본 기술은 유리질 탄소 전극 표면을 1~3nm 크기의 금-은 합금 나노닷이 임베딩된 아민 기능화 실리케이트 졸-겔 매트릭스로 개질해, 니트로벤젠 환원 반응을 전기촉매적으로 촉진하고 이를 검출하는 전기화학 센서 및 그 제조방법입니다.
금·은 나노입자는 10nm 이하에서 뛰어난 촉매 특성을 보이지만, 크기가 작은 이종 금속 나노입자를 만들려면 히드라진, 수소화 붕소 나트륨, 알킬트리메틸 암모늄할라이드 같은 유해 환원제와 다단계 공정이 필요하다는 문제가 있었습니다. 또한 독성 오염물질인 니트로벤젠을 안정적으로 감지할 수 있는 고감도 전극 소재가 부족한 한계가 존재했습니다.
본 기술은 실란 모노머 수용액에 금·은 전구체를 넣고 교반하는 단일 단계 합성으로 Au(0)·Ag(0) 이중 금속 합금 나노닷을 매트릭스 안에 캡슐화하고, 이를 전극에 드롭 캐스팅해 센서를 완성합니다. 금과 은의 조성비를 1:3~3:1 범위로 조절해 촉매 활성을 최적화할 수 있습니다. 산업 폐수와 토양의 니트로방향족 오염 모니터링, 화학공장 배출수 감시 장비에 적용될 수 있어 유해 환원제 없이 만든 친환경 전극으로 니트로벤젠을 빠르게 정량할 수 있습니다.
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