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탄소원을 용매에 분산시킨 제1 용액, 규소원을 용매에 분산시킨 제2 용액 및 촉매 금속 전구체가 용해된 제3 용액을 준비하는 단계;상기 제1 용액에 제3 용액을 제공한 뒤 혼합하여 촉매 금속 전구체로부터 유래한 촉매 금속이 담지된 탄소원을 포함하는 제4 용액을 준비하고, 상기 제4 용액에 제2 용액을 투입하고 혼합하여 슬러리를 준비하는 단계; 상기 슬러리를 과립화하여 규소원의 표면에 촉매 금속이 담지된 탄소원이 코팅된 분말을 얻는 단계;상기 분말로 일정 형상의 성형체를 형성하는 단계;상기 성형체를 1차 열처리하는 단계;열처리된 성형체를 페놀레진 및 카본블랙이 분산된 침윤 용액에 침윤시키고, 건조시켜 페놀레진 및 카본블랙이 침윤된 성형체를 얻는 단계;페놀레진 및 카본블랙이 침윤된 성형체를 2차 열처리하는 단계;를 포함하는 촉매 금속이 담지된 다공질 탄화규소 구조체의 제조방법
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제1항에 있어서,탄소원은 평균입자직경(d50)이 0
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제1항에 있어서,상기 규소원은 평균입자직경이 0
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제1항에 있어서, 상기 촉매 금속 전구체는 니켈(Ni), 코발트(Co) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 촉매 금속의 질산염(Nitrate)이고,상기 제3 용액은 촉매 금속 전구체가 10중량% 내지 20중량% 용해된 것인 촉매 금속이 담지된 다공질 탄화규소 구조체의 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 탄소원과 규소원의 몰비(C/Si)가 1
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제1항에 있어서, 상기 제4 용액은 상기 제1 용액에 제3 용액을 제공한 뒤, 1기압 이하의 진공 분위기에서 교반하여 준비하는 것인 촉매 금속이 담지된 다공질 탄화규소 구조체의 제조방법
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제1항에 있어서,제4 용액에 제2 용액을 투입하기 전, 상기 제4 용액에 헥사데실트리메톡시실란(Hexadecyltrimethoxysilane), 트리메톡시메틸실란(Trimethoxymethylsilane), 트리메톡시(프로필)실란(Trimethoxy(propyl)silane), 트리메톡시헥실실란(Trimethoxyhexylsilane) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 실란계 결합제를 더 첨가하는 것인 촉매 금속이 담지된 다공질 탄화규소 구조체의 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 슬러리를 과립화하기 전, 상기 슬러리에 폴리비닐부티랄(Polyvinyl butyral, PVB), 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol, PVA), 폴리비닐피롤리돈(Polyvinyl pyrrolidone, PVP) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 성형조제를 투입하는 것인 촉매 금속이 담지된 다공질 탄화규소 구조체의 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 슬러리의 과립화는 상기 슬러리를 진공 분위기 하에서 20℃ 내지 40℃로 30분 내지 60분 동안 건조하여 용매가 1중량% 내지 5중량%로 남아있는 상태로 과립화하는 것인 촉매 금속이 담지된 다공질 탄화규소 구조체의 제조방법
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제1항에 있어서,상기 슬러리를 과립화하여 얻은 규소원의 표면에 촉매 금속이 담지된 탄소원이 코팅된 분말은 평균입자직경이 45㎛ 내지 300㎛인 것인 촉매 금속이 담지된 다공질 탄화규소 구조체의 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 1차 열처리는 성형체를 불활성 분위기 하에서 1℃/분 내지 3℃/분의 승온 속도로 1000℃ 내지 1400℃로 승온시킨 뒤, 10시간 내지 24시간 동안 열처리하는 것인 촉매 금속이 담지된 다공질 탄화규소 구조체의 제조방법
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제1항에 있어서,상기 침윤 용액은 페놀레진 및 카본블랙이 10 : 90 ~ 30 : 70의 중량 비율로 혼합된 것이 5중량% 내지 10중량%로 분산되어 있는 것인 촉매 금속이 담지된 다공질 탄화규소 구조체의 제조방법
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제1항에 있어서,상기 열처리된 성형체를 1기압 이하의 진공 분위기 하에서 침윤 용액에 침윤시키는 것인 촉매 금속이 담지된 다공질 탄화규소 구조체의 제조방법
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제1항에 있어서,상기 2차 열처리는 페놀레진 및 카본블랙이 침윤된 성형체를 불활성 분위기 하에서 1℃/분 내지 3℃/분의 승온 속도로 900℃ 내지 1200℃로 승온시킨 뒤, 5시간 내지 10시간 동안 열처리하는 것인 촉매 금속이 담지된 다공질 탄화규소 구조체의 제조방법
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제1항에 있어서,상기 2차 열처리를 마친 뒤, 금속 촉매가 담지된 다공질 탄화규소 구조체 내에 잔류하는 탄소를 산화시켜 제거하는 단계를 더 포함하는 것인 촉매 금속이 담지된 다공질 탄화규소 구조체의 제조방법
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제1항에 있어서, 촉매 금속이 담지된 다공질 탄화규소 구조체는 비표면적이 40m2/g 내지 100m2/g이고, 평균기공크기가 5nm 내지 1000nm이며, 기공률이 60% 내지 80%이고, 압축 강도가 10MPa 내지 30MPa이며, 촉매 금속의 크기가 2nm 내지 20nm이고, 촉매 금속의 함량이 촉매 금속이 담지된 다공질 탄화규소 구조체의 총 중량을 기준으로 1중량% 내지 7중량%인 것인 촉매 금속이 담지된 다공질 탄화규소 구조체의 제조방법
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