KR100417694B1 - Preparation method of spherical monodispersed bariumtitanate particles - Google Patents

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KR100417694B1 KR10-1999-0059907A KR19990059907A KR100417694B1 KR 100417694 B1 KR100417694 B1 KR 100417694B1 KR 19990059907 A KR19990059907 A KR 19990059907A KR 100417694 B1 KR100417694 B1 KR 100417694B1
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Abstract

본 발명은 알콕사이드(Alkoxide)법에 의한 단분산 구상 바륨티타네이트(Barium Titanate) 미립자의 제조방법에 관한 것으로, 상온에서 액상으로 존재하는 알코올 중 가장 고급 알코올인 옥탄올(Octanol), 아세토니트릴(Acetonitrile) 및 에탄올(Ethanol)로 이루어진 혼합용액 중에 바륨티타늄 복합 알콕사이드를 가수분해시켜 구상이면서 입경이 균일하고 1 미크론(㎛) 이하의 크기를 갖는 바륨티타네이트 미립자의 제조방법을 제공한다.The present invention relates to a method for producing monodisperse spherical barium titanate fine particles by alkoxide method, octanol, acetonitrile, which is the higher alcohol among the alcohols present in the liquid phase at room temperature. ) And a barium titanium composite alkoxide in a mixed solution consisting of ethanol (Ethanol) is hydrolyzed to provide a method for producing barium titanate fine particles having a spherical shape, uniform particle size and a size of 1 micron or less.

Description

단분산 구상 바륨티타네이트 미립자의 제조방법{Preparation method of spherical monodispersed bariumtitanate particles}Preparation method of monodisperse spherical barium titanate particles {Preparation method of spherical monodispersed bariumtitanate particles}

본 발명은 단분산된 구상 바륨티타네이트(Bariumtitanate) 미립자의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 알콕사이드법으로 구상이면서 입경이 균일하고 1 미크론(㎛) 이하의 크기를 갖는 바륨티타네이트 미립자를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing monodisperse spherical barium titanate fine particles, and more particularly to the production of barium titanate fine particles having a spherical particle size and a size of 1 micron (μm) or less by the alkoxide method. It is about how to.

페로브스카이트(Perovskite) 구조를 갖는 바륨티타네이트 소결체는 그 결정구조적 특성으로 인하여 유전체나 압전체 소자 등의 첨단 전자재료를 제조하는데 사용되는 원료로 널리 사용되고 있다.A barium titanate sintered body having a perovskite structure is widely used as a raw material for producing advanced electronic materials such as dielectrics and piezoelectric elements due to its crystal structure.

이러한 첨단산업분야에 사용되는 바륨티타네이트 분말과 같은 기능성 세라믹스 소자의 원료들은 그 화학조성이나 미세조직 등에 따라 이들을 원료로 하여 제조된 소자의 물성이 크게 달라지므로 99.0% 이상의 고순도를 갖고 균일한 미세구조를 가지며 밀도가 높고 화학적으로 균질하고 1 미크론 이하의 입자의 크기를 갖는 구형으로 제조될 필요가 있다.The raw materials of functional ceramic devices such as barium titanate powder used in such high-tech industries have a high purity of more than 99.0% and a uniform microstructure because the physical properties of devices manufactured from these materials vary greatly depending on their chemical composition and microstructure. It needs to be made into a sphere having a dense, chemically homogeneous and having a particle size of less than 1 micron.

바륨티타네이트 분말을 제조하는 방법으로는 염화바륨과 염화티탄 수용액 그리고 옥살산 용액을 혼합하여 바륨티탄닐 옥살산염을 침전시킨 다음 이를 열분해하여 제조하는 침전법과, 금속, 무기염, 산화물 또는 수화물을 반응용액과 함께 오토클레이브(Autoclave)에 넣고 고온 고압 하에서 제조하는 수열합성법 등이 알려져 있으나 이러한 방법 등에 의하여 제조된 바륨티타네이트 분말 또는 결정은 제조된 분말의 형태를 구상으로 제조할 수 없고 화학적으로 균질하지 않으며 입자의 크기를 1 미크론 이하로 제조할 수 없다는 단점이 있다.The barium titanate powder is prepared by mixing barium chloride, titanium chloride aqueous solution, and oxalic acid solution to precipitate barium titanyl oxalate, and then pyrolyzing it to prepare a metal, inorganic salt, oxide, or hydrate. The hydrothermal synthesis method, which is put into an autoclave and manufactured under high temperature and high pressure, is known, but the barium titanate powder or crystals prepared by such a method cannot be spherical in form and are not chemically homogeneous. The disadvantage is that the size of the particles cannot be made below 1 micron.

최근 들어 구상의 미립자 세라믹스 원료 분말을 제조하는 수단으로서 금속 알콕사이드(Alkoxide)를 유기용매 중에서 가수분해시키는 방법이 주목받고 있다.In recent years, the method of hydrolyzing a metal alkoxide in an organic solvent as a means of manufacturing spherical particulate ceramic raw material powder attracts attention.

이 방법은 알콕사이드법 또는 가수분해 제어법이라고 일컬어지는데 1968년 스퇴버(stober)가 에탄올 중에서 암모니아를 촉매로 사용하여 실리콘 알콕사이드를 가수분해 시켜 0.5 미크론 정도의 크기를 갖는 구상의 실리카 미립자를 제조하면서 알려지기 시작하였다.This method is called alkoxide method or hydrolysis control method. In 1968, Stober was known to produce spherical silica fine particles having a size of 0.5 micron by hydrolyzing silicon alkoxide using ammonia as a catalyst in ethanol. Started.

그 후 에탄올 용매를 사용하여 티타니아 미립자(일본 공개특허공보 소화 62-91418, 평성 1-33939)와 지르코니아 미립자(일본 공개특허공보 소화 62-91421)가 제조되었다.Thereafter, titania fine particles (JP-A 62-91418, Pyung 1-33939) and zirconia fine particles (JP-A 62-91421) were produced using an ethanol solvent.

그러나 종래 이러한 알콕사이드법으로 단분산된 구상 바륨티타네이트 입자를 합성하였다는 보고는 알려진바 없다.However, it is not known to synthesize monodisperse spherical barium titanate particles by the alkoxide method.

바륨티타네이트를 알콕사이드법으로 합성할 수 없는 가장 큰 이유는 출발물질(Precursor)인 바륨과 티타늄의 복합 알콕사이드의 가수분해 속도가 매우 빠르기 때문이다. 이것은 알콕사이드법에서 사용하고 있는 에탄올 등의 저급 알코올 용매로 매우 빠른 바륨티타늄 복합 알콕사이드의 가수분해 속도를 적절히 제어할 수 없어서 구상의 단분산 미립자를 얻을 수 없기 때문이다.The main reason why the barium titanate cannot be synthesized by the alkoxide method is that the hydrolysis rate of the composite alkoxide of barium and titanium, which is a precursor, is very fast. This is because spherical monodisperse fine particles cannot be obtained because the hydrolysis rate of the very fast barium titanium composite alkoxide cannot be properly controlled with a lower alcohol solvent such as ethanol used in the alkoxide method.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 알콕사이드법을 이용하여 구상이면서 입도분포가 좁고 1 미크론 이하의 입경 크기를 갖는 바륨티타네이트 미립자를 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a method for producing barium titanate fine particles having a spherical shape, a narrow particle size distribution, and a particle size of 1 micron or less using an alkoxide method. .

도 1은 본 발명의 실시예에 의해 제조된 단분산 바륨티타네이트 미립자의 주사전자현미경(SEM) 사진이고,1 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of monodisperse barium titanate particles prepared according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 비교예에 의해 합성된 응집체 형태의 바륨티타네이트 미립자의 주사전자현미경(SEM) 사진이다.Figure 2 is a scanning electron microscope (SEM) micrograph of the barium titanate fine particles in the form of aggregates synthesized by the comparative example of the present invention.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 알콕사이드법을 이용하여 바륨티타늄 미립자를 합성하는 방법에 있어서, 상온에서 액상으로 존재하는 알코올 중 가장 고급 알코올인 옥탄올(Octanol), 아세토니트릴(Acetonitrile) 및 에탄올(Ethanol)로 이루어진 혼합용매 중에서 바륨티타늄 복합알콕사이드를 가수분해시켜 단분산된 구상 바륨티타네이트 미립자를 제조하는 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a method for synthesizing the barium titanium fine particles using the alkoxide method, octanol (Actoniol), acetonitrile which is the highest alcohol among the alcohols present in the liquid phase at room temperature And it provides a method for producing monodispersed spherical barium titanate fine particles by hydrolyzing the barium titanium composite alkoxide in a mixed solvent consisting of ethanol (Ethanol).

상기 옥탄올, 아세토니트릴 및 에탄올의 혼합용액을 사용하여 단분산 구상 바륨티타네이트 미립자를 제조하는 방법은The method for producing monodisperse spherical barium titanate fine particles using a mixed solution of octanol, acetonitrile and ethanol

a) 45 내지 65 부피%의 옥탄올에 바륨티타늄 복합알콕사이드 0.04 내지 0.30mol/ℓ를 용해하여 옥탄올 용액을 제조하는 단계;a) dissolving 0.04 to 0.30 mol / l of barium titanium complex alkoxide in 45 to 65% by volume of octanol to prepare an octanol solution;

b) 상기 옥탄올 용액과의 합한 량이 90 부피%가 되도록 상기 옥탄올 용액에 아세토니트릴 25 내지 45 부피%를 첨가하여 혼합용액을 제조하는 단계;b) preparing a mixed solution by adding 25 to 45% by volume of acetonitrile to the octanol solution such that the total amount with the octanol solution becomes 90% by volume;

c) 상기 혼합용액에 에탄올 10 부피%에 물 0.04 내지 0.45 mol/ℓ를 용해하여 얻어진 용액을 혼합하여 반응용액을 제조하는 단계; 및c) preparing a reaction solution by mixing a solution obtained by dissolving 0.04 to 0.45 mol / L of water in 10% by volume of ethanol in the mixed solution; And

d) 상기 반응용액 형성 초기에 핵생성된 바륨티타네이트 미립자 핵을 성장시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단분산 구상 바륨티타네이트 미립자의 제조방법이다.d) a method for producing monodisperse spherical barium titanate fine particles, comprising growing the nucleated barium titanate fine particles at the initial stage of the reaction solution formation.

이하 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명에 따른 단분산 구상 바륨티타네이트 미립자의 제조방법은 먼저 45 내지 65 부피%(volume%)의 옥탄올에 바륨티타늄 복합알콕사이드 0.04 내지 0.30 mol/ℓ를 용해하여 옥탄올 용액을 제조하고 상기 제조된 옥탄올 용액과의 합한 량이 90 부피%가 되도록 상기 옥탄올 용액에 아세토니트릴 25 내지 45 부피%를 첨가하여 혼합용액을 제조한다. 이때 알콕사이드를 용매에 완전하게 용해시키기 위해서 상기 각 용액을 온도 21 내지 60℃로 가열한 후 혼합하는 것이 바람직하다.In the method for preparing monodisperse spherical barium titanate fine particles according to the present invention, first, dissolving 0.04 to 0.30 mol / l of barium titanium complex alkoxide in 45 to 65 vol% (volume%) octanol to prepare an octanol solution 25 to 45% by volume of acetonitrile is added to the octanol solution so that the combined amount with the obtained octanol solution is 90% by volume to prepare a mixed solution. At this time, in order to completely dissolve the alkoxide in the solvent, it is preferable to heat each solution to a temperature of 21 to 60 ℃ and then mix.

상기 제조된 혼합용액에 에탄올 10 부피%에 물 0.04 내지 0.45 mol/ℓ을 용해하여 얻어진 반응용액을 교반하면서 혼합시켜 알콕사이드의 가수분해 반응을 진행시킨다.The reaction solution obtained by dissolving 0.04 to 0.45 mol / L of water in 10% by volume of ethanol in the mixed solution was mixed while stirring to proceed the hydrolysis reaction of the alkoxide.

혼합용액에 에탄올 용액을 혼합시키면 바로 가수분해 반응이 시작되어 반응 초기에 바륨티타네이트 미립자의 핵이 생성된다. 초기에 핵이 생성된 반응용액을상온에서 교반시키면서 원하는 입경 크기까지 핵이 성장하도록 일정시간, 바람직하게는 30분 내지 3시간 동안 유지시켜 핵을 성장시킨다.When the ethanol solution is mixed with the mixed solution, the hydrolysis reaction starts immediately, and nuclei of barium titanate fine particles are generated at the beginning of the reaction. The nucleus is grown by initially maintaining the reaction solution in which the nucleus is formed at a constant temperature, and maintaining the nucleus to a desired particle size for a predetermined time, preferably 30 minutes to 3 hours.

본 발명에 따른 바륨티타네이트 제조방법에 의하면 일정량의 바륨티타네이트 미립자 핵이 생성된 후에는 합성조건을 제어하여 추가의 핵이 생성되는 것을 방지하고 이미 생성된 핵만이 입성장하여 단분산성이 높은 바륨티타네이트 미립자가 얻어진다.According to the method for producing barium titanate according to the present invention, after a certain amount of barium titanate fine particle nucleus is generated, additional nuclei are prevented by controlling the synthesis conditions, and only the nuclei that have already been formed are grown to have high monodispersity. Titanate fine particles are obtained.

본 발명에서 바륨티타늄 복합알콕사이드를 옥탄올에 용해할 때 상온에서 잘 녹지 않는 경우가 있으므로 약 50℃ 정도로 가열하면서 동시에 교반시켜 준다.In the present invention, when the barium titanium complex alkoxide is dissolved in octanol, it may not be easily dissolved at room temperature, and the mixture is stirred while heating at about 50 ° C.

상기 바륨티타네이트 미립자를 제조하기 위해서 사용되는 바륨티타늄 복합알콕사이드의 농도는 0.04 내지 0.30 mol/ℓ인 것이 바람직하며, 상기 농도가 0.04 mol/ℓ 미만인 경우에는 가수분해 생성물의 농도가 낮아 바륨티타네이트 미립자의 핵생성이 일어나지 않으며, 농도가 0.30 mol/ℓ를 초과하면 용액 중에 과다한 핵이 생성되어 입성장 과정에서 서로 달라붙어 응집체가 생성하게 되는 문제가 있다.The concentration of the barium titanium composite alkoxide used to prepare the barium titanate fine particles is preferably 0.04 to 0.30 mol / l, and when the concentration is less than 0.04 mol / l, the concentration of the hydrolyzate is low and the barium titanate fine particles The nucleation of does not occur, and if the concentration exceeds 0.30 mol / l excess nuclei are generated in the solution, there is a problem that agglomerates are generated by sticking to each other during the grain growth process.

또한 가수분해반응을 위해 필수적으로 첨가되는 물의 농도는 0.04 내지 0.45 mol/ℓ인 것이 바람직하며, 물의 농도가 0.04 mol/ℓ 미만인 경우에는 반응용액 중에서 바륨타타네이트의 콜로이드(Colloid)입자가 석출하기까지 시간이 많이 걸려 실용성이 없으며, 물의 농도가 0.45 mol/ℓ를 초과하면 바륨티타네이트 미립자의 입도분포가 넓게 되어 다분산으로 되거나 구상의 미립자가 아닌 응집체가 생성하는 문제가 있다.In addition, it is preferable that the concentration of water essential for the hydrolysis reaction is 0.04 to 0.45 mol / l, and when the concentration of water is less than 0.04 mol / l, colloidal particles of barium titanate are precipitated in the reaction solution. It takes a long time and is not practical, and when the concentration of water exceeds 0.45 mol / L, the particle size distribution of the barium titanate fine particles is widened, resulting in polydispersion or generation of aggregates other than spherical fine particles.

균일하고 단분산 상태의 바륨티타네이트 분말을 생성시키기 위해서는 상기반응에 사용되는 옥탄올 용액과 아세토니트릴의 혼합비도 중요한 반응요소인데, 상기 두용액을 혼합한 후 부피 양을 90 부피%로 할 때, 이중 아세토니트릴이 차지하는 부피비가 25 내지 45 부피%인 것이 바람직하다. 상기 아세토니트릴이 차지하는 부피비가 25 부피% 미만이거나 또는 45 부피%를 초과하면 두 용액의 혼합성이 양호하지 않기 때문에 구상의 바륨티타네이트 미립자가 수득되지 않고 바륨티타네이트 응집체가 얻어지는 문제가 있다.In order to produce a uniform and monodisperse barium titanate powder, the mixing ratio of the octanol solution and acetonitrile used in the reaction is also an important reaction factor.When the volume is set to 90% by volume after mixing the two solutions, It is preferable that the volume ratio of double acetonitrile is 25 to 45 volume%. If the volume ratio occupied by the acetonitrile is less than 25% by volume or exceeds 45% by volume, spherical barium titanate fine particles are not obtained and barium titanate aggregates are not obtained because of poor mixing of the two solutions.

바륨티타늄 복합알콕사이드를 용해한 옥탄올 용액에 아세토니트릴을 첨가하여 혼합시키면 옥탄올에 용해되어 있던 바륨티타늄 복합알콕사이드가 석출하게 되는데 이 석출물을 용액 전체에 균일하게 형성시키기 위해서는 옥탄올 용액과 아세토니트릴의 혼합성이 양호해야 한다. 따라서 상기 두 용액의 혼합성을 양호하게 하기 위해서 두 용액을 혼합하기 전에 옥탄올 용액과 아세토니트릴 용액의 온도를 각각 21 ℃ 내지 60 ℃로 승온시키는 것이 바람직하다.When acetonitrile is added to and mixed with the octanol solution in which the barium titanium complex alkoxide is dissolved, the barium titanium complex alkoxide dissolved in the octanol is precipitated. Sex should be good. Therefore, in order to improve the mixing of the two solutions, it is preferable to raise the temperature of the octanol solution and the acetonitrile solution to 21 ° C. to 60 ° C., respectively, before mixing the two solutions.

상기 혼합되는 용액의 온도가 21℃ 미만인 경우에는 옥탄올 용액과 아세토니트릴은 전혀 혼합되지 않으며 용액의 온도가 60℃를 초과하면 상기 두 용액이 혼합된 후 가수분해 반응이 너무 빨리 진행되어 구상의 바륨티타네이트 미립자가 생성되지 않고 바륨티타네이트 응집체만이 생성되는 문제가 있다.When the temperature of the mixed solution is less than 21 ° C., the octanol solution and acetonitrile are not mixed at all. If the temperature of the solution exceeds 60 ° C., the hydrolysis reaction proceeds too fast after the two solutions are mixed. There is a problem that only the barium titanate aggregate is produced without the titanate fine particles being produced.

또한, 옥탄올 용액과 아세토니트릴의 혼합을 균일하게 하고 용액 전체에서 입성장을 균일하게 일어나게 하기 위해서는 반응용액을 교반하는 것이 바람직하고, 교반방법으로는 마그네틱 스터러(Magnetic stirrer)에 의한 교반방법, 프로펠러형 교반기에 의한 교반방법, 초음파를 이용한 교반 등이 사용될 수 있는데 특별히 교반방법이나 장치를 제한할 필요는 없다.In addition, in order to uniformly mix the octanol solution and acetonitrile and to generate the grain growth uniformly throughout the solution, it is preferable to stir the reaction solution, and as a stirring method, a stirring method using a magnetic stirrer, A stirring method using a propeller type stirrer, stirring using ultrasonic waves, etc. may be used, but there is no need to particularly limit the stirring method or apparatus.

바륨티타네이트 미립자의 핵성장 속도는 옥탄올 용액과 아세토니트릴의 혼합용액에 에탄올 용액을 첨가한 후 약 1분 정도까지는 매우 빠르지만 입자가 성장됨에 따라 성장 속도가 완만하게 된다. 이와 같은 입자 성장은 에탄올 용액을 혼합한 후 약 1시간까지 지속되나 에탄올을 첨가한 후 약 5분 동안에 성장한 입자크기가 최종 입경의 약 90%에 도달하므로, 입성장 시간을 적당히 선택하는 것에 의해 입경이 다른 바륨티타네이트 입자를 얻을 수 있다. 본 발명의 한 실시예에 따르면 1시간 입성장시킨 후 얻어진 미립자의 크기는 약 0.15 미크론이었다.The growth rate of the barium titanate particles is very fast up to about 1 minute after adding the ethanol solution to the mixed solution of octanol solution and acetonitrile, but the growth rate becomes slow as the particles grow. Such particle growth lasts up to about 1 hour after mixing the ethanol solution, but the particle size grown for about 5 minutes after the addition of ethanol reaches about 90% of the final particle size. This other barium titanate particle can be obtained. According to one embodiment of the invention, the particle size obtained after one hour of grain growth was about 0.15 microns.

본 발명의 바륨티타네이트 미립자 제조방법에 따라 원하는 크기로 성장된 바륨티타네이트 미립자는 원심분리기에서 원심 분리하여 미립자만 회수하고 회수된 미립자를 오븐 및 진공건조기 등에서 약 200℃로 건조시켜 최종적으로 단분산 구상 바륨티타네이트 미립자를 얻을 수 있다.Barium titanate microparticles grown to a desired size according to the barium titanate microparticle manufacturing method of the present invention is centrifuged in a centrifuge to recover only the microparticles and the recovered microparticles are dried at about 200 ℃ in an oven and a vacuum dryer, and finally monodispersed. Spherical barium titanate fine particles can be obtained.

본 발명의 단분산 바륨티타네이트 미립자 합성방법에 의해 제조된 바륨티타네이트 미립자의 입도 분포는 정규분포를 하고 있으며 평균 입경의 ±10% 이내에 전체입자의 68% 이상이 포함되어 단분상성이 매우 높은 미립자가 얻어진다. 따라서 본 발명의 혼합 용액을 사용한 알콕사이드법에 의하여 제품 용도에 적합한 크기의 미립자를 제조할 수 있을 뿐만 아니라, 바륨티타네이트 미립자를 이용한 제품에 해로운 영향을 미치지 않는 적합한 바륨티타네이트 미립자를 제공할 수 있다.The particle size distribution of the barium titanate fine particles prepared by the method for synthesizing the monodisperse barium titanate fine particles of the present invention has a normal distribution, and includes fine particles of 68% or more of the total particles within ± 10% of the average particle diameter, and thus has a very high monophase. Is obtained. Therefore, the alkoxide method using the mixed solution of the present invention can not only produce fine particles of a size suitable for product use, but also provide suitable barium titanate fine particles which do not have a detrimental effect on products using barium titanate fine particles. .

다음은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예 및 비교예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예들은 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐 본 발명이 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.The following presents preferred examples and comparative examples to aid in understanding the invention. However, the following examples are merely provided to more easily understand the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.

(실시예 1)(Example 1)

온도 약 50℃로 승온시킨 45 부피% 옥탄올에 바륨티타늄 복합알콕사이드 0.045 mol/ℓ를 가하여 바륨티타늄 용액을 제조한 후, 온도 약 40℃로 유지시키고, 상기 용액에 온도 약 40℃로 승온시킨 45 부피%의 아세토니트릴을 첨가하여 교반하면서 혼합용액을 제조하였다. 상기 제조된 혼합용액에 10 부피%의 에탄올에 용해한 재증류수 0.04 mol/ℓ를 교반하면서 첨가하고 혼합하여 바륨티타늄 복합알콕사이드의 가수분해를 수행하였다. 상기 가수분해 반응을 상온에서 1 시간 동안 유지시켜 생성된 핵을 충분히 입자 성장시킨 후, 원심분리기로 생성된 미립자와 용매를 분리하고 분리된 침전물을 200℃의 진공건조기에서 6시간 건조시켜 바륨티타네이트 미립자를 제조하였다.After adding barium titanium complex alkoxide 0.045 mol / l to 45 vol% octanol heated to a temperature of about 50 ℃ to prepare a barium titanium solution, it was maintained at a temperature of about 40 ℃, the temperature was raised to about 40 ℃ 45 Volumetric acetonitrile was added to prepare a mixed solution while stirring. To the mixed solution prepared above, 0.04 mol / l of distilled water dissolved in 10% by volume of ethanol was added with stirring and mixed to perform hydrolysis of the barium titanium composite alkoxide. After maintaining the hydrolysis reaction at room temperature for 1 hour to sufficiently grow the resulting nucleus, the fine particles and the solvent were separated by a centrifuge, and the separated precipitate was dried for 6 hours in a vacuum dryer at 200 ° C. for barium titanate. Fine particles were prepared.

상기 제조된 바륨티타네이트 미립자를 주사전자현미경으로 확인한 결과 평균 입경이 0.15 미크론이고 응집이 전혀 없는 단분산 구상 바륨티타네이트 미립자가 제조되었음을 알 수 있었고, 그 결과를 하기 도 1에 나타내었다.As a result of confirming the prepared barium titanate fine particles by scanning electron microscopy, it was found that monodisperse spherical barium titanate fine particles having an average particle diameter of 0.15 micron and no aggregation were prepared, and the results are shown in FIG. 1.

(실시예 2)(Example 2)

온도 약 50℃로 승온시킨 65 부피% 옥탄올에 바륨티타늄 복합알콕사이드 0.30 mol/ℓ를 가하여 바륨티타늄 용액을 제조한 후, 온도 약 40℃로 유지시키고, 상기 용액에 온도 약 40℃로 승온시킨 25 부피%의 아세토니트릴을 첨가하여 교반하면서 혼합용액을 제조하였다. 상기 제조된 혼합용액에 10 부피%의 에탄올에 용해한 재증류수 0.45 mol/ℓ를 교반하면서 첨가하고 혼합하여 바륨티타늄 복합알콕사이드의 가수분해를 수행하였다. 상기 가수분해 반응을 상온에서 1 시간 동안 유지시켜 생성된 핵을 충분히 입자 성장시킨 후, 원심분리기로 생성된 미립자와 용매를 분리하고 분리된 침전물을 200℃의 진공건조기에서 6시간 건조시켜 바륨티타네이트 미립자를 제조하였다.0.30 mol / l of barium titanium complex alkoxide was added to 65 vol% octanol heated to a temperature of about 50 ° C. to prepare a barium titanium solution, and then maintained at a temperature of about 40 ° C., and the solution was heated to a temperature of about 40 ° C. 25 Volumetric acetonitrile was added to prepare a mixed solution while stirring. 0.45 mol / l of distilled water dissolved in 10% by volume of ethanol was added to the mixed solution with stirring, followed by hydrolysis of the barium titanium composite alkoxide. After maintaining the hydrolysis reaction at room temperature for 1 hour to sufficiently grow the resulting nucleus, the fine particles and the solvent were separated by a centrifuge, and the separated precipitate was dried for 6 hours in a vacuum dryer at 200 ° C. for barium titanate. Fine particles were prepared.

상기 제조된 바륨티타네이트 미립자를 주사전자현미경으로 확인한 결과 평균 입경이 1 미크론이고 응집이 전혀 없는 단분산 구상 바륨티타네이트 미립자가 제조되었음을 알 수 있었다.When the barium titanate particles prepared above were confirmed by scanning electron microscopy, it was found that monodisperse spherical barium titanate particles having an average particle diameter of 1 micron and no aggregation were produced.

(비교예 1)(Comparative Example 1)

온도 약 50℃로 승온시킨 70 부피% 옥탄올에 바륨티타늄 복합알콕사이드 0.50 mol/ℓ를 가하여 바륨티타늄 용액을 제조한 후, 온도 약 40℃로 유지시키고, 상기 용액에 온도 약 40℃로 승온시킨 20 부피%의 아세토니트릴을 첨가하여 교반하면서 혼합용액을 제조하였다. 상기 제조된 혼합용액에 10 부피%의 에탄올에 용해한 재증류수 0.50 mol/ℓ를 교반하면서 첨가하고 혼합하여 바륨티타늄 복합알콕사이드의 가수분해를 수행하였다. 상기 가수분해 반응을 상온에서 1 시간 동안 유지시켜 생성된 핵을 충분히 입자 성장시킨 후, 원심분리기로 생성된 미립자와 용매를 분리하고 분리된 침전물을 200℃의 진공건조기에서 6시간 건조시켜 바륨티타네이트 미립자를 제조하였다.0.50 mol / l of barium titanium composite alkoxide was added to 70 vol% octanol heated to a temperature of about 50 ° C. to prepare a barium titanium solution, and then maintained at a temperature of about 40 ° C., and the solution was heated to a temperature of about 40 ° C. 20 Volumetric acetonitrile was added to prepare a mixed solution while stirring. To the mixed solution prepared above was added 0.50 mol / l of distilled water dissolved in 10% by volume of ethanol while stirring and mixed to perform hydrolysis of the barium titanium composite alkoxide. After maintaining the hydrolysis reaction at room temperature for 1 hour to sufficiently grow the resulting nucleus, the fine particles and the solvent were separated by a centrifuge, and the separated precipitate was dried for 6 hours in a vacuum dryer at 200 ° C. for barium titanate. Fine particles were prepared.

상기 제조된 바륨티타네이트 미립자를 주사전자현미경으로 확인한 결과 실시예 1 및 2 와는 달리 구상이 아니었으며, 생성된 입자들은 서로 심하게 응집되어 있음을 알 수 있었고, 그 결과를 하기 도 1에 나타내었다.As a result of confirming the prepared barium titanate microparticles by scanning electron microscope, it was not spherical, unlike Examples 1 and 2, it was found that the particles produced are agglomerated with each other severely, the results are shown in Figure 1 below.

본 발명의 단분산 구상 바륨티타네이트 미립자의 제조방법은 옥탄올, 아세토니트릴 및 에탄올의 혼합용액을 사용하여 바륨티타늄 복합알콕사이드를 가수분해시킴으로써 평균입경이 1 미크론 이하이고 응집이 없는 용도에 적합한 크기의 단분산된 구상 바륨티타네이트 미립자를 제조할 수 있고, 상기 제조된 단분산 구상 바륨티타네이트 미립자는 유전체나 압전체 소자 등의 첨단 전자재료와 안료나 화장품 또는 보석이나 충진재 등을 제조하는데 사용될 수 있다.The method for producing the monodisperse spherical barium titanate fine particles of the present invention is hydrolyzed barium titanium composite alkoxide using a mixed solution of octanol, acetonitrile and ethanol to have an average particle size of 1 micron or less and suitable size for use without aggregation. Monodisperse spherical barium titanate fine particles can be prepared, and the prepared monodisperse spherical barium titanate fine particles can be used to prepare advanced electronic materials such as dielectrics or piezoelectric elements, pigments, cosmetics, jewelry or fillers, and the like.

Claims (5)

a) 45 내지 65 부피%의 옥탄올에 바륨티타늄 복합알콕사이드 0.04 내지 0.30 mol/ℓ를 용해하여 옥탄올 용액을 제조하는 단계;a) dissolving 0.04 to 0.30 mol / l of barium titanium complex alkoxide in 45 to 65% by volume of octanol to prepare an octanol solution; b) 상기 옥탄올 용액과의 합한 량이 90 부피%가 되도록 상기 옥탄올 용액에 아세토니트릴 25 내지 45 부피%를 첨가하여 혼합용액을 제조하는 단계;b) preparing a mixed solution by adding 25 to 45% by volume of acetonitrile to the octanol solution such that the total amount with the octanol solution becomes 90% by volume; c) 상기 혼합용액에 에탄올 10 부피% 에 물 0.04-0.45 mol/ℓ를 용해하여 얻어진 용액을 혼합하여 반응용액을 제조하는 단계; 및c) preparing a reaction solution by mixing a solution obtained by dissolving 0.04-0.45 mol / L of water in 10% by volume of ethanol in the mixed solution; And d) 상기 반응용액 형성 초기에 핵생성된 바륨티타네이트 미립자 핵을 성장시키는 단계;d) growing the nucleated barium titanate particulate nucleus at the beginning of the reaction solution formation; 를 포함하는 단분산 구상 바륨티타네이트 미립자의 제조방법.Method for producing monodisperse spherical barium titanate fine particles comprising a. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 b)의 혼합용액은 상기 옥탄올 용액과 아세토니트릴을 21℃ 내지 60℃로 가열한 후 혼합하는 것을 특징으로 하는 단분산 구상 바륨티타네이트 미립자의 제조방법.The method for producing monodisperse spherical barium titanate fine particles according to claim 1, wherein the mixed solution of b) is mixed after heating the octanol solution and acetonitrile to 21 ° C to 60 ° C. 제1항에 있어서, 상기 혼합용액 제조 단계와 상기 반응용액 제조단계 및 핵성장 단계 중 어느 한 단계 또는 전 단계에 있어서 상기 각 용액을 교반시켜 주는 것을 특징으로 하는 단분산 구상 바륨티타네이트 미립자의 제조방법.The monodisperse spherical barium titanate microparticles according to claim 1, wherein the mixed solution is stirred in any one or all of the steps of preparing the mixed solution, preparing the reaction solution and nucleus growth. Way. 제1항에 있어서, 상기 d)의 핵성장 단계는 상온에서 1 시간 동안 반응시키는 것을 특징으로 하는 단분산 구상 바륨티타네이트 미립자의 제조방법.The method for preparing monodisperse spherical barium titanate fine particles according to claim 1, wherein the nucleus growth step of d) is performed at room temperature for 1 hour.
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