다공성 중공 구조의 촉매가 결착된 금속산화물 복합 나노스피어 및 이를 이용한 가스센서용 부재, 가스센서 및 그 제조방법

Abstract

본 발명은 가스센서용 부재, 이를 이용한 가스 센서 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 두 종류 이상의 금속이온과 유기물 리간드가 자기조립하여 만들어지는 금속유기구조체와 구형의 고분자 희생층 템플레이트를 활용하여 합성한, 금속 나노입자 촉매들이 제1 금속산화물과 제 2금속산화물에 결착되어 기능화된 다공성 중공구조의 제1 금속산화물/제2 금속산화물 복합 나노스피어 및 이를 이용한 가스센서용 부재, 가스센서 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 두 종류 이상의 금속이온과 유기물 리간드들이 결합되어 이루어진 금속유기구조체라는 다공성 나노물질을 고분자 희생층 템플레이트 위에 성장시키고, 성장된 금속유기구조체 내부에 0.1 내지 10 nm 크기의 나노입자 촉매를 포함시킨 후 열처리 과정을 통해 금속유기구조체의 금속이온이 산화되어 만들어지는 나노입자 촉매가 결착된 제1 금속산화물 및 제2 금속산화물의 복합 다공성 중공구조의 나노스피어 구조를 특징으로 한다. 특히, 금속 나노입자 촉매가 제1 금속산화물과 제 2금속산화물 표면과 내부에 균일하게 분산되어 화학적 증감 혹은 전자적 증감 촉매 효과가 나타나게 되며, 제1 금속산화물과 제2 금속산화물이 이종접합을 형성하게 되어 감도의 증대를 가져오게 되는, 400 ppb 정도의 극미량의 가스를 검출해 낼 수 있는 높은 감도 특성과 함께, 다양한 물질 조성 변화를 통해 다양한 가스에 대한 검출이 가능하도록 우수한 선택성을 가지며, 간단한 공정법으로 나노입자 촉매결착과 나노스피어 형상제어 및 제1 금속산화물, 제2 금속산화물 이종접합 형성 과정을 동시에 진행함으로써 대량 생산이 가능한 가스센서용 부재, 가스 센서 및 그 제조방법을 개시할 수 있는 효과를 갖는다.