KR100842295B1 - Synthetic method of mno2 nano-particle - Google Patents

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류광선
이영기
김동한
김재국
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한국전자통신연구원
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Abstract

A preparation method of manganese dioxide nano-particle is provided to obtain manganese dioxide nano-particle economically in a simple process for short time by oxidation-reduction reaction of separate aqueous solutions of manganese chloride and potassium permanganate. A preparation method of manganese dioxide nano-particle comprises steps of: preparing separate aqueous solution of MnCl2 and KMnO4(S10); adding KMnO4 aqueous solution to the MnCl2 aqueous solution under stirring(S20); stirring the mixture for about 1 hour(S30); filtering the mixture and drying the filtrate(S40); and analyzing the product precipitate(S50). In the oxidation-reduction reaction of the aqueous solutions, the manganese precursor optionally plays as an oxidant or as a reductant. The shape of the manganese dioxide nano-particle is controlled by the condition for synthesis in the aqueous solution or by the changes in the process for nucleus forming and for particle forming. Under the control of the precursor species and the synthesis condition, the manganese oxide optionally comprises potassium ion and sodium ion. Further, the nano-particle is gamma-MnO2 and has a diameter of 10 to 150 nm.

Description

이산화망간 나노입자의 제조방법{Synthetic method of MnO2 nano-particle}Synthetic method of MnO2 nano-particles

도 1은 본 발명에 의한 MnO2의 합성방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 1 is a flowchart illustrating a method for synthesizing MnO 2 according to the present invention.

도 2는 본 발명의 합성법에 의해 제조된 MnO2을 단순건조를 행한 후 수행한 XRD 분석결과를 나타내는 그래프이다.2 is carried out after the simple drying of MnO 2 prepared by the synthesis method of the present invention It is a graph showing the result of XRD analysis.

도 3은 본 발명의 합성법에 의해 제조된 MnO2을 단순건조를 행한 후 관찰한 FESEM(주사전자현미경)의 사진이다. Figure 3 is a photograph of the FESEM (scanning electron microscope) observed after the simple drying of MnO 2 prepared by the synthesis method of the present invention.

본 발명은 이산화망간(MnO2) 나노입자의 제조방법에 관한 것으로, 특히 가격이 저렴한 전구체와 간단한 합성방법에 의한 이산화망간(MnO2) 나노입자의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of manufacturing a manganese dioxide (MnO 2) manganese dioxide (MnO 2) nanoparticles according to the present invention relates to method of producing nanoparticles, in particular inexpensive precursor and simple synthetic method.

이산화망간은 다양한 응용분야를 가지고 있다. 예컨대, 향후 물류/유통/조달/생산/안전관리 등의 혁신적 개선과 효율적 운용을 위해 RFID가 필수적이다. 그 런데, 능동형 RFID 태그칩을 상용화에 있어서, 가장 결정적인 장애요소는 전원을 공급하는 저가의 고성능전지이다. 실제 RFID의 총 생산비용에서 전지를 제조하고 채용하는 비용이 RFID의 가격의 대부분을 차지함으로써 상용화에 큰 걸림돌이 되고 있다. Manganese dioxide has a variety of applications. For example, RFID is essential for innovative improvement and efficient operation of logistics, distribution, procurement, production, and safety management in the future. However, in the commercialization of an active RFID tag chip, the most important obstacle is a low-cost, high-performance battery that supplies power. Actually, the cost of manufacturing and employing batteries in the total production cost of RFID accounts for most of the price of RFID, which is a major obstacle to commercialization.

저가의 고성능전지를 위하여, 리튬 1 및2차 전지 등도 많은 연구가 이루어지고 있지만, 리튬 전지 자체가 고가이기 때문에 저가로 보급하기 어렵다. 따라서, 가격이 상대적으로 저렴한 박막형태의 망간전지를 대량생산 공정기술을 통해 제공함으로 상기 RFID 상용화를 앞당기려는 연구가 진행되고 있다. 망간은 지구상에서 10번째로 많은 매장량을 가지고 있어서 원재료의 가격이 싸고, 망간이 산화물 형태로 존재할 때 전기화학적으로 우수한 특성을 갖는 장점이 있다. Many studies have been conducted on lithium primary and secondary batteries for low cost, high performance batteries. However, lithium batteries themselves are expensive and are difficult to spread at low cost. Therefore, research is being conducted to accelerate the commercialization of RFID by providing a relatively inexpensive thin film type manganese battery through a mass production process technology. Manganese has the tenth largest reserve in the world, so the price of raw materials is low, and manganese is present in the form of oxides, which has the advantages of electrochemically superior properties.

이산화망간(MnO2)은 결정구조에 따라 여러 가지로 분류 될 수 있다. 구체적으로, MnO2는 크게 pyrolusite, ramsdellite, hollandite, romanechite, todorokite 등 5가지의 결정구조를 갖으며, 이러한 5가지 구조와 함께 이들의 구조들이 혼재된 정도에 의하여 크게 α, β, γ, δ의 4가지 상이 존재한다. 특히 박막형태의 1차전지 용으로 우수한 특성을 발현하는 γ-MnO2 상은, 잘 알려진 바와 같이, pyrolusite(1*1 tunnels 구조)와 ramsdellite(1*2 tunnels 구조)가 규칙적으로 혼재하는 복합형 구조이다.Manganese dioxide (MnO 2 ) can be classified into various types depending on the crystal structure. Specifically, MnO 2 has five crystal structures, such as pyrolusite, ramsdellite, hollandite, romanechite, and todorokite, and large amounts of α, β, γ, and δ due to the mixed degree of these structures. There are four phases. In particular, the γ-MnO 2 phase, which exhibits excellent properties for thin film primary batteries, has a complex structure in which pyrolusite (1 * 1 tunnels structure) and ramsdellite (1 * 2 tunnels structure) are regularly mixed, as is well known. to be.

MnO2을 합성하는 방법에 따라 크게 세가지 형태로 구분된다. 즉, 천연광물로부터 얻는 방법인 NMD(Natural Manganese Dioxide), 화학적 합성방법을 활용하여 얻는 CMD(Chemical Manganese Dioxide) 및 전기화학 반응을 이용하여 얻는 EMD(Electrolytic Manganese Dioxide) 합성방법들이 있다. 이 세 가지 방법에 있어서 α, β, δ상을 갖는 MnO2은 여러 가지 전구체를 활용하여 쉽게 합성되지만, 특히 전기화학적으로 좋은 특성을 발현하는 γ상을 갖는 MnO2은 합성하기에 상대적으로 어렵다.According to the method of synthesizing MnO 2 is divided into three types. That is, there are natural manganese dioxide (NMD) obtained from natural minerals, chemical manganese dioxide (CMD) obtained by using chemical synthesis, and electrolytic manganese dioxide (EMD) synthesis methods obtained by using electrochemical reaction. In these three methods, MnO 2 having α, β, and δ phases is easily synthesized using various precursors, but MnO 2 having γ phases exhibiting electrochemically good properties is relatively difficult to synthesize.

초기에는 EMD법을 활용하여 γ상의 MnO2를 합성하였다. 하지만, EMD법은 전기화학적 금속 도금법을 이용하기 때문에 합성방법이 복잡하고 대량생산에 어려움이 있었다. EMD법은 양극에 전압을 걸어주어서 MnSO4 용액을 이용한 산화반응을 일으켜 침전시키거나 극판에 코팅하여, 반응 후 극판에 붙어 있는 γ-MnO2를 긁어내는 형식의 합성방법이다. Initially, MnO 2 on γ was synthesized using the EMD method. However, since the EMD method uses an electrochemical metal plating method, the synthesis method is complicated and has difficulty in mass production. The EMD method is a synthetic method in which a voltage is applied to the anode to cause oxidation reaction using a MnSO 4 solution to be precipitated or coated on the electrode plate to scrape γ-MnO 2 attached to the electrode plate after the reaction.

최근, 다양한 화학적 방법으로 γ상을 갖는 MnO2를 입자가 매우 작은 형태(나노입자)로 합성한 결과가 발표하였다. 그 합성방법을 살펴보면, J. Rousche 그룹에서는 MnSO4 용액을 NaCl을 이용하여 산화반응을 통해 γ-MnO2를 합성하였다. 이러한 방법으로 합성을 한 경우 합성된 입자의 결정성이 떨어지고, 전자현미경 결과 입자의 형태가 불규칙하며 입자는 평균 500 nm 정도의 크기를 보여주었다. 또한, J. Chen 그룹의 경우에는 MnSO4와 (NH4)2S2O8를 전구체로 하여 90 ℃에서 24시간 동안 수열합성법(hydrothermal method)으로 합성을 하였다. 그리고, P. Shen 그룹의 연구결과에 의하면, [MnSO4)(PEG-6000)(H2O)] 폴리머 매트릭스를 전구체로 활용하여 예비된 샘플(as-prepared sample)을 얻은 후 NaOH 용액을 첨가하여, 수열 합성법으로 합성하였다. 상기 그룹들은 수열합성법을 이용하여 γ-MnO2를 합성하였는데, 그들의 연구결과에서는 나노로드와 나노튜브 및 나노와이어 등 다양한 형태를 조절하였으며, 우수한 전기화학적 특성을 보여주고 있다.Recently, the results of synthesizing MnO 2 having a γ phase by various chemical methods into very small particles (nanoparticles) have been published. Looking at the synthesis method, J. Rousche group synthesized γ-MnO 2 through the oxidation reaction of MnSO 4 solution using NaCl. When synthesized in this way, the crystallinity of the synthesized particles was inferior, and the electron microscope showed that the shape of the particles was irregular and the particles had an average size of about 500 nm. In the case of J. Chen group, MnSO 4 and (NH 4 ) 2 S 2 O 8 as precursors were synthesized by hydrothermal method (hydrothermal method) at 90 ℃ for 24 hours. And, according to the research results of P. Shen group, using a (MnSO 4 ) (PEG-6000) (H 2 O)] polymer matrix as a precursor to obtain a prepared sample (as-prepared sample) and then added NaOH solution And synthesized by hydrothermal synthesis. The groups synthesized γ-MnO 2 using hydrothermal synthesis, and in their results, various types of nanorods, nanotubes, and nanowires were controlled, and showed excellent electrochemical properties.

수열합성법으로 합성된 경우의 결정성과 입자의 크기와 형상을 살펴보면, 결정성도 우수하고 입자의 크기 1000 nm정도이면서 균일한 나노로드, 구형의 나노입자, 나노와이어, 나노튜브 등의 다양한 형태의 모습을 나타내고 있고, 입자의 크기가 작아지면서 마이크로 상태의 입자보다 표면적이 월등히 커져서 높은 반응성과 새로운 물리적인 특성과 화학적인 특성을 보여주고 있다. The crystallinity and size and shape of the particles synthesized by the hydrothermal synthesis method are excellent in crystallinity and the size of the particles is about 1000 nm and shows various forms of uniform nanorods, spherical nanoparticles, nanowires, and nanotubes. As the particle size decreases, the surface area is much larger than that of the micro state particle, showing high reactivity and new physical and chemical properties.

최근에는 γ-MnO2를 전구체로 활용해서 수열합성법을 통해 나노입자 및 나노로드 등을 합성하는 결과가 보고되고 있다. 하지만, 이러한 수열합성 방법은 오랜 시간이 걸리며, 방법이 복잡하고, 비용이 많이 소요되어 대량생산에 어려움이 있다. Recently, the results of synthesizing nanoparticles and nanorods through hydrothermal synthesis using γ-MnO 2 as precursors have been reported. However, this hydrothermal synthesis method takes a long time, and the method is complicated and expensive, which causes difficulty in mass production.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 비용이 적게 소요되고, 합성이 간단하며, 짧은 시간 내에 상온에서 합성할 수 있는 이산화망간의 제조방법을 제공하는 데 있다. Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention is to provide a method for producing manganese dioxide that can be synthesized at room temperature within a short time, simple synthesis, and a short time.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 의한 이산화망간의 제조방법은MnCl2와 KMnO4를 증류수에 녹여서 각각의 수용액을 별도로 제조하고, 상기 KMnO4 수용액을 상기 MnCl2 수용액에 첨가하는 것을 포함한다. 더하여, 본 발명에 의한 이산화망간의 제조방법은 상기 KMnO4 수용액이 첨가된 용액을 상온에서 교반하여 나노입자인 MnO2를 산화와 환원을 이용하여 합성하고, 상기 합성된 나노입자인 MnO2를 필터링하고, 상기 필터링된 나노입자인 MnO2를 상온에서 건조하는 것을 포함한다.
상기 나노입자는 γ-MnO2이거나 결정성이 없는 비정질 MnO2 일 수 있다.
The method for preparing manganese dioxide according to the present invention for achieving the above technical problem comprises dissolving MnCl 2 and KMnO 4 in distilled water to prepare each aqueous solution separately, and adding the KMnO 4 aqueous solution to the MnCl 2 aqueous solution. In addition, the present method of manufacturing a manganese dioxide according to the invention are synthesized by the oxidization and the reduction of the MnO 2 nanoparticles by stirring the solution with which the KMnO 4 solution were added at room temperature, filter the synthesized nanoparticles of MnO 2 , Drying the filtered nanoparticles MnO 2 at room temperature.
The nanoparticles may be γ-MnO 2 or amorphous MnO 2 without crystallinity.

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본 발명에 있어서, 상기 MnO2를 제조하기 위한 망간 전구체가 용해된 용액 중에는 상기 산화와 환원이 동시에 일어나거나 상기 망간 전구체를 산화제로 하거나 또는 상기 망간 전구체를 환원제로 하여 환원할 수 있다. 또한, 상기 나노입자의 형상은 핵생성 단계와 입자의 성장단계의 공정변화를 제어함으로써 조절할 수 있으면, 바람직하게는 상기 공정변화는 계면활성제를 이용하여 제어할 수 있다.In the present invention, in the solution in which the manganese precursor for producing the MnO 2 is dissolved, the oxidation and reduction may occur simultaneously, or the manganese precursor may be reduced as the oxidizing agent or the manganese precursor as the reducing agent. In addition, the shape of the nanoparticles can be controlled by controlling the process change of the nucleation step and the growth step of the particles, preferably the process change can be controlled using a surfactant.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다음에서 설명되는 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예들은 당분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 실시예 전체에 걸쳐서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 나타낸다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art. Like reference numerals denote like elements throughout the embodiments.

본 발명의 실시예는 0.01 - 9㎛의 범위의 균일한 입자분포를 갖는 MnO2를 저가의 공정으로 합성하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 종래의 합성방법에 비해 상대적으로 값싼 전구체의 선택하고 합성방법이 간단하다. Embodiments of the present invention provide a method for synthesizing MnO 2 with a uniform particle distribution in the range of 0.01-9 μm in a low cost process. The method selects relatively inexpensive precursors compared to the conventional synthesis method and the synthesis method is simple.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 MnO2의 합성방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 여기서는 γ-MnO2를 사례로 제시하였다. 1 is a flowchart illustrating a method for synthesizing MnO 2 according to an embodiment of the present invention. Here γ-MnO 2 is given as an example.

도시된 바와 같이, 먼저MnCl2와 KMnO4를 각각 증류수에 녹여서 각각의 수용액을 별도로 제조한다(S10). 그후, KMnO4 수용액을 교반 중인 MnCl2 수용액에 천천히 첨가한다(S20). KMnO4 수용액을 첨가하는 즉시 갈색의 침전물이 생겨난다. 상온에서 약 1시간 동안 교반을 행한 후(S30), 이를 필터링한 후 상온에서 건조한다(S40). 마지막으로, 생성된 침전물의 특성을 분석한다(S50). As shown, first dissolve MnCl 2 and KMnO 4 in distilled water, respectively to prepare each aqueous solution separately (S10). Then, the KMnO 4 aqueous solution is slowly added to the stirring MnCl 2 aqueous solution (S20). As soon as the KMnO 4 aqueous solution is added, a brown precipitate is formed. After stirring for about 1 hour at room temperature (S30), it is filtered and dried at room temperature (S40). Finally, the generated precipitate is analyzed for characteristics (S50).

다음은 아래 화학식에 본 발명의 실시예에 의한 합성법의 기구를 나타내었다. The following shows the structure of the synthesis method according to an embodiment of the present invention in the following formula.

x MnCl2 + y KMnO4 ----> z MnO2 + q (K+ + Cl-) x MnCl 2 + y KMnO 4 ---- > z MnO 2 + q (K + + Cl -)

MnCl2 수용액과 KMnO4 수용액을 혼합함으로써, MnCl2의 2가(2+)의 망간이 전자를 잃고 용액 중에서 안정한 상으로 존재하는 4가(4+)의 망간 형태로 산화가 이루어진다. 동시에 KMnO4의 7가(+7)의 망간은 전자를 얻어 환원되면서 4가(4+) 망간형태로의 반응이 진행된다. 즉, 본 발명의 실시예는 수용액 중의 산화와 환원 반응법을 이용한 합성방법이라고 할 수 있다. 위에서는 망간 전구체가 용해된 용액 중에 산화와 환원이 동시에 일어나는 경우를 제시하였으나, 상기 망간 전구체를 산화제로 하거나 또는 상기 망간 전구체를 환원제로 하여 환원할 수도 있다.By mixing MnCl 2 aqueous solution and KMnO 4 aqueous solution, divalent (2+) manganese of MnCl 2 loses electrons and is oxidized to tetravalent (4+) manganese form in a stable phase in solution. At the same time, the 7-valent (+7) manganese of KMnO 4 acquires electrons and is reduced to react with tetravalent (4+) manganese. In other words, the embodiment of the present invention can be said to be a synthesis method using the oxidation and reduction reaction method in an aqueous solution. In the above, the case where oxidation and reduction occur simultaneously in a solution in which a manganese precursor is dissolved may be reduced by using the manganese precursor as an oxidizing agent or the manganese precursor as a reducing agent.

또한, 본 실험에서는 열을 이용한 수열합성법에서와 같이 특수한 목적으로 제작된 기구를 이용하여 합성하지 않고, 단순히 상온(20℃)에서 교반(약 1시간 동안)을 통해 합성하였다. 합성과정은, MnCl2 수용액과 KMnO4 수용액을 혼합하면 나노입자의 형성으로 인한 침전이 일어나고, 침전물을 증류수로 세척과정을 거치고, 필터링하여 단순건조 하였다. In addition, in this experiment, rather than using a specially designed apparatus as in the hydrothermal synthesis method using heat, it was synthesized by simply stirring (for about 1 hour) at room temperature (20 ℃). In the synthesis process, when MnCl 2 aqueous solution and KMnO 4 aqueous solution are mixed, precipitation occurs due to the formation of nanoparticles, and the precipitate is washed with distilled water and filtered and then dried.

본 발명의 산화와 환원 합성법은 상온에서의 반응만으로 γ-MnO2를 합성할 수 있고, 방법이 매우 간단하여 비용이 적게 든다는 장점을 갖고 있다. 즉, 수열법이나 전기화학적으로 합성하는 CMD와 EMD에 비하여 합성할 때보다 소요되는 비용이 매우 적다. 예를 들어, CMD의 수열법은 100℃부근에서 24시간 이상 반응을 시켜야 함으로, 수열합성용 기구 및 열처리에 의한 비용이 필요하다. 또한, EMD의 경우 흘려주어야 하는 전류, 도금된 물질을 회수하는 과정과 관련된 비용이 요구된다. 따라서, 본 합성법은 상온에서 산화와 환원을 이용함으로써, 나노크기(약 100nm정도)를 갖는 γ-MnO2를 저가로 쉽게 합성할 수 있다. The oxidation and reduction synthesis method of the present invention has the advantage of being able to synthesize γ-MnO 2 only by reaction at room temperature, and the method being very simple and low in cost. That is, the cost is much less than that of the synthesis compared to CMD and EMD synthesized by hydrothermal method or electrochemical method. For example, the CMD hydrothermal method requires a reaction for 24 hours or more at around 100 ° C., which requires a cost for hydrothermal synthesis apparatus and heat treatment. In addition, in the case of the EMD, a current associated with flowing, costs associated with the recovery of the plated material is required. Therefore, this synthesis method can easily synthesize γ-MnO 2 having a nano size (about 100 nm) at low cost by using oxidation and reduction at room temperature.

본 발명은 MnCl2 수용액과 KMnO4 과 같은 값이 싼 전구체를 사용하여, γ-MnO2 의 제조비용을 크게 줄일 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 나노입자 형태의 MnO2는 특히 RFID의 빠른 상용화에 걸림돌이 되어 왔던, 고가의 전지 제조비용, 특히 전지 소재를 합성하는 공정 자체의 기인된 문제들을 해결할 수 있을 것이다.The present invention can significantly reduce the production cost of γ-MnO 2 by using inexpensive precursors such as MnCl 2 aqueous solution and KMnO 4 . Accordingly, the nanoparticle-type MnO 2 of the present invention may solve the problems caused by the expensive battery manufacturing cost, especially the process of synthesizing a battery material, which has been an obstacle to the rapid commercialization of RFID.

도 2는 도 1의 합성법에 의해 제조된 γ-MnO2을 단순건조를 행한 후 수행한 XRD 분석결과를 나타내는 그래프이다.Figure 2 is performed after the simple drying of the γ-MnO 2 prepared by the synthesis method of FIG. It is a graph showing the result of XRD analysis.

도 2를 참조하면, 상온에서 결정성을 갖는 γ-MnO2상을 나타내고 있다. 종래의 합성방법을 통해서는 상온에서의 합성공정만을 통해 본 발명과 같은 결정성을 갖는 γ-MnO2상을 얻기가 불가능하다. Referring to FIG. 2, a γ-MnO 2 phase having crystallinity at room temperature is shown. Through the conventional synthesis method, it is impossible to obtain a γ-MnO 2 phase having the same crystallinity as the present invention only through the synthesis process at room temperature.

도 3은 도 1의 합성법에 의해 제조된 γ-MnO2을 단순건조를 행한 후 관찰한 FESEM(주사전자현미경)의 사진이다. 3 is a photograph of a FESEM (scanning electron microscope) observed after simple drying of γ-MnO 2 produced by the synthesis method of FIG. 1.

도 3에 의하면, γ-MnO2의 입자는 평균적으로 약 100 nm 정도의 크기의 균일한 형상을 보여주고 있다. 입자는 대체적으로 원반형태의 판상형상을 갖고 있다. 그런데, 입자의 형상은 수용액 반응 중의 합성조건, 핵생성 단계와 입자의 성장단계의 공정변화, 예를 들어 다양한 계면활성제등을 첨가하여 제어가 가능하다. 즉, 상기 합성조건을 조절하면 결정성이 없는 비정질 MnO2를 제조할 수도 있다. 또한, 상기 합성조건을 조절하면, MnO2-x에서 4가의 망간 이외에도 2가 및 3가의 망간이온도 포함시킬 수 있다. 나아가, 상기 전구체의 종류와 상기 합성조건을 조절하면, 망간산화물에 칼륨(K) 및 나트륨(Na)이온을 포함시킬 수 있다. According to Figure 3, the particles of γ-MnO 2 On average, it shows a uniform shape with a size of about 100 nm. The particles generally have a disk-like plate shape. However, the shape of the particles can be controlled by adding synthetic conditions during the aqueous solution reaction, process changes in the nucleation step and the growth step of the particles, for example, various surfactants. That is, by controlling the synthesis conditions, it is possible to prepare amorphous MnO 2 without crystallinity. In addition, by adjusting the synthesis conditions, it is possible to include bivalent and trivalent manganese temperature in addition to tetravalent manganese in MnO 2-x . Furthermore, by adjusting the type of precursor and the synthesis conditions, potassium (K) and sodium (Na) ions may be included in the manganese oxide.

본 발명에 있어서, 상온에서의 산화와 환원 방법에 의해 합성된 나노입자형태의 MnO2는 박막형 또는 박형 전지를 구성할 때 박막의 형성과 박막의 질적인 면에서도 우수할 것으로 예상된다. In the present invention, MnO 2 in the form of nanoparticles synthesized by oxidation and reduction methods at room temperature is expected to be excellent in terms of thin film formation and thin film quality when forming a thin film or thin battery.

이상, 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명 은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 당분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다. As mentioned above, although the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention. It is possible.

상술한 본 발명에 의한 이산화망간의 제조방법에 따르면, 산화와 환원을 이용하여 합성함으로써, 비용이 적게 소요되고 합성이 간단하며 짧은 시간 내에 상온에서 이산화망간을 제조할 수 있다. 또한, 본 발명은 MnCl2 수용액과 KMnO4 과 같은 값이 싼 전구체를 사용하여, MnO2 의 제조비용을 크게 줄일 수 있다.According to the manufacturing method of manganese dioxide according to the present invention described above, by synthesizing using oxidation and reduction, it is possible to produce manganese dioxide at room temperature in a short time, simple synthesis and short time. In addition, the present invention can significantly reduce the manufacturing cost of MnO 2 by using an inexpensive precursor such as MnCl 2 aqueous solution and KMnO 4 .

Claims (9)

MnCl2와 KMnO4를 증류수에 녹여서 각각의 수용액을 별도로 제조하는 단계;Preparing each aqueous solution by dissolving MnCl 2 and KMnO 4 in distilled water; 상기 KMnO4 수용액을 상기 MnCl2 수용액에 첨가하는 단계;Adding the aqueous KMnO 4 solution to the aqueous MnCl 2 solution; 상기 KMnO4 수용액이 첨가된 용액을 상온에서 교반하여 나노입자인 MnO2를 산화와 환원을 이용하여 합성하는 단계;Stirring the solution containing the aqueous KMnO 4 solution at room temperature to synthesize MnO 2 , which is a nanoparticle, by oxidation and reduction; 상기 합성된 나노입자인 MnO2를 필터링하는 단계; 및Filtering the synthesized nanoparticles MnO 2 ; And 상기 필터링된 나노입자인 MnO2를 상온에서 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화망간의 제조방법.Manganese dioxide manufacturing method comprising the step of drying the filtered nanoparticles MnO 2 at room temperature. 제1항에 있어서, 상기 나노입자는 γ-MnO2 인 것을 특징으로 하는 이산화망간의 제조방법. The method of claim 1, wherein the nanoparticles are γ-MnO 2 . 제1항에 있어서, 상기 나노입자는 결정성이 없는 비정질 MnO2 인 것을 특징으로 하는 이산화망간의 제조방법. The method of claim 1, wherein the nanoparticles are amorphous MnO 2 having no crystallinity. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 나노입자는 10 내지 150 nm의 입경을 가지는 것을 특징으로 하는 이산화망간의 제조방법.The method of claim 1, wherein the nanoparticles have a particle diameter of 10 to 150 nm. 제1항에 있어서, 상기 MnO2를 제조하기 위한 망간 전구체가 용해된 용액 중에는 상기 산화와 환원이 동시에 일어나거나 상기 망간 전구체를 산화제로 하거나 또는 상기 망간 전구체를 환원제로 하여 환원하는 것을 특징으로 하는 이산화망간의 제조방법. The manganese dioxide according to claim 1, wherein in the solution in which the manganese precursor for producing MnO 2 is dissolved, the oxidation and reduction occur simultaneously, or the manganese precursor is reduced as the oxidizing agent or the manganese precursor as the reducing agent. Manufacturing method. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 나노입자의 형상은 핵생성 단계와 입자의 성장단계의 공정변화를 제어함으로써 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 이산화망간의 제조방법.The method of claim 1, wherein the shape of the nanoparticles can be controlled by controlling the process change of the nucleation step and the growth step of the particles. 제8항에 있어서, 상기 공정변화는 계면활성제를 이용하여 제어하는 것을 특징으로 하는 이산화망간의 제조방법.The method of claim 8, wherein the process change is controlled by using a surfactant.
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