KR101341182B1 - 고순도 알루미늄 알콕사이드의 제조방법 - Google Patents
고순도 알루미늄 알콕사이드의 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101341182B1 KR101341182B1 KR1020110124853A KR20110124853A KR101341182B1 KR 101341182 B1 KR101341182 B1 KR 101341182B1 KR 1020110124853 A KR1020110124853 A KR 1020110124853A KR 20110124853 A KR20110124853 A KR 20110124853A KR 101341182 B1 KR101341182 B1 KR 101341182B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- acid
- alcohol
- high purity
- aluminum alkoxide
- aluminum
- Prior art date
Links
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 76
- -1 Aluminum Alkoxide Chemical class 0.000 title claims abstract description 44
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 16
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 27
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims abstract description 16
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 3
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 claims description 28
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 235000011054 acetic acid Nutrition 0.000 claims description 11
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 claims description 9
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 claims description 7
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 claims description 7
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 5
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N Dextrotartaric acid Chemical compound OC(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N 0.000 claims description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N Tartaric acid Natural products [H+].[H+].[O-]C(=O)C(O)C(O)C([O-])=O FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N Tert-Butanol Chemical compound CC(C)(C)O DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- BTANRVKWQNVYAZ-UHFFFAOYSA-N butan-2-ol Chemical compound CCC(C)O BTANRVKWQNVYAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 235000015165 citric acid Nutrition 0.000 claims description 3
- 150000004687 hexahydrates Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 claims description 3
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 claims description 3
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 claims description 3
- 235000002906 tartaric acid Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000011975 tartaric acid Substances 0.000 claims description 3
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 claims description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 18
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 7
- 150000004703 alkoxides Chemical class 0.000 description 6
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 3
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 2
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 2
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 2
- 230000004941 influx Effects 0.000 description 2
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- OGHBATFHNDZKSO-UHFFFAOYSA-N propan-2-olate Chemical compound CC(C)[O-] OGHBATFHNDZKSO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 2
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 229940037003 alum Drugs 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000007809 chemical reaction catalyst Substances 0.000 description 1
- RCTYPNKXASFOBE-UHFFFAOYSA-M chloromercury Chemical compound [Hg]Cl RCTYPNKXASFOBE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- ZDGGJQMSELMHLK-UHFFFAOYSA-N m-Trifluoromethylhippuric acid Chemical compound OC(=O)CNC(=O)C1=CC=CC(C(F)(F)F)=C1 ZDGGJQMSELMHLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229960002523 mercuric chloride Drugs 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- LWJROJCJINYWOX-UHFFFAOYSA-L mercury dichloride Chemical compound Cl[Hg]Cl LWJROJCJINYWOX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F5/00—Compounds containing elements of Groups 3 or 13 of the Periodic Table
- C07F5/06—Aluminium compounds
- C07F5/069—Aluminium compounds without C-aluminium linkages
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F7/00—Compounds of aluminium
- C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/80—Compositional purity
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
본 발명의 일측면인 고순도 알루미늄 알콕사이드의 제조방법은, 알루미늄을 준비하는 단계, 상기 준비된 알루미늄을 pH 5이하의 산을 이용하여 세정하는 단계, 상기 세정된 알루미늄에 알코올 및 촉매를 혼합하고, 알코올 비등점 이상으로 가열하여, 환류되는 알코올량을 환류비 0.1이하에서 용해반응을 실시하는 단계, 상기 용해반응 후, 1.5 시간 이상 에이징(AGING)하여 불순물을 분리하는 제 1 정제단계 및 상기 제 1 정제된 알루미늄 알콕사이드를 150℃ 이상으로 가열함으로서, 물질이동 증류를 실시하여 제 2 정제하는 단계를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 전자 부품, 정밀 세라믹의 원료, 고순도 알루미늄 화합물의 원료 등에 활용되어 첨단 소재에 적용되는 원료물질로 사용될 수 있는 순도가 높은 수산화알루미늄을 제조하기 위한 고순도 알루미늄 알콕사이드의 제조방법에 관한 것이다.
통상적으로 알려진 알루미늄 알콕사이드를 제조하는 방법으로서는, 첫째 할로겐화 알루미늄에 알코올를 첨가하여 알콕사이드를 제조하는 방법과 금속알루미늄에 알코올를 첨가하고 개시제를 포함시켜 반응에 의한 알콕사이드 제조방법이 있다.
이러한 기술로서, 구체적으로 특허문헌 1이 제안되었으며, 상기 특허문헌 1은 알루미늄금속과 알코올의 고액반응에, 갈륨과 인듐을 1종 또는 2종을 50ppm(금속환산)이하로 첨가하여 알콕사이드를 제조하는 방법을 기술하고 있으나, 이 기술에서는 일반적으로 고순도의 알루미늄 99.99%원료를 사용하여 고순도의 알콕사이드를 제조하는 기술로 저품위 알루미늄 원료로 고순도화하는 정제 기술은 포함되어 있지 않다.
생산성 향상을 위하여, 저품위 알루미늄 원료를 이용하여, 고순도의 알루미늄 알콕사이드를 제조하는 기술에 대한 요구가 매우 절실한 시점이다.
본 발명의 일 측면의 목적은 저품위 알루미늄을 이용하여 고순도의 알루미늄 알콕사이드를 제조하는 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일측면인 고순도 알루미늄 알콕사이드의 제조방법은, 알루미늄을 준비하는 단계, 상기 준비된 알루미늄을 pH 5이하의 산을 이용하여 세정하는 단계, 상기 세정된 알루미늄에 알코올 및 촉매를 혼합하고, 알코올 비등점 이상으로 가열하여, 환류되는 알코올량을 환류비 0.1이하에서 용해반응을 실시하는 단계, 상기 용해반응 후, 1.5 시간 이상 에이징(AGING)하여 불순물을 분리하는 제 1 정제단계 및 상기 제 1 정제된 알루미늄 알콕사이드를 150℃ 이상으로 가열함으로서, 물질이동 증류를 실시하여 제 2 정제하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 산은 유기산 및 무기산 중 1종 또는 2종인 것이 바람직하다.
상기 유기산은 아세트산, 포름산, 초산, 젖산, 구연산, 주석산 및 옥살산 중 1종 또는 2종 이상인 것이 바람직하다.
상기 무기산은 염산, 질산, 황산 및 인산 중 1종 또는 2종 이상인 것이 바람직하다.
상기 알코올은 에틸알코올, 프로필알코올, 이소프로필알코올, 1차부틸알코올, 2차부틸알코올 및 3차부틸알코올 중 1종 또는 2종 이상인 것이 바람직하다.
상기 촉매는 AlCl3무수물, AlCl3·6H2O 육수화물 및 알루미늄 알콕사이드 중 1종 또는 2종 이상인 것이 바람직하다.
상기 제 1 정제단계는 60℃ 이하에서 에이징을 실시하는 것이 바람직하다.
상기 에이징을 실시한 후 85℃ 이상에서 미반응알코올을 회수하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
상기 용해반응시 발생하는 수소를 회수하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 알루미늄 알콕사이드의 제조방법에 따르면, 저품위의 알루미늄을 이용하여 고품위의 알루미늄 알콕사이드를 제조할 수 있다.
추가적으로, 알루미늄 화합물 형태의 개시촉매를 이용할 경우, 촉매에 의한 불순물의 유입이 없으므로, 최종적으로 고순도의 알루미늄 알콕사이드를 제공할 수 있다.
따라서, 본 발명에 의해서 제조된 알루미늄 알콕사이드는 명반법, 베이어법 및 수중 아크법 보다도 고순도 제품을 제조할 수 있으며, 또한 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예인 고순도 알루미늄 알콕사이드를 제조하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명자들은 고순도 알루미늄 알콕사이드의 제조방법에 대한 연구를 거듭한 결과, 알루미늄, 알코올 및 촉매를 이용하여 알루미늄 알콕사이드를 제조하고, 에이징과 물질이동 증류단계를 통하여, 알루미늄 알콕사이드의 순도를 극대화시킬 수 있음을 인지하고, 본 발명에 이르게 되었다.
이하, 본 발명의 일측면인 고순도 알루미늄 알콕사이드의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도 1에 도시한 바와 같이, 먼저, 알루미늄을 준비한다(S100). 여기서, 준비된 알루미늄은 특별히 한정되는 것은 아니나, 본 발명의 일실시예에 따르면, 저품위 알루미늄이어도 본 발명을 통하여, 고순도 알루미늄 알콕사이드로 제조할 수 있다.
상기 준비된 알루미늄을 pH 5이하의 산을 이용하여 세정한다(S200). 알루미늄의 표면에 부착된 불순성분을 제거하기 위해서 표면 세정을 하게 되는데, 일반적인 방법은 계면활성제를 포함한 물을 이용하여 세정을 한다. 본 발명에서는 일반적인 방법인 계면활성제를 이용하여 1차로 세척을 하고, 유기산과 무기산을 이용하여 pH를 5이하로 제어한 산을 이용하여 세정을 하고, 최종적으로 반응에 사용하는 알코올을 이용하여 세정을 실시할 수 있다. 이를 통하여 알루미늄 표면에 부착된 불순물을 제거하기 때문에 알루미늄 원료의 품위를 유지할 수 있다.
여기서, 상기 산의 pH는 5이하로 제어하는 것이 바람직하다. pH가 5를 초과하는 경우 본 발명에 의도하고자 하는 표면 세정효과가 미비하다. 또한, 상기 산은 유기산 및 무기산 중 1종을 단독으로 사용하거나, 2종을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 유기산의 종류는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 카르복실기(-COOH)를 지닌 산을 사용하는 것이 바람직하며, 아세트산, 포름산, 초산, 젖산, 구연산, 주석산 중 옥살산 중 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 무기산의 종류는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 용해시에 수소이온을 내는 산을 사용하는 것이 바람직하며, 염산, 질산, 황산 및 인산 중 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용하는 것이 보다 바람직하다.
이 후, 상기 세정된 알루미늄에 알코올과 촉매를 혼합하여 용해반응을 실시한다(S300). 여기서 사용되는 알코올의 종류는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 탄소수가 2~4개인 알코올(CnH2n+1(R)OH)을 사용하는 것이 바람직하며, 에틸알코올, 노말프로필알콜, 이소프로필알콜, 1차부틸알코올, 2차부틸알코올 및 3차부틸알코올 중 1종 또는 2종 이상을 사용하는 것이 보다 바람직하다. 투입된 알코올과 알루미늄은 하기 반응식에 따라 반응이 일어날 수 있다(단, 하기 반응식은 본 발명의 일실시예에 관한 반응식임).
(반응식) Al + 3C3H7OH -> Al(OC3H7)3 + 3/2H2
상기 알코올과 알루미늄 반응시, 촉매를 투입하는 것이 바람직하다. 초기촉매에 해당하는 개시제로서, 상기 촉매는 AlCl3무수물, AlCl3·6H2O 육수화물 및 알루미늄 알콕사이드 중 1종 또는 2종 이상인 것이 바람직하다. 상기 알루미늄 알콕사이드는 용해반응에서 생성된 알루미늄 알콕사이드인 것이 바람직하며, 상기 알루미늄 알콕사이드를 촉매로 사용하는 경우, 불순물을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 용해반응시 가열하는 것이 바람직하다. 특히, 알코올의 비등점 이상에서 반응을 시키는 것이 바람직하며, 상기 가열온도를 알코올이 증발하여 냉각기를 통하여 재순환하게 되는데 환류의 재순환비를 0.1이하로 제어하는 것이 바람직하다(단, 증류시 발생되는 증기의 일부 또는 전부가 응축기에서 응축되어 액체가 되고, 액체의 일부는 다시 환류액으로 돌려지고, 나머지는 유출물로 배출되며, 이때, 유출물량에 대한 환류액량의 비를 환류비라 한다.). 환류비가 0.1를 초과하는 경우에는 냉각의 효과를 크게하기 위해서 냉각수량과 온도를 낮게 해야하는 문제점이 있다. 따라서 본 발명의 일측면에서는 환류비를 0.1 이하로 제어한다.
추가적으로 본 발명의 일측면은 반응용해시에 발생되는 수소(H2)는 회수하는 시스템에 연결하여, 상기 수소를 회수할 수 있다.
상기 용해반응 후, 알루미늄 알콕사이드를 얻을 수 있다. 그러나, 상기 알루미늄 알콕사이드 이외에 불순물이 포함될 수 있으며, 본 발명의 일측면은 상기 불순물을 정제하는 후공정을 실시하는 것이 바람직하다.
먼저 상기 용해반응 종료 후 에이징(aging)처리를 통하여 제 1 정제단계를 실시한다(S400). 상기 에이징단계는 60℃ 이하에서 자연냉각을 실시하는 것이 바람직하며, 1.5 시간 유지하는 것이 바람직하다. 60℃를 초과하는 경우 불순물의 응집효과가 매우 적으며, 에이징 시간도 1.5 시간 미만인 경우에는 불순물의 응집이 미흡하다. 더불어, 에이징 후, 85℃이상의 온도에서 미반응알코올을 연속공급방식으로 회수하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 이를 통하여, 알코올을 재활용할 수 있다.
상기 제 1 정제 후, 150℃ 이상으로 가열함으로서, 물질이동 증류를 실시하여 제 2 정제하는 단계를 실시한다(S500). 물질이동 증류란 물질사이에 온도에 따라 용해도가 다른 것을 이용하여, 증류를 실시하는 것이다. 본 발명은 제 1정제 후에 제 2정제를 실시하는데, 이 때, 150℃ 이상으로 가열하여, 물질이동을 위한 압력를 제어하여 알콕사이드를 물질이동에 의한 증류로 이동된 알루미늄 알콕사이드를 냉각하여 응축하면 정제된 알루미늄 알콕사이드를 제조할 수 있다. 150℃이상으로 가열하는 이유는 알콕사이드의 기화특성을 이용하는 것이며, 150℃미만에서는 물질이동으로 증류물이 생성되지 않기 때문에 본 발명에서는 150℃이상으로 제어하는 것이다. 또한 압력을 조절하여 증류 효율을 올리는 것이 가능하기 때문에 압력을 조절하는 것이 바람직하다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하여 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것이 아니라는 점에 유의할 필요가 있다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의해 결정되는 것이기 때문이다.
(실시예 1)
사용되는 알루미늄은 지름이 3mm이고 길이가 50mm의 크기로 총량을 저울하여 100g을 기준으로 하기 표 1에 나타낸 산에 의하여 세정하였다. 알루미늄중에 함유된 불순물의 양을 ICP(Ion coulped Plasma)분석기를 통해서 분석한 결과를 하기 표 1에 함께 나타내었다. 또한, 초기알루미늄 시료의 표면 불순물의 합산한 총량은 2540ppm(Si, Al, Ca, C등 합산총량)이었다.
| 구분 | 산종류 | pH | 세정 후 표면불순물의 량(ppm) |
| 비교예1 | 아세트산 | 6.0 | 1253 |
| 발명예1 | 아세트산 | 5.0 | 387 |
| 발명예2 | 아세트산 | 4.0 | 265 |
| 비교예2 | 포름산 | 6.0 | 1523 |
| 발명예3 | 포름산 | 5.0 | 393 |
| 발명예4 | 포름산 | 4.0 | 276 |
| 비교예3 | 염산 | 6.0 | 1055 |
| 발명예5 | 염산 | 5.0 | 355 |
| 발명예6 | 염산 | 4.0 | 230 |
| 비교예4 | 황산 | 6.0 | 1125 |
| 발명예7 | 황산 | 5.0 | 383 |
| 발명예8 | 황산 | 4.0 | 252 |
| 비교예5 | 아세트산 + 포름산 | 6.0 | 1276 |
| 발명예9 | 아세트산 + 포름산 | 5.0 | 373 |
| 발명예10 | 아세트산 + 포름산 | 4.0 | 263 |
| 비교예6 | 염산+ 황산 | 6.0 | 1212 |
| 발명예11 | 염산+ 황산 | 5.0 | 372 |
| 발명예12 | 염산+ 황산 | 4.0 | 251 |
상기 실시예 1은 알루미늄의 표면에 부착된 불순성분을 제거하기 위하여, 산의 pH를 제어한 실험예이다. 상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 발명예 1 내지 12는 pH를 5 이하로 제어한 것으로서, 그 불순물양이 모두 500ppm 이하로서, 세정효과가 탁월함을 알 수 있었다. 이에 비하여, 비교예 1 내지 6은 산의 pH가 모두 5를 초과하였으며, 세정 후 알루미늄 표면불순물이 1000ppm 이상으로서, 발명예에 비하여 줄어들지 않았음을 확인할 수 있었다.
(실시예 2)
순도 99.57% 순도의 알루미늄을 표면 세정하고, 알코올을 첨가하여 용해반응을 시키는데, 반응 개시촉매를 하기 표 2에 기재된 촉매를 사용하였으며, 촉매 사용량은 0.2 mol%(Al성분의 당량비)였다. 그리고, 상기 각 촉매를 사용하여 반응을 실시한 후 반응 완료시간을 측정하여 하기 표 2에 함께 나타내었다.
| 구분 | 개시촉매 종류 | 반응 완료시간(분) |
| 비교예7 | HgCl2 | 93 |
| 발명예13 | AlCl3 | 88 |
| 발명예14 | Al이소프로폭사이드 | 92 |
| 발명예15 | AlCl3 + Al이소프로폭사이드 | 85 |
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 알루미늄 화합물 형태의 개시촉매를 사용한 발명예는 90분전후로 오차범위 10분이내로 반응시간이 큰 차이가 없었다. 본발명의 알루미늄 화합물을 사용하는 것은 염화수은(비교예 7)을 사용한 것보다는 불순물의 유입이 없다. 더불어, 비교예 7은 중금속인 수은을 사용하여, 환경 오염에 심각한 영향을 주는 문제점이 있다.
(실시예 3)
촉매로서, 개시촉매로 알루미늄 알콕사이드를 Al성분의 0.2Mol% 기준으로 투입하고, 가열온도를 조절하여, 하기 표 3에 나타낸 환류비에 따라서, 냉각용량을 일정하게 유지하였다. 또한, 알코올의 손실량과 냉각기의 온도를 측정하여 하기 표 3에 함께 나타내었다.
| 구분 | 환류비 | 알코올 손실량(%) | 냉각기 온도(℃) |
| 발명예16 | 0.05 | 0.1 | 8 |
| 발명예17 | 0.10 | 0.12 | 9 |
| 비교예8 | 0.20 | 3.5 | 16 |
| 비교예9 | 0.30 | 4.2 | 22 |
상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 발명예 16 및 17과 달리 비교예 8 및 9는 환류비가 0.1을 초과하였으며, 알코올 손실량이 증가하였으며, 이를 제거하기 위하여는 냉각기의 용량이 커지게 되어 설비 비용이 증가하는 문제점을 확인할 수 있었다.
(실시예 4)
용해반응 후, 에이징공정을 실시하는데, 60℃ 이하에서, 하기 표 4에 나타낸 시간에 따라 유지한 후 불순물의 응집제거율을 측정하여 하기 표 4에 함께 나타내었다.
| 구분 | 에이징 시간 | 응집제거율(%) |
| 비교예10 | 1.0 | 3.1 |
| 발명예18 | 1.5 | 15.2 |
| 발명예19 | 2.0 | 16.8 |
| 발명예20 | 2.5 | 17.2 |
| 발명예21 | 3.0 | 17.5 |
상기 표 4에 나타낸 바와 같이, 에이징 시간이 1.5 시간 미만인 경우(비교예 9), 불순물의 응집제거율이 3.1%에 불과하였다. 이에 반하여, 발명예 18 내지 21은 에이징 시간이 1.5 시간 이상으로 충분하여, 불순물의 응집제거율이 크게 나타났다.
(실시예 5)
알루미늄 알콕사이드를 하기 표 5에 나타낸 온도로 가열하여 물질이동 증류량을 측정하여 하기 표 5에 함께 나타내었다.
| 구분 | 온도(℃) | 물질이동 증류량(g/min) |
| 비교예11 | 140 | 0.1 |
| 비교예12 | 145 | 0.5 |
| 발명예22 | 150 | 3.1 |
| 발명예23 | 155 | 3.3 |
| 발명예24 | 160 | 3.8 |
상기 표 5에 나타낸 바와 같이, 온도가 150℃ 미만인 경우(비교예 11 및 12) 물질이동 증류량이 낮았으나, 150℃ 이상인 발명예 22 내지 24는 물질이동 증류량이 비교적 안정적으로 3.0(g/min)이상으로 증류가 가능하였다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (9)
- 알루미늄을 준비하는 단계;
상기 준비된 알루미늄을 pH 5이하의 산을 이용하여 세정하는 단계;
상기 세정된 알루미늄에 알코올 및 촉매를 혼합하고, 알코올 비등점 이상으로 가열하여, 환류되는 알코올량을 환류비 0.1이하에서 용해반응을 실시하는 단계;
상기 용해반응 후, 1.5 시간 이상 에이징(AGING)하여 불순물을 분리하는 제 1 정제단계; 및
상기 제 1 정제된 혼합물을 150℃ 이상으로 가열함으로서, 물질이동 증류를 실시하여 제 2 정제하는 단계를 포함하며,
상기 촉매는 AlCl3무수물, AlCl3·6H2O 육수화물 및 알루미늄 알콕사이드 중 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 고순도 알루미늄 알콕사이드의 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 산은 유기산 및 무기산 중 1종 또는 2종인 것을 특징으로 하는 고순도 알루미늄 알콕사이드의 제조방법.
- 청구항 2에 있어서,
상기 유기산은 아세트산, 포름산, 초산, 젖산, 구연산, 주석산 및 옥살산 중 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 고순도 알루미늄 알콕사이드의 제조방법.
- 청구항 2에 있어서,
상기 무기산은 염산, 질산, 황산 및 인산 중 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 고순도 알루미늄 알콕사이드의 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 알코올은 에틸알코올, 프로필알코올, 이소프로필알코올, 1차부틸알코올, 2차부틸알코올 및 3차부틸알코올 중 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 고순도 알루미늄 알콕사이드의 제조방법.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 제 1 정제단계는 60℃ 이하에서 에이징을 실시하는 것을 특징으로 하는 고순도 알루미늄 알콕사이드의 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제조방법은 에이징을 실시한 후 85℃ 이상에서 미반응알코올을 회수하는 단계를 추가로 포함하는 고순도 알루미늄 알콕사이드의 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제조방법은 용해반응시 발생하는 수소를 회수하는 단계를 추가로 포함하는 고순도 알루미늄 알콕사이드의 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110124853A KR101341182B1 (ko) | 2011-11-28 | 2011-11-28 | 고순도 알루미늄 알콕사이드의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110124853A KR101341182B1 (ko) | 2011-11-28 | 2011-11-28 | 고순도 알루미늄 알콕사이드의 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20130058867A KR20130058867A (ko) | 2013-06-05 |
| KR101341182B1 true KR101341182B1 (ko) | 2013-12-13 |
Family
ID=48857940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020110124853A KR101341182B1 (ko) | 2011-11-28 | 2011-11-28 | 고순도 알루미늄 알콕사이드의 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101341182B1 (ko) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4052428A (en) | 1975-12-15 | 1977-10-04 | Stauffer Chemical Company | Stable aluminum alkoxide solutions |
| JPH0525070A (ja) * | 1991-02-15 | 1993-02-02 | Sumitomo Chem Co Ltd | アルミニウムアルコキサイドの製造方法 |
| KR100509395B1 (ko) | 2002-11-05 | 2005-08-22 | 유승준 | 폐 알루미늄 자원으로부터 알루미늄 알콕사이드를제조하는 방법 |
| KR20110008622A (ko) * | 2009-07-20 | 2011-01-27 | 한국에너지기술연구원 | 알루미늄 이소프로폭사이드를 이용한 유리타일 제조방법 및 그 방법으로 제조된 유리타일 |
-
2011
- 2011-11-28 KR KR1020110124853A patent/KR101341182B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4052428A (en) | 1975-12-15 | 1977-10-04 | Stauffer Chemical Company | Stable aluminum alkoxide solutions |
| JPH0525070A (ja) * | 1991-02-15 | 1993-02-02 | Sumitomo Chem Co Ltd | アルミニウムアルコキサイドの製造方法 |
| KR100509395B1 (ko) | 2002-11-05 | 2005-08-22 | 유승준 | 폐 알루미늄 자원으로부터 알루미늄 알콕사이드를제조하는 방법 |
| KR20110008622A (ko) * | 2009-07-20 | 2011-01-27 | 한국에너지기술연구원 | 알루미늄 이소프로폭사이드를 이용한 유리타일 제조방법 및 그 방법으로 제조된 유리타일 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20130058867A (ko) | 2013-06-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112661787B (zh) | 抗氧化剂亚磷酸三（2,4-二叔丁基苯）酯的制备方法 | |
| KR101341182B1 (ko) | 고순도 알루미늄 알콕사이드의 제조방법 | |
| JP7024060B2 (ja) | 廃溶媒の精製方法 | |
| KR20220095380A (ko) | 고순도 헥사플루오로이소부틸렌의 제조방법 | |
| KR20070051400A (ko) | 고순도 육불화텅스텐의 제조방법 | |
| CN112047803A (zh) | 一种气相催化合成二氟甲烷的方法 | |
| KR102072547B1 (ko) | 헥사클로로디실란의 정제 방법 | |
| KR102326287B1 (ko) | 다결정 실리콘의 제조 방법 | |
| EP1942102A1 (en) | Process for producing trifluoromethanesulfonic anhydride | |
| CN116254547A (zh) | 一种三氟化氮的制备方法 | |
| CN106397364A (zh) | 环氧丙烷的纯化装置 | |
| CN112777630B (zh) | 一种高纯氧化镓的制备方法 | |
| CN112661179B (zh) | 一种高纯氧化铝的制备方法 | |
| KR102549766B1 (ko) | 폐에탄올 정제방법 | |
| KR101371702B1 (ko) | 고순도 수산화 알루미늄의 제조방법 | |
| EP4119532B1 (en) | Method for preraring isopropyl alcohol | |
| KR101308051B1 (ko) | 초고순도 불산(ｈｆ)의 제조방법 | |
| KR101718843B1 (ko) | 고순도 알루미늄 산화물의 전구체 제조방법 | |
| EP4122908B1 (en) | Method for preparing isopropyl alcohol | |
| CN115745952B (zh) | 一种亚硫酸乙烯酯的制备方法 | |
| CN101065173A (zh) | 在塔中化学反应和分离混合物的方法 | |
| JP2008247850A (ja) | テトラシクロドデセンの製造方法 | |
| JP2007077040A (ja) | アミノメチレンホスホン酸の製造方法 | |
| CN117362156A (zh) | 一种含水异丙醇脱水方法 | |
| CN111841246A (zh) | 一种制备高纯拟薄水铝石工艺中尾气的处理方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20161031 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20181204 Year of fee payment: 6 |