KR101108980B1 - Micro-rod and material containing the same, and method for preparing micro-rod and nano-powder - Google Patents

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Abstract

본 발명은 나노입자들의 규칙적인 뭉침으로 인해 비표면적이 크고 기공 구조가 잘 발달한 마이크로 로드 및 그 제조 방법과 이를 함유하는 재료와, 이러한 마이크로 로드를 이용한 나노분말의 제조 방법에 관한 것으로서, 평균 크기가 5~100 ㎚인 금속 나노입자들 및 금속산화물 나노입자들 중 적어도 하나의 나노입자들을 포함하여 이루어지며, 폭이 50~1000 ㎚이고 상기 폭에 대한 길이의 비인 장단축비가 1.5 이상 200 이하인 것을 특징으로 하는 마이크로 로드 및 이를 함유하는 재료를 제공한다. 본 발명에 따른 마이크로 로드 내지 나노분말은 이차전지용 전극활물질, 전기화학 커패시터용 전극 재료, 연료전지용 전극 재료, 가스센서용 감지 소재, 촉매 등에 다양하게 응용될 수 있다.The present invention relates to a microrod having a large specific surface area and a well-developed pore structure due to the regular aggregation of nanoparticles, a method for producing the same, a material containing the same, and a method for preparing a nanopowder using the microrod, and the average size thereof. Is composed of at least one of the nanoparticles of the metal nanoparticles and metal oxide nanoparticles of 5 to 100 nm, the width is 50 to 1000 nm and the long-to-short ratio, the ratio of the length to the width is 1.5 or more and 200 or less Characterized by microrods and materials containing them. The microrods to nanopowders according to the present invention may be used in various applications such as electrode active materials for secondary batteries, electrode materials for electrochemical capacitors, electrode materials for fuel cells, sensing materials for gas sensors, and catalysts.

금속, 금속산화물, 나노입자, 전기 방사, 고분자, 나노섬유, 마이크로 로드, 나노분말 Metals, metal oxides, nanoparticles, electrospinning, polymers, nanofibers, microrods, nanopowders

Description

마이크로 로드 및 이를 함유하는 재료와, 마이크로 로드 및 나노분말의 제조 방법 {MICRO-ROD AND MATERIAL CONTAINING THE SAME, AND METHOD FOR PREPARING MICRO-ROD AND NANO-POWDER}MICRO-ROD AND MATERIAL CONTAINING THE SAME, AND METHOD FOR PREPARING MICRO-ROD AND NANO-POWDER}

본 발명은 나노입자들의 규칙적인 뭉침으로 인해 비표면적이 크고 기공 구조가 잘 발달한 마이크로 로드 및 그 제조 방법과 이를 함유하는 재료와, 이러한 마이크로 로드를 이용한 나노분말의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a microrod having a large specific surface area and well developed pore structure due to the regular aggregation of nanoparticles, a method for producing the same, a material containing the same, and a method for preparing a nanopowder using the microrod.

최근 들어, 나노미터(nm) 크기의 입자 크기를 갖는 소재에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 이러한 나노 크기의 소재들은 비표면적이 크고, 표면적/부피의 비율이 크며, 다공성 구조를 가지고 있어, 기체 확산이 빠르고 액상 전해질의 침투 특성이 우수하다. 따라서, 이러한 나노 크기의 소재들은 가스센서, 수퍼커패시터, 의사가역커패시터(Psuedocapacitor), 이차전지, 연료전지, 촉매 재료 등에 다양하게 응용될 수 있다. Recently, research on materials having a particle size of nanometer (nm) has been actively conducted. In particular, these nano-sized materials have a large specific surface area, a large surface area / volume ratio, and a porous structure, so that gas diffusion is excellent and penetration characteristics of the liquid electrolyte are excellent. Therefore, these nano-sized materials may be used in various applications such as gas sensors, supercapacitors, pseudo-reversible capacitors (Psuedocapacitor), secondary batteries, fuel cells, catalyst materials, and the like.

나노 크기의 입자(즉, 나노입자)를 제조하기 위한 다양한 접근 방법이 있다. There are a variety of approaches for preparing nano-sized particles (ie nanoparticles).

일 방법으로, 원료 분말들을 혼합하고, 혼합된 분말 내에 포함된 유기물질을 기화시켜 제거하는 하소(calcination) 공정, 소결(sintering) 공정 및 초미분쇄 공 정(micro-bead milling)을 통해 나노입자를 제조하는 고상 반응법이 있다. 그러나, 이 고상 반응법은 분말 크기가 상당히 커서, 일반적으로 100 nm 이하의 나노입자를 제조하기는 힘든 단점이 있다. 또한, 높은 합성 온도에서 제조된 벌크 물질을 기계적으로 분쇄하여 작게 만드는 방법이기 때문에, 입자 모양이 불균일하고, 미세한 분말을 얻기 위해 장시간의 분쇄 과정이 요구된다. In one method, the nanoparticles are mixed through a calcination process, a sintering process, and a micro-bead milling process in which raw material powders are mixed, and organic substances contained in the mixed powder are vaporized and removed. There is a solid phase reaction method to prepare. However, this solid phase reaction method has a large powder size, which is generally difficult to produce nanoparticles of 100 nm or less. In addition, since the bulk material produced at high synthesis temperature is mechanically pulverized to make it small, the particle shape is uneven, and a long grinding process is required to obtain fine powder.

이러한 고상 반응법과는 달리, 습식 제조 방법인 공침(co-precipitation)법은 고상 반응에 의해 제조된 분말에 비해 입자 크기가 매우 작은 분말을 제조할 수 있는 장점이 있다. 또한, 고상 반응법에서 요구되는 반복적인 하소 처리 및 분쇄 과정이 필요 없기 때문에 제조 공정이 간단한 장점이 있다. 공침법은, 원료 물질에 포함되어 있는 질화물 또는 염화물을 염기성의 공침액 속에서 수산화물로 침전시키고 이를 열처리하여 산화물 나노입자를 제조하는 방법이다. 이를 위해서는 온도, 교반 조건, 공침액의 pH 등의 조건 조절이 중요하다. 특히, 4성분계 이상의 복합 금속산화물을 제조하는 경우, 공정 조건이 복잡하여 정확한 화학양론비(stoichiometric ratio)를 맞추기 어려우며, 20 nm 이하의 균일한 입자 형상을 가지는 나노입자를 제조하기 어려운 단점이 있다. 특히, 습식 제조법에 의해 미세한 나노입자를 제조하는 것은 가능하지만, 나노입자 크기가 작은 경우 불균일한 입자간의 뭉침이 존재하게 된다. 또한 제조 공정에 많은 시간이 소요된다.Unlike the solid phase reaction method, the co-precipitation method, which is a wet manufacturing method, has an advantage of preparing a powder having a very small particle size compared to the powder prepared by the solid phase reaction. In addition, the manufacturing process is simple because there is no need for repetitive calcination and grinding processes required in the solid phase reaction method. The coprecipitation method is a method of preparing oxide nanoparticles by precipitating a nitride or chloride contained in a raw material as a hydroxide in a basic coprecipitation solution and subjecting it to heat treatment. For this purpose, it is important to control conditions such as temperature, stirring conditions, and pH of the coprecipitation solution. In particular, when manufacturing a four-component or more complex metal oxide, it is difficult to meet the exact stoichiometric ratio (complex stoichiometric ratio) due to complex process conditions, there is a disadvantage that it is difficult to manufacture a nanoparticle having a uniform particle shape of 20 nm or less. In particular, it is possible to produce fine nanoparticles by a wet manufacturing method, but when the nanoparticle size is small, there is agglomeration between non-uniform particles. In addition, the manufacturing process takes a lot of time.

본 발명은 이러한 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은,The present invention has been made to solve these conventional problems, the object of the present invention,

첫째, 미세한 나노입자들간의 뭉침이 규칙적이고 기공 구조가 잘 발달한 마이크로 로드 및 그 제조 방법을 제공하고,First, it provides a micro rod with agglomeration between fine nanoparticles and well-developed pore structure and its manufacturing method,

둘째, 이러한 마이크로 로드를 높은 생산 수율을 가지고 손쉽게 대량으로 제조할 수 있는 방법을 제공하며,Second, it provides a way to easily manufacture these microrods in high volumes with high production yields.

셋째, 상기 마이크로 로드를 구성하는 나노입자들이 특정 물질에 국한되는 것이 아니라, 다양한 종류의 금속, 합금, 금속산화물 및/또는 복합 금속산화물로 이루어질 수 있도록 하는 범용적인 제조 방법을 제공하고,Third, to provide a general manufacturing method for the nanoparticles constituting the microrods is not limited to a specific material, but may be made of various kinds of metals, alloys, metal oxides and / or composite metal oxides,

넷째, 다성분계 복합 금속산화물을 원하는 조성비로 손쉽게 맞추어 대량 생산이 가능한 마이크로 로드 및 나노분말의 제조 방법을 제공하며,Fourthly, the present invention provides a method for manufacturing microrods and nanopowders, which can be easily mass-produced with a multicomponent composite metal oxide at a desired composition ratio.

다섯째, 상기 마이크로 로드로부터 나노분말을 얻는 방법을 제공하는 데에 있다.Fifth, to provide a method for obtaining nanopowder from the microrods.

이러한 목적들은 다음의 본 발명의 구성에 의하여 달성될 수 있다.These objects can be achieved by the following configuration of the present invention.

(1) 평균 크기가 5~100 ㎚인 금속 나노입자들 및 금속산화물 나노입자들 중 적어도 하나의 나노입자들을 포함하여 이루어지며, 폭이 50~1000 ㎚이고 상기 폭에 대한 길이의 비인 장단축비가 1.5 이상 200 이하인 것을 특징으로 하는 마이크로 로드.(1) comprises at least one nanoparticles of metal nanoparticles and metal oxide nanoparticles having an average size of 5 to 100 nm, and has a long and short ratio of 50 to 1000 nm in width and a ratio of length to width; 1.5 or more and 200 or less micro rod.

(2) 상기 (1)에 따른 마이크로 로드를 함유하는 재료.(2) A material containing the microrods according to (1) above.

(3) 금속 전구체 및 금속산화물 전구체 중 적어도 하나와 고분자를 혼합한 방사 용액을 준비하고;(3) preparing a spinning solution in which at least one of a metal precursor and a metal oxide precursor are mixed with a polymer;

상기 방사 용액을 전기장하에서 섬유상으로 방사하여 상기 금속 전구체 및 상기 금속산화물 전구체 중 적어도 하나와 상기 고분자가 혼합된 복합 섬유를 형성하며;Spinning the spinning solution onto a fiber under an electric field to form a composite fiber in which at least one of the metal precursor and the metal oxide precursor and the polymer are mixed;

상기 복합 섬유를 열처리하여 상기 복합 섬유에서 상기 고분자가 용융 제거된, 금속 나노입자들 및 금속산화물 나노입자들 중 적어도 하나의 나노입자들을 포함하여 이루어진 나노섬유를 얻고;Heat treating the composite fiber to obtain nanofibers including at least one nanoparticles of metal nanoparticles and metal oxide nanoparticles from which the polymer is melt-removed from the composite fiber;

상기 나노섬유를 분쇄하여 상기 금속 나노입자들 및 상기 금속산화물 나노입자들 중 적어도 하나의 나노입자들을 포함하여 이루어진 마이크로 로드를 얻는 것을 특징으로 하는 마이크로 로드의 제조 방법.And grinding the nanofibers to obtain a microrod including at least one nanoparticle among the metal nanoparticles and the metal oxide nanoparticles.

(4) 금속 전구체 및 금속산화물 전구체 중 적어도 하나와 고분자를 혼합한 방사 용액을 준비하고;(4) preparing a spinning solution in which at least one of a metal precursor and a metal oxide precursor are mixed with a polymer;

상기 방사 용액을 전기장하에서 섬유상으로 방사하여 상기 금속 전구체 및 상기 금속산화물 전구체 중 적어도 하나와 상기 고분자가 혼합된 복합 섬유를 형성하며;Spinning the spinning solution onto a fiber under an electric field to form a composite fiber in which at least one of the metal precursor and the metal oxide precursor and the polymer are mixed;

상기 복합 섬유를 열처리하여 상기 복합 섬유에서 상기 고분자가 용융 제거된, 금속 나노입자들 및 금속산화물 나노입자들 중 적어도 하나의 나노입자들을 포 함하여 이루어진 나노섬유를 얻고;Heat treating the composite fiber to obtain nanofibers including at least one nanoparticles of metal nanoparticles and metal oxide nanoparticles in which the polymer is melted away from the composite fiber;

상기 나노섬유를 1차 분쇄하여 상기 금속 나노입자들 및 상기 금속산화물 나노입자들 중 적어도 하나의 나노입자들을 포함하여 이루어진 마이크로 로드를 얻으며;Firstly crushing the nanofiber to obtain a microrod including at least one nanoparticle of the metal nanoparticles and the metal oxide nanoparticles;

상기 마이크로 로드를 2차 분쇄하여 상기 금속 나노입자들 중 적어도 하나의 금속 나노입자 또는 상기 금속산화물 나노입자들 중 적어도 하나의 금속산화물 나노입자를 포함하여 이루어진 나노분말을 얻는 것을 특징으로 하는 나노분말의 제조 방법.The microrods are pulverized second to obtain nanopowders comprising at least one metal nanoparticles of the metal nanoparticles or at least one metal oxide nanoparticles of the metal oxide nanoparticles. Manufacturing method.

본 발명에 의해 제조된 마이크로 로드는 미세한 나노입자들이 균일하고 규칙적으로 뭉쳐 있으므로, 입자간 접촉저항이 작고, 비표면적이 크며, 입자들간 기공 구조가 잘 발달되어 있다. 이에 따라, 상기 마이크로 로드 내로의 기체 확산이 빠르고 액체 전해질의 침투가 잘 된다. 따라서, 본 발명에 따른 마이크로 로드는 가스센서용 감지 소재, 이차전지용 전극활물질(음극활물질 및 양극활물질), 연료전지용 전극 재료, 전기화학 커패시터용 전극 재료, 촉매 재료 등에 응용될 수 있다. The microrod manufactured by the present invention has a small and uniform contact of fine nanoparticles, so that the contact resistance between particles is small, the specific surface area is large, and the pore structure between particles is well developed. Accordingly, gas diffusion into the microrods is quick and the liquid electrolyte penetrates well. Therefore, the microrod according to the present invention may be applied to a sensing material for a gas sensor, an electrode active material for a secondary battery (cathode active material and a cathode active material), an electrode material for a fuel cell, an electrode material for an electrochemical capacitor, a catalyst material, and the like.

또한, 방사에 의한 복합 섬유 제조 과정에서 졸-겔(sol-gel) 반응을 수반하기 때문에 다양한 전구체의 조합을 통해 2성분계에서 다성분계에 이르는 금속, 금속산화물, 복합 금속산화물을 손쉽게 제조할 수 있다. 이에 따라, 응용 분야의 요구되는 사양에 따라 다양한 특성을 갖는 금속, 금속산화물 및/또는 복합 금속산화물 마이크로 로드를 손쉽게 대량으로 제조할 수 있다. In addition, since sol-gel reaction is involved in the process of manufacturing a composite fiber by spinning, it is possible to easily prepare metals, metal oxides, and composite metal oxides ranging from two-component to multi-component systems by combining various precursors. . Accordingly, metal, metal oxide and / or composite metal oxide microrods having various characteristics can be easily manufactured in large quantities according to the required specifications of the application field.

또한, 나노섬유의 분쇄 정도에 따라 나노섬유가 짧게 끊어진 형태인 마이크로 로드 형상부터 초미세한 나노입자까지 다양한 크기의 결과물을 얻을 수 있다. In addition, depending on the degree of pulverization of the nanofibers, it is possible to obtain the results of various sizes ranging from the shape of the microrods in which the nanofibers are shortly cut to the ultrafine nanoparticles.

또한, 금속, 합금, 금속산화물 및/또는 2종 이상의 복합 금속산화물로 이루어진 나노입자는 열처리 온도 조건에 따라 결정질 구조, 비정질 구조, 또는 결정질과 비정질이 혼재된 구조를 자유롭게 가질 수 있다. 이에 따라, 응용 분야의 요구되는 사양에 따라 최적의 결정 구조를 손쉽게 구현할 수 있다.In addition, the nanoparticles composed of a metal, an alloy, a metal oxide, and / or two or more composite metal oxides may have a crystalline structure, an amorphous structure, or a structure in which crystalline and amorphous mixtures, depending on the heat treatment temperature conditions. Accordingly, the optimum crystal structure can be easily implemented according to the required specifications of the application field.

본 발명은 섬유상으로 방사된 1종 이상의 금속 전구체 및/또는 1종 이상의 금속산화물 전구체와 고분자의 복합 섬유를 열처리하여 나노입자들을 포함하여 이루어진 나노섬유를 얻은 후, 이를 분쇄하여 분쇄 정도에 따라 상기 나노섬유가 짧게 끊어진 형태의 마이크로 로드에서부터 나노분말 내지 나노입자에 이르는 다양한 크기의 재료를 제공한다 (도 1 참조).The present invention heat-treated a composite fiber of one or more metal precursors and / or one or more metal oxide precursors and polymers spun into fibrous to obtain nanofibers comprising nanoparticles, and then pulverize the nanofibers according to the degree of grinding It provides materials of various sizes, from microrods in the form of short broken fibers to nanopowders to nanoparticles (see FIG. 1).

본 발명에 따른 마이크로 로드는 나노입자들을 포함하여 이루어지며, 폭이 50~1000 ㎚이고 상기 폭에 대한 길이의 비인 장단축비가 1.5 이상 200 이하인 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 나노입자들의 평균 크기는 5~100 ㎚이다. 또한, 상기 나노입자들은 (1) 1종 또는 2종 이상의 금속으로 이루어진 금속 나노입자들이거나, 혹은 (2) 1종 또는 2종 이상의 금속산화물로 이루어진 2성분계 또는 3성분계 이상의 금속산화물 나노입자들이거나, 혹은 (3) 상기 (1)의 금속 나노입자들과 상기 (2)의 금속산화물 나노입자들이 혼합되어 있는 것일 수도 있다. Micro-rod according to the present invention is made of nanoparticles, characterized in that the 50 to 1000 nm in width and the ratio of the long and short ratio, the ratio of the length to the width is 1.5 to 200 or less. Here, the average size of the nanoparticles is 5 ~ 100 nm. In addition, the nanoparticles are (1) metal nanoparticles made of one or two or more metals, or (2) two or three or more metal oxide nanoparticles made of one or two or more metal oxides. Or (3) the metal nanoparticles of (1) and the metal oxide nanoparticles of (2) may be mixed.

상기 마이크로 로드는, 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나의 나노입자들을 포 함하여 이루어진 50~1000 nm의 직경을 갖는 나노섬유가 짧게 끊어진 것이다.The micro rod is a short break of the nanofibers having a diameter of 50 ~ 1000 nm made of any one of the nanoparticles (1) to (3).

본 발명에 따른 마이크로 로드는 미세한 나노입자들이 균일하고 규칙적으로 뭉쳐 있으므로, 입자간 접촉저항이 작고, 비표면적이 크며, 입자들간 기공 구조가 잘 발달되어 있다. 이와 관련하여, 상기 마이크로 로드를 구성하는 상기 금속 나노입자들 사이, 상기 금속산화물 나노입자들 사이, 또는 상기 금속 나노입자와 상기 금속산화물 나노입자 사이에는 평균 1~50 ㎚의 크기 분포를 갖는 기공이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이는 상기 마이크로 로드 내로의 기체 확산이 빠르게 잘 일어나게 하거나 액체 전해질의 침투가 잘 되게 하기 위함이다.In the microrod according to the present invention, since the fine nanoparticles are uniformly and regularly aggregated, the contact resistance between particles is small, the specific surface area is large, and the pore structure between the particles is well developed. In this regard, pores having an average size distribution of 1 to 50 nm are formed between the metal nanoparticles constituting the microrod, between the metal oxide nanoparticles, or between the metal nanoparticle and the metal oxide nanoparticles. It is preferable that it is formed. This is to allow gas diffusion into the microrods to occur quickly or to permeate the liquid electrolyte well.

상기 금속 나노입자는 Pt, Au, Ag, Li, Si, Mn, Fe, Mg, Ca, Sn, Ti, Ni, Co, Cu, Zn, In, Mo, W, Ir 및 Ru로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 금속 또는 둘 이상의 합금으로 이루어진 나노입자일 수 있다. 다만, 본 발명이 상기 금속 나노입자의 종류를 한정하는 것은 아니다.The metal nanoparticle is any one selected from the group consisting of Pt, Au, Ag, Li, Si, Mn, Fe, Mg, Ca, Sn, Ti, Ni, Co, Cu, Zn, In, Mo, W, Ir and Ru It may be a nanoparticle consisting of one metal or two or more alloys. However, the present invention does not limit the type of the metal nanoparticles.

또한, 상기 금속산화물 나노입자는 (1) SnO2, TiO2, Fe2O3, Fe3O4, CoO, Co3O4, CaO, MgO, CuO, ZnO, In2O3, NiO, MoO3, MnO2, WO3, RuO2, IrO2 및 V2O5으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 금속산화물 또는 둘 이상의 복합 금속산화물로 이루어진 나노입자이거나, 혹은 (2) Zn2SnO4, CoSnO3, Ca2SnO4, CaSnO3, ZnCo2O4, Co2SnO4, Mg2SnO4, Mn2SnO4, CuV2O6, NaMnO2 및 NaFeO2으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 화합물로 이루어진 나노입자이거나, 혹은 (3) Li4Ti5O12, LiCoO2, LiNiO2, LiNi1- yCoyO2 (y=0.1~0.9), LiMn2O4, Li[Ni1/2Mn1/2]O2 및 LiFePO4으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 Li 함유 전이금속산화물로 이루어진 나노입자이거나, 혹은 (4) Li 자리에 Mg2+, Al3+, Ti4+, Zr4+, Nb5+ 및 W6+ 중 적어도 하나가 1 at% 이하로 도핑된 LiFePO4, LiMnPO4, LiNiPO4, LiCoPO4, LiAl0.05Co0.85Ni0.15O2, Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2, Li[Ni1/2Mn1/2]O2, LiNi1-xCoxO2 및 LiNi1-xTix/2Mgx/2O2으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 Li 함유 복합 금속산화물로 이루어진 나노입자이거나, 혹은 (5) Pt-RuO2, Ni-Y0.08Zr0.92O2 또는 Pt-Y0.08Zr0.92O2와 같은 금속과 금속산화물의 복합체인 복합 금속산화물로 이루어진 나노입자이거나, 혹은 (6) Y0.08Zr0.92O2, La1-xSrxCoO3 (x=0.1~0.9), La0.8Sr0.2Fe0.8Co0.2O3, La1-xSrxMnO3 (x=0.1~0.9), La1-xSrxFeO3 (x=0.1~0.9) 및 La0.8Sr0.2Fe0.8Co0.2O3으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 복합 금속산화물로 이루어진 나노입자일 수 있다. 다만, 본 발명이 상기 금속산화물 나노입자의 종류를 한정하는 것은 아니다.In addition, the metal oxide nanoparticles are (1) SnO 2 , TiO 2 , Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , CoO, Co 3 O 4 , CaO, MgO, CuO, ZnO, In 2 O 3 , NiO, MoO 3 , MnO 2 , WO 3 , RuO 2 , IrO 2 and V 2 O 5 any one metal oxide selected from the group consisting of or nanoparticles consisting of two or more complex metal oxides, or (2) Zn 2 SnO 4 , CoSnO 3 , Ca 2 SnO 4 , CaSnO 3 , ZnCo 2 O 4 , Co 2 SnO 4 , Mg 2 SnO 4 , Mn 2 SnO 4 , CuV 2 O 6 , NaMnO 2 and NaFeO 2 Or (3) Li 4 Ti 5 O 12 , LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiNi 1-y Co y O 2 (y = 0.1 to 0.9), LiMn 2 O 4 , Li [Ni 1/2 Mn 1/2 ] O 2 and LiFePO 4 nanoparticles consisting of any one of the Li-containing transition metal oxide selected from the group, or (4) Mg 2+ , Al 3+ , Ti 4+ , Zr 4+ in place of Li LiFePO 4 , LiMnPO 4 , LiNiPO 4 doped with at least one of Nb 5+ and W 6+ to 1 at% or less , LiCoPO 4 , LiAl 0.05 Co 0.85 Ni 0.15 O 2 , Li [Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 ] O 2 , Li [Ni 1/2 Mn 1/2 ] O 2 , LiNi 1-x Co (5) Pt-RuO 2 , Ni-Y 0.08 or nanoparticles consisting of any one of Li-containing composite metal oxides selected from the group consisting of x O 2 and LiNi 1-x Ti x / 2 Mg x / 2 O 2 Zr 0.92 O 2 or Pt-Y 0.08 Nanoparticles consisting of complex metal oxides, which are complexes of metals and metal oxides such as Zr 0.92 O 2 , or (6) Y 0.08 Zr 0.92 O 2 , La 1-x Sr x CoO 3 (x = 0.1 to 0.9), La 0.8 Sr 0.2 Fe 0.8 Co 0.2 O 3 , La 1-x Sr x MnO 3 (x = 0.1 to 0.9), La 1-x Sr x FeO 3 (x = 0.1 to 0.9) And La 0.8 Sr 0.2 Fe 0.8 Co 0.2 O 3 It may be a nanoparticle consisting of any one composite metal oxide selected from the group consisting of. However, the present invention does not limit the type of the metal oxide nanoparticles.

상기 금속산화물 나노입자가 2종 이상의 금속산화물을 포함하여 이루어질 경우, 상기 금속산화물 나노입자는 2종 이상의 금속산화물의 고용체, 상 분리된 2종 이상의 금속산화물의 혼합 상, 2종 이상의 금속산화물로 이루어진 화합물 중 적어도 하나의 미세 구조를 가질 수 있다.When the metal oxide nanoparticles include two or more kinds of metal oxides, the metal oxide nanoparticles are formed of a solid solution of two or more kinds of metal oxides, a mixed phase of two or more kinds of metal oxides separated from phases, and two or more kinds of metal oxides. It may have a microstructure of at least one of the compounds.

또한, 상기 나노입자(이하, '금속 나노입자'와 '금속산화물 나노입자'를 총 칭함)는 열처리 온도에 따라 결정질 구조, 비정질 구조, 혹은 결정질과 비정질이 혼합되어 있는 구조를 가질 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 마이크로 로드는 응용 분야에서 요구하는 사양에 맞춰 결정 구조를 손쉽게 최적화할 수 있다.In addition, the nanoparticles (hereinafter, collectively referred to as "metal nanoparticles" and "metal oxide nanoparticles") may have a crystalline structure, an amorphous structure, or a structure in which crystalline and amorphous are mixed depending on the heat treatment temperature. Accordingly, the microrod according to the present invention can easily optimize the crystal structure to meet the specifications required in the application field.

또한, 본 발명은 위와 같은 마이크로 로드를 함유하는 재료를 제공한다. The present invention also provides a material containing such a microrod.

이러한 재료로는 이차전지용 전극활물질, 전기화학 커패시터용 전극 재료, 연료전지용 전극 재료, 가스센서용 감지 소재 또는 촉매를 예로 들 수 있다. 예컨대, 본 발명에 따른 마이크로 로드를 이차전지용 전극활물질로 사용할 경우, 상기 마이크로 로드와, 도전재(예컨대, 카본 블랙)와, 바인더를 혼합한 코팅 조성물을 집전체 위에 닥터 블레이드법 등에 의해 도포하여 전극활물질 박층을 형성할 수 있다. 또한, 전기화학 커패시터용 전극 재료에의 응용을 위해, 비정질 구조를 가지는 상기 마이크로 로드와, 도전재(예컨대, 카본 블랙)와, 바인더(예컨대, PTFE, PVDF 등)를 혼합한 코팅 조성물을 집전체 위에 닥터 블레이드법 등에 의해 도포하여 수퍼커패시터용 전극 박층을 형성할 수도 있다.Examples of such a material include an electrode active material for a secondary battery, an electrode material for an electrochemical capacitor, an electrode material for a fuel cell, a sensing material for a gas sensor, or a catalyst. For example, when the microrod according to the present invention is used as an electrode active material for a secondary battery, a coating composition in which the microrod, the conductive material (for example, carbon black), and the binder are mixed is coated on the current collector by a doctor blade method or the like. The active material thin layer can be formed. In addition, for the application to electrode materials for electrochemical capacitors, a current collector is coated with a coating composition in which the microrod having an amorphous structure, a conductive material (for example, carbon black), and a binder (for example, PTFE, PVDF, etc.) are mixed. It can also apply | coat by the doctor blade method etc. on this, and can form the electrode thin layer for supercapacitors.

한편, 본 발명에 따른 마이크로 로드의 제조 방법은, 크게 (1) 방사 용액의 준비 단계, (2) 방사에 의한 복합 섬유의 형성 단계, (3) 복합 섬유의 열처리에 의한 나노섬유의 제조 단계, (4) 1차 분쇄에 의한 마이크로 로드의 제조 단계로 나눌 수 있다. 또한, 본 발명은 위에서 얻은 마이크로 로드를 2차 분쇄하여 나노분말을 얻는 단계를 추가로 포함할 수도 있다. 이하, 각 단계별로 상세히 설명한다.On the other hand, the manufacturing method of the microrod according to the present invention is largely (1) preparing a spinning solution, (2) forming a composite fiber by spinning, (3) manufacturing a nanofiber by heat treatment of the composite fiber, (4) It can be divided into the manufacturing steps of the microrods by primary grinding. In addition, the present invention may further comprise the step of obtaining a nano-powder by secondary grinding the microrod obtained above. Hereinafter, each step will be described in detail.

방사 용액의 준비Preparation of Spinning Solutions

먼저, 방사(spinning)를 위하여, 1종 이상의 금속 전구체 및/또는 1종 이상의 금속산화물 전구체와, 고분자와, 용매를 혼합한 방사 용액을 준비한다. First, for spinning, a spinning solution in which at least one metal precursor and / or at least one metal oxide precursor, a polymer and a solvent are mixed is prepared.

여기서, 상기 금속 전구체는 환원 분위기하에서의 열처리를 통해 금속을 형성할 수 있는 전구체로서, 예컨대 Ir, Ru, Pt, Au, Ag, Li, Si, Mn, Fe, Mg, Ca, Sn, Ti, Ni, Co, Cu, Zn, In, Mo 또는 W 이온을 함유하는 전구체를 1종 이상 포함할 수 있다. 다만, 본 발명이 상기 금속 전구체의 종류로 한정되는 것은 아니다.Here, the metal precursor is a precursor capable of forming a metal through heat treatment in a reducing atmosphere, for example Ir, Ru, Pt, Au, Ag, Li, Si, Mn, Fe, Mg, Ca, Sn, Ti, Ni, One or more precursors containing Co, Cu, Zn, In, Mo, or W ions may be included. However, the present invention is not limited to the kind of the metal precursor.

또한, 상기 금속산화물 전구체는 공기 중 또는 산화 분위기하에서의 열처리를 통해 금속산화물을 형성할 수 있는 전구체로서, 예컨대 Li, Si, Mn, Fe, Mg, Ca, Sn, Ti, Ni, Co, Cu, Zn, In, Mo, V, W, P, Ir, Ru, Na, Al, Zr, Pt, Nb, Y, La 또는 Sr 이온을 함유하는 전구체를 1종 이상 포함할 수 있다. 다만, 본 발명이 상기 금속 전구체의 종류로 한정되는 것은 아니다.In addition, the metal oxide precursor is a precursor capable of forming a metal oxide through heat treatment in air or under an oxidizing atmosphere, for example, Li, Si, Mn, Fe, Mg, Ca, Sn, Ti, Ni, Co, Cu, Zn At least one precursor containing In, Mo, V, W, P, Ir, Ru, Na, Al, Zr, Pt, Nb, Y, La, or Sr ions may be included. However, the present invention is not limited to the kind of the metal precursor.

상기 고분자는 방사 용액의 점도를 증가시켜 방사 시 섬유상을 형성시키고, 상기 금속 전구체 및/또는 상기 금속산화물 전구체와의 상용성에 의해 방사된 섬유의 구조를 제어하는 역할을 한다. 이러한 고분자로는 폴리비닐아세테이트, 폴리우레탄, 폴리우레탄 공중합체, 폴리에테르우레탄, 셀룰로오스 아세테이트와 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트와 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트와 같은 셀룰로오스 유도체, 폴리메틸메스아크릴레이트(PMMA), 폴리메틸아크릴레이트(PMA), 폴리아크릴 공중합체, 폴리비닐아세테이트 공중합체, 폴리비닐알콜(PVA), 폴리퍼퓨릴알콜(PPFA), 폴리스티렌(PS), 폴리스티렌 공중합체, 폴리에틸렌옥사이드(PEO), 폴리 프로필렌옥사이드(PPO), 폴리에틸렌옥사이드 공중합체, 폴리프로필렌옥사이드 공중합체, 폴리카보네이트(PC), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리카프로락톤, 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리비닐풀루오라이드, 폴리비닐리덴풀루오라이드 공중합체, 폴리아크릴로니트릴, 폴리아마이드, 피치(pitch) 및 페놀 수지(phenol resin)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다. 다만, 본 발명이 위에서 열거한 고분자의 종류에 한정되는 것은 아니다.The polymer increases the viscosity of the spinning solution to form a fibrous phase upon spinning, and serves to control the structure of the spun fiber by compatibility with the metal precursor and / or the metal oxide precursor. Such polymers include polyvinylacetate, polyurethane, polyurethane copolymers, polyetherurethanes, cellulose acetate and cellulose derivatives such as cellulose acetate butyrate and cellulose acetate propionate, polymethylmethacrylate (PMMA), polymethylacrylic Latex (PMA), polyacrylic copolymer, polyvinylacetate copolymer, polyvinyl alcohol (PVA), polyperfuryl alcohol (PPFA), polystyrene (PS), polystyrene copolymer, polyethylene oxide (PEO), polypropylene oxide ( PPO), polyethylene oxide copolymer, polypropylene oxide copolymer, polycarbonate (PC), polyvinyl chloride (PVC), polycaprolactone, polyvinylpyrrolidone (PVP), polyvinyl fluoride, polyvinylidene paste Luolide copolymers, polyacrylonitrile, polyamides, pitch and phenolic resins (phenol resin) may be at least one selected from the group consisting of. However, the present invention is not limited to the types of polymers listed above.

상기 용매로는 물, 에탄올(ethanol), THF(Tetrahydrofuran), DMF(N,N’-dimethylformamide), DMAc(N,N’-Dimethylacetamide), NMP(N-methylpyrrolidone), 아세트니트릴(Acetonitrile) 등의 극성 용매와, 톨루엔(toluene), 클로로포름(chloroform), 메틸렌클로라이드(methylene chloride), 벤젠(benzene), 자일렌(xylene) 등의 비극성 용매가 사용될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.The solvent includes water, ethanol, THF (Tetrahydrofuran), DMF (N, N'-dimethylformamide), DMAc (N, N'-Dimethylacetamide), NMP (N-methylpyrrolidone), Acetonitrile (Acetonitrile) Polar solvents and nonpolar solvents such as toluene, chloroform, methylene chloride, benzene and xylene may be used. However, the present invention is not limited thereto.

방사 용액 제조 과정의 일례를 살펴보면, 먼저 금속산화물 전구체와 친화력이 우수한 폴리비닐아세테이트를 디메틸포름아미드 용매에 용해시켜 5~20 중량%의 고분자 용액을 제조한다. 이때, 폴리비닐아세테이트는 무게평균분자량이 500,000~1,500,000 g/mol인 것이 바람직하다. 다음으로, 상기 고분자 용액에 금속산화물 전구체를 상기 고분자 용액에 대하여 1~60 중량%의 양으로 첨가하고, 촉매로서 아세트산을 틴아세테이트에 대하여 0.01~60 중량%의 양으로 첨가한 후, 상온에서 1~10시간 반응시킨다. 필요 시에는 Cetyltrimethyl Ammonium Bromide(CTAB)를 넣고 수분 간 교반해준다. 여기서, CTAB는 상기 금속산화물 전구체의 전하 특성을 조절해 줌으로써 방사를 원활하게 해주는 첨가제 역할을 한다.Looking at an example of the spinning solution manufacturing process, first, polyvinylacetate having excellent affinity with a metal oxide precursor is dissolved in a dimethylformamide solvent to prepare a 5-20 wt% polymer solution. In this case, the polyvinyl acetate preferably has a weight average molecular weight of 500,000 ~ 1,500,000 g / mol. Next, a metal oxide precursor is added to the polymer solution in an amount of 1 to 60 wt% based on the polymer solution, acetic acid is added as a catalyst in an amount of 0.01 to 60 wt% based on tin acetate, and then, at room temperature, 1 Let it react for 10 hours. If necessary, add Cetyltrimethyl Ammonium Bromide (CTAB) and stir for a few minutes. Here, CTAB serves as an additive to smooth the radiation by adjusting the charge characteristics of the metal oxide precursor.

방사에 의한 복합 섬유의 형성Formation of Composite Fibers by Spinning

다음으로, 상기 방사 용액을 전기장하에서 섬유상으로 방사하여 상기 1종 이상의 금속 전구체 및/또는 상기 1종 이상의 금속산화물 전구체와 상기 고분자가 혼합된 복합 섬유를 형성한다. 방사를 하게 되면, 상기 1종 이상의 금속 전구체 및/또는 상기 1종 이상의 금속산화물 전구체와 상기 고분자 간의 상 분리 또는 상호 혼합 과정을 통해 상기 복합 섬유가 형성된다.Next, the spinning solution is spun into fibers under an electric field to form a composite fiber in which the at least one metal precursor and / or the at least one metal oxide precursor and the polymer are mixed. When spinning, the composite fiber is formed through phase separation or mutual mixing between the one or more metal precursors and / or the one or more metal oxide precursors and the polymer.

여기서, 상기 방사는 전기 방사(electro-spinning), 멜트 블로운(melt-blown), 플레쉬 방사(flash spinning) 및 정전 멜트 블로운(electrostatic melt-blown)법 중에서 선택된 어느 하나의 방법에 의한 방사일 수 있다. In this case, the radiation may be radiation by any one method selected from among electro-spinning, melt-blown, flash spinning, and electrostatic melt-blown methods. Can be.

예컨대, 전기 방사 시 전압 5~30 kV를 인가하고, 방사 용액의 토출 속도를 10~50 ㎕/분으로 조절하여 섬유의 직경이 50~1000 nm인 초극세 복합 섬유를 대량으로 제조할 수 있다. 전기 방사에 의한 졸-겔 반응은 수분에 의해 좌우되므로, 방사 장치 주위의 온도 및 습도가 중요한 공정 변수로 작용한다.For example, a voltage of 5 to 30 kV may be applied during electrospinning, and the discharge rate of the spinning solution may be adjusted to 10 to 50 μl / min to prepare a large amount of ultrafine composite fibers having a diameter of 50 to 1000 nm. Since the sol-gel reaction by electrospinning depends on moisture, the temperature and humidity around the spinning device act as important process variables.

복합 섬유의 열처리에 의한 나노섬유의 제조Preparation of Nanofibers by Heat Treatment of Composite Fibers

다음으로, 상기 복합 섬유를 열처리하여 상기 복합 섬유에서 상기 고분자가 용융 제거된 나노섬유를 얻는다. 여기서, 상기 나노섬유는 1종 이상의 금속 나노입자들 및/또는 1종 이상의 금속산화물 나노입자들을 포함하여 이루어진다.Next, the composite fiber is heat-treated to obtain nanofibers in which the polymer is melted and removed from the composite fiber. Here, the nanofibers comprise one or more metal nanoparticles and / or one or more metal oxide nanoparticles.

전 단계에서 대량으로 제조된 상기 복합 섬유를 수거하여 고온 열처리 과정을 진행한다. 이때, 열처리 온도와 시간은 사용된 금속 전구체 또는 금속산화물 전구체의 결정화 및 소성 온도를 고려하여 결정한다. 열처리는 금속 전구체 또는 금속 산화물 전구체의 종류에 따라 400~900 ℃의 온도 범위에서 이루어질 수 있다. 경우에 따라서는, 300~400 ℃의 저온 열처리 과정을 통해 비정질 구조를 갖는 나노입자들을 포함하여 이루어진 나노섬유를 얻을 수도 있다. 또한, 이러한 열처리는 공기 중, 산화 분위기, 환원 분위기 또는 진공 중에서 수행될 수 있다.The composite fiber produced in a large amount in the previous step is collected and subjected to a high temperature heat treatment process. At this time, the heat treatment temperature and time are determined in consideration of the crystallization and firing temperature of the metal precursor or metal oxide precursor used. The heat treatment may be performed in a temperature range of 400 ~ 900 ℃ depending on the type of metal precursor or metal oxide precursor. In some cases, nanofibers including nanoparticles having an amorphous structure may be obtained through a low temperature heat treatment at 300 to 400 ° C. In addition, this heat treatment may be performed in air, in an oxidizing atmosphere, in a reducing atmosphere or in a vacuum.

이와 같이 하여 얻어진 나노섬유는 초미세한 나노입자들로 구성되어 있어 비표면적이 크고 반응 면적이 극대화된다. 여기서, 상기 나노섬유의 평균 직경은 50~1000 ㎚이고, 상기 나노섬유를 구성하는 나노입자들의 평균 크기는 5~100 ㎚이며, 이 나노입자들 사이에는 1~50 ㎚ 크기의 기공이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 나노입자의 크기는 열처리 온도에 의해 변화된다. 필요에 따라서는, 고분자의 점도 및 용매의 조절을 통해 1~3 ㎛ 직경의 마이크로 섬유의 제조도 가능하다.The nanofibers thus obtained are composed of ultrafine nanoparticles, so that the specific surface area is large and the reaction area is maximized. Here, the average diameter of the nanofibers is 50 ~ 1000 nm, the average size of the nanoparticles constituting the nanofibers is 5 ~ 100 nm, the pores of 1 ~ 50 nm size are formed between the nanoparticles It is preferable. The size of these nanoparticles is changed by the heat treatment temperature. If necessary, it is also possible to produce microfibers having a diameter of 1 to 3 µm by controlling the viscosity of the polymer and the solvent.

상기 나노섬유를 구성하는 나노입자는 사용되는 전구체의 종류 및 열처리 분위기에 따라 금속, 합금, 금속산화물, 또는 2종 이상의 금속산화물의 복합체인 복합 금속산화물로 이루어질 수 있다. 예컨대, 금속 또는 합금으로 이루어진 나노입자는 환원 분위기(N2/H2, CO, N2, 또는 Ar 가스 분위기)하에서의 열처리를 거쳐서 얻어진다. 여기서, 상기 합금은 SnSi, SnCo, Zn2Sn, SnP 등을 포함하며 특정 합금비 에 제약을 두지는 않는다. 또한, 금속산화물 또는 복합 금속산화물로 이루어진 나노입자는 공기 중 또는 산화 분위기하에서의 열처리를 거쳐서 얻어진다. The nanoparticles constituting the nanofibers may be formed of a composite metal oxide, which is a metal, an alloy, a metal oxide, or a composite of two or more metal oxides, depending on the kind of precursor used and the heat treatment atmosphere. For example, nanoparticles made of metals or alloys are obtained through heat treatment under a reducing atmosphere (N 2 / H 2 , CO, N 2 , or Ar gas atmosphere). Here, the alloy includes SnSi, SnCo, Zn 2 Sn, SnP, and the like, without limiting the specific alloy ratio. In addition, nanoparticles made of metal oxides or composite metal oxides are obtained through heat treatment in air or in an oxidizing atmosphere.

또한, 상기 복합 금속산화물로 이루어진 나노입자의 미세 구조를 살펴보면, 상기 나노입자는 사용되는 전구체의 상대비에 따라 2종 이상의 금속산화물의 고용체(solid solution), 상 분리된 2종 이상의 금속산화물 상들의 혼합 상(mixed phase) 및/또는 2종 이상의 금속산화물로 이루어진 화합물을 포함하여 이루어질 수 있다. 즉, 2종 이상의 전구체의 상대비가 고용한도 내라면, 상기 나노입자는 2종 이상의 금속산화물의 고용체로 이루어지게 된다. 또한, 상대비가 고용한도를 초과하면, 고용한도를 넘어서는 비율에서는 상 분리가 일어나게 되어, 상기 나노입자는 상기 고용체와 상 분리된 2종 이상의 금속산화물 상들의 혼합 상으로 이루어지게 된다. 또한, 사용되는 2종 이상의 전구체가 서로 고용체를 형성하지 않는 경우라면, 상기 나노입자는 상 분리된 2종 이상의 금속산화물 상들의 혼합 상으로 이루어지게 된다. 나아가, 사용되는 2종 이상의 전구체가 특정 조성비를 가질 경우에는, 상기 나노입자는 특정 조성비를 갖는 새로운 화합물로 이루어질 수 있다. 본 발명에 있어서, "복합 금속산화물"이라는 용어는 금속과 금속산화물의 복합체도 포함하는 개념이다. 따라서, 2종 이상의 금속산화물의 복합체인 복합 금속산화물뿐만 아니라, 금속과 금속산화물의 복합체인 복합 금속산화물의 미세 구조도 금속과 금속산화물의 고용체, 혼합 상 및/또는 화합물로 이루어질 수 있다.In addition, looking at the microstructure of the nanoparticles made of the composite metal oxide, the nanoparticles of the solid solution of two or more metal oxides, phase separation of the two or more metal oxide phases according to the relative ratio of the precursor used It may comprise a compound consisting of a mixed phase and / or two or more metal oxides. In other words, if the relative ratio of two or more precursors is within the solubility limit, the nanoparticles are made of a solid solution of two or more metal oxides. In addition, when the relative ratio exceeds the solubility limit, phase separation occurs at a ratio exceeding the solubility limit, and the nanoparticles are composed of a mixed phase of two or more metal oxide phases separated from the solid solution. In addition, when the two or more precursors used do not form a solid solution with each other, the nanoparticles are composed of a mixed phase of two or more metal oxide phases separated from each other. Furthermore, when two or more precursors used have a specific compositional ratio, the nanoparticles may be composed of a new compound having a specific compositional ratio. In the present invention, the term "composite metal oxide" is also a concept including a complex of a metal and a metal oxide. Thus, not only the complex metal oxide complex of two or more metal oxides, but also the fine structure of the complex metal oxide complex of the metal and the metal oxide may be composed of a solid solution, a mixed phase and / or a compound of the metal and the metal oxide.

마이크로 로드의 제조Manufacture of Micro Rods

다음으로, 위에서 얻은 나노섬유를 1차 분쇄하여 마이크로 로드를 얻는다. 여기서, 마이크로 로드는 1종 이상의 금속 나노입자들 및/또는 1종 이상의 금속산화물 나노입자들을 포함하여 이루어진다. 본 발명에 있어서, 용어 "나노섬유"의 "나노"는 섬유의 직경을 의미하고, 용어 "마이크로 로드"의 "마이크로"는 로드의 길이를 의미한다. Next, the nanofibers obtained above are first ground to obtain a microrod. Here, the microrods comprise one or more metal nanoparticles and / or one or more metal oxide nanoparticles. In the present invention, "nano" of the term "nanofiber" means the diameter of the fiber, and "micro" of the term "microrod" means the length of the rod.

상기 1차 분쇄는 초음파 분쇄 후, 볼 밀링(ball milling) 또는 어트리션 밀링(attrition milling)을 통해 이루어질 수 있다. 1차 분쇄를 통해 상기 나노섬유는 잘게 분쇄된다. 밀링은 균일한 분쇄를 위하여 5~24시간 동안 진행하는 것이 바람직하며, 분쇄 후에는 폭이 50~1000 nm이고 상기 폭에 대한 길이의 비인 장단축비가 1.5 이상 200 이하인 마이크로 로드가 형성된다. 길이는 100 nm~10 ㎛인 것이 바람직하다. 특히, 상기 마이크로 로드는 평균 5~100 nm 크기의 미세한 나노입자들로 구성이 되어 있다.The primary grinding may be performed by ball milling or attrition milling after ultrasonic grinding. Through primary grinding, the nanofibers are finely ground. Milling is preferably carried out for 5 to 24 hours for uniform grinding, and after grinding, microrods having a length and shortening ratio of 50 to 1000 nm and a length-to-width ratio of 1.5 to 200 are formed. It is preferable that the length is 100 nm-10 micrometers. In particular, the microrod is composed of fine nanoparticles of an average size of 5 ~ 100 nm.

나노분말의 제조Preparation of Nano Powder

다음으로, 위에서 얻은 마이크로 로드를 2차 분쇄하여 나노분말을 얻는다. 여기서, 상기 나노분말은 상기 금속 나노입자들 중 적어도 하나의 금속 나노입자 또는 상기 금속산화물 나노입자들 중 적어도 하나의 금속산화물 나노입자를 포함하여 이루어진다. 즉, 상기 나노분말은 1개의 나노입자일 수도 있고, 수 개의 나노입자가 뭉친 것일 수도 있다. Next, the microrods obtained above are pulverized second to obtain nanopowders. Here, the nano powder comprises at least one metal nanoparticles of the metal nanoparticles or at least one metal oxide nanoparticles of the metal oxide nanoparticles. That is, the nanopowder may be one nanoparticle or several nanoparticles may be agglomerated.

상기 2차 분쇄는 마이크로비드 밀링(microbid milling)을 통해 이루어질 수 있다. 마이크로 비드 밀링은 5~24시간 동안 진행하는 것이 바람직하며, 2차 분쇄 후에는 5~200 nm, 바람직하게는 5~100 nm 크기의 미세한 나노분말을 얻을 수 있다. The secondary milling may be through microbid milling. Microbead milling is preferably performed for 5 to 24 hours, and after the second grinding, fine nanopowders having a size of 5 to 200 nm, preferably 5 to 100 nm can be obtained.

본 발명에 의해 얻어지는 나노분말 내지 나노입자의 구성 성분으로는 금속, 금속산화물, 복합 금속산화물 등 특정 물질에 제약을 두지 않는다. 예컨대, 상기 금속으로는 Pt, Au, Ag, Ni, Cu, Ti, Sn, Si 등을 예로 들 수 있으며, SnSi, SnCo, Zn2Sn, SnP와 같은 합금의 형태도 가능하다. 상기 금속산화물로는 SnO2, TiO2, Fe2O3, Fe3O4, CoO, Co3O4, CaO, MgO, CuO, ZnO, In2O3, NiO, MoO3, MnO2 또는 WO3 등을 예로 들 수 있으며, RuO2, IrO2 등의 전도성 금속산화물도 가능하다. 3성분계의 금속산화물 복합체(즉, 복합 금속산화물)로는 Sn1-xTixO2, (ZnO)1-x(SnO2)x, (CoO)1-x(SnO2)x, (CaO)1-x(SnO2)x, (ZnO)1-x(CoO)x, (MgO)1-x(SnO2)x 또는 (MnO)1-x(SnO2)x (여기서, x=0.01~0.99)과, 화합물 형태인 Zn2SnO4, CoSnO3, Ca2SnO4, CaSnO3, ZnCo2O4, Co2SnO4, Mg2SnO4 또는 Mn2SnO4 등을 예로 들 수 있다. 또한, 4성분계의 금속산화물 복합체(즉, 복합 금속산화물)로는 (ZnO)x(SnO2)y(CoO)z, (ZnO)x(SnO2)y(CaO)z, (TiO)x(SnO2)y(CaO)z, (TiO)x(SnO2)y(ZnO)z, (MgO)x(SnO2)y(ZnO)z 또는 (MnO)x(SnO2)y(ZnO)z (여기서, x+y+z=1) 등을 예로 들 수 있다. 5성분계의 금속산화물 복합체로는 (NiO)a(ZnO)b(Fe2O3)c(TiO2)d(SnO2)e (a+b+c+d+e=1) 등을 예로 들 수 있 다. 또한, 상기 나노분말 내지 나노입자는 이차전지용 음극활물질로 활용되는 Li4Ti5O12로 구성될 수도 있으며, 혹은 양극활물질로 활용되는 V2O5, CuV2O6, NaMnO2, NaFeO2, LiCoO2, LiNiO2, LiNi1-yCoyO2, LiMn2O4, Li[Ni1/2Mn1/2]O2, LiFePO4, 또는 리튬 자리에 Mg2+, Al3+, Ti4+, Zr4+, Nb5+ 또는 W6+ 등이 1 at% 이하로 도핑된 LiFePO4, LiAl0.05Co0.85Ni0.15O2, Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2, Li[Ni1/2Mn1/2]O2, LiNi1-xCoxO2, LiNi1-xTix/2Mgx/2O2, LiCoPO4, LiMnPO4 또는 LiNiPO4 등으로 구성될 수도 있다. 또한, 상기 나노분말 내지 나노입자는 연료전지용 음극 재료인 Ni-YSZ 또는 Pt-YSZ 등으로 구성될 수도 있고, 혹은 양극 재료인 La1-xSrxCoO3(x=0.1~0.9), La1-xSrxMnO3(x=0.1~0.9), La1-xSrxFeO3(x=0.1~0.9) 또는 La0.8Sr0.2Fe0.8Co0.2O3 등으로 구성될 수도 있다. 또한, 전기화학 커패시터용 전극 재료의 경우, 상기 나노분말 내지 나노입자는 저온 열처리를 거쳐서 제조된 비정질 구조의 RuO2, MnO2, RuO2-MnO2, NiO, Co2O3, NiO-Co2O3 등으로 구성될 수도 있다. 위에서 열거한 물질 이외에도 다양한 소재를 이용하여 본 발명에 따른 마이크로 로드 및 나노분말을 제조할 수 있다.The constituent components of the nanopowders to the nanoparticles obtained by the present invention are not limited to specific materials such as metals, metal oxides and composite metal oxides. For example, the metal may include Pt, Au, Ag, Ni, Cu, Ti, Sn, Si, and the like, and an alloy such as SnSi, SnCo, Zn 2 Sn, SnP may be used. The metal oxide may be SnO 2 , TiO 2 , Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , CoO, Co 3 O 4 , CaO, MgO, CuO, ZnO, In 2 O 3 , NiO, MoO 3 , MnO 2 or WO 3 and the like, and conductive metal oxides such as RuO 2 and IrO 2 may be used. Three-component metal oxide composites (ie composite metal oxides) include Sn 1-x Ti x O 2 , (ZnO) 1-x (SnO 2 ) x , (CoO) 1-x (SnO 2 ) x , (CaO) 1-x (SnO 2 ) x , (ZnO) 1-x (CoO) x , (MgO) 1-x (SnO 2 ) x or (MnO) 1-x (SnO 2 ) x (where x = 0.01 ~ 0.99) and Zn 2 SnO 4 , CoSnO 3 , Ca 2 SnO 4 , CaSnO 3 , ZnCo 2 O 4 , Co 2 SnO 4 , Mg 2 SnO 4, or Mn 2 SnO 4 in the form of a compound. In addition, as a four-component metal oxide composite (ie, a composite metal oxide), (ZnO) x (SnO 2 ) y (CoO) z , (ZnO) x (SnO 2 ) y (CaO) z , (TiO) x (SnO 2 ) y (CaO) z , (TiO) x (SnO 2 ) y (ZnO) z , (MgO) x (SnO 2 ) y (ZnO) z or (MnO) x (SnO 2 ) y (ZnO) z ( Here, x + y + z = 1) may be mentioned. Examples of the five-component metal oxide composite include (NiO) a (ZnO) b (Fe 2 O 3 ) c (TiO 2 ) d (SnO 2 ) e (a + b + c + d + e = 1). Can be. In addition, the nano powder to the nanoparticles may be composed of Li 4 Ti 5 O 12 utilized as a negative electrode active material for secondary batteries, or V 2 O 5 , CuV 2 O 6 , NaMnO 2 , NaFeO 2 , LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiNi 1-y Co y O 2 , LiMn 2 O 4 , Li [Ni 1/2 Mn 1/2 ] O 2 , LiFePO 4 , or Ligium Mg 2+ , Al 3+ , Ti LiFePO 4 , LiAl 0.05 Co 0.85 Ni 0.15 O 2 , Li [Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 ] doped with 4+ , Zr 4+ , Nb 5+ or W 6+ to 1 at% or less O 2 , Li [Ni 1/2 Mn 1/2 ] O 2 , LiNi 1-x Co x O 2 , LiNi 1-x Ti x / 2 Mg x / 2 O 2 , LiCoPO 4 , LiMnPO 4 or LiNiPO 4, etc. It may be configured as. In addition, the nanopowder to the nanoparticles may be composed of Ni-YSZ or Pt-YSZ, etc., which are anode materials for fuel cells, or La 1-x Sr x CoO 3 (x = 0.1 to 0.9), La 1 , which is a cathode material. It may be composed of -x Sr x MnO 3 (x = 0.1 ~ 0.9), La 1-x Sr x FeO 3 (x = 0.1 ~ 0.9) or La 0.8 Sr 0.2 Fe 0.8 Co 0.2 O 3 and the like. In the case of the electrode material for an electrochemical capacitor, RuO 2 of the nano powder to an amorphous structure, the nanoparticles produced through the low temperature heat treatment, MnO 2, RuO 2 -MnO 2 , NiO, Co 2 O 3, NiO-Co 2 O 3 or the like. In addition to the materials listed above, microrods and nanopowders according to the present invention can be prepared using various materials.

이하, 실시예를 통해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 이러한 실시예는 본 발명을 좀 더 명확하게 이해하기 위하여 제시되는 것일 뿐 본 발명의 범위를 제한하는 목적으로 제시하는 것은 아니며, 본 발명은 후술하는 특허청구범위의 기술적 사상의 범위 내에서 정해질 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but these examples are only presented to more clearly understand the present invention, and are not intended to limit the scope of the present invention. It will be determined within the scope of the technical spirit of the claims.

[실시예 1]Example 1 주석산화물(SnOTin Oxide (SnO) 22 ) 마이크로 로드 및 나노입자의 제조) Preparation of Micro Rods and Nanoparticles

폴리비닐아세테이트, 디메틸포름아미드(dimethylformamide, DMF), 주석산화물 전구체로 틴아세테이트를 이용하여 주석산화물 마이크로 로드를 제조하였다. A tin oxide microrod was prepared using tin acetate as polyvinyl acetate, dimethylformamide (DMF), and tin oxide precursor.

먼저, 폴리비닐아세테이트(분자량 Mw: 1,300,000) 2.4 g을 디메틸포름아마이드 15 ml에 넣어 하루 정도 용해시킨 고분자 용액과, 틴아세테이트 6 g을 디메틸포름아마이드 15 ml에 용해시킨 용액을 혼합하였다. 이 용액에 cetyltrimethyl ammonium bromide 0.05 g을 넣어준 후 2시간 동안 교반하였다. First, a polymer solution in which 2.4 g of polyvinylacetate (molecular weight Mw: 1,300,000) was added to 15 ml of dimethylformamide and dissolved for about one day, and a solution in which 6 g of tin acetate was dissolved in 15 ml of dimethylformamide were mixed. 0.05 g of cetyltrimethyl ammonium bromide was added to the solution, followed by stirring for 2 hours.

이렇게 준비된 용액을 20 ml 주사기에 채워 넣은 후 서서히 분출시켜(10 ㎕/min) 전기 방사(습도: 35%, 가용전압: 13.7 kV, 주변온도: 30 ℃)하였다. 이에 따라, 용매가 증발하면서 졸-겔 반응에 의해 주석산화물 전구체/폴리비닐아세테이트(PVAc) 복합 섬유들이 서로 얽힌 웹(web)(이하, '복합 섬유 웹')을 얻을 수 있었다. The solution thus prepared was charged into a 20 ml syringe, and then slowly ejected (10 μl / min) to electrospin (humidity: 35%, available voltage: 13.7 kV, ambient temperature: 30 ° C.). Accordingly, a web (hereinafter, referred to as a 'composite fiber web') in which tin oxide precursor / polyvinylacetate (PVAc) composite fibers are entangled with each other by a sol-gel reaction while the solvent evaporates.

상기 복합 섬유 웹을 450 ℃에서 30분간 열처리하여 고분자를 제거시키고 주석산화물 나노섬유들이 서로 얽힌 웹(이하, '나노섬유 웹')을 대량으로 제조할 수 있었다. 도 2는 열처리 후에 얻어진 주석산화물 나노섬유 웹의 주사전자현미경 사진을 보여준다. 직경이 200~600 nm 크기의 주석산화물 나노섬유들이 잘 형성되어 있음을 확인할 수 있다. The composite fiber web was heat-treated at 450 ° C. for 30 minutes to remove the polymer, and a large amount of webs (hereinafter, referred to as “nano fiber webs”) in which tin oxide nanofibers were entangled with each other were produced. Figure 2 shows a scanning electron micrograph of the tin oxide nanofiber web obtained after the heat treatment. It can be seen that tin oxide nanofibers having a diameter of 200 to 600 nm are well formed.

이어서, 상기 나노섬유 웹을 초음파 분쇄와 볼 밀링(지르코니아 볼, 24시간 밀링)하여 마이크로 로드를 제조하였다. 도 3의 주사전자현미경 사진에서 보여지듯이 주석산화물 마이크로 로드는 200~600 nm의 폭을 가지며, 500 nm~10 ㎛의 길이를 가지게 된다. 상기 마이크로 로드는 특징적으로 5-20 nm 크기의 초미세한 나노입자들로 구성되어 있다. The nanofiber web was then ultrasonically ground and ball milled (zirconia balls, 24 hours milled) to produce microrods. As shown in the scanning electron micrograph of FIG. 3, the tin oxide microrod has a width of 200 to 600 nm and a length of 500 nm to 10 μm. The microrods are composed of ultrafine nanoparticles, characteristically 5-20 nm in size.

마이크로 로드를 미분쇄하기 위해 마이크로 비드 밀링(Super APEX Milling)을 이용하여 10시간 동안 분쇄를 진행하였다. 분쇄 후에는 5-20 nm 크기로 분쇄된 나노분말을 얻을 수 있었으며, 도 4의 투과전자현미경 사진에서 보듯이, 결정이 잘 발달된 5-8 nm 크기의 SnO2 나노입자를 얻을 수 있었다.In order to pulverize the micro rod, the grinding was performed for 10 hours using the micro bead milling (Super APEX Milling). After pulverization, the nanopowders were pulverized to a size of 5-20 nm, and as shown in the transmission electron micrograph of FIG. 4, SnO 2 nanoparticles of 5-8 nm size of well-developed crystals were obtained.

[실시예 2] 산화니켈(NiO) 마이크로 로드의 제조 Example 2 Preparation of Nickel Oxide (NiO) Micro Rod

실시예 2는 전술한 실시예 1과 동일한 과정을 거치되, SnO2 대신 NiO를 제조하기 위해 니켈클로라이드를 산화니켈 전구체로 이용하였다. Example 2 was subjected to the same process as in Example 1, except that nickel chloride was used as a nickel oxide precursor to prepare NiO instead of SnO 2 .

먼저, 폴리비닐아세테이트(분자량 Mw: 1,300,000) 2.4 g을 디메틸포름아마이드 15 ml에 넣어 하루 정도 용해시킨 고분자 용액과, 니켈클로라이드 6 g을 디메틸포름아마이드 15 ml에 용해시킨 용액을 혼합하였다. 이 용액에 cetyltrimethyl ammonium bromide 0.05 g을 넣어준 후 2시간 교반해주었다. First, a polymer solution in which 2.4 g of polyvinylacetate (molecular weight Mw: 1,300,000) was added to 15 ml of dimethylformamide and dissolved for about one day, and a solution in which 6 g of nickel chloride was dissolved in 15 ml of dimethylformamide were mixed. 0.05 g of cetyltrimethyl ammonium bromide was added to the solution, followed by stirring for 2 hours.

이렇게 준비된 용액을 20 ml 주사기에 채워넣은 후 서서히 분출시켜(10 ㎕/min) 전기 방사(습도: 35%, 가용전압: 13.2 kV, 주변온도: 30 ℃)하였다. 이에 따 라, 용매가 증발하면서 졸-겔 반응에 의해 산화니켈 전구체/폴리비닐아세테이트 복합 섬유 웹을 얻을 수 있었다. The solution thus prepared was charged into a 20 ml syringe, followed by slow ejection (10 μl / min) for electrospinning (humidity: 35%, available voltage: 13.2 kV, ambient temperature: 30 ° C.). Accordingly, a nickel oxide precursor / polyvinylacetate composite fiber web could be obtained by a sol-gel reaction while the solvent evaporated.

상기 복합 섬유 웹을 450 ℃에서 30분간 열처리하여 고분자를 제거시키고 산화니켈 나노섬유 웹을 대량으로 제조할 수 있었다.The composite fiber web was heat-treated at 450 ° C. for 30 minutes to remove the polymer and make a large amount of nickel oxide nanofiber web.

도 5는 열처리 후에 얻어진 산화니켈 나노섬유 웹의 주사전자현미경 사진을 보여준다. 직경 200~600 nm 크기의 산화니켈 나노섬유들이 잘 형성되어 있음을 확인할 수 있다. 산화니켈 나노섬유는 미세한 나노입자들로 구성되어 있음을 주사전자현미경을 통해 관찰할 수 있다.  5 shows a scanning electron micrograph of the nickel oxide nanofiber web obtained after the heat treatment. It can be seen that nickel oxide nanofibers having a diameter of 200 to 600 nm are well formed. Nickel oxide nanofibers can be observed by scanning electron microscopy composed of fine nanoparticles.

나노입자들로 구성된 마이크로 로드를 제조하기 위해서, 상기 나노섬유 웹을 초음파 분쇄와 볼 밀링(지르코니아 볼, 24시간 밀링)하여 마이크로 로드를 제조하였다. 도 6의 주사전자현미경 사진에서 보여지듯이 1차 분쇄 후에 얻어진 산화니켈(NiO) 마이크로 로드는 200~600 nm의 폭을 가지며, 500 nm~10 ㎛의 길이를 가진다. 상기 마이크로 로드는 특징적으로 5~20 nm 크기의 초미세한 나노입자들로 구성되어 있다. In order to produce a microrod composed of nanoparticles, the microfiber web was prepared by ultrasonic milling and ball milling (zirconia ball, 24 hours milling). As shown in the scanning electron micrograph of FIG. 6, the nickel oxide (NiO) microrods obtained after the first grinding have a width of 200 to 600 nm and a length of 500 nm to 10 μm. The microrods are composed of ultrafine nanoparticles of 5-20 nm in size.

마이크로 로드를 미분쇄하기 위해 마이크로 비드 밀링(Super APEX Milling)을 이용하여 10시간 동안 분쇄를 진행하였다. 분쇄 후에는 5~20 nm 크기로 분쇄된 나노분말을 얻을 수 있었으며, 이는 도 7의 주사전자현미경 사진에서 입자 크기를 확인할 수 있다.In order to pulverize the micro rod, the grinding was performed for 10 hours using the micro bead milling (Super APEX Milling). After pulverization, a nanopowder pulverized to a size of 5 to 20 nm was obtained, which can be confirmed from the scanning electron micrograph of FIG. 7.

[실시예 3]Example 3 산화루테늄(RuORuthenium oxide (RuO 22 ) 마이크로 로드 및 나노입자의 제조) Preparation of Micro Rods and Nanoparticles

폴리비닐아세테이트, 디메틸포름아미드(dimethylformamide, DMF), 루테늄클로라이드(RuCl3?xH2O, Ruthenium(Ⅲ) chloride hydrate (Aldrich))를 이용하여 산화루테늄(RuO2) 마이크로 로드를 제조하였다. RuO 2 microrods were prepared using polyvinyl acetate, dimethylformamide (DMF), and ruthenium chloride (RuCl 3 ? X H 2 O, Ruthenium (III) chloride hydrate (Aldrich)). Prepared.

먼저, 폴리비닐아세테이트(분자량 Mw: 1,000,000) 1.6 g을 디메틸포름아마이드 20 ml에 넣어 하루 정도 용해시킨 고분자 용액에, 루테늄클로라이드 5 g을 용해시켜 혼합하였다. First, 5 g of ruthenium chloride was dissolved and mixed in a polymer solution in which 1.6 g of polyvinylacetate (molecular weight Mw: 1,000,000) was added to 20 ml of dimethylformamide and dissolved for about one day.

이렇게 준비된 용액을 20 ml 주사기에 채워넣은 후 서서히 분출시켜(10 ㎕/min) 전기 방사(습도: 37%, 가용전압: 14 kV, 주변온도: 30 ℃)하였다. 이에 따라, 용매가 증발하면서 졸-겔 반응에 의해 산화루테늄/폴리비닐아세테이트 복합 섬유 웹을 얻을 수 있었다. The solution thus prepared was charged into a 20 ml syringe, and then slowly ejected (10 μl / min) to electrospin (humidity: 37%, available voltage: 14 kV, ambient temperature: 30 ° C.). As a result, a ruthenium oxide / polyvinylacetate composite fiber web could be obtained by a sol-gel reaction while the solvent evaporated.

상기 복합 섬유 웹을 450 ℃에서 30분간 열처리하여 고분자를 제거시키고 산화루테늄 나노섬유 웹을 대량으로 제조할 수 있었다. 도 8은 열처리 후에 얻어진 RuO2 나노섬유의 주사전자현미경 사진을 보여준다. 직경 100~500 nm 크기의 산화루테늄 나노섬유들이 잘 형성되어 있음을 확인할 수 있다. The composite fiber web was heat-treated at 450 ° C. for 30 minutes to remove the polymer and produce a large amount of ruthenium oxide nanofiber web. 8 shows a scanning electron micrograph of the RuO 2 nanofibers obtained after the heat treatment. It can be seen that ruthenium oxide nanofibers having a diameter of 100 to 500 nm are well formed.

상기 나노섬유 웹을 초음파 분쇄와 볼 밀링(지르코니아 볼, 24시간 밀링)하여 마이크로 로드를 제조하였다. 상기 마이크로 로드는 특징적으로 5~15 nm 크기의 초미세한 나노입자들로 구성되어 있다. The nanofiber web was subjected to ultrasonic milling and ball milling (zirconia balls, 24 hours milling) to prepare microrods. The microrods are composed of ultrafine nanoparticles of 5 to 15 nm in size.

마이크로 로드를 미분쇄하기 위해 마이크로 비드 밀링(Super APEX Milling) 을 이용하여 10시간 동안 분쇄를 진행하였다. 분쇄 후에는 5~15 nm 크기로 분쇄된 산화루테늄 나노분말을 얻을 수 있었으며, 도 9의 투과전자현미경 사진에서 RuO2 나노입자 크기를 확인할 수 있었다.In order to pulverize the microrods, grinding was performed for 10 hours using the micro bead milling (Super APEX Milling). After pulverization, the ruthenium oxide nanopowders pulverized to a size of 5 to 15 nm were obtained, and the size of RuO 2 nanoparticles was confirmed in the transmission electron micrograph of FIG. 9.

[실시예 4] LiMnPOExample 4 LiMnPO 44 마이크로 로드의 제조 Manufacture of Micro Rods

폴리비닐피롤리돈(PVP), 디메틸포름아미드(dimethylformamide, DMF), Lithium Acetylacetonate, Manganese(II) Chloride, Triphenylphosphine을 이용하여 LiMnPO4 마이크로 로드를 제조하였다. LiMnPO 4 microrods were prepared using polyvinylpyrrolidone (PVP), dimethylformamide (DMF), Lithium Acetylacetonate, Manganese (II) Chloride, and Triphenylphosphine.

먼저, 폴리비닐피롤리돈(PVP, 분자량 Mw: 1,000,000) 3 g을 디메틸포름아마이드 15 ml에 넣어 하루 정도 용해시킨 고분자 용액에, Lithium Acetylacetonate, Manganese(II) Chloride, Triphenylphosphine을 각각 1.288 g, 1.528 g, 3.184 g을 첨가하여 용해시킨 용액을 혼합하였다. 이 용액에 CTAB(cetyltrimethyl ammonium bromide) 0.002 g을 넣어준 후 2시간 동안 추가적으로 교반해주었다. First, 1.2 g of Lithium Acetylacetonate, Manganese (II) Chloride, and Triphenylphosphine were added to a polymer solution in which 3 g of polyvinylpyrrolidone (PVP, molecular weight Mw: 1,000,000) was dissolved in 15 ml of dimethylformamide for 1 day. , 3.184 g was added to mix the dissolved solution. After adding 0.002 g of CTAB (cetyltrimethyl ammonium bromide) to the solution, the mixture was further stirred for 2 hours.

이렇게 준비된 용액을 20 ml 주사기에 채워넣은 후 서서히 분출시켜(12 ㎕/min) 전기 방사(습도: 26%, 가용전압: 14 kV, 주변온도: 28.5 ℃)하였다. 이에 따라, 용매가 증발하면서 졸-겔 반응에 의해 LiMnPO4 전구체/폴리비닐아세테이트 복합 섬유 웹을 얻을 수 있다. The solution thus prepared was charged into a 20 ml syringe, and then slowly ejected (12 μl / min) to electrospin (humidity: 26%, available voltage: 14 kV, ambient temperature: 28.5 ° C.). Thereby, the LiMnPO 4 precursor / polyvinylacetate composite fiber web can be obtained by sol-gel reaction while the solvent evaporates.

상기 복합 섬유 웹을 600 ℃에서 N2(95%)/H2(5%) 가스의 환원 분위기하에서 2시간 열처리하여 고분자를 제거시키고 LiMnPO4 나노섬유 웹을 대량으로 제조할 수 있었다. 또한, Li의 낮은 전기전도도 특성을 개선하기 위해 Nb, Al, Zr, Mg 등의 원소를 Li 자리에 소량 치환하여 나노섬유 웹을 제조하는 것도 가능하다. 도 10은 열처리 후에 얻어진 LiMnPO4 나노섬유 웹의 주사전자현미경 사진을 보여준다. 직경 200~800 nm 크기의 LiMnPO4 나노섬유들이 잘 형성되어 있음을 확인할 수 있다. The composite fiber web was heat-treated at 600 ° C. under a reducing atmosphere of N 2 (95%) / H 2 (5%) gas for 2 hours to remove the polymer and prepare a large amount of LiMnPO 4 nanofiber web. In addition, in order to improve the low electrical conductivity of Li, it is also possible to manufacture a nanofiber web by substituting a small amount of elements such as Nb, Al, Zr, Mg in place of Li. 10 shows a scanning electron micrograph of the LiMnPO 4 nanofiber web obtained after the heat treatment. It can be seen that the LiMnPO 4 nanofibers having a diameter of 200 to 800 nm are well formed.

상기 나노섬유 웹을 초음파 분쇄와 볼 밀링(지르코니아 볼, 24시간 밀링)하여 마이크로 로드를 제조하였다. 도 11의 주사전자현미경 사진에서처럼 LiMnPO4 마이크로 로드는 20~500 nm의 폭을 가지며, 100 nm~10 ㎛의 길이를 가진다.The nanofiber web was subjected to ultrasonic milling and ball milling (zirconia balls, 24 hours milling) to prepare microrods. As shown in the scanning electron micrograph of FIG. 11, the LiMnPO 4 microrods have a width of 20 to 500 nm and a length of 100 nm to 10 μm.

[실시예 5] LaExample 5 La 0.80.8 SrSr 0.20.2 MnOMnO 33 마이크로 로드 및 나노입자의 제조 Preparation of Micro Rods and Nanoparticles

Lanthanum Chloride-7-hydrate(Crown Mw: 371.37), Strontium Chloride (Aldrich, Mw 158.53), Manganese Chloride (Aldrich, Mw: 125.84)를 La:Sr:Mn의 비가 0.8:0.2:1 이 되도록 평량을 하여, 물 7.5 g에 상기 전구체들의 총량이 3 g이 되도록 섞어서 교반을 한 후에, 에탄올 7.5 g을 첨가하였다. 그리고 촉매제로 아세트산(Acetic Acid)을 1 ml 첨가하고, CTAB을 0.5 g 첨가하여 전기 방사 용액을 제조하였다. Lanthanum Chloride-7-hydrate (Crown Mw: 371.37), Strontium Chloride (Aldrich, Mw 158.53) and Manganese Chloride (Aldrich, Mw: 125.84) were weighed to a ratio of La: Sr: Mn of 0.8: 0.2: 1, After 7.5 g of water was mixed and stirred so that the total amount of the precursors was 3 g, 7.5 g of ethanol was added thereto. And 1 ml of acetic acid (Acetic Acid) was added as a catalyst, 0.5 g of CTAB was added to prepare an electrospinning solution.

이렇게 준비된 용액을 20 ml 주사기에 채워넣은 후 서서히 분출시켜(10 ㎕/min) 전기 방사(습도: 40%, 가용전압: 11 kV, 주변온도: 30 ℃)하였다. 이에 따 라, 용매가 증발하면서 졸-겔 반응에 의해 La0.8Sr0.2MnO3 전구체/폴리비닐피롤리돈 복합 섬유 웹을 얻을 수 있었다. The solution thus prepared was charged into a 20 ml syringe, and then slowly ejected (10 μl / min) to electrospin (humidity: 40%, available voltage: 11 kV, ambient temperature: 30 ° C.). Accordingly, La 0.8 Sr 0.2 MnO 3 precursor / polyvinylpyrrolidone composite fiber web was obtained by sol-gel reaction while the solvent evaporated.

상기 복합 섬유 웹을 400~900 ℃에서 1시간 동안 열처리하여 고분자를 제거시키고 La0.8Sr0.2MnO3 나노섬유 웹을 대량으로 제조할 수 있었다. 도 12는 열처리 후에 얻어진 La0.8Sr0.2MnO3 나노섬유 웹의 주사전자현미경 사진을 보여준다. 직경 200~600 nm의 La0.8Sr0.2MnO3 나노섬유들이 잘 형성되어 있음을 확인할 수 있다. The composite fiber web was heat-treated at 400 to 900 ° C. for 1 hour to remove the polymer, and a large amount of La 0.8 Sr 0.2 MnO 3 nanofiber web could be prepared. 12 shows a scanning electron micrograph of the La 0.8 Sr 0.2 MnO 3 nanofiber web obtained after the heat treatment. It can be seen that La 0.8 Sr 0.2 MnO 3 nanofibers having a diameter of 200 to 600 nm are well formed.

상기 나노섬유 웹을 초음파 분쇄와 볼 밀링(지르코니아 볼, 24시간 밀링)하여 마이크로 로드를 제조하였다. 도 13의 주사전자현미경 사진에서 보여지듯이 La0.8Sr0.2MnO3 마이크로 로드는 50~600 nm의 폭을 가지며, 100 nm~10 ㎛의 길이를 가진다. 상기 마이크로 로드는 특징적으로 5~20 nm 크기의 초미세한 나노입자들로 구성되어 있다. The nanofiber web was subjected to ultrasonic milling and ball milling (zirconia balls, 24 hours milling) to prepare microrods. As shown in the scanning electron micrograph of FIG. 13, the La 0.8 Sr 0.2 MnO 3 microrod has a width of 50 to 600 nm and a length of 100 nm to 10 μm. The microrods are composed of ultrafine nanoparticles of 5-20 nm in size.

마이크로 로드를 미분쇄하기 위해 마이크로 비드 밀링(Super APEX Milling)을 이용하여 10시간 동안 분쇄를 진행하였다. 분쇄 후에는 5~20 nm 크기로 분쇄된 나노분말을 얻을 수 있었으며, 도 14의 주사전자현미경 사진에서 입자 크기를 확인할 수 있었다.In order to pulverize the micro rod, the grinding was performed for 10 hours using the micro bead milling (Super APEX Milling). After pulverization, the nanopowders pulverized to a size of 5 to 20 nm were obtained, and the particle size was confirmed from the scanning electron micrograph of FIG. 14.

[실시예 6] Pt 마이크로 로드 및 나노입자의 제조Example 6 Preparation of Pt Micro Rod and Nanoparticles

폴리비닐피롤리돈(PVP), 디메틸포름아미드(dimethylformamide, DMF), 백금 전구체로 Chloroplatinic Acid Hexahydrate (H2PtCl6?6H2O)을 이용하여 백금(Pt) 마이크로 로드 및 나노입자를 제조하였다. Polyvinylpyrrolidone (PVP), was prepared in dimethylformamide platinum (Pt) microrods and nanoparticles by using Chloroplatinic Acid Hexahydrate (H 2 PtCl 6 ? 6H 2 O) to (dimethylformamide, DMF), the platinum precursor.

먼저, PVP(분자량 Mw: 1,300,000) 0.63 g을 DMF(0.283 g)+에탄올(0.86 g)에 혼합한 후, 백금 전구체를 0.315 g 첨가하였다. 이때, DI Water 0.86 g을 첨가하여 교반해주었다. 이 용액에 cetyltrimethyl ammonium bromide 0.05 g을 넣어준 후 2시간 교반해주었다. First, 0.63 g of PVP (molecular weight Mw: 1,300,000) was mixed with DMF (0.283 g) + ethanol (0.86 g), and then 0.315 g of a platinum precursor was added. At this time, 0.86 g of DI Water was added and stirred. 0.05 g of cetyltrimethyl ammonium bromide was added to the solution, followed by stirring for 2 hours.

이렇게 준비된 용액을 20 ml 주사기에 채워넣은 후 서서히 분출시켜(10 ㎕/min) 전기 방사(습도: 35%, 가용전압: 12 kV, 주변온도: 30 ℃)하였다. 이에 따라, 용매가 증발하면서 졸-겔 반응에 의해 백금 전구체/PVP 복합 섬유 웹을 얻을 수 있었다. The solution thus prepared was charged into a 20 ml syringe, and then slowly ejected (10 μl / min) to electrospin (humidity: 35%, available voltage: 12 kV, ambient temperature: 30 ° C.). As a result, a platinum precursor / PVP composite fiber web could be obtained by a sol-gel reaction while the solvent evaporated.

상기 복합 섬유 웹을 450 ℃에서 30분간 열처리하여 고분자를 제거시키고 백금 나노섬유 웹을 대량으로 제조할 수 있었다. 열처리 후에 얻어진 백금 나노섬유 웹의 주사전자현미경 사진을 통해 직경 200~600 nm의 백금 나노섬유들이 잘 형성되어 있음을 확인할 수 있었다. The composite fiber web was heat-treated at 450 ° C. for 30 minutes to remove the polymer and produce a large amount of platinum nanofiber webs. Scanning electron micrographs of the platinum nanofiber web obtained after the heat treatment showed that the platinum nanofibers having a diameter of 200 to 600 nm were well formed.

상기 백금 나노섬유 웹을 초음파 분쇄와 볼 밀링(지르코니아 볼, 24시간 밀링)하여 마이크로 로드를 제조하였다. 도 15의 Pt 마이크로 로드의 주사전자현미경 사진을 통해 나노입자들로 구성된 마이크로 로드 형상을 관찰할 수 있다. The platinum nanofiber web was subjected to ultrasonic milling and ball milling (zirconia ball, 24 hours milling) to prepare microrods. Scanning electron micrographs of the Pt microrods of FIG. 15 may be used to observe the microrod shape composed of nanoparticles.

Pt 마이크로 로드를 마이크로 비드 밀링 과정을 거쳐 5~20 nm 크기로 분쇄된 Pt 나노분말을 얻을 수 있었으며, 도 16의 주사전자현미경 사진에서 입자 크기를 확인할 수 있었다.Pt nanorods were pulverized to 5-20 nm in size through a microbead milling process, and the particle size was confirmed on the scanning electron micrograph of FIG. 16.

[실시예 7] Si 마이크로 로드 및 나노입자의 제조Example 7 Preparation of Si Microrods and Nanoparticles

폴리비닐아세테이트(PVAc), 디메틸포름아미드(dimethylformamide, DMF), 실리콘 전구체로 실리콘 아세테이트(Silicon Acetate, Si(OOCCH3)4, Alfa Aesar)를 이용하여 실리콘(Si) 마이크로 로드 및 나노입자를 제조하였다. Silicon (Si) microrods and nanoparticles were prepared using polyvinylacetate (PVAc), dimethylformamide (DMF) and silicon acetate as silicon precursors (Silicon Acetate, Si (OOCCH 3 ) 4 , Alfa Aesar). .

먼저, PVAc(분자량 Mw: 1,300,000) 1.5 g을 DMF 15 ml에 혼합한 후, 실리콘 전구체를 3.96 g을 첨가하였다. 이때, 아세트산(Acetic Acid) 1 g을 넣어준 후 2시간 교반해주었다. First, 1.5 g of PVAc (molecular weight Mw: 1,300,000) was mixed with 15 ml of DMF, and then 3.96 g of a silicon precursor was added. At this time, 1 g of acetic acid was added and stirred for 2 hours.

이렇게 준비된 용액을 20 ml 주사기에 채워넣은 후 서서히 분출시켜(10 ㎕/min) 전기 방사(습도: 31%, 가용전압: 13.4 kV, 주변온도: 15 ℃)하였다. 이에 따라, 용매가 증발하면서 졸-겔 반응에 의해 실리콘 전구체/PVAc 복합 섬유 웹을 얻을 수 있었다. The solution thus prepared was charged into a 20 ml syringe, and then slowly ejected (10 μl / min) to electrospin (humidity: 31%, available voltage: 13.4 kV, ambient temperature: 15 ° C.). As a result, a silicon precursor / PVAc composite fiber web could be obtained by a sol-gel reaction while the solvent evaporated.

상기 복합 섬유 웹을 열처리 중에 실리콘이 산화되는 것을 방지하기 위해 진공 분위기에서 450 ℃에서 30분간 열처리하여 고분자를 제거시키고 실리콘 나노섬유 웹을 대량으로 제조할 수 있었다. 일산화탄소(CO), H2/N2의 혼합가스와 같은 환원 분위기에서 열처리하는 것 또한 가능하다. 열처리 후에 얻어진 실리콘 나노섬유 웹의 주사전자현미경 사진을 통해 직경 200~600 nm의 실리콘 나노섬유들이 잘 형성되어 있음을 확인할 수 있었다 (도 17 참조).In order to prevent the composite fiber web from being oxidized during heat treatment, the composite fiber web was heat treated at 450 ° C. for 30 minutes in a vacuum atmosphere to remove polymers, and a large amount of silicon nanofiber webs could be manufactured. It is also possible to heat-treat in a reducing atmosphere such as carbon monoxide (CO), a mixed gas of H 2 / N 2 . Scanning electron micrographs of the silicon nanofiber web obtained after the heat treatment showed that the silicon nanofibers having a diameter of 200 to 600 nm were well formed (see FIG. 17).

상기 실리콘 나노섬유 웹을 초음파 분쇄와 볼 밀링(지르코니아 볼, 24시간 밀링)하여 마이크로 로드를 제조하였다. 도 18의 Si 마이크로 로드의 주사전자현미경 사진을 통해 나노입자들로 구성된 마이크로 로드 형상을 관찰할 수 있다. 5-20 nm 크기의 실리콘 나노입자로 구성된 마이크로 로드가 잘 형성되어져 있음을 확인할 수 있다.The silicon nanofiber web was ultrasonically crushed and ball milled (zirconia ball, 24-hour milling) to prepare microrods. Scanning electron micrographs of the Si microrods of FIG. 18 may be used to observe a microrod shape composed of nanoparticles. It can be seen that the microrods composed of silicon nanoparticles having a size of 5-20 nm are well formed.

위의 실시예들에서 볼 수 있듯이, 미세한 나노입자들로 구성된 마이크로 로드 및 나노입자의 제조는 특정 물질에 국한된 것은 아니다.As can be seen in the above embodiments, the manufacture of microrods and nanoparticles composed of fine nanoparticles is not limited to specific materials.

이상, 본 발명을 도시된 예를 중심으로 하여 설명하였으나 이는 예시에 지나지 아니하며, 본 발명은 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 다양한 변형 및 균등한 기타의 실시예를 수행할 수 있다는 사실을 이해하여야 한다. In the above, the present invention has been described with reference to the illustrated examples, which are merely examples, and the present invention may be embodied in various modifications and other embodiments that are obvious to those skilled in the art. Understand that you can.

도 1은 본 발명에 따른 마이크로 로드 및 나노입자의 제조 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다. 1 is a view schematically showing a manufacturing process of the microrods and nanoparticles according to the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 SnO2 나노섬유 웹의 주사전자현미경 사진이다.2 is a scanning electron micrograph of a SnO 2 nanofiber web prepared according to Example 1 of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예 1에 따라 초음파 분쇄 후 볼 밀링 처리된 SnO2 마이크로 로드의 주사전자현미경 사진이다.Figure 3 is a scanning electron micrograph of the SnO 2 micro rod ball milling after ultrasonic grinding according to Example 1 of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시예 1에 따라 마이크로비드 밀링 처리된 SnO2 나노입자의 주사전자현미경 사진이다.4 is a scanning electron micrograph of the microbead milling SnO 2 nanoparticles according to Example 1 of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시예 2에 따라 제조된 NiO 나노섬유 웹의 주사전자현미경 사진이다.5 is a scanning electron micrograph of a NiO nanofiber web prepared according to Example 2 of the present invention.

도 6은 본 발명의 실시예 2에 따라 초음파 분쇄 후 볼 밀링 처리된 NiO 마이크로 로드의 주사전자현미경 사진이다.FIG. 6 is a scanning electron micrograph of a NiO microrod subjected to ball milling after ultrasonic grinding according to Example 2 of the present invention. FIG.

도 7은 본 발명의 실시예 2에 따라 마이크로비드 밀링 처리된 NiO 나노입자의 주사전자현미경 사진이다.7 is a scanning electron micrograph of the microbead milling NiO nanoparticles according to Example 2 of the present invention.

도 8은 본 발명의 실시예 3에 따라 제조된 RuO2 나노섬유 웹의 주사전자현미경 사진이다.8 is a scanning electron micrograph of the RuO 2 nanofiber web prepared according to Example 3 of the present invention.

도 9는 본 발명의 실시예 3에 따라 초음파 분쇄 후 볼 밀링과 마이크로비드 밀링 처리된 RuO2 나노입자의 투과전자현미경 사진이다.9 is a transmission electron microscope photograph of RuO 2 nanoparticles subjected to ball milling and microbead milling after ultrasonic grinding according to Example 3 of the present invention.

도 10은 본 발명의 실시예 4에 따라 제조된 LiMnPO4 나노섬유 웹의 주사전자현미경 사진이다.10 is a scanning electron micrograph of the LiMnPO 4 nanofiber web prepared according to Example 4 of the present invention.

도 11은 본 발명의 실시예 4에 따라 초음파 분쇄 후 볼 밀링 처리된 LiMnPO4 마이크로 로드의 주사전자현미경 사진이다.FIG. 11 is a scanning electron micrograph of a LiMnPO 4 microrod subjected to ball milling after ultrasonic grinding according to Example 4 of the present invention.

도 12는 본 발명의 실시예 5에 따라 제조된 La0.8Sr0.2MnO3 나노섬유 웹의 주사전자현미경 사진이다.12 is a scanning electron micrograph of La 0.8 Sr 0.2 MnO 3 nanofiber web prepared according to Example 5 of the present invention.

도 13은 본 발명의 실시예 5에 따라 초음파 분쇄 후 볼 밀링 처리된 La0.8Sr0.2MnO3 마이크로 로드의 주사전자현미경 사진이다.FIG. 13 is a scanning electron microscope photograph of La 0.8 Sr 0.2 MnO 3 microrods subjected to ball milling after ultrasonic grinding according to Example 5 of the present invention. FIG.

도 14는 본 발명의 실시예 5에 따라 마이크로비드 밀링 처리된 La0.8Sr0.2MnO3 나노입자의 주사전자현미경 사진이다.14 is a scanning electron micrograph of La 0.8 Sr 0.2 MnO 3 nanoparticles microbead milling according to Example 5 of the present invention.

도 15는 본 발명의 실시예 6에 따라 초음파 분쇄 후 볼 밀링 처리된 Pt 마이크로 로드의 주사전자현미경 사진이다.15 is a scanning electron micrograph of a Pt microrod subjected to ball milling after ultrasonic grinding according to Example 6 of the present invention.

도 16은 본 발명의 실시예 6에 따라 마이크로비드 밀링 처리된 Pt 나노입자의 주사전자현미경 사진이다.16 is a scanning electron micrograph of Pt nanoparticles microbead milled according to Example 6 of the present invention.

도 17은 본 발명의 실시예 7에 따라 제조된 Si 나노섬유들의 주사전자현미경 사진이다.17 is a scanning electron micrograph of Si nanofibers prepared according to Example 7 of the present invention.

도 18은 본 발명의 실시예 7에 따라 초음파 분쇄 후 볼 밀링 처리된 Si 마이 크로 로드의 주사전자현미경 사진이다.FIG. 18 is a scanning electron micrograph of a Si microrod subjected to ball milling after ultrasonic grinding according to Example 7 of the present invention.

Claims (21)

평균 크기가 5~100 ㎚인 금속 나노입자들 및 금속산화물 나노입자들 중 적어도 하나의 나노입자들을 포함하여 이루어지며, 폭이 50~1000 ㎚이고 상기 폭에 대한 길이의 비인 장단축비가 1.5 이상 200 이하인 것을 특징으로 하고,It comprises at least one nanoparticles of the metal nanoparticles and metal oxide nanoparticles having an average size of 5 ~ 100nm, 50 to 1000nm in width and length-to-length ratio is 1.5 to 200 It is characterized by the following 상기 금속 나노입자들 사이, 상기 금속산화물 나노입자들 사이, 또는 상기 금속 나노입자와 상기 금속산화물 나노입자 사이에는 평균 크기가 1~50 ㎚인 기공이 형성되어 있는 것을 특징으로 하고,Pores having an average size of 1 to 50 nm are formed between the metal nanoparticles, the metal oxide nanoparticles, or between the metal nanoparticles and the metal oxide nanoparticles. 상기 금속산화물 나노입자들은 2종 이상의 금속산화물을 포함하여 이루어지며, 2종 이상의 금속산화물의 고용체, 혼합 상 및 화합물 중에서 선택된 적어도 하나의 미세 구조를 갖는 것이고, 상기 금속 나노입자들 및 상기 금속산화물 나노입자들은 결정질 구조를 갖거나, 비정질 구조를 갖거나, 혹은 결정질과 비정질이 혼합되어 있는 구조를 갖는 것인 마이크로 로드.The metal oxide nanoparticles include two or more metal oxides, and have at least one microstructure selected from solid solutions, mixed phases, and compounds of two or more metal oxides, and the metal nanoparticles and the metal oxide nanoparticles. The microrods of which particles have a crystalline structure, an amorphous structure, or a structure in which crystalline and amorphous are mixed. 제1항에 있어서, 상기 마이크로 로드는, 금속 나노입자들 및 금속산화물 나노입자들 중 적어도 하나의 나노입자들을 포함하여 이루어진 50~1000 nm의 직경을 갖는 나노섬유가 짧게 끊어진 것을 특징으로 하는 마이크로 로드.The method of claim 1, wherein the microrods, the microrods characterized in that the nanofibers having a diameter of 50 ~ 1000 nm made of at least one of the nanoparticles of the metal nanoparticles and metal oxide nanoparticles are short cut off. . 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 금속 나노입자들은 Pt, Au, Ag, Li, Si, Mn, Fe, Mg, Ca, Sn, Ti, Ni, Co, Cu, Zn, In, Mo, W, Ir 및 Ru로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 금속 또는 둘 이상의 합금으로 이루어진 나노입자들인 것을 특징으로 하는 마이크로 로드.The method of claim 1, wherein the metal nanoparticles are Pt, Au, Ag, Li, Si, Mn, Fe, Mg, Ca, Sn, Ti, Ni, Co, Cu, Zn, In, Mo, W, Ir and Ru Microrods, characterized in that the nanoparticles made of any one metal or two or more alloys selected from the group consisting of. 제1항에 있어서, 상기 금속산화물 나노입자들은,The method of claim 1, wherein the metal oxide nanoparticles, (1) SnO2, TiO2, Fe2O3, Fe3O4, CoO, Co3O4, CaO, MgO, CuO, ZnO, In2O3, NiO, MoO3, MnO2, WO3, RuO2, IrO2 및 V2O5으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 금속산화물 또는 둘 이상의 복합 금속산화물로 이루어진 나노입자들이거나, 혹은(1) SnO 2 , TiO 2 , Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , CoO, Co 3 O 4 , CaO, MgO, CuO, ZnO, In 2 O 3 , NiO, MoO 3 , MnO 2 , WO 3 , Nanoparticles consisting of any one metal oxide or two or more composite metal oxides selected from the group consisting of RuO 2 , IrO 2 and V 2 O 5 , or (2) Zn2SnO4, CoSnO3, Ca2SnO4, CaSnO3, ZnCo2O4, Co2SnO4, Mg2SnO4, Mn2SnO4, CuV2O6, NaMnO2 및 NaFeO2으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 화합물로 이루어진 나노입자들이거나, 혹은(2) Zn 2 SnO 4 , CoSnO 3 , Ca 2 SnO 4 , CaSnO 3 , ZnCo 2 O 4 , Co 2 SnO 4 , Mg 2 SnO 4 , Mn 2 SnO 4 , CuV 2 O 6 , NaMnO 2 and NaFeO 2 Nanoparticles consisting of any one compound selected from the group consisting of, or (3) Li4Ti5O12, LiCoO2, LiNiO2, LiNi1-yCoyO2 (y=0.1~0.9), LiMn2O4, Li[Ni1/2Mn1/2]O2 및 LiFePO4으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 Li 함유 전이금속산화물로 이루어진 나노입자들이거나, 혹은 (3) Li 4 Ti 5 O 12 , LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiNi 1-y Co y O 2 (y = 0.1 ~ 0.9), LiMn 2 O 4 , Li [Ni 1/2 Mn 1/2 ] O 2 And nanoparticles consisting of any one of Li-containing transition metal oxides selected from the group consisting of LiFePO 4 , or (4) Li 자리에 Mg2+, Al3+, Ti4+, Zr4+, Nb5+ 및 W6+ 중 적어도 하나가 1 at% 이하로 도핑된 LiFePO4, LiMnPO4, LiNiPO4, LiCoPO4, LiAl0.05Co0.85Ni0.15O2, Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2, Li[Ni1/2Mn1/2]O2, LiNi1-xCoxO2 및 LiNi1-xTix/2Mgx/2O2으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 Li 함유 복합 금속산화물로 이루어진 나노입자들이거나, 혹은(4) LiFePO 4 , LiMnPO 4 , LiNiPO 4 , LiCoPO doped with at least one of Mg 2+ , Al 3+ , Ti 4+ , Zr 4+ , Nb 5+ and W 6+ at a Li site of 1 at% or less; 4 , LiAl 0.05 Co 0.85 Ni 0.15 O 2 , Li [Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 ] O 2 , Li [Ni 1/2 Mn 1/2 ] O 2 , LiNi 1-x Co x O Nanoparticles consisting of any one of Li-containing composite metal oxides selected from the group consisting of 2 and LiNi 1-x Ti x / 2 Mg x / 2 O 2 , or (5) Pt-RuO2, Ni-Y0.08Zr0.92O2 또는 Pt-Y0.08Zr0.92O2인 금속과 금속산화물의 복합체인 복합 금속산화물로 이루어진 나노입자들이거나, 혹은(5) nanoparticles consisting of composite metal oxides, which are complexes of metals and metal oxides of Pt-RuO 2 , Ni-Y 0.08 Zr 0.92 O 2 or Pt-Y 0.08 Zr 0.92 O 2 , or (6) Y0.08Zr0.92O2, La1-xSrxCoO3 (x=0.1~0.9), La0.8Sr0.2Fe0.8Co0.2O3, La1-xSrxMnO3 (x=0.1~0.9), La1-xSrxFeO3 (x=0.1~0.9) 및 La0.8Sr0.2Fe0.8Co0.2O3으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 복합 금속산화물로 이루어진 나노입자들인 것을 특징으로 하는 마이크로 로드.(6) Y 0.08 Zr 0.92 O 2 , La 1-x Sr x CoO 3 (x = 0.1 ~ 0.9), La 0.8 Sr 0.2 Fe 0.8 Co 0.2 O 3 , La 1-x Sr x MnO 3 (x = 0.1 ~ 0.9), La 1-x Sr x FeO 3 (x = 0.1 ~ 0.9) and La 0.8 Sr 0.2 Fe 0.8 Co 0.2 O 3 characterized in that the nanoparticles consisting of any one composite metal oxide selected from the group consisting of road. 삭제delete 삭제delete 제1항에 따른 마이크로 로드를 함유하는 재료.A material containing the microrods according to claim 1. 제8항에 있어서, 상기 재료는 이차전지용 전극활물질, 전기화학 커패시터용 전극 재료, 연료전지용 전극 재료, 가스센서용 감지 소재 또는 촉매인 것을 특징으로 하는 재료. The material of claim 8, wherein the material is an electrode active material for a secondary battery, an electrode material for an electrochemical capacitor, an electrode material for a fuel cell, a sensing material for a gas sensor, or a catalyst. 금속 전구체 및 금속산화물 전구체 중 적어도 하나와 고분자를 혼합한 방사 용액을 준비하고;Preparing a spinning solution in which at least one of a metal precursor and a metal oxide precursor are mixed with a polymer; 상기 방사 용액을 전기장하에서 섬유상으로 방사하여 상기 금속 전구체 및 상기 금속산화물 전구체 중 적어도 하나와 상기 고분자가 혼합된 복합 섬유를 형성하며;Spinning the spinning solution onto a fiber under an electric field to form a composite fiber in which at least one of the metal precursor and the metal oxide precursor and the polymer are mixed; 상기 복합 섬유를 열처리하여 상기 복합 섬유에서 상기 고분자가 용융 제거된, 금속 나노입자들 및 금속산화물 나노입자들 중 적어도 하나의 나노입자들을 포함하여 이루어진 나노섬유를 얻고;Heat treating the composite fiber to obtain nanofibers including at least one nanoparticles of metal nanoparticles and metal oxide nanoparticles from which the polymer is melt-removed from the composite fiber; 상기 나노섬유를 분쇄하여 상기 금속 나노입자들 및 상기 금속산화물 나노입자들 중 적어도 하나의 나노입자들을 포함하여 이루어진 마이크로 로드를 얻는 것을 특징으로 하고,Pulverizing the nanofibers to obtain a microrod including at least one nanoparticle among the metal nanoparticles and the metal oxide nanoparticles, 상기 마이크로 로드는 평균 크기가 5~100 ㎚인 금속 나노입자들 및 금속산화물 나노입자들 중 적어도 하나의 나노입자들을 포함하여 이루어지며, 폭이 50~1000 ㎚이고 상기 폭에 대한 길이의 비인 장단축비가 1.5 이상 200 이하이고,The microrods include at least one nanoparticles of metal nanoparticles and metal oxide nanoparticles having an average size of 5 to 100 nm, and have a short length of 50 to 1000 nm and a ratio of length to width. The ratio is 1.5 or more and 200 or less, 상기 금속 나노입자들 사이, 상기 금속산화물 나노입자들 사이, 또는 상기 금속 나노입자와 상기 금속산화물 나노입자 사이에는 평균 크기가 1~50 ㎚인 기공이 형성되어 있는 마이크로 로드의 제조 방법.A method of manufacturing a microrod in which pores having an average size of 1 to 50 nm are formed between the metal nanoparticles, the metal oxide nanoparticles, or between the metal nanoparticles and the metal oxide nanoparticles. 제10항에 있어서, 상기 금속 전구체는 Ir, Ru, Pt, Au, Ag, Li, Si, Mn, Fe, Mg, Ca, Sn, Ti, Ni, Co, Cu, Zn, In, Mo 또는 W 이온을 함유하는 전구체로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하며, 환원 분위기하에서의 열처리를 통해 금속을 형성할 수 있는 것을 특징으로 하는 마이크로 로드의 제조 방법.The method of claim 10, wherein the metal precursor is Ir, Ru, Pt, Au, Ag, Li, Si, Mn, Fe, Mg, Ca, Sn, Ti, Ni, Co, Cu, Zn, In, Mo or W ions At least one selected from the group consisting of a precursor containing, and a method for producing a micro-rod, characterized in that the metal can be formed through a heat treatment in a reducing atmosphere. 제10항에 있어서, 상기 금속산화물 전구체는 Li, Si, Mn, Fe, Mg, Ca, Sn, Ti, Ni, Co, Cu, Zn, In, Mo, V, W, P, Ir, Ru, Na, Al, Zr, Pt, Nb, Y, La 또는 Sr 이온을 함유하는 전구체로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하며, 공기 중 또는 산화 분위기하에서의 열처리를 통해 금속산화물을 형성할 수 있는 것을 특징으로 하는 마이크로 로드의 제조 방법.The method of claim 10, wherein the metal oxide precursor is Li, Si, Mn, Fe, Mg, Ca, Sn, Ti, Ni, Co, Cu, Zn, In, Mo, V, W, P, Ir, Ru, Na At least one selected from the group consisting of precursors containing Al, Zr, Pt, Nb, Y, La or Sr ions, characterized in that the metal oxide can be formed through heat treatment in the air or in an oxidizing atmosphere Method of making microrods. 제10항에 있어서, 상기 고분자는 폴리비닐아세테이트, 폴리우레탄, 폴리우레탄 공중합체, 폴리에테르우레탄, 셀룰로오스 유도체, 폴리메틸메스아크릴레이트(PMMA), 폴리메틸아크릴레이트(PMA), 폴리아크릴 공중합체, 폴리비닐아세테이트 공중합체, 폴리비닐알콜(PVA), 폴리퍼퓨릴알콜(PPFA), 폴리스티렌(PS), 폴리스티렌 공중합체, 폴리에틸렌옥사이드(PEO), 폴리프로필렌옥사이드(PPO), 폴리에틸렌옥사이드 공중합체, 폴리프로필렌옥사이드 공중합체, 폴리카보네이트(PC), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리카프로락톤, 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리비닐풀루오라이드, 폴리비닐리덴풀루오라이드 공중합체, 폴리아크릴로니트릴, 폴리아마이드, 피치(pitch) 및 페놀 수지(phenol resin)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 마이크로 로드의 제조 방법.The method of claim 10, wherein the polymer is polyvinylacetate, polyurethane, polyurethane copolymer, polyetherurethane, cellulose derivative, polymethylmethacrylate (PMMA), polymethylacrylate (PMA), polyacryl copolymer, Polyvinylacetate copolymer, polyvinyl alcohol (PVA), polyperfuryl alcohol (PPFA), polystyrene (PS), polystyrene copolymer, polyethylene oxide (PEO), polypropylene oxide (PPO), polyethylene oxide copolymer, polypropylene Oxide copolymer, polycarbonate (PC), polyvinyl chloride (PVC), polycaprolactone, polyvinylpyrrolidone (PVP), polyvinyl fluoride, polyvinylidene fluoride copolymer, polyacrylonitrile, Preparation of microrods, characterized in that at least one selected from the group consisting of polyamide, pitch and phenol resin Way. 제10항에 있어서, 상기 방사는 전기 방사(electro-spinning), 멜트 블로운(melt-blown), 플레쉬 방사(flash spinning) 및 정전 멜트 블로운(electrostatic melt-blown)법 중에서 선택된 어느 하나의 방법에 의한 방사인 것을 특징으로 하는 마이크로 로드의 제조 방법.The method of claim 10, wherein the radiation is any one selected from among electro-spinning, melt-blown, flash spinning, and electrostatic melt-blown methods. It is spinning by the manufacturing method of the microrod. 제10항에 있어서, 상기 열처리는 300~900 ℃의 온도에서 공기 중, 산화 분위 기, 환원 분위기 또는 진공 중에서 수행하는 것을 특징으로 하는 마이크로 로드의 제조 방법.The method of claim 10, wherein the heat treatment is performed in air, an oxidizing atmosphere, a reducing atmosphere, or a vacuum at a temperature of 300 ° C. to 900 ° C. 12. 제10항에 있어서, 상기 나노섬유의 직경은 50~1000 nm인 것을 특징으로 하는 마이크로 로드의 제조 방법.The method of claim 10, wherein the nanofibers have a diameter of 50 to 1000 nm. 제10항에 있어서, 상기 분쇄는 초음파 분쇄 후 볼 밀링(ball milling) 또는 어트리션 밀링(attrition milling)을 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 마이크로 로드의 제조 방법.The method of claim 10, wherein the grinding is performed by ultrasonic milling, followed by ball milling or attrition milling. 삭제delete 금속 전구체 및 금속산화물 전구체 중 적어도 하나와 고분자를 혼합한 방사 용액을 준비하고;Preparing a spinning solution in which at least one of a metal precursor and a metal oxide precursor are mixed with a polymer; 상기 방사 용액을 전기장하에서 섬유상으로 방사하여 상기 금속 전구체 및 상기 금속산화물 전구체 중 적어도 하나와 상기 고분자가 혼합된 복합 섬유를 형성하며;Spinning the spinning solution onto a fiber under an electric field to form a composite fiber in which at least one of the metal precursor and the metal oxide precursor and the polymer are mixed; 상기 복합 섬유를 열처리하여 상기 복합 섬유에서 상기 고분자가 용융 제거된, 금속 나노입자들 및 금속산화물 나노입자들 중 적어도 하나의 나노입자들을 포함하여 이루어진 나노섬유를 얻고;Heat treating the composite fiber to obtain nanofibers including at least one nanoparticles of metal nanoparticles and metal oxide nanoparticles from which the polymer is melt-removed from the composite fiber; 상기 나노섬유를 1차 분쇄하여 상기 금속 나노입자들 및 상기 금속산화물 나노입자들 중 적어도 하나의 나노입자들을 포함하여 이루어진 마이크로 로드를 얻으며;Firstly crushing the nanofiber to obtain a microrod including at least one nanoparticle of the metal nanoparticles and the metal oxide nanoparticles; 상기 마이크로 로드를 2차 분쇄하여 상기 금속 나노입자들 중 적어도 하나의 금속 나노입자 또는 상기 금속산화물 나노입자들 중 적어도 하나의 금속산화물 나노입자를 포함하여 이루어진 나노분말을 얻는 것을 특징으로 하고,And pulverizing the microrods second to obtain nanopowders including at least one metal nanoparticles of the metal nanoparticles or at least one metal oxide nanoparticles of the metal oxide nanoparticles. 상기 마이크로 로드는 평균 크기가 5~100 ㎚인 금속 나노입자들 및 금속산화물 나노입자들 중 적어도 하나의 나노입자들을 포함하여 이루어지며, 폭이 50~1000 ㎚이고 상기 폭에 대한 길이의 비인 장단축비가 1.5 이상 200 이하이고,The microrods include at least one nanoparticles of metal nanoparticles and metal oxide nanoparticles having an average size of 5 to 100 nm, and have a short length of 50 to 1000 nm and a ratio of length to width. The ratio is 1.5 or more and 200 or less, 상기 금속 나노입자들 사이, 상기 금속산화물 나노입자들 사이, 또는 상기 금속 나노입자와 상기 금속산화물 나노입자 사이에는 평균 크기가 1~50 ㎚인 기공이 형성되어 있는 것인 나노분말의 제조 방법.The method of claim 1, wherein pores having an average size of 1 to 50 nm are formed between the metal nanoparticles, the metal oxide nanoparticles, or the metal nanoparticle and the metal oxide nanoparticles. 제19항에 있어서, 상기 1차 분쇄는 초음파 분쇄 후 볼 밀링(ball milling) 또는 어트리션 밀링(attrition milling)을 통해 이루어지며, 상기 2차 분쇄는 마이크로비드 밀링(microbid milling)을 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 나노분말의 제조 방법.20. The method of claim 19, wherein the first grinding is performed by ball milling or attrition milling after ultrasonic grinding, and the second grinding is performed by microbid milling. Method for producing a nanopowder characterized in that. 제19항에 있어서, 상기 나노분말의 크기는 5~200 nm인 것을 특징으로 하는 나노분말의 제조 방법.20. The method of claim 19, wherein the nanopowder has a size of 5 to 200 nm.
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