(Pt)을 얇은 층으로 코팅한 Pd/Pt 코어-셀을 수소탐지를 위한 촉매로 사용하되, 그래핀 산화물(GO)로부터 환원제에 의해 형성한 그래핀 플레이크(flake)로 Pd/Pt 코어-셀을 분산시키고, 다량의 상기 Pd/Pt 코어-셀을 상기 그래핀 플레이크에 부착하여 만든 수소센서인 것을 특징으로 하는 백금-팔라듐 코어-셀 그래핀 하이브리드 기반 수소센서
2 2
제1항에 있어서,상기 팔라듐(Pd) 나노큐브는 30∼40㎚ 크기의 콜로이드성 나노큐브인 것을 특징으로 하는 백금-팔라듐 코어-셀 그래핀 하이브리드 기반 수소센서
3 3
제1항에 있어서,상기 수소센서의 수소(H2) 탐지 범위는 1∼40,000ppm인 것을 특징으로 하는 백금-팔라듐 코어-셀 그래핀 하이브리드 기반 수소센서
4 4
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 수소센서의 제조방법에 있어서,일정 농도의 4염화칼륨팔라듐(K2PdCl4) 용액을 이용하여 팔라듐(Pd) 나노큐브 용액을 합성하는 단계;상기 단계에 의해 혼합된 팔라듐 나노큐브 용액을 일정 농도의 클로로플래티닉산 육수화물(H2PtCl6
5 5
제4항에 있어서,상기 환원제는 65중량%의 환원제 수화물(N2H4
6 6
제4항에 있어서,상기 SiO2/Si 기지에 나노복합체 혼합물을 분사할 때 열판 상의 SiO2/Si 기지를 일정온도로 가열하는 것을 특징으로 하는 백금-팔라듐 코어-셀 그래핀 하이브리드 기반 수소센서의 제조방법
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제4항에 있어서,상기 오믹(Ohmic) 접촉층은 금속마스크와 RF 스퍼터링에 의해 형성하는 것을 특징으로 하는 백금-팔라듐 코어-셀 그래핀 하이브리드 기반 수소센서의 제조방법
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제4항에 있어서,상기 후 어닐링의 열처리는 400℃의 아르곤(Ar) 가스 분위기에서 30분 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 백금-팔라듐 코어-셀 그래핀 하이브리드 기반 수소센서의 제조방법
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1 WO2016098942 WO 세계지적재산권기구(WIPO) FAMILY

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순번 패밀리번호 국가코드 국가명 종류
1 WO2016098942 WO 세계지적재산권기구(WIPO) DOCDBFAMILY
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순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 미래창조과학부 울산대학교 산학협력단 연구재단 중견과학자 지원사업 자가발전형 웨어러블 가스센서에 관한 연구