KR100803964B1 - A synthesis method of fe containing porous organic inorganic hybrid materials and water adsorbent using the same - Google Patents

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Abstract

A porous organic-inorganic hybrid and a moisture adsorbent using the same are provided to increase the amount of adsorbed moisture and facilitate the desorption of moisture even at a temperature of no more than 100°C, by using an iron-containing porous organic-inorganic hybrid. A moisture adsorbent is formed by using iron-terephthalate or iron-benzene tricarbonate. The moisture adsorbent is produced by heating a reactant mixture solution through electric heating and microwave irradiation. The reactant mixture solution is prepared by an iron precursor such as iron or iron salt, an organic ligand such as terephthalic acid or benzene tricarboxylic acid, a solvent, and a reaction accelerant such as a mixture of hydrofluoric acid and nitric acid. The moisture adsorbent has a surface area of 1,700-10,000 m^2/g and a pore volume of 0.8-10 mL/g. Further, a temperature of heating the reactant mixture solution is 100-250°C.

Description

철이 포함된 다공성 유무기 혼성체 및 이를 이용한 수분흡착제{A synthesis method of Fe containing porous organic inorganic hybrid materials and water adsorbent using the same}A synthesis method of Fe containing porous organic inorganic hybrid materials and water adsorbent using the same}

도 1은 실시예 1에 의해 얻어진 철 벤젠트리카복실레이트 유무기 흡착제의 X-선 회절 형태이다.1 is an X-ray diffraction pattern of the iron benzenetricarboxylate organic-inorganic adsorbent obtained in Example 1. FIG.

도 2는 실시예 1에 의해 얻어진 철 벤젠트리카복실레이트 유무기 흡착제의 질소등온흡착선이다.2 is a nitrogen isothermal adsorption line of the iron benzene tricarboxylate organic-inorganic adsorbent obtained in Example 1;

도 3은 실시예 1 과 2의 철벤젠트리카복실레이트 및 비교예 1의 제올라이트 Y를 이용한 흡착제의 수분흡착 특성을 나타낸 그래프로서, 수분흡착제의 탈착은 70℃(실시예 1 및 2) 또는 200℃(비교예 1), 흡착은 상대습도 68%에서 수행한 결과를 나타낸 것이고,Figure 3 is a graph showing the water adsorption characteristics of the adsorbents using the iron benzene tricarboxylates of Examples 1 and 2 and zeolite Y of Comparative Example 1, the desorption of the moisture adsorbent is 70 ℃ (Examples 1 and 2) or 200 ℃ (Comparative Example 1), adsorption is the result performed at a relative humidity of 68%,

도 4는 실시예 1과 비교예 1의 흡착제에 대한 수분탈착 시험결과를 나타낸 그래프로서 실시예 1은 70℃, 비교예 1은 200℃에서의 수분 탈착 결과이다. 4 is a graph showing the results of the water desorption test for the adsorbents of Example 1 and Comparative Example 1, Example 1 is 70 ℃, Comparative Example 1 is the water desorption results at 200 ℃.

본 발명은 100 ℃ 이내의 저온에서도 흡탈착이 용이하며 흡착 조건에서의 흡착량과 탈착 조건에서의 흡착량의 차이가 큰 흡착체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 나노 크기의 세공을 갖고 표면적 및 세공부피가 매우 큰 특징을 갖는 다공성 유무기혼성체를 이용한 흡착제에 관한 것이다. The present invention relates to an adsorbent which is easy to adsorb and desorption even at low temperatures within 100 ° C., and has a large difference between the amount of adsorption under adsorption conditions and the amount of adsorption under desorption conditions, and more particularly, has a nano-sized pores and has a surface area and pores. It relates to an adsorbent using a porous organic-inorganic hybrid having a very bulky feature.

본 발명에서 사용된 다공성 유무기 혼성체는 중심금속인 철 이온이 유기리간드와 결합하여 형성된 다공성 유무기 고분자 화합물로 정의될 수 있고, 골격구조 내에 유기물과 무기물을 모두 포함하며, 분자크기 또는 나노크기의 세공구조를 갖는 결정성 화합물을 의미한다. The porous organic-inorganic hybrid used in the present invention may be defined as a porous organic-inorganic polymer compound formed by combining iron ions, which are core metals, with organic ligands, and include both organic and inorganic substances in a skeleton structure, and have a molecular size or nano size. It means a crystalline compound having a pore structure of.

이러한 다공성 유무기 혼성체는 광범위한 의미로서 일반적으로 다공성 배위고분자(porous coordination polymers)의 범주에 포함되는 물질이며[Angew. Chem. Intl. Ed., vol. 43, p. 2334 (2004)], 금속-유기 골격체(metal-organic frameworks)라고도 한다[Chem. Soc. Rev., vol. 32, p. 276 (2003)]. Such porous organic-inorganic hybrids have a broad meaning and are generally included in the category of porous coordination polymers [Angew. Chem. Intl. Ed., Vol. 43, p. 2334 (2004)], also called metal-organic frameworks [Chem. Soc. Rev., vol. 32, p. 276 (2003).

상기한 다공성 유무기 혼성체에 대한 연구는 분자배위결합과 재료과학의 접목에 의해 최근에 새롭게 발전하기 시작하였으며, 이들은 고표면적과 분자크기 또는 나노크기의 세공을 갖고 있어 흡착제, 기체 저장, 센서, 촉매 및 촉매 담체 등에 사용될 뿐만 아니라 세공크기보다 작은 게스트 분자를 포접하거나 세공크기보다 큰 분자들을 분리하는데 사용될 수 있기 때문에 최근에 활발히 연구되고 있다.The research on the porous organic-inorganic hybrids has recently begun to develop by the combination of molecular coordination bonds and materials science, and they have high surface area and molecular size or nano sized pores. It has been actively studied recently because it can be used not only for catalysts and catalyst carriers but also to encapsulate guest molecules smaller than pore size or to separate molecules larger than pore size.

다공성 유무기혼성체는 높은 표면적, 규칙성이 매우 높은 결정구조 및 비교적 높은 열안정성 등의 특성 때문에 촉매, 촉매담체, 흡착제, 이온교환 및 기체 저 장에 사용될 수 있을 뿐만 아니라 나노 물질의 저장, 제조 및 분리에 활용되고 나노반응기로도 활용될 수 있는 독특한 특성을 갖는 것으로 인식되고 있으며, 유-무기 혼성체인 MIL-100 구조인 Cr-MIL-100 (Bulletin of Korean Chemical Society vol.26, p.880 (2005))이 보고되었다. Porous organic-inorganic hybrids can be used for catalysts, catalyst carriers, adsorbents, ion exchange and gas storage as well as for the storage, manufacture and storage of nanomaterials due to their high surface area, highly regular crystal structure and relatively high thermal stability. Cr-MIL-100 (Bulletin of Korean Chemical Society vol.26, p.880), which is used for separation and has a unique characteristic that can be utilized as a nanoreactor, is a MIL-100 structure which is an organic-inorganic hybrid. 2005).

그러나, 상기와 같이 Cr으로 이루어진 유-무기 혼성체의 경우 인체에 해로운 Cr성분으로 인하여 그 응용성이 상대적으로 제한될 수 밖에 없으며 특히 인체에 유해하지 않는 Fe를 중심금속으로 하는 철-유무기혼성체는 Cr성분을 가지는 유무기혼성체의 합성방법으로는 잘 형성이 되지 않아 이를 위한 새로운 제조방법의 개발이 대두되었다. However, in the case of the organic-inorganic hybrid made of Cr as described above, its application is inevitably limited due to the Cr component harmful to the human body, and in particular, the iron-inorganic hybrid having Fe as the central metal, which is not harmful to the human body. Is not well formed by the synthesis method of organic-inorganic hybrid having a Cr component has been developed a new manufacturing method for this.

한편, 수분을 용이하게 흡착 및 탈착하는 흡착제는 다양한 용도를 갖고 있다. 예를 들자면, 제습기는 저온에서 수분을 흡착 후 고온으로 가열하면 탈착되는 특성을 갖는 흡착제를 활용할 수 있다. 또한, 냉난방기에 흡착제를 활용하면 난방시에는 낮은 온도의 실외의 습기를 흡착한 후 실내로 유입하여 고온의 실내에서 탈착하여 가습기 역할을 대신할 수도 있고 냉방 시에는 낮은 온도의 실내의 습기를 흡착하여 높은 온도의 실외에서 탈착하여 실외로 보낼 수도 있어 쾌적한 실내 분위기를 얻을 수 있다. 이러한 개념을 적용한 에어컨 및 습도조절기가 US 6978635, 6959875, 6675601 등에 제안되어 있다. 그러나, 이러한 장치에 사용된 흡착제에 대해 자세한 언급은 없으며 실리카 겔, 제올라이트, 이온 교환수지를 사용한다고만 언급되어 있거나 흡착제를 사용한다고만 되어 있다. 또한, 이러한 흡착제의 경우, 흡착량이 낮을 뿐만 아니라 탈착에도 100 ℃ 이상의 고온이 요구되는 등 운전 비용 의 상승 원인이 된다. On the other hand, the adsorbent for easily adsorbing and desorbing moisture has various uses. For example, the dehumidifier may utilize an adsorbent having a desorption characteristic when the moisture is adsorbed at a low temperature and then heated to a high temperature. In addition, if the adsorbent is used in the air conditioner, it adsorbs the outdoor moisture at low temperature during heating and then enters the room and desorbs at the high temperature indoor to take the role of a humidifier. It can be detached from the high temperature outdoor and sent to the outside, so you can get a pleasant indoor atmosphere. Air conditioners and humidity controllers employing this concept have been proposed in US 6978635, 6959875, 6675601, and the like. However, no specific reference is made to the adsorbents used in these devices and only mentions the use of silica gels, zeolites, ion exchange resins or the use of adsorbents. In addition, in the case of such an adsorbent, not only the adsorption amount is low but also a high temperature of 100 ° C. or more is required for desorption, which causes an increase in operating costs.

따라서, 저온에서도 탈착 가능하고 흡착량 및 탈착량의 차이가 큰 흡착제의 개발이 매우 필요하다. 그러나, 흡착량이 증가하면 탈착이 어렵고 흡착량이 적을 경우에는 흡착량과 탈착량의 차이가 적은 문제가 항상 존재하였다Therefore, there is a great need for the development of an adsorbent that can be desorbed even at low temperatures and has a large difference in adsorption amount and desorption amount. However, when the amount of adsorption increased, desorption was difficult. When the amount of adsorption was small, there was always a problem that the difference between the amount of adsorption and the amount of desorption was small.

이에 따라 본 발명에서는 높은 수분 흡착량을 갖고 100℃ 이하의 비교적 저온, 예를들면 60 ~ 80 ℃에서도 탈착이 용이한 흡착제를 개발하고자 하였으며 철을 함유한 다공성 유무기혼성체를 적용하여 흡착량과 흡착 특성이 우수한 흡착제를 개발하고자 하였다. Accordingly, the present invention was intended to develop an adsorbent having a high water adsorption amount and easy desorption even at a relatively low temperature of 100 ° C. or less, for example, 60 to 80 ° C., and an adsorption amount and adsorption by applying a porous organic-inorganic hybrid containing iron. We tried to develop an adsorbent with excellent properties.

따라서 본 발명의 목적은 높은 수분 흡착량을 갖고 비교적 저온에서도 탈착이 용이한 수분흡착제를 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a moisture absorbent having a high water adsorption amount and easy desorption even at a relatively low temperature.

보다 구체적으로는 높은 수분 흡착량을 갖고 비교적 저온에서도 탈착이 용이한 특성을 갖는 물질로서 높은 표면적과 큰 세공부피를 갖는 철 함유 다공성 유무기혼성체를 이용한 수분흡착제를 제공하는 데 본 발명의 목적이 있다.More specifically, an object of the present invention is to provide a moisture adsorbent using an iron-containing porous organic-inorganic hybrid having a high water adsorption amount and easy desorption even at a relatively low temperature, and having a high surface area and a large pore volume. .

또한, 본 발명은 상기 높은 표면적과 큰 세공부피를 갖는 철 함유 다공성 유무기 혼성체의 제조방법을 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide a method for producing an iron-containing porous organic-inorganic hybrid having a high surface area and a large pore volume.

종래 다공성 유무기 혼성체에서 함유하는 금속물질인 Cr 대신에 환경친화적인 Fe을 함유하는 철 전구체와 유기리간드를 반응시키되, 질산과 불산의 혼합산의 존재 하에서 용매와의 혼합물을 가열하여 결정화 반응을 수행할 경우 1700 ㎡/g 보 다 높은 표면적 및 0.8 ml/g 보다 큰 세공부피를 갖는 고표면적 및 넓은 세공부피의 철 함유 다공성유무기 혼성체를 제조하게 되었고, 이를 수분흡착제로 사용시 100℃ 이하의 온도에서의 수분 탈착이 용이하고, 흡착제 중량당 수분흡착량이 매우 높은 것을 확인하여 본 발명을 완성하였다.Instead of Cr, a metal material contained in the porous organic-inorganic hybrid, an iron precursor containing an environmentally friendly Fe and an organic ligand are reacted, and a crystallization reaction is performed by heating a mixture with a solvent in the presence of a mixed acid of nitric acid and hydrofluoric acid. When carried out, a high surface area and a large pore volume of the iron-containing porous organic-inorganic hybrid having a surface area higher than 1700 m 2 / g and a pore volume larger than 0.8 ml / g were produced. The present invention was completed by confirming that the water desorption at the temperature is easy and the amount of water adsorption per weight of the adsorbent is very high.

본 발명은 수분 흡착제에 관한 것으로서, 특히 환경친화적인 철을 금속성분으로 함유하는 다공성의 유무기혼성체를 이용한 흡착제임을 특징으로 한다.The present invention relates to a water adsorbent, in particular, characterized in that the adsorbent using a porous organic-inorganic hybrid containing an environmentally friendly iron as a metal component.

본 발명은 저온에서도 탈착이 용이하고 저온 흡착량과 고온 흡착량과의 차이가 큰 철을 포함한 다공성 유무기 혼성체를 이용한 흡착제를 제공하는 것으로, 본 발명에 따른 흡착제는 1,700 m2/g 보다 큰 표면적, 0.8 mL/g 보다 큰 세공부피를 가지며 유기물과 무기물을 모두 골격의 구성 성분으로 함유하고 있으며, 상기 철 함유 다공성 유무기 혼성체는 철전구체 및 철전구체와 배위결합할 수 있는 유기리간드 화합물의 반응을 통하여 제조되는 것을 특징으로 한다.The present invention provides an adsorbent using a porous organic-inorganic hybrid including iron easily desorption even at low temperatures and the difference between the low temperature adsorption amount and the high temperature adsorption amount, the adsorbent according to the present invention is larger than 1,700 m 2 / g It has a surface area, a pore volume of more than 0.8 mL / g, and contains both organic and inorganic substances as constituents of the skeleton, and the iron-containing porous organic-inorganic hybrid is composed of an organic ligand compound capable of coordinating with iron precursors and iron precursors. It is characterized in that it is prepared through the reaction.

표면적 및 세공 부피는 상기의 값보다 작은 경우 수분 흡착제로서의 효과가 크지 않으며, 표면적 및 세공 부피는 크면 클수록 좋지만 제조 방법상 실질적으로 실현 가능한 범위는 표면적의 경우의 상한은 10000 m2/g 정도 이고, 세공 부피의 상한은 10mL/g 정도이다. 본 발명에 따른 철 함유 다공성 유무기 혼성체의 경우 1,700 내지 2,500 m2/g 의 표면적, 0.8 내지 1.2 mL/g의 세공부피를 가진다. If the surface area and pore volume are smaller than the above values, the effect as a moisture adsorbent is not great. The larger the surface area and pore volume is, the better, but the practically practical range in the manufacturing method is about 10000 m 2 / g. The upper limit of pore volume is about 10 mL / g. The iron-containing porous organic-inorganic hybrid according to the present invention has a surface area of 1,700 to 2,500 m 2 / g and a pore volume of 0.8 to 1.2 mL / g.

또한, 종래의 흡착제의 경우 실온의 수분 흡착량에 대한 100 ℃에서의 수분 흡착량의 비가 0.5 ~ 1 정도의 값으로, 100 ℃ 이하의 온도에서는 흡착된 수분의 50% 이하가 탈착되어 저온에서의 탈착 특성이 좋지 않은 문제점이 있었으나, 본 발명에 따른 흡착제의 경우에는 100 ℃이하의 온도에서 흡착된 수분의 80 % 이상, 보다 바람직하게는 90% 이상이 탈착되는 특성을 가진다.또한, 60~80℃에서 10~30분 건조한 후 상대습도 60~80% 조건에서 수분흡착량이 흡착제 중량당 0.4 내지 0.7g/g으로 흡착제 단위 중량당 수분흡착량이 매우 높다. 따라서, 본 발명에 따른 수분흡착제는 수분흡착량이 매우 높고, 100℃ 이하의 낮은 온도에서도 탈착이 용이할 뿐 만 아니라 종래 흡착제에 비해 탈착 속도가 높아 습도 조절용으로 사용하기에 적합하다.In the case of the conventional adsorbent, the ratio of the water adsorption amount at 100 ° C. to the water adsorption amount at room temperature is about 0.5 to 1, and at temperatures below 100 ° C., 50% or less of the adsorbed water desorbs and Although there is a problem in that the desorption property is not good, the adsorbent according to the present invention has a property that 80% or more, more preferably 90% or more of the water adsorbed at a temperature of 100 ℃ or less. After drying for 10 to 30 minutes at a relative humidity of 60 to 80%, the moisture adsorption amount is 0.4 to 0.7 g / g per weight of the adsorbent at a relative humidity of 60 to 80%. Therefore, the moisture adsorbent according to the present invention has a very high water adsorption amount and is easy to desorption even at a low temperature of 100 ° C. or lower, and is suitable for use for controlling humidity due to its high desorption rate compared to a conventional adsorbent.

이하 본 발명에 따른 흡착제로 사용되는 철 함유 다공성 유무기 혼성체의 제조방법을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, a method for preparing an iron-containing porous organic-inorganic hybrid used as an adsorbent according to the present invention will be described in more detail.

본 발명에 따른 흡착제로 사용되는 철 함유 다공성 유무기혼성체는Iron-containing porous organic-inorganic hybrid used as the adsorbent according to the present invention

1) 철전구체로서 철 또는 철염, 유기리간드, 용매 및 반응촉진제로 불산 및 질산의 혼합산을 혼합하여 반응물 혼합액을 제조하는 단계; 및1) preparing a reactant mixture by mixing mixed acids of hydrofluoric acid and nitric acid with iron or iron salts, organic ligands, solvents and reaction accelerators as iron precursors; And

2) 상기 반응물 혼합액을 전기가열 또는 마이크로파 조사하여 100 ~ 250℃로 가열하는 단계;2) heating the reactant mixture to 100 ~ 250 ℃ by electric heating or microwave irradiation;

를 포함하는 제조방법에 의해 제조된다.It is prepared by a manufacturing method comprising a.

상기 유기리간드는 링커(linker)라고도 하며, 상기 제시된 철전구체와 배위결합 가능한 유기화합물이면 어떠한 것이든 사용할 수 있다. 이러한 유기물로서 -CO2 -, -CS2 -, -SO3 - 및 -N 등과 같이 배위할 수 있는 자리를 가진 어떠한 유기물도 사용 가능하며, 또한 배위할 수 있는 자리를 가진 유기물은 물론이고 잠재적으로 배위할 자리를 가져 반응 조건에서 배위할 수 있게 변화되는 것도 가능하다. 이러한 유기물의 대표적인 예로서, 상기 다중 카르복실산으로 테레프탈산(벤젠디카르복실산), 나프탈렌디카르복시산, 벤젠트리카르복시산, 나프탈렌트리카르복시산, 피리딘디카르복시산, 비피리딜디카르복시산, 포름산, 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 헥산다이오익산 및 헵탄다이오익산 등과, 이들의 음이온, 피라진, 비피리딘 등 중에서 선택하여 1종 사용하거나 2종 이상 혼합하여 사용할 수도 있다. 바람직하게는 테레프탈산 또는 벤젠트리카르복시산을 사용하는 것이 좋다.The organic ligand is also called a linker, and any organic compound may be used as long as it is an organic compound capable of coordinating with the iron precursor. As such organic -CO 2 -, -CS 2 -, -SO 3 - and any organic material can be used, and also organic substances having a seat that can be coordinated with a seat that can be coordinated, such as -N, as well as potentially It is also possible to have a position to coordinate so that it can be coordinated under the reaction conditions. Representative examples of such organic compounds include terephthalic acid (benzenedicarboxylic acid), naphthalenedicarboxylic acid, benzenetricarboxylic acid, naphthalenetricarboxylic acid, pyridinedicarboxylic acid, bipyridyldicarboxylic acid, formic acid, oxalic acid, malonic acid, Succinic acid, glutaric acid, hexanedioic acid, heptanedioic acid and the like, and anion, pyrazine, bipyridine and the like may be selected from one kind or may be used by mixing two or more kinds. It is preferable to use terephthalic acid or benzenetricarboxylic acid.

본 발명에 따른 흡착제인 철 함유 다공성 유무기 혼성체의 제조 방법은 철전구체, 유기리간드, 용매 및 반응촉진제로서 불산 및 질산의 혼합산을 반응기에 넣고 밀봉 한 후 100 내지 250℃로 가열하되 마이크로파 또는 전기를 이용하여 반응 온도를 유지하며 압력은 자동 압력으로 유지하여 제조할 수 있다. Iron-containing porous organic-inorganic hybrid adsorbent according to the present invention is an iron precursor, an organic ligand, a solvent and a reaction promoter, mixed with hydrofluoric acid and nitric acid mixed in a reactor and heated to 100 to 250 ℃ and microwave or The reaction temperature is maintained using electricity, and the pressure can be prepared by maintaining the automatic pressure.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 철 함유 유무기혼성체의 제조방법은 불산 및 질산의 혼합산을 사용하는 것을 특징으로 한다. 특히 본 발명의 철을 함유하는 유무기혼성체는 기존의 불산을 사용하여 합성하는 방법에 비하여 현저한 결정성의 향상과 결정의 크기의 감소를 보였다. 종래의 불산을 사용하는 제조방법으로는 1,700 m2/g 보다 큰 표면적 및 0.8 mL/g 보다 큰 세공부피를 갖는 철 함유 유무기 혼성체를 제조할 수 없다. 실시예 및 비교예의 결과를 참조하면 기존의 불산을 사 용하는 경우에는 BET 표면적 값이 1,590 ㎡/g로 혼합산을 사용하는 경우 2,050 ㎡/g의 BET 표면적 값에 비해 현저히 낮으며 세공부피에 있어서도 혼합산을 사용하는 경우 1.0 ml/g인데 비해 불산을 사용하는 경우 0.7 ml/g으로 낮았다. 또한, 혼합산을 사용한 경우에는 그렇지 않은 경우에 비해 매우 짧은 반응시간(마이크로파 사용 시 2분 이내)에도 불구하고 결정성은 향상되고, 수율은 동일한 효과를 갖는 것이 확인되었다. 그러나 기타 산으로 초산, 황산 등의 산성분이나 암모늄 플로라이드 및 염화나트륨 등의 염을 사용할 경우 충분한 결정성을 가지는 유무기혼성체를 제조하기는 어렵다. 본 발명의 제조방법에서 상기 혼합산에서 질산과 불산의 혼합비율은 0.1~1 : 1~0.1의 몰비로 사용하여 본 발명에서 목적으로 하는 철함유 유무기혼성체를 제조할 수 있다. 질산이나 불산이 상기 몰비를 벗어나는 경우 수율이 저하되고 또한 반응시간이 지나치게 길어지는 단점이 있다.As described above, the method for producing the iron-containing organic-inorganic hybrid according to the present invention is characterized by using a mixed acid of hydrofluoric acid and nitric acid. In particular, the organic-inorganic hybrids containing iron of the present invention showed a significant improvement in crystallinity and a decrease in crystal size compared to the conventional method of synthesis using hydrofluoric acid. Conventional production methods using hydrofluoric acid cannot produce iron-containing organic-inorganic hybrids having surface areas greater than 1,700 m 2 / g and pore volumes greater than 0.8 mL / g. Referring to the results of Examples and Comparative Examples, when using the existing hydrofluoric acid, the BET surface area value is 1,590 m 2 / g, and the mixed acid is significantly lower than the BET surface area value of 2,050 m 2 / g, and also in the pore volume. 1.0 ml / g for mixed acids, 0.7 for hydrofluoric acid low as ml / g. In addition, in the case of using a mixed acid, the crystallinity was improved and the yield had the same effect in spite of a very short reaction time (within 2 minutes when using microwave) compared with the case where it was not. However, it is difficult to prepare an organic-inorganic hybrid having sufficient crystallinity when using acid components such as acetic acid and sulfuric acid or salts such as ammonium fluoride and sodium chloride as other acids. In the production method of the present invention, the mixed ratio of nitric acid and hydrofluoric acid in the mixed acid may be used in a molar ratio of 0.1 to 1: 1 to 0.1 to prepare the iron-containing organic-inorganic hybrid as an object of the present invention. If nitric acid or hydrofluoric acid is out of the molar ratio, there is a disadvantage that the yield is lowered and the reaction time is too long.

상기 철 전구체와 유기리간드 외에 다공성 유무기 혼성체를 제조할 경우 적당한 용매가 필요하다. 상기 용매로는 물, 탄소수 1 ~ 10 개의 알코올, 탄소수 2 ~ 10개의 케톤 및 탄소수 5 ~ 20 개 의 탄화수소 등 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있으며, 바람직하기로는 물을 사용하는 것이 좋다.In addition to the iron precursor and the organic ligand, a suitable solvent is required when preparing a porous organic-inorganic hybrid. As the solvent, one or a mixture of two or more selected from water, an alcohol having 1 to 10 carbon atoms, a ketone having 2 to 10 carbon atoms, and a hydrocarbon having 5 to 20 carbon atoms may be used, and preferably, water is used. good.

상기 철 전구체와 유기리간드는 1 : 0.1 ~ 10의 비율(몰비)로 혼합하여 사용할 수 있으며, 상기한 비율은 각 철 전구체와 유기리간드의 종류에 따라 적절히 조절될 수 있다. 본 발명에서 철 전구체로는 금속 분말상태의 철 또는 질산철 등의 철염을 사용하며, 유기리간드로는 테레프탈산 또는 벤젠트리카르복시산이 보다 바람직하며, 다공성 유무기 혼성체로서 철테레프탈레이트 또는 철벤젠트리카르복실레이트가 제조된다.The iron precursor and the organic ligand may be used by mixing in a ratio (molar ratio) of 1: 0.1 to 10, and the ratio may be appropriately adjusted according to the type of each iron precursor and the organic ligand. In the present invention, as the iron precursor, iron salts such as iron or iron nitrate in the form of metal powder are used, and as the organic ligand, terephthalic acid or benzene tricarboxylic acid is more preferable, and iron terephthalate or iron benzene tricar as a porous organic-inorganic hybrid. Cyxlate is prepared.

또한, 상기 반응 온도가 100℃ 미만으로 너무 낮으면 반응 속도가 느려 효과적이지 못하고 반응 온도가 250℃를 초과하여 너무 높으면 세공이 없는 물질이 얻어지기 쉽고 반응 속도가 너무 빨라 불순물이 혼입되기 쉽다. 또한, 반응기 내부 압력이 높아져 반응기의 구성이 비경제적이다. 반응기 압력은 실제적으로 한계가 없으나 반응온도에서의 반응물의 자동 압력(autogeneous pressure)에서 합성하는 것이 간단하다. 또한, 질소, 헬륨 같은 불활성 기체를 추가하여 고압에서 반응을 수행할 수도 있다. 상기 반응 열원으로 마이크로파를 조사하는 경우 주파수가 대략 300 MHz - 300 GHz의 어떠한 마이크로파를 반응물을 가열하는 데 이용할 수 있으나 공업적으로 많이 사용되고 있는 주파수 2.45 GHz, 0.915 GHz의 마이크로파를 이용하는 것이 간편하고 효율적이다. 마이크로파를 조사하는 방법은 전기가열을 이용한 방법에 비해 반응시간이 짧고 제조되는 다공성 유무기 혼성체의 입자의 크기가 상대적으로 작으며 비표면적 값이 높아 수분흡착제로서의 특성이 보다 우수하다. In addition, if the reaction temperature is too low, less than 100 ℃ is not effective because the reaction rate is slow, if the reaction temperature is too high exceeding 250 ℃, it is easy to obtain a material without pores and the reaction rate is too fast and impurities are easily incorporated. In addition, the internal pressure of the reactor is increased, which makes the construction of the reactor uneconomical. The reactor pressure is practically unlimited but it is simple to synthesize at the autogeneous pressure of the reactants at the reaction temperature. In addition, an inert gas such as nitrogen or helium may be added to carry out the reaction at a high pressure. In the case of irradiating microwaves with the reaction heat source, any microwave having a frequency of about 300 MHz to 300 GHz can be used to heat the reactant, but it is simple and efficient to use microwaves of frequency 2.45 GHz and 0.915 GHz, which are widely used industrially. . The microwave irradiation method has a shorter reaction time compared to the electric heating method, the particle size of the prepared porous organic-inorganic hybrids is relatively small, and the specific surface area is high, so that the characteristics of the moisture adsorbent are better.

또한, 흡착제로서 가습 또는 제습에 사용하기 위해서는 초기 10분 보다 바람직하게는 5분 내의 흡착 및 탈착 특성이 중요하다. 즉 흡착량이 많다고 하더라도 그 속도가 너무 낮으면 가습 및 제습의 용도에 사용하기에 적합하지 않을 수 있다. 그런데, 본 발명에 따른 흡착제 중 마이크로파를 조사하는 방법으로 제조된 흡착제의 경우 흡착 속도가 매우 높고, 탈착 속도 또한 우수하여 이러한 용도로 사용하기에 보다 적합한 특성을 가지고 있다. 즉, 60~80℃에서 10~30분 건조한 후 상대습도 60~80% 조건에서 5분 경과 후 수분흡착량이 흡착제 중량당 0.35 내지 0.45g/g으로 초기 흡착 속도가 매우 높다.In addition, in order to use for humidification or dehumidification as an adsorbent, adsorption and desorption characteristics are more important than initial 10 minutes, preferably within 5 minutes. That is, even if the adsorption amount is large, if the speed is too low, it may not be suitable for use in the use of humidification and dehumidification. However, in the case of the adsorbent prepared by the method of irradiating microwaves in the adsorbent according to the present invention, the adsorption rate is very high, and the desorption rate is also excellent, and thus has more suitable properties for use in such applications. That is, after drying for 10 to 30 minutes at 60 ~ 80 5 minutes under the relative humidity 60 ~ 80% conditions, the water adsorption amount is 0.35 ~ 0.45g / g per weight of the adsorbent is very high initial adsorption rate.

상기 제조방법에서 반응은 회분식은 물론이고 연속식으로도 수행 가능하다. 회분식 반응기는 시간당 생산량이 낮아 소량의 유무기혼성체를 생산하는데 적합하며 연속식 반응기는 투자비가 많이 들어가나 대량 생산에 적합하다. 반응 시간은 회분식의 경우 1분 내지 8시간 정도가 적합하며 너무 반응 시간이 길면 불순물이 혼입되기 쉽고 입자가 성장하여 나노 입자를 만들기가 용이하지 않다. 너무 반응시간이 짧으면 반응 전환율이 낮다. 반응 시간은 1분 내지 1시간이 더욱 적합하다. 연속식 반응기의 체류시간은 1분 내지 1시간 정도가 적합하다. 너무 체류시간이 길면 생산성이 낮고 큰 입자가 얻어지며 체류시간이 너무 짧으면 반응 전환율이 낮다. 체류시간은 1분 내지 20분이 더욱 적당하다. 회분식 반응 중에는 반응물을 교반할 수도 있으며 교반 속도는 100-1000rpm이 적당하나 교반 과정 없이도 수행 가능하며 교반을 하지 않는 것이 반응기 구성이나 운전에 있어 간편하며 적용하기가 쉽다. In the above production method, the reaction can be carried out in a batch as well as in a continuous manner. Batch reactors are suitable for producing small amounts of organic-inorganic hybrids with low output per hour, while continuous reactors are expensive and are suitable for mass production. In the case of a batch type, the reaction time is suitably about 1 minute to 8 hours, and when the reaction time is too long, impurities are easily mixed and particles are grown, making it difficult to make nanoparticles. If the reaction time is too short, the reaction conversion rate is low. The reaction time is more preferably 1 minute to 1 hour. The residence time of the continuous reactor is preferably about 1 minute to 1 hour. Too long residence time results in low productivity and large particles, while too short residence time results in low reaction conversion. The residence time is more preferably 1 to 20 minutes. During the batch reaction, the reactants may be agitated and the agitation speed may be 100-1000 rpm, but it may be performed without agitation. Without stirring, it is simple and easy to apply in the reactor configuration or operation.

마이크로파를 이용한 반응은 매우 빠른 속도로 일어나므로 반응물의 균일성을 높이거나 용해도를 높이는 것은 물론이고 결정핵이 일부 생성되도록 전처리가 된 상태에서 마이크로파를 조사하는 것이 좋다. 전처리가 되지 않은 상태에서 마이크로파에 의한 반응을 바로 시작하면 반응이 느리거나 불순물이 혼입되거나 입자 크기의 균일도가 낮아지기 쉬우나 공정이 간편해진다. 전처리는 반응물을 초음파로 처리하거나 격렬하게 교반함으로써 수행될 수 있으며 전처리 온도는 실온 ~ 반응온도 사이의 온도가 바람직한데, 온도가 너무 낮으면 전처리 효과가 미약하고 너무 높으면 불순물이 생성되기 쉬울 뿐만 아니라 전처리 설비가 복잡해져야 하는 단점 이 있다. 전처리 시간은 1분 이상 5시간 이내가 적합하며 초음파의 경우 1분 이상, 교반 처리할 경우는 5분 이상이 적합하다. 상기 전처리 단계를 교반으로 수행할 경우 금속물질과 유기물을 용매 존재 하에서 50 ~ 2000rpm으로 5 ~ 600 분 동안 교반하는 것이 바람직하고, 초음파를 조사하여 수행할 경우 15000Hz ~ 30 MHz의 초음파를 1 ~ 600 분 동안 조사하여 수행하는 것이 보다 바람직하다. 상기 전처리 시간이 너무 짧은 경우 전처리 효과가 미약하고 너무 오래 전처리를 하면 전처리 효율도 낮아진다. 전처리는 초음파를 이용하여 수행함이 전처리 시간과 반응물의 균일성에서 보다 효과적이다.Because microwave reactions occur at a very high rate, it is recommended to irradiate the microwaves in a pre-processed state to increase the uniformity or the solubility of the reactants as well as to generate some crystal nuclei. If the reaction by microwave is started immediately in the absence of pretreatment, the reaction may be slow, impurities may be mixed, or the uniformity of particle size may be low, but the process may be simplified. The pretreatment can be carried out by ultrasonication of the reactants or by vigorous stirring. The pretreatment temperature is preferably between room temperature and reaction temperature. If the temperature is too low, the pretreatment effect is weak and if it is too high, impurities are easily generated. There is a drawback to the complexity of the installation. Pretreatment time is suitable for 1 minute or more and less than 5 hours, 1 minute or more for ultrasonic, 5 minutes or more for stirring. When the pretreatment step is performed by stirring, it is preferable to stir the metal material and the organic material at 50 to 2000 rpm for 5 to 600 minutes in the presence of a solvent, and when performing the ultrasonic irradiation, the ultrasonic wave at 15000 Hz to 30 MHz is 1 to 600 minutes. It is more preferable to carry out by irradiation. If the pretreatment time is too short, the pretreatment effect is weak and if the pretreatment is performed for too long, the pretreatment efficiency is also lowered. Pretreatment using ultrasonics is more effective in the pretreatment time and in the homogeneity of the reactants.

이하, 아래의 비제한적 실시예에서 본 발명을 보다 자세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention is described in more detail in the following non-limiting examples.

실시예 1 : 마이크로파 조사에 의한 다공성 유무기 혼성체(Fe-BTCA)의 제조Example 1 Preparation of Porous Organic-Inorganic Hybrids (Fe-BTCA) by Microwave Irradiation

테프론 반응기에 금속 철 1 mmol, 1M HNO3 60ml, 5M HF(수용액) 40ml 및 1,3,5-벤젠트리카르복시산(BTCA) 7 mmol을 더한 후 증류수를 가하였고, 반응물의 최종의 몰비는 Fe:HF:NHO3:BTCA:H2O=1:2:0.6:0.7;278 하였다. 상기 반응물을 실온에서 500rpm으로 20분간 교반하여 균일한 반응물이 되도록 하였다. 상기 전처리된 반응물을 함유한 테프론 반응기를 마이크로파 반응기(CEM사, 모델 Mars-5)에 장착하고 마이크로파(2.54 ㎓)를 조사하여 200℃로 승온 시킨 후 200 ℃에서 2분 동안 유지하여 결정화 반응을 수행한 후 실온으로 냉각, 원심 분리, 세척(증류수) 및 건 조하여 다공성 유무기 혼성체(Cr-BTCA)를 얻었다. 상기 얻어진 고체상의 다공성 유무기 혼성체의 X-선 회절 형태는 도 1과 같았으며, 원소 분석 결과 Fe:C:F=1:6.5:0.32의 몰비를 보였고, 질소 흡착 실험 결과 2,050 ㎡/g의 BET 표면적 및 1.0 ml/g의 세공부피를 보인 수율이 86%의 다공성 입자를 형성하였다(도 2). To the Teflon reactor were added 1 mmol of metal iron, 60 ml of 1M HNO 3 , 40 ml of 5M HF (aqueous solution) and 7 mmol of 1,3,5-benzenetricarboxylic acid (BTCA), followed by distilled water, and the final molar ratio of the reactant was Fe: HF: NHO 3 : BTCA: H 2 O = 1: 2: 0.6: 0.7; 278. The reaction was stirred at 500 rpm at room temperature for 20 minutes to ensure a uniform reaction. The Teflon reactor containing the pretreated reactant was mounted in a microwave reactor (CEM Co., Model Mars-5) and irradiated with microwave (2.54 kW) to raise the temperature to 200 ° C., and then maintained at 200 ° C. for 2 minutes to perform a crystallization reaction. After cooling to room temperature, centrifugation, washing (distilled water) and drying to obtain a porous organic-inorganic hybrid (Cr-BTCA). X-ray diffraction pattern of the obtained porous organic-inorganic hybrid was as shown in Figure 1, the elemental analysis showed a molar ratio of Fe: C: F = 1: 6.5: 0.32, nitrogen adsorption experiment results of 2,050 ㎡ / g Yield with BET surface area and pore volume of 1.0 ml / g formed 86% porous particles (FIG. 2).

상기한 결과는 문헌상 (Bulletin of Korean Chemical Society vol.26, p.880 (2005))의 결정구조인 Cr-MIL-100구조와 유사함을 보여주었다. The results showed that the crystal structure of the Bulletin of Korean Chemical Society vol. 26, p. 880 (2005) is similar to that of Cr-MIL-100.

실시예Example 2 : 전기 가열에 의한 다공성 유무기 혼성체(Fe- 2: porous organic-inorganic hybrid by electric heating (Fe- BTCABTCA )의 제조Manufacturing

상기 실시예 1와 동일한 방법으로 다공성 유무기 혼성체를 제조하였으나, 열원으로 마이크로파를 조사하는 대신에 일반적인 컨벡션 오븐(Convection oven)을 이용한 전기가열방식으로 144시간 동안 가열하여 유무기혼성체를 제조하였다. 제조된 유무기 혼성체의 결정구조는 XRD 분석 결과 피크의 상대적인 세기는 다르지만 실시예 1과 동일한 위치에서 회절패턴이 얻어짐을 확인하였으며, 질소 흡착 실험 결과 1,820 ㎡/g의 BET 표면적 및 0.9ml/g의 세공부피를 보였다.A porous organic-inorganic hybrid was prepared in the same manner as in Example 1, but instead of irradiating microwaves with a heat source, an organic-inorganic hybrid was prepared by heating for 144 hours using an electric heating method using a conventional convection oven. XRD analysis showed that the crystal structure of the prepared organic-inorganic hybrid was different, but the diffraction pattern was obtained at the same position as Example 1, and the nitrogen adsorption experiment showed that the BET surface area and 0.9 ml / g were 1,820 m 2 / g. Pore volume of.

비교예 1 : 제올라이트 수분흡착제Comparative Example 1 Zeolite Water Absorbent

상업용 수분흡착제로 사용되는 제올라이트 Y(알드리치 사, Si/Al = 5.6, 비표면적 = 827 m2/g, 세공부피 = 0.35 ml/g)를 준비하였다. Zeolite Y (Aldrich, Si / Al = 5.6, specific surface area = 827 m 2 / g, pore volume = 0.35 ml / g) used as a commercial moisture adsorbent was prepared.

비교예 2 : 단일산에 의한 다공성 유무기 혼성체(Fe-BTCA)의 제조Comparative Example 2: Preparation of porous organic-inorganic hybrid (Fe-BTCA) by a single acid

상기 실시예 1와 동일한 방법으로 다공성 유무기 혼성체를 제조하였으나, 질산을 없는 단일산을 사용하여 혼성체를 제조하였다. 테프론 반응기에 금속 철 1 mmol, 5M HF(수용액) 40ml 및 1,3,5-벤젠트리카르복시산(BTCA) 7 mmol을 더한 후 증류수를 가하였고, 반응물의 최종의 몰비는 Fe:HF:BTCA:H2O=1:2:0.6;278 하였다. 유무기혼성체의 마이크로파 조사 온도는 200℃, 반응시간 1시간 수행하였다. 얻어진 고체상의 다공성 유무기 혼성체는 수율이 82%였고, 다공성 유무기 혼성체의 X-선 회절 형태는 실시예 1의 결과와 유사하나, 전체적인 피크강도가 낮으며 질소 흡착 실험 결과 1,590 ㎡/g의 BET 표면적 및 0.7 ml/g의 세공부피를 보였다.A porous organic-inorganic hybrid was prepared in the same manner as in Example 1, but a hybrid was prepared using a single acid without nitric acid. 1 mmol of metal iron, 40 ml of 5M HF (aqueous solution) and 7 mmol of 1,3,5-benzenetricarboxylic acid (BTCA) were added to the Teflon reactor, and distilled water was added thereto. The final molar ratio of the reactants was Fe: HF: BTCA: H 2 O = 1: 2: 0.6; 278. Microwave irradiation temperature of the organic-inorganic hybrid was carried out at 200 ℃, reaction time 1 hour. The obtained porous organic-inorganic hybrid had a yield of 82%, and the X-ray diffraction pattern of the porous organic-inorganic hybrid was similar to that of Example 1, but the overall peak intensity was low and the results of nitrogen adsorption experiments were 1,590 m 2 / g. BET surface area and pore volume of 0.7 ml / g.

시험예 1: 수분흡착 시험Test Example 1: Water adsorption test

실시예 1 및 실시예 2에서 얻어진 흡착제를 70 ℃에서 30분 진공건조 한 후 수분의 흡착 실험을 중량법으로 수행하였다(도 3). 상대 습도 68% 에서도 흡착제 중량당 수분 흡착량이 실시예 1은 0.67g/g, 실시예 2는 0.59g/g 을 얻었다.The adsorbents obtained in Examples 1 and 2 were vacuum dried at 70 ° C. for 30 minutes, and then adsorption experiments of water were carried out by gravimetric method (FIG. 3). Even at a relative humidity of 68%, the amount of water adsorption per weight of the adsorbent was 0.67 g / g in Example 1 and 0.59 g / g in Example 2.

비교예 1의 상업용 수분흡착제로 사용되는 제올라이트 Y와 비교하여 볼 때, 제올라이트 Y는 200 ℃에서 30분 진공건조한 후 수분흡착 실험을 동일하게 진행학 결과 수분흡착량은 0.35g/g이었다(도 3). 즉, 실시예의 흡착제는 탈착온도를 70 ℃로 하였음에도 불구하고 본 발명에 따른 흡착제는 1.6배 이상의 수분 흡착량을 보여주었다. Compared with zeolite Y used as a commercial moisture adsorbent of Comparative Example 1, the zeolite Y was vacuum-dried at 200 ° C. for 30 minutes, and the same water adsorption experiment was carried out. The water adsorption amount was 0.35 g / g (FIG. 3). ). That is, although the adsorbent of the example was set to 70 ℃ desorption temperature, the adsorbent according to the present invention showed a water adsorption amount of 1.6 times or more.

또한, 마이크로파를 사용하여 제조된 실시예 1의 흡착제는 초기 5분 경과 후 0.4g/g, 10분 경과 후 0.56g/g 흡착량을 보인 반면 비교예 1의 흡착제는 5분경과후 0.25g/g, 10분 경과 후 0.28g/g의 흡착량을 보여 본 발명의 실시예 1에 따른 흡착제는 초기 흡착 속도가 매우 높은 것을 알 수 있다.In addition, the adsorbent of Example 1 prepared using microwave showed an adsorption amount of 0.4g / g after the initial 5 minutes, 0.56g / g after 10 minutes, while the adsorbent of Comparative Example 1 0.25g / after 5 minutes g, 10 minutes after the adsorption amount of 0.28g / g shows that the adsorbent according to Example 1 of the present invention is very high initial adsorption rate.

시험예 2: 수분탈착 시험Test Example 2: Water Desorption Test

실시예 1에서 제조된 흡착제와 나트륨 제올라이트 Y(NaY)를 암모늄클로라이드 포화수용액을 담은 데시케이터 상층에 3일 유지하여 충분히 수분을 흡착하게 한 후 중량분석법으로 탈착량을 분석하였다. 탈착조건은 질소를 300ml/min 흘리면서 흡착제의 무게감소를 측정하였다. 이때 탈착온도는 실시예 1의 흡착제는 70℃, 비교예 1의 나트륨 제올라이트 Y(NaY)는 200℃로 하였다.The adsorbent prepared in Example 1 and sodium zeolite Y (NaY) were kept in the upper layer of the desiccator containing saturated aqueous ammonium chloride solution for 3 days to sufficiently adsorb moisture, and then desorption amount was analyzed by gravimetric analysis. Desorption condition was measured by the weight loss of the adsorbent while flowing nitrogen 300ml / min. At this time, the desorption temperature was 70 ° C. in the adsorbent of Example 1, and sodium zeolite Y (NaY) in Comparative Example 1 was 200 ° C.

도 4는 수분을 흡착한 흡착제 전체 중량을 100%로 하여 시간에 따른 때 중량 감소 결과를 나타낸 그래프이다. 중량 감소율이 더 이상 감소하지 않는 것은 탈착 가능한 수분이 모두 탈착한 것을 의미한다. 실시예 1의 결과를 보면 10분 경과 후 40중량% 정도의 중량감소를 보이며, 비교예 1의 경우에는 25중량%의 중량 감소를 나타내었다. 실시예 1의 경우 흡착제 중량당 탈착가능한 수분흡착량이 40/60 = 0.67g/g이고, 비교예 1의 경우 흡착제 중량당 탈착가능한 수분흡착량이 25/75 = 0.33g/g이므로 실시예 1의 흡착제가 절대수분 흡착량이 비교예 1의 흡착제에 비해 2배 이상인 것을 알 수 있다. 또한, 초기 5분 이내의 탈착 속도도 비교예 1의 흡착제에 비해 실시예 1의 흡착제가 더 높게 나타났다.Figure 4 is a graph showing the weight loss results over time with the total weight of the adsorbent adsorbed water to 100%. If the weight loss rate is no longer reduced, it means that all of the removable moisture is desorbed. Example 1 shows a weight loss of about 40% by weight after 10 minutes, and in the case of Comparative Example 1 showed a weight loss of 25% by weight. In the case of Example 1, the adsorptive moisture adsorption amount per weight of the adsorbent is 40/60 = 0.67 g / g, and in the case of Comparative Example 1, the adsorptive moisture adsorption amount per weight of the adsorbent is 25/75 = 0.33 g / g. It can be seen that the absolute moisture adsorption amount is two times or more as compared with the adsorbent of Comparative Example 1. In addition, the desorption rate within the initial 5 minutes was also higher in the adsorbent of Example 1 compared to the adsorbent of Comparative Example 1.

상기의 결과로부터 본 발명에 따른 흡착제는 100℃의 온도에서 수분 탈착이 용이하고 단위 중량당 수분흡착량이 높은 특성을 갖는 것을 알 수 있으며, 이러한 특성을 이용하면 가습, 제습용 기기에 적용되어 습도 조절에 뛰어난 성능을 보일 것을 예상할 수 있다.From the above results, it can be seen that the adsorbent according to the present invention has a property of easily desorbing moisture at a temperature of 100 ° C. and having a high water adsorption amount per unit weight. You can expect to see excellent performance.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 철 함유 다공성 유무기혼성체는 수분의 흡착량이 많고 100℃ 이내의 저온에서 탈착량 특성이 우수하여 이를 흡착제로 이용한 제습기, 가습기, 냉난방기에 사용될 수 있다. 특히 탈착 온도가 매우 낮아 이러한 장비들의 운전 비용이 매우 크게 감소될 수 있는 장점이 있다.As described above, the iron-containing porous organic-inorganic hybrid prepared according to the present invention has a high adsorption amount of water and excellent desorption amount characteristics at a low temperature of less than 100 ℃ can be used in dehumidifiers, humidifiers, air conditioners using this as an adsorbent. In particular, the desorption temperature is very low, there is an advantage that the operating cost of these equipment can be greatly reduced.

Claims (9)

1) 철전구체로서 철 또는 철염, 유기리간드로서 테레프탈산 또는 벤젠트리카르복실산, 용매 및 반응촉진제로 불산 및 질산의 혼합산을 혼합하여 반응물 혼합액을 제조하는 단계; 및1) preparing a reactant mixture by mixing iron or iron salt as an iron precursor, terephthalic acid or benzenetricarboxylic acid as an organic ligand, and a mixed acid of hydrofluoric acid and nitric acid as a solvent and a reaction accelerator; And 2) 상기 반응물 혼합액을 전기가열 또는 마이크로파 조사하여 가열하는 단계;2) heating the reactant mixture by electric heating or microwave irradiation; 를 포함하는 제조방법으로 제조되어 1,700 m2/g 초과 10000 m2/g 미만의 표면적 및 0.8 mL/g 초과 10mL/g 미만의 세공 부피를 가지는, 철테레프탈레이트 또는 철벤젠트리카르보네이트를 이용한 수분 흡착제.Prepared by a manufacturing method comprising a having a surface area of more than 1,700 m 2 / g less than 10000 m 2 / g and a pore volume of more than 0.8 mL / g less than 10 mL / g, using iron terephthalate or iron benzene tricarbonate Moisture adsorbent. 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 철 함유 다공성 유무기 혼성체는 60~80℃에서 10~30분 건조한 후 상대습도 60~80% 조건에서 수분흡착량이 다공성 무기 혼성체 중량당 0.4 ~ 0.7g/g인 것을 특징으로 하는 수분흡착제.The iron-containing porous organic-inorganic hybrid is a moisture adsorbent, characterized in that the moisture adsorption amount is 0.4 ~ 0.7g / g per weight of the porous inorganic hybrid after drying for 10 to 30 minutes at 60 ~ 80 ℃ relative humidity 60 ~ 80% . 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 반응물 혼합액을 가열하는 온도는 100 ~ 250℃인 것을 특징으로 하는 수분흡착제.The temperature of heating the reactant mixture is a moisture adsorbent, characterized in that 100 ~ 250 ℃. 삭제delete 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 가열 방법은 마이크로파 조사인 것을 특징으로 하는 수분흡착제. The heating method is a moisture adsorbent, characterized in that the microwave irradiation. 제 5항에 있어서, The method of claim 5, 제조 반응기는 회분식 반응기를 사용하는 것을 특징으로 하는 수분흡착제.The production reactor is a water adsorbent, characterized in that using a batch reactor. 제 5항에 있어서, The method of claim 5, 상기 1)단계 후에 50 ~ 2000 rpm으로 5 분 ~ 600 분동안 교반하거나, 15000 Hz ~ 30 MHz의 초음파를 1 ~ 600 분 동안 조사하여 결정핵을 형성하는 전처리 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수분흡착제.After the step 1) is stirred for 50 minutes to 600 minutes at 50 ~ 2000 rpm, or further comprises a pre-treatment step of forming a crystal nucleus by irradiating 15000 Hz ~ 30 MHz ultrasound for 1 ~ 600 minutes absorbent.
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