KR100267722B1 - Process for the preparation of gamma-alumina - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for preparing a gamma-alumina is provided which controls the particle characteristics of gamma-alumina by controlling the aging time and temperature of intermediate product of boehmite. CONSTITUTION: A method for preparing a gamma-alumina comprises the following steps of: (i) hydrolyzing aluminum isopropoxide; (ii) polycondensing the product of the step (i); and (iii) aging, peptizing, drying and heat-treating the reaction product of the step (ii). Wherein, the polycondensed reaction product of boehmite(gamma-AlO(OH)) is aged at a temperature of more than 82.4 deg.C for more than 16 hours.

Description

감마-알루미나의 제조방법Method for preparing gamma-alumina

세라믹 막은 유기막에 비해 촉매의 담체나 흡착제 등으로 폭넓게 이용되는 물질로서 기공이 미세하고 고온에서의 내열성, 내화학약품성 그리고 기계적 강도 및 빠른 투과속도 등 우수한 특성을 가지고 있기 때문에 산업 공정으로의 적용이 확대되고 있다. 이러한 장점에도 불구하고, 세라믹 막은 높은 제조비용과 막의 미세구조 조절의 어려움 때문에 유기 고분자 막에 비해 널리 이용되지 못하여 왔다.Ceramic membranes are widely used as carriers and adsorbents for catalysts compared to organic membranes. They have fine pores and excellent properties such as heat resistance at high temperatures, chemical resistance, mechanical strength and fast permeation rate. It is expanding. Despite these advantages, ceramic membranes have not been widely used compared to organic polymer membranes due to high manufacturing cost and difficulty in controlling the microstructure of the membrane.

종래의 알루미나 합성은 분말합성법과 양극산화법이 존재하지만 분말합성법은 미세구조의 특성조절의 어려움이 있고, 양극산화법은 대량생산의 부적합성으로 인해 산업적 활용이 활발하지 못한 실정이다. 그러나 최근 저온·액상의 졸-겔법에 의한 세라믹 막의 제조가 가능해짐에 따라 미세하고 균일한 기공 크기를 갖는 세라믹 막의 제조가 손쉽게 되어 이의 연구와 산업 공정으로의 적용이 활발히 이루어지고 있다[Chan, K.C. and Brownstein, A.K. : "Ceramic Membranes-Growth Prospects and Opportunities", Ceramic Bulletin, 70, 4, 703(1991)].Conventional alumina synthesis has a powder synthesis method and anodization method, but the powder synthesis method has difficulty in controlling the characteristics of the microstructure, and the anodization method has not been actively used industrially due to incompatibility of mass production. However, with the recent availability of low temperature and liquid sol-gel methods, it has become easy to manufacture ceramic films with fine and uniform pore sizes. and Brownstein, A.K. : "Ceramic Membranes-Growth Prospects and Opportunities", Ceramic Bulletin, 70, 4, 703 (1991).

졸-겔 공정에 의해 제조된 세라믹 막은 기공크기가 보통 2.5∼수십nm 범위로 기체분리등 산업적으로 이용가치가 높으며, 열 안정성과 분리 선택성이 뛰어나고, 투과속도도 빠르기 때문에 최근에는 수소, 질소, 산소 및 NOx, SOx, COx 등의 환경 오염 가스의 분리 처리를 목적으로 한 연구가 활발히 진행되고 있다[Larcot, A., Fabre, J.P., Guizard, C. and Cot, L. : "Inorganic Membranes obtained by Sol-Gel Thchniques", J. Memb. Sci., 39, 203(1988). : Uhlhorn, R.J.R., Keizer, K. and burggraaf, A.J. : "Gas Transport and Separation with Ceramic Membranes, Part II. Synthesis and Separation Properties of Microporous Membranes", J. Memb. Sci., 66, 271(1992)]. 특히 본 연구에서 연구 대상으로 한 감마-알루미나 막의 경우, 지금까지 많은 연구가 이루어져 왔지만 막의 분리특성을 향상시키기 위한 졸 제조 단계에서부터의 기초 연구보다는 촉매첨가제의 영향이나 소결특성에 의한 미세구조 특성 변화 등의 연구를 중심으로 진행되어 왔다[Lin, Y.S. and Burggraaf, A.J. : "Experimental Studies on Pore Size Change of Porous Ceramic Membranes after Modification", J. Memb. Sci., 79, 65(1993)]. 또한 종래에는 가수분해와 축중합반응 그리고 숙성의 개념이 세분화되어 있지 못하였으며 따라서 이 단계를 통해 감마-알루미나 입자특성을 제어하지 못하여 왔다. 왜냐하면 출발물질인 알루미늄 알콕사이드는 물과의 반응성이 대단히 빠르기 때문에 졸 제조과정의 세분화가 이루어지지 못해왔다.Ceramic membranes prepared by the sol-gel process have a high pore size in the range of 2.5 to several tens of nanometers, and thus have high industrial value such as gas separation, excellent thermal stability, separation selectivity, and fast permeation rate. And researches for separating and treating environmental pollutants such as NOx, SOx, and COx have been actively conducted [Larcot, A., Fabre, JP, Guizard, C. and Cot, L.: "Inorganic Membranes obtained by Sol Gel Thchniques, J. Memb. Sci., 39, 203 (1988). Uhlhorn, R.J.R., Keizer, K. and burggraaf, A.J. : "Gas Transport and Separation with Ceramic Membranes, Part II. Synthesis and Separation Properties of Microporous Membranes", J. Memb. Sci., 66, 271 (1992). In particular, in the case of gamma-alumina membranes studied in this study, many studies have been made so far, but rather than the basic studies from the sol preparation stage to improve the separation characteristics of membranes, the effect of catalyst additives or the change of microstructure characteristics due to the sintering characteristics, etc. Has been focused on the research of Linn, YS and Burggraaf, A.J. : "Experimental Studies on Pore Size Change of Porous Ceramic Membranes after Modification", J. Memb. Sci., 79, 65 (1993)]. In addition, the concepts of hydrolysis, polycondensation and aging have not been subdivided in the prior art, and thus the gamma-alumina particle characteristics cannot be controlled through this step. Because aluminum alkoxide, the starting material, has a very fast reactivity with water, the sol manufacturing process has not been broken down.

본 발명자들은 다년간의 연구 끝에 가수분해 및 축중합반응과 숙성을 공정 단계로 새롭게 규정하여 이를 통한 중간생성물질인 boehmite(감마-AlO(OH) 및 감마-알루미나 입자특성을 제어하는 기술을 발명하였다.The inventors of the present invention invented a technique for controlling the characteristics of boehmite (gamma-AlO (OH) and gamma-alumina particles, which are intermediate products, by newly defining hydrolysis and polycondensation reactions and aging as process steps after many years of research.

따라서, 본 발명의 목적은 알루미늄 이소프로폭사이드를 가수분해 및 축중합반응을 시키고 이 반응물을 숙성, 해교 건조 및 열처리하여 감마-알루미나를 제조하는 방법에 있어서, 축중합된 반응물을 숙성시킬 때 숙성시간과 온도를 조절함으로서 감마-알루미나의 입자특성를 조절하는 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to hydrolyze and polycondensate aluminum isopropoxide, and to mature the reactants, peptize drying and heat treatment to produce gamma-alumina. It is to provide a method for controlling the particle characteristics of gamma-alumina by controlling the time and temperature.

또한, 본 발명의 목적은 숙성의 조건을 이소프로필 알코올의 비점이상인 온도에서 16시간 이상 숙성시켜서 입자특성의 조절이 가능한 감마-알루미나를 제조하는방법을 제공하는 것이다.It is also an object of the present invention to provide a method for producing gamma-alumina which is capable of controlling particle characteristics by aging conditions for at least 16 hours at the boiling point of isopropyl alcohol.

제1도는 출발물질로부터 감마-AlO(OH)졸 용액과 감마-알루미나 입자를 얻기위한 공정 단계별 개락도.1 is a process step-by-step diagram for obtaining gamma-AlO (OH) sol solution and gamma-alumina particles from starting materials.

제2도는 감마-AlO(OH) 졸제조 반응장치의 모형도.2 is a schematic diagram of a gamma-AlO (OH) sol preparation reactor.

제3도는 96℃의 숙성온도에서 숙성시간에 따른 감마-AlO(OH) 입자의 X선회절 분석결과.FIG. 3 shows the results of X-ray diffraction analysis of gamma-AlO (OH) particles with aging time at 96 ° C.

제4도는 96℃의 숙성온도에서 숙성시간에 따라 600℃에서 열처리하여 얻은 감마-알루미나 입자의 X선회절분석결과도.4 is an X-ray diffraction analysis result of the gamma-alumina particles obtained by heat treatment at 600 ℃ according to the ripening time at the ripening temperature of 96 ℃.

제5도는 96℃의 숙성온도에서 숙성시간에 따른 적외선흡광분석결과도.5 is a result of infrared absorption analysis according to the ripening time at the ripening temperature of 96 ℃.

제6도는 96℃의 숙성온도에서 숙성시간에 따라 600℃에서 열처리하여 얻은 감마-알루미나 입자의 적외선흡광분석결과도.6 is an infrared absorption analysis result of gamma-alumina particles obtained by heat treatment at 600 ℃ according to the aging time at 96 ℃ aging temperature.

제7도는 96℃의 숙성온도에서 숙성시간에 따른 감마-AlO(OH)졸의 사진.7 is a photograph of gamma-AlO (OH) sol according to the aging time at a aging temperature of 96 ℃.

제8도는 96℃의 숙성온도에서 숙성시간을 변화시켜 제조한 감마-AlO(OH) 졸 용액내 입자의 크기분포도.8 is a size distribution diagram of particles in a gamma-AlO (OH) sol solution prepared by varying the aging time at a aging temperature of 96 ° C.

제9도는 90℃ 및 96℃의 숙성온도에서 숙성시간 변화에 따른 감마-AlO(OH)입자의 비표면적 변화도.9 is a diagram showing the change in specific surface area of gamma-AlO (OH) particles with aging time at 90 ° C and 96 ° C aging temperature.

제10도는 90℃ 및 96℃의 숙성온도에서 숙성시간 변화에 따른 감마-AlO(OH)입자의 평균기공경의 변화도.10 is a change in the average pore diameter of gamma-AlO (OH) particles according to the aging time at 90 ℃ and 96 ℃ aging temperature.

제11도는 90℃ 및 96℃의 숙성온도에서 숙성시간을 변화시켜 제조한 감마-AlO(OH)입자를 600℃로 열처리하여 얻은 감마-알루미나 입자의 비표면적 변화도.FIG. 11 is a change in specific surface area of gamma-alumina particles obtained by heat-treating gamma-AlO (OH) particles prepared at varying aging times at 90 ° C and 96 ° C at 600 ° C.

제12도는 90℃ 및 96℃의 숙성온도에서 숙성시간을 변화시켜 제조한 감마-AlO(OH)입자를 600℃로 열처리하여 얻은 감마-알루미나 입자의 평균기공의 변화도.FIG. 12 is a change in average porosity of gamma-alumina particles obtained by heat-treating gamma-AlO (OH) particles prepared at varying aging times at 90 ° C. and 96 ° C. at 600 ° C. FIG.

제13도는 96℃의 숙성온도에서 숙성시간에 따른 감마-AlO(OH)의 TGA 곡선 비교도.13 is a comparison of the TGA curve of gamma-AlO (OH) according to the ripening time at the ripening temperature of 96 ℃.

감마-알루미나(γ-Al2O3) 입자는 기공이 매우 미세하고 다공도가 높으며, 비표면적이 넓어 분리막이나 촉매 또는 촉매의 담체 그리고 흡착제 등으로 많이 사용된다. 이러한 감마-알루미나 입자를 제조하기 위해서 감마-AlO(OH) 졸을 제조하는 것이 바람직하다. 왜냐하면 감마-AlO(OH) 졸은 1 수화물(Al2O3·H2O) 이기 때문에 3 수화물(Al2O3·3H2O)에 비하여 소성시 발생되는 질량 감소를 20% 정도 줄일 수 있고, 따라서 구조수(structural water)의 제거에 동반되는 수축 현상을 완화시키어 막 제조시 동반되는 균열을 크게 감소시킬 수 있기 때문이다[Yoldas. B.E. : "Hydrolysis of Aluminum Alkoxides and Bayerite Conversion", J. appl. Chem. Biotechnol., 23,803(1973)]. 또한 추가적이 유기 첨가제 없이 지지체와의 접착력이 크고, 450∼900℃의 넓은 소성온도 범위에서 감마-알루미나로 쉽게 전이되어, 그 제조가 용이하기 때문이다[Leenaars, A.F.M., Keizer, K. and Burggraaf, A.J. : "The preparation and Characterization of Alumina Membranes with Ultra-fine Pores. Part 1. Microstructural Inversigations on Non-supported Membranes", J. Mat. Sci., 19, 1077(1984)].Gamma-alumina (γ-Al2O3) particles have very fine pores, high porosity, and have a large specific surface area and are widely used as separators, catalysts or carriers of catalysts, and adsorbents. In order to prepare such gamma-alumina particles, it is preferable to prepare gamma-AlO (OH) sol. Because gamma-AlO (OH) sol is monohydrate (Al 2 O 3 · H 2 O), compared to trihydrate (Al 2 O 3 · 3H 2 O), the mass loss generated during firing can be reduced by about 20%. Therefore, it is possible to alleviate the shrinkage phenomenon accompanying the removal of the structural water, thereby greatly reducing the cracks accompanying the film production [Yoldas. BE: "Hydrolysis of Aluminum Alkoxides and Bayerite Conversion", J. appl. Chem. Biotechnol., 23,803 (1973). It is also because of its high adhesion to the support without additional organic additives, and easy transition to gamma-alumina over a wide firing temperature range of 450-900 ° C, making it easy to manufacture [Leenaars, AFM, Keizer, K. and Burggraaf, AJ: "The preparation and Characterization of Alumina Membranes with Ultra-fine Pores. Part 1. Microstructural Inversigations on Non-supported Membranes", J. Mat. Sci., 19, 1077 (1984)].

감마-알루미나 입자의 미세구조 특성을 출발물질인 Al(OC3H7)3로부터 감마-AlO(OH) 졸, 겔 그리고 감마-알루미나 입자로의 전이과정에 민감한 영향을 받는다. 그러므로 본 발명은 감마-알루미나 입자의 미세구조 특성을 제어하기 위하여 감마-AlO(OH) 졸 제조 공정단계 가운데 숙성에 의한 미세구조 특성을 관찰하였다.The microstructural properties of gamma-alumina particles are sensitively affected by the transition from the starting material Al (OC 3 H 7 ) 3 to gamma-AlO (OH) sol, gel and gamma-alumina particles. Therefore, the present invention observed the microstructure characteristics by aging in the process step of manufacturing gamma-AlO (OH) sol in order to control the microstructure characteristics of the gamma-alumina particles.

다음 실험예 및 실시예로 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.The present invention will be described in more detail with the following experimental examples and examples.

감마-AlO(OH) 입자의 제조방법 :Method for preparing gamma-AlO (OH) particles:

제2도에서 나타낸 바와 같은 반응장치를 설치하고, 반응기내에 적정 량의 물(감마-알루미나막 제조용으로 적합한 졸 농도 범위인 H2O/Al의 몰 비를 100으로 고정[ Yoldas, B.E. : "Alumina Sol Preparation from Alkoxides", Amer. Ceram. Soc. Bull., 54, 3, 289(1975)].)을 넣고, 항온조를 이용하여 반응기내의 물의 온도를 90℃ 온도로 유지시킨 후, 반응물인 알루미늄 이소프로폭사이드(Al(OC3II7)3, Fluka Chemie, AG)를 첨가하여 1000 r.p.m.으로 교반시켰다. 본 실험은 80℃ 이하에서 생성되는 3 수화물(Al(OH)3, Al2O3·3H2O)의 생성을 억제하고, 화학반응시 발생되는 이소프로필 알콜을 제거하기 위하여 이소프로필 알콜의 비점(82.4℃)이상인 반응온도에서 반응시켰고, 흡입기(aspirator)를 반응기에 부착하여 이소프로필 알콜의 생성과 동시에 제거하여 이로 인한 역반응을 방지하였다. 알루미늄 이소프로폭사이드와 물과의 가수분해 및 축중합반응속도는 대단히 빠르기 때문에 이 단계의 반응속도의 조절을 통한 감마-AlO(OH) 입자 및 감마-알루미나 입자 특성을 제어하기란 매우 어렵다. 그러므로 모든 실험조건에서 가수분해 및 축중합반응을 위한 반응조건을 90℃, 30분으로 고정시켜 이 단계의 영향을 고정하였다. 이 단계에서 30분의 반응시간은 가열된 물에 알루미늄 이소프로폭사이드의 첨가시 발열반응으로 인해 상승한 반응기내 용액의 온도가 평형온도에 도달하는 시간으로 하였다. 따라서 가수분해와 축중합반응 이후에 진행되는 숙성기간은 30분 이후의 반응시간을 기준하였다. 숙성 조건은 90℃, 96℃의 숙성온도에서 숙성시간(1, 24, 48, 72시간)을 변화시키면서 그 영향을 고찰하였다. 또한 숙성 후, 얻어진 감마-AlO(OH) 시료의 상태는 응집되어진 침전상태로 졸 용액내 입자의 효과적인 분산을 위해서는 해교과정을 진행시켜야만 한다. 해교를 위해서는 Al이온과 착화합물을 형성하지 않는 산전해질을 선택하여야만 하는 데, 본 실험에서는 낮은 농도에서 필요로 하는 전하효과를 띠게 하기 위하여 강전해질이면서 알루미늄이온과 착화합물을 형성하지 않는 염산(Merck, 32%)을 산전해질로 선택하여 해교과정을 진행시켰다. 이때 해교과정은 96℃ 해교온도에서 Yoldas[Yoldas, B.E. : "Alumina Gels that Form Porous Transparent Al2O3", J. Mat. Sci., 10, 1856(1975)]가 제시한 적정 산농도 범위인 0.07HCl/Al 의 몰 비로 고정시켰다.A reactor as shown in FIG. 2 was installed, and a fixed amount of water (fixed molar ratio of H 2 O / Al in sol concentration range suitable for the production of gamma-alumina membrane to 100 was fixed in the reactor [Yoldas, BE: "Alumina Sol Preparation from Alkoxides ", Amer. Ceram. Soc. Bull., 54, 3, 289 (1975)].), Using a thermostat to maintain the temperature of the water in the reactor at 90 ℃ temperature, the aluminum iso reactant Propoxide (Al (OC 3 II 7 ) 3 , Fluka Chemie, AG) was added and stirred at 1000 rpm. This experiment suppresses the production of trihydrates (Al (OH) 3 , Al 2 O 3 · 3H 2 O) produced below 80 ° C and removes isopropyl alcohol from chemical reactions. The reaction was carried out at a reaction temperature of (82.4 ° C.) or more, and an aspirator was attached to the reactor to remove simultaneously with the production of isopropyl alcohol, thereby preventing a reverse reaction. Since the rate of hydrolysis and condensation polymerization of aluminum isopropoxide with water is very fast, it is very difficult to control the properties of gamma-AlO (OH) particles and gamma-alumina particles by controlling the reaction rate of this step. Therefore, the effects of this step were fixed by fixing the reaction conditions for hydrolysis and polycondensation at 90 ° C. for 30 minutes under all experimental conditions. In this step, the reaction time of 30 minutes was the time when the temperature of the solution in the reactor, which rose due to the exothermic reaction when the aluminum isopropoxide was added to the heated water, reached the equilibrium temperature. Therefore, the aging period after the hydrolysis and polycondensation reaction was based on the reaction time after 30 minutes. The effects of aging conditions were investigated while varying the aging time (1, 24, 48, 72 hours) at aging temperatures of 90 ° C and 96 ° C. In addition, after aging, the obtained gamma-AlO (OH) sample is in the aggregated precipitated state, and the peptizing process must be performed for effective dispersion of the particles in the sol solution. For peptizing, acid electrolytes that do not form complexes with Al ions should be selected.In this experiment, hydrochloric acid (Merck, 32%), which is a strong electrolyte and does not form complexes with aluminum ions in order to have the required charge effect at low concentrations, is selected. ) Was selected as an ante electrolyte to proceed with the discourse process. At this time, the peptizing process was carried out at Yoldas [Yoldas, BE: "Alumina Gels that Form Porous Transparent Al 2 O 3 ", J. Mat. Sci., 10, 1856 (1975)] was fixed at a molar ratio of 0.07 HCl / Al, the range of the appropriate acid concentration.

실험방법 및 기기 :Experimental Method and Equipment:

실험에 이용된 감마-AlO(OH) 입자 상태는 숙성을 거쳐 제조한 감마-AlO(OH) 졸 용액을 일정 건조조건(40℃, 48시간)에서 건조 후, 분석에 이용하였다. 숙성조건에 따른 감마-AlO(OH) 입자의 결정도는 X선회절분석 장치(X-ray diffraction Analyzer, Rigaku, DuKα Filter)를 이용하여 다음 조건(Scanning speed 2°/min, 30kV, 20mA, 10°≤2θ≤70°scanning range) 하에서 분석하였다. 또한 숙성에 따른 감마-AlO(OH) 입자내 결합기의 변화를 분석하기 위하여 적외선흡광분석(Fourier Transform-Infrared Spedtrometer, MIDAS)을 수행하였으며 흡광분석을 위하여 KBr 에 건조된 감마-AlO(OH) 입자를 200 : 1의 비율로 균일하게 혼합한 후, 400∼4000 cm-1파수 범위에서 분석하였다. 숙성시간을 변화시켜 제조한 감마-AlO(OH) 시료에 일정 해교반응(0.07 HCl/Al molar ratio, 반응시간 24hour, 반응온도 96℃)을 진행시켜 얻은 졸 용액내 졸 입자의 크기 및 입도 분포를 분석하기 위하여 입도분석기(Particle Size Analyzer, Zetasizer 3000, Malvern instrument ltd., U.K.)를 이용한 다음 분석조건(10mW He-Ne laser, Wavelength 633nm, 2∼3000nm size range)에서 졸 용액 내에 분산된 입자의 크기 및 분포를 분석하였다. 또한 숙성시간의 변화에 따른 감마-AlO(OH) 입자의 미세구조 특성변화를 분석하기 위하여 질소 흡·탈착 분석(N2adsorption/desorption Analyzer(BET), Micromeritics사, ASAP2000)을 수행하였다. 이때 사용한 감마-AlO(OH) 분석시료는 숙성과 해교과정을 거쳐 제조한 감마-AlO(OH) 졸 용액을 40℃에서 48시간 건조시킨 감마-AlO(OH) 입자상태로 150℃의 진공건조기(Vacuum oven)하에서 11시간 degasing시킨 후, 0.2g 정도 채취하여 BET 분석을 수행하였다. 이밖에 숙성시간을 변화시켜 제조한 감마-AlO(OH) 시료에 일정 해교반응을 거쳐 제조된 졸 용액내 포함된 잔류 이소프로필알콜의 함량을 기체 크로마토그래피(Gas Chromatography, Shimadju)로 분석하였다. 열처리 온도에 따른 감마-AlO(OH) 입자에서 감마-알루미나 입자로의 상전이 온도 및 질량감소를 분석하기 위해 열질량분석 장치(Thermogravimetric Analyzer,Dupont 사, 9900)를 이용하여 분석하였다. 이때 시료는 숙성과 해교과정을 거쳐 제조한 감마-AlO(OH) 졸 용액을 40℃에서 48시간 건조시킨 감마-AlO(OH) 입자를 질소 분위기 하에서 30∼750℃ 온도범위까지 10℃/min으로 승온시키면서 분석하였다.The gamma-AlO (OH) particle state used in the experiment was used for analysis after drying the gamma-AlO (OH) sol solution prepared through aging under constant drying conditions (40 ° C., 48 hours). The crystallinity of gamma-AlO (OH) particles according to aging conditions was determined using X-ray diffraction analyzer, Rigaku, DuKα Filter (Scanning speed 2 ° / min, 30kV, 20mA, 10 °) Analysis under ≤ 2θ ≤ 70 ° scanning range. In addition, Fourier Transform-Infrared Spedtrometer (MIDAS) was performed to analyze the change of the bond group in the gamma-AlO (OH) particles according to aging. After uniformly mixing at a ratio of 200: 1, it analyzed in 400-4000 cm <-1> wavenumber range. The size and particle size distribution of the sol particles in the sol solution obtained by performing a peptizing reaction (0.07 HCl / Al molar ratio, reaction time 24 hours, reaction temperature 96 ℃) to the gamma-AlO (OH) sample prepared by changing the aging time Size of particles dispersed in sol solution under the following analysis conditions (10mW He-Ne laser, Wavelength 633nm, 2 ~ 3000nm size range) using particle size analyzer (Particle Size Analyzer, Zetasizer 3000, Malvern instrument ltd., UK) And distribution. In addition, nitrogen adsorption / desorption analysis (N 2 adsorption / desorption analyzer (BET), Micromeritics, ASAP2000) was performed to analyze the microstructural changes of gamma-AlO (OH) particles with the change of aging time. The gamma-AlO (OH) analysis sample used at this time was gamma-AlO (OH) sol solution prepared by aging and peptizing process at 40 ° C for 48 hours in a gamma-AlO (OH) particle state at 150 ° C. After degasing for 11 hours in a vacuum oven, 0.2g of the sample was collected and BET analysis was performed. In addition, the content of residual isopropyl alcohol contained in the sol solution prepared through a certain peptizing reaction to the gamma-AlO (OH) sample prepared by changing the aging time was analyzed by gas chromatography (Gas Chromatography, Shimadju). The thermal mass spectrometer (Thermogravimetric Analyzer, Dupont, 9900) was used to analyze phase transition temperature and mass loss from gamma-AlO (OH) particles to gamma-alumina particles according to the heat treatment temperature. In this case, the gamma-AlO (OH) particles prepared by aging and peptizing were dried at 40 ° C. for 48 hours at 10 ° C./min up to a temperature range of 30 to 750 ° C. under nitrogen atmosphere. The analysis was performed while raising the temperature.

[실험예 1]Experimental Example 1

숙성(Aging)에 따른 결정도의 영향 :Effect of Crystallinity on Aging:

본 발명에서는 숙성에 의한 감마-AlO(OH) 입자 특성을 고찰한 결과, 숙성시간의 경과에 따라 졸 용액내의 감마-AlO(OH) 입자의 결정도가 증가하였다. 96℃ 숙성온도에서 숙성시간을 변화시켜 제조한 감마-AlO(OH) 용액을 40℃ 건조온도에서 48시간동안 건조시킨 후, 감마-AlO(OH) 입자의 X선회절 분석결과로 숙성시간이 증가함에 따라 결정도가 낮은 pseudo-boehmite 구조에서 점차로 결정도가 향상된 crystalline-boehmite 구조로 전이되었다. 그 결과를 제3도에 나타내었다. 감마-AlO(OH) 입자특성이 감마-알루미나에 입자특성에 미치는 영향을 알아보기 위하여 γ-AlO(OH) 입자를 600℃에서 1시간동안 열처리하여 얻은 γ-Al2O3입자를 X선회절분석기로 분석하였다. 분석결과 제3도의 감마-AlO(OH) 입자의 결정도에 따라 600℃ 열처리하여 얻은 감마-알루미나의 입자의 결정도가 결정되었다. 그 결과를 제3도에 나타내었다. 이는 숙성시간에 따른 감마-AlO(OH) 입자의 특성이 최종적인 감마-알루미나 입자의 특성에도 그대로 영향을 미치고 있음을 나타낸다.In the present invention, the characteristics of gamma-AlO (OH) particles by aging were examined. As a result, the crystallinity of the gamma-AlO (OH) particles in the sol solution increased with the aging time. The gamma-AlO (OH) solution prepared by varying the aging time at 96 ℃ aging temperature was dried for 48 hours at 40 ℃ drying temperature, and the aging time was increased by X-ray diffraction analysis of gamma-AlO (OH) particles. As a result, the transition from the pseudo-boehmite structure with low crystallinity to the crystalline-boehmite structure with improved crystallinity gradually increased. The results are shown in FIG. X-ray diffraction of γ-Al 2 O 3 particles obtained by heat treatment of γ-AlO (OH) particles at 600 ° C for 1 hour to investigate the effect of gamma-AlO (OH) particle characteristics on the particle properties of gamma-alumina Analyzed with an analyzer. As a result of analysis, the crystallinity of the gamma-alumina particles obtained by heat treatment at 600 ° C. was determined according to the crystallinity of the gamma-AlO (OH) particles of FIG. 3. The results are shown in FIG. This indicates that the properties of the gamma-AlO (OH) particles with the aging time also affect the final properties of the gamma-alumina particles.

96℃ 숙성온도에서 숙성시간에 따른 결합기의 변화를 분석하기 위하여 적외선흡광 분석결과로 40℃에서 48시간 건조시킨 γ-AlO(OH) 입자를 KBr에 0.5wt% 혼합시킨 후, 400∼4000cm-1파수범위에서 분석하였다. 그 결과를 제5도에 나타내었다. 문헌[Ed. Wilson, M.J. ; "Clay Mineralogy: Spectroscopic and chemical Determinative Methods", CHAPMAN & HALL(1994)]에 의하면 495, 630, 750cm-1의 3개의 흡수띠는 γ-AlO(OH) 내 Al-O-에 의한 흡수띠이고, 1075cm-1의 흡수띠는 Al-OH의 흡수띠로 알려져 있다. 본 실험 결과, 제5도와 같이 숙성시간이 증가함에 따라1075cm-1의 Al-OH 흡수띠와 400∼1000cm-1범위의 Al-O- 흡수띠의 세기가 증가되었다. 96℃ 숙성온도에서 숙성시간을 변화시켜 제조한 감마-AlO(OH) 졸 입자를 600℃에서 1시간 동안 소결 처리시킨 감마-알루미나 입자의 적외선흡광기로 분석하였다. 결과를 제6도에 나타내었다. 이 결과, 숙성시간이 증가될수록 감마-알루미나 입자의 결합기에 의해 나타나는 548, 880cm-1흡수띠가 점차 증가하고 있다. 이는 X선회절 분석결과와 마찬가지로 숙성에 의해 결정된 감마-AlO(OH) 입자의 특성이 소결 처리후에도 그대로 영향을 미치기 때문이다.In order to analyze the change of the bonding group according to the aging time at 96 ℃ aging temperature, after mixing γ-AlO (OH) particles dried at 40 ℃ for 48 hours in KBr with 0.5wt% mixed with KBr, 400 ~ 4000cm -1 The analysis was carried out in the frequency range. The results are shown in FIG. Ed. Wilson, MJ; According to "Clay Mineralogy: Spectroscopic and chemical Determinative Methods", CHAPMAN & HALL (1994), the three absorption bands of 495, 630 and 750 cm -1 are absorption bands by Al-O- in γ-AlO (OH) and 1075 cm- . The absorption band of 1 is known as the absorption band of Al-OH. The experimental results, as the aging time increases, the fifth assist the strength of Al-O- absorption band of Al-OH absorption band with 400~1000cm -1 range of 1075cm -1 was increased. Gamma-AlO (OH) sol particles prepared by varying aging time at 96 ° C. aging temperature were analyzed by infrared absorber of gamma-alumina particles sintered at 600 ° C. for 1 hour. The results are shown in FIG. As a result, as the aging time increases, the absorption bands of 548 and 880 cm −1 exhibited by the bond groups of the gamma-alumina particles gradually increase. This is because, as in the X-ray diffraction analysis, the properties of the gamma-AlO (OH) particles determined by aging have an effect even after the sintering treatment.

숙성시간에 따른 입자크기의 변화를 알아보기 위하여, 96℃ 숙성온도에서 숙성시간을 변화시켜 제조한 감마-AlO(OH) 용액에 대하여 일정 해교반응(0.07 HCl/Al molar ratio, 반응시간 24hour, 반응온도 96℃) 후, 형성된 졸의 상태를 관찰하였다. 제7도에서 보이는 바와 같이 숙성시간의 증가에 따라 감마-AlO(OH) 졸 용액내 졸 입자의 투광도가 점차로 감소됨을 알 수 있었다. 이는 숙성시간의 증가에 따라 커진 감마-AlO(OH) 입자에 의해 빛의 산란도가 증가되어 투광도의 감소로 나타나기 때문이다.In order to investigate the change of particle size according to the aging time, a constant peptizing reaction (0.07 HCl / Al molar ratio, reaction time 24hour, reaction to gamma-AlO (OH) solution prepared by changing the aging time at 96 ℃ aging temperature) Temperature 96 ° C.), the state of the sol formed was observed. As shown in FIG. 7, it was found that the transmittance of the sol particles in the gamma-AlO (OH) sol solution gradually decreased with increasing aging time. This is because the scattering degree of light is increased by increasing gamma-AlO (OH) particles with increasing aging time, resulting in a decrease in light transmittance.

96℃ 숙성온도에서 숙성시간을 변화시켜 제조한 γ-AlO(OH) 졸 용액내 입자의 크기와 분포를 입도분석기(Zetasizer, Malvern)로 분석한 결과를 제8도에 나타내고 제8도의 입도분석 결과의 평균입자의 크기를 표 1에 나타내었다.The size and distribution of particles in γ-AlO (OH) sol solution prepared by varying the aging time at 96 ℃ aging temperature are shown in Fig. 8 and shown in Fig. 8 The average particle size of is shown in Table 1.

[표 1]TABLE 1

평균입자크기Average particle size

이 분석결과에서 보면 96℃ 숙성온도 조건에서 1∼72시간 범위의 숙성시간 증가에 따라 평균입자크기가 26.3∼294.0nm로 증가하였으며, 제8도에서 보는 바와 같이 졸-겔법에 의해 제조된 γ-AlO(OH) 졸 용액의 입도분포가 균일하였다.In the analysis results, the average particle size increased from 26.3 to 294.0 nm with increasing aging time in the range of 1 to 72 hours at 96 ℃ aging temperature conditions, and as shown in FIG. The particle size distribution of the AlO (OH) sol solution was uniform.

[실험예 2]Experimental Example 2

숙성에 따른 미세구조의 영향:Effect of Microstructure on Aging:

90, 96℃의 숙성온도에서 숙성시간 변화에 따른 감마-AlO(OH) 입자의 비표면적과 평균기공경의 변화 알아보기 위하여 질소 흡·탈착 분석장치(BET)로 분석하였다. 그 결과를 제9, 10도에 나타내었다. 제9도는 숙성시간에 따른 감마-AlO(OH) 입자의 비표면적 변화이고, 제10도는 감마-AlO(OH) 입자의 평균기공경의 변화이다. 제9, 10도의 분석결과에서 나타난 바와 같이 90℃ 숙성온도의 경우, 24시간을 기점으로 미세구조 특성변화가 구별되어 나타나고 있는 반면, 96℃ 숙성의 경우 16시간에서 미세구조 변화가 구별되고 있다. 이처럼 숙성시간에 따라 미세구조 변화가 서로 다른 기울기를 갖는다.Nitrogen adsorption and desorption analyzer (BET) was used to investigate the change of specific surface area and average pore size of gamma-AlO (OH) particles with aging time at 90 and 96 ℃. The results are shown in FIGS. 9 and 10 degrees. 9 is a change in specific surface area of gamma-AlO (OH) particles with aging time, and FIG. 10 is a change in average pore diameter of gamma-AlO (OH) particles. As shown in the analysis results of FIGS. 9 and 10 degrees, in the 90 ° C ripening temperature, the microstructural characteristic change is distinguished from 24 hours, whereas in the 96 ° C ripening, the microstructural change is distinguished at 16 hours. As such, the microstructure changes have different slopes according to the aging time.

이는, 숙성초기 단계의 경우, 미세구조의 급격한 변화를 가져오는 반면 숙성후기 단계에서는 미세구조의 완만한 변화를 보이고 있다. 이는 졸 입자 특성의 변화가 숙성초기와 후기단계에 걸쳐 서로 다른 메카니즘을 거치고 있음을 보이는 결과로 숙성초기의 경우, 초기의 빠른 30분의 가수분해와 축중합반응으로 형성된 결정도가 낮은 pseudo-boehmite내에 잔류하고 있던 OR기가 숙성초기에 가수분해와 축중합반응을 진행시키게 됨과 동시에 입자간 축중합반응의 진행으로 결정도가 향상된 crystalline-boehmite로 전이되어 급격한 미세구조 특성변화가 나타났기 때문이다. Yoldas[Yoldas, B.E.: "Molecular and Microstructural Effects of Condensation Reactions in Alkoxide-Based Alumina Systems", des. Mackenzie, J.D. and Ulrich, D.R., John Wiley & Sons, 333(1988)]에 따르면 80℃이상의 가열된 물과의 가수분해 후, 형성된 pseudo-boehmite 상내에 약 5∼6%의 OR기를 내포하고 있다고 보고하였다.This, in the early stage of aging, leads to a drastic change in the microstructure, while the late stage of aging shows a gentle change in the microstructure. This shows that the change of sol particle characteristics goes through different mechanisms in the early and late stages of fermentation. In the early stages of fermentation, it was found in pseudo-boehmite with low crystallinity formed by early 30 minutes hydrolysis and polycondensation. This is because the remaining OR group undergoes hydrolysis and polycondensation reaction at the early stage of aging, and at the same time, the microstructure changes rapidly due to the transition of crystalline-boehmite with improved crystallinity. Yoldas, Yoldas, B.E .: "Molecular and Microstructural Effects of Condensation Reactions in Alkoxide-Based Alumina Systems", des. Mackenzie, J.D. and Ulrich, D.R., John Wiley & Sons, 333 (1988) reported that after hydrolysis with heated water at 80 ° C. or higher, it contained about 5-6% of OR groups in the formed pseudo-boehmite phase.

숙성 후, 일정 해교반응(0.07 HCl/Al molar ratio, 반응시간 24hour, 반응온도 96℃)을 거쳐 제조한 졸 용액내에 포함하고 있는 잔류 OR기를 기체 크로마토그래피로 분석하였다. 그 결과를 표 2에 나타내었다. 그 결과, 숙성시간에 따라 0∼7%의 이소프로필 알콜의 함량이 검출되었다. 이 분석결과를 보면 졸 용액내 잔류 하고 있는 이소프로필 알콜의 양이 숙성시간이 증가함에 따라 감소하다가 48시간 숙성시간 이후에는 전혀 검출되지 않고 있다.After aging, the residual OR group contained in the sol solution prepared through a constant peptizing reaction (0.07 HCl / Al molar ratio, reaction time 24 hours, reaction temperature 96 ℃) was analyzed by gas chromatography. The results are shown in Table 2. As a result, the content of isopropyl alcohol of 0-7% was detected depending on the aging time. This analysis shows that the amount of isopropyl alcohol remaining in the sol solution decreases with increasing aging time and is not detected at all after 48 hours of aging.

[표 2]TABLE 2

숙성시간에 따른 이소프로필알콜의 농도Isopropyl Alcohol Concentration with Aging Time

숙성후기 단계의 경우, 표 2에서 보는 바와 같이 잔류 OR기가 졸 용액내에서 대부분 제거되었으므로 잔류 OR기의 추가적인 가수분해 및 축중합반응의 진행으로 입자특성 변화가 발생한다고 설명하기 어렵다. 그렇지만 제3도의 X선회절 분석결과와 제5도의 적외선흡광 분석결과에서 보면 이 숙성기간에도 Al-OH기와 Al-O기의 생성이 계속 증가하고 있음을 볼 수 있다. 이는 입자의 성장메카니즘이 주로 작은 입자들이 입자간 축중합반응에 의해 응집하고 성장하여 polycrystalline-boehmite 입자로 전이되므로서 미세구조 특성변화가 숙성초기에 비해 완만한 기울기를 보이고 있다.In the late maturing step, as shown in Table 2, since most of the residual OR group was removed in the sol solution, it is difficult to explain that the change of particle characteristics occurs due to further hydrolysis and condensation polymerization of the residual OR group. However, the X-ray diffraction analysis results of FIG. 3 and the infrared absorption analysis results of FIG. 5 show that the production of Al-OH and Al-O groups continues to increase during this ripening period. This is because the growth mechanism of the particles is mainly small particles aggregate and grow by condensation polymerization between particles and transfer to polycrystalline-boehmite particles.

90, 96℃ 숙성온도에서 숙성시간을 변화시켜 제조한 감마-AlO(OH) 졸 입자를 600℃ 소결 처리하여 얻은 감마-알루미나 입자의 비표면적의 변화를 제11도에 나타내었고, 감마-알루미나 입자의 평균기공경의 변화를 제12도에 나타내었다. 제11, 12도에서 보면 숙성시간에 따라 감마-AlO(OH) 입자의 미세구조 특성 변화와 유사한 경향을 나타내고 있다. 즉, 결정도의 영향과 마찬가지로 최종적인 감마-알루미나 입자의 미세구조 특성도 감마-AlO(OH) 졸 입자의 미세구조 특성에 의해 결정되었음을 알 수 있다. 이는, 감마-알루미나 입자의 미세구조가 숙성에 의해 제어 가능하다는 것을 나타낸다.The specific surface area of the gamma-alumina particles obtained by sintering the gamma-AlO (OH) sol particles prepared by varying the aging time at 90, 96 ° C. aging temperature is shown in FIG. 11, and the gamma-alumina particles. Figure 12 shows the change in the average pore diameter. In FIGS. 11 and 12, the microstructure characteristics of the gamma-AlO (OH) particles are similar to the aging time. That is, it can be seen that the final microstructure characteristics of the gamma-alumina particles were determined by the microstructure characteristics of the gamma-AlO (OH) sol particles as well as the effect of crystallinity. This indicates that the microstructure of gamma-alumina particles is controllable by aging.

96℃ 숙성온도에서 숙성시간을 변화시켜 제조한 감마-AlO(OH) 입자를 40℃에서 48시간 건조시킨 후, 질소 분위기 하에서 열질량분석 장치(TGA)를 이용하여 얻은 열적 거동을 관찰하였다. 약 100℃ 내외에서 감마-AlO(OH) 입자표면에 흡착된 물이 제거되는 단계와 467℃ 부근에서는 구조수(structural water)가 제거되는 단계로 상전이가 이루어졌다. 그 결과를 제13도에 나타내었다. 제13도에서 보면 숙성시간을 변화시켜 제조한 감마-AlO(OH) 입자의 열적 거동이 100℃ 근처의 흡착수가 제거될 때 서로 다른 거동을 보였다. 즉, 숙성시간이 증가함에 따라 제거되는 흡착수의 양이 감소되는 것이다. 이는 제9, 11도의 질소 흡·탈착 분석결과와 같이 숙성시간의 증가에 따라 입자가 성장하면서 비표면적의 감소를 가져와 표면에 흡착된 흡착수(absorbed water)의 양이 감소하여 나타난 것이다. 반면에 감마-알루미나로 전이되는 과정에서 구조수의 제거로 인한 질량감소는 이론적인 값과 모두 일치하였다. 즉, 감마-AlO(OH)의 분자량이 59.99g/mol이며, 감마-알루미나의 분자량은 101.96 g/mol이므로, 반응식(1)과 같이 전이될 때의 질량감소는 18.02 g.mol로서 이론적으로 15.02%가 이루어지는 데, 구조수의 제거는 숙성조건에 관계없이 모두 감마-알루미나가 생성되는 온도인 467℃근처에 도달할 때까지 질량감소가 15∼16% 정도 이루어졌다.After gamma-AlO (OH) particles prepared by varying the aging time at 96 ° C. aging temperature were dried at 40 ° C. for 48 hours, the thermal behavior obtained by using a thermal mass spectrometer (TGA) under nitrogen atmosphere was observed. The phase transition was performed by removing water adsorbed on the surface of gamma-AlO (OH) particles at about 100 ° C and removing structural water at around 467 ° C. The results are shown in FIG. In FIG. 13, the thermal behavior of the gamma-AlO (OH) particles prepared by varying the aging time showed different behavior when the adsorbed water near 100 ° C. was removed. That is, the amount of adsorbed water removed as the aging time increases. As shown in the results of the nitrogen adsorption and desorption analysis of FIGS. 9 and 11 degrees, the growth of the particles resulted in a decrease in specific surface area as the aging time increased, resulting in a decrease in the amount of absorbed water adsorbed on the surface. On the other hand, the mass loss due to the removal of structured water during the transition to gamma-alumina is consistent with the theoretical values. That is, since the molecular weight of gamma-AlO (OH) is 59.99 g / mol and the molecular weight of gamma-alumina is 101.96 g / mol, the mass loss when transitioned as in Scheme (1) is 18.02 g.mol, theoretically 15.02. Regardless of the aging conditions, the mass loss was about 15 to 16% until the temperature reached near 467 ° C, which is the temperature at which gamma-alumina is formed.

[반응식 1]Scheme 1

2γ-AlooH→γ-Al2O3+ H2O↑2γ-AlooH → γ-Al 2 O 3 + H 2 O ↑

숙성시간의 증가에 따라 흡착수를 제거하는 데, 필요한 가열 온도점이 감소하였다. 이는 숙성으로 인하여 입자의 비표면적이 감소되고, 이에 따라 입자표면에 흡착된 흡착수의 양이 줄어드는 현상으로 숙성시간의 증가에 따라 비표면적의 감소량만큼 흡착수의 양이 줄어들므로 낮은 가열온도에서도 충분히 흡착수를 제거할 수 있기 때문이다. 결과를 제13도에 나타내었다.As the aging time increased, the heating temperature point required to remove the adsorbed water decreased. This is a phenomenon that the specific surface area of the particles decreases due to aging, and thus the amount of adsorbed water adsorbed on the surface of the particles decreases, so that the amount of adsorbed water decreases by the decrease of the specific surface area as the aging time increases. Because it can be removed. The results are shown in FIG.

위의 실험예 등에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에서는 고온에서 안정한 감마-알루미나 막의 미세구조 특성을 조절하기 위한 목적으로 막 제조에 수반되는 졸 제조공정 변수의 영향을 고찰하여 숙성이 감마-AlO(OH) 졸 입자와 감마-알루미나막의 미세구조 특성에도 중대한 영향을 미침을 알 수 있었다. 숙성에 따라 감마-AlO(OH) 입자는 결정도 변화는 물론 평균기공경 증가 및 비표면적 감소 등 미세구조 특성에도 큰 변화가 나타났다. 특히 감마-AlO(OH) 입자의 미세구조 특성이 숙성 시간에 따라 다른 기울기를 나타내었다. 숙성 초기의 경우, 결정도가 낮은 pseudo-boehmite 상내에 잔류하고 있던 -OR기가 숙성시 추가적인 가수분해와 축중합반응이 진행됨과 동시에 입자간의 축중합반응의 진행으로 -OH기와 -O-기의 생성이 증가되어 crystalline-boehmite 상으로 전이되므로 입자의 미세구조 특성변화가 급격히 발생한 반면, 숙성 후기단계의 경우, 졸 용액내 잔류하던 OR기는 모두 제거되어 주로 생성된 입자가 입자간 축중합반응으로 응집하고 성장하여 좀 더 조밀하고(dense) 크기가 큰 polycrystalline-boehmite 입자로 전이되므로 숙성초기 단계에 비해 미세구조 특성변화가 완만하게 나타났다.As can be seen in the above experimental example, the present invention considers the effect of the sol manufacturing process parameters involved in the film preparation for the purpose of controlling the microstructural properties of the gamma-alumina film stable at high temperature, the aging gamma-AlO ( It was found that the OH) sol particles and the gamma-alumina film had a significant effect on the microstructural properties. As aging, gamma-AlO (OH) particles showed significant changes in microstructural properties, such as crystallinity change, mean pore size increase, and specific surface area decrease. In particular, the microstructural properties of gamma-AlO (OH) particles showed different slopes with aging time. In the early stage of fermentation, the -OR group remaining in the low crystallinity pseudo-boehmite phase undergoes further hydrolysis and condensation polymerization reaction during the fermentation, and the condensation polymerization reaction between particles leads to the formation of -OH group and -O- group. In the late stage of aging, all the OR groups remaining in the sol solution are removed, and the resulting particles aggregate and grow by condensation polymerization between particles. As a result, the microstructure changes more slowly than the early stages of maturation because it is transferred to more dense and larger polycrystalline-boehmite particles.

이러한 숙성에 따른 졸 입자의 미세구조 특성변화는 소결 처리하여 얻은 감마-알루미나 입자의 미세구조 특성변화에도 직결되고 있음을 볼 때, 감마-알루미나 막으로의 적용시 막의 분리특성을 개선하기 위해서는 졸 제조단계의 숙성의 영향을 고찰하는 것이 중요하다.In view of the fact that the microstructural characteristics change of the sol particles according to the aging are directly related to the microstructural characteristics of the gamma-alumina particles obtained by sintering, the sol preparation was performed to improve the separation characteristics of the sol particles when applied to the gamma-alumina membrane. It is important to consider the effects of the maturation of the stage.

위의 실험고찰에 따라 감마-알루미나를 제조하는 방법을 다음 실시예에 나타내었다.According to the above experimental considerations, a method of preparing gamma-alumina is shown in the following examples.

[실시예 1]Example 1

흡입기를 부착시킨 반응기에 탈이온화된 증류수 100mol를 항온조를 이용하여 90℃를 유지하고 알루미늄이소프로폭사이드 1mol을 첨가하여 1000rpm으로 교반시켰다. 24시간동안 숙성시키고 생성된 졸 용액에 염산을 넣고 젓는다. 이렇게 하여 얻어진 감마-AlO(OH)를 40도에서 48시간동안 건조시키고 600도에서 1시간동안 소결하였다.100 mol of deionized distilled water was maintained at 90 DEG C using a thermostat in a reactor to which an inhaler was attached, and 1 mol of aluminum isopropoxide was added thereto, followed by stirring at 1000 rpm. Aged for 24 hours and stirred with hydrochloric acid in the resulting sol solution. The gamma-AlO (OH) thus obtained was dried at 40 degrees for 48 hours and sintered at 600 degrees for 1 hour.

[실시예 2]Example 2

흡입기를 부착시킨 반응기에 탈이온화된 증류수 100mol를 항온조를 이용하여 90℃를 유지하고 알루미늄이소프로폭사이드 1mol을 첨가하여 1000rpm으로 교반시켰다. 16시간동안 숙성시키고 생성된 졸 용액에 염산을 넣고 젓는다. 이렇게 하여 얻어진 감마-AlO(OH)를 40℃에서 48시간동안 건조시키고 600도에서 1시간동안 소결하였다.100 mol of deionized distilled water was maintained at 90 DEG C using a thermostat in a reactor to which an inhaler was attached, and 1 mol of aluminum isopropoxide was added thereto, followed by stirring at 1000 rpm. Aged for 16 hours and stirred with hydrochloric acid in the resulting sol solution. The gamma-AlO (OH) thus obtained was dried at 40 ° C. for 48 hours and sintered at 600 ° C. for 1 hour.

본 발명의 효과는 원하는 입자특성을 갖는 감마-알루미나를 제조할 수 있다는 것이다.An effect of the present invention is that gamma-alumina having desired particle characteristics can be produced.

Claims (2)

알루미늄 이소프로폭사이드를 가수분해 및 축중합반응을 시키고, 이 반응물을 숙성, 해교, 건조 및 열처리하여 감마-알루미나를 제조하는 방법에 있어서, 상기 중축합된 반응물을 이소프로필알코올의 비점 이상의 온도에서 16시간 이상 숙성시킴을 특징으로 하는 알루미나 졸(boehmite, γ-AlO(OH))의 입자특성을 조절하는 방법.In a method for producing gamma-alumina by subjecting aluminum isopropoxide to hydrolysis and polycondensation, and aging, peptizing, drying and heat treating the reactant, the polycondensed reactant is subjected to a temperature above the boiling point of isopropyl alcohol. Method for controlling the particle characteristics of alumina sol (boehmite, γ-AlO (OH)) characterized in that aged for 16 hours or more. 이소프로폭사이드를 이용하여 가수분해 및 축중합반응을 시키고 이 반응물을 숙성, 해교, 건조 및 열처리하여 감마-알루미나를 제조함에 있어서, 상기 축중합된 반응물을 숙성시킬 때, 숙성온도를 82.4℃∼100.0℃로, 숙성 시간을 16∼72시간으로 조절함으로써 감마-알루미나(γ-Al2O3)의 입자특성을 조절하는 방법.In the preparation of gamma-alumina by hydrolysis and polycondensation reaction using isopropoxide and aging, peptization, drying and heat treatment, the aging temperature is 82.4 ° C to A method of controlling the particle characteristics of gamma-alumina (γ-Al 2 O 3 ) by adjusting the aging time to 16 to 72 hours at 100.0 ° C.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008534416A (en) * 2005-03-23 2008-08-28 コリア・リサーチ・インスチチュート・オブ・ケミカル・テクノロジー Boehmite having high surface area and method for producing γ-alumina
KR101587110B1 (en) * 2014-12-16 2016-01-20 오상자이엘 주식회사 Alumina particles and its manufacturing method
KR101862612B1 (en) * 2012-06-07 2018-05-31 한국전력공사 Method for preparing porous using nano-polystyrene beads

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