KR101663184B1 - 하이브리드 다공성 물질 및 그의 제조방법 - Google Patents
하이브리드 다공성 물질 및 그의 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101663184B1 KR101663184B1 KR1020090125034A KR20090125034A KR101663184B1 KR 101663184 B1 KR101663184 B1 KR 101663184B1 KR 1020090125034 A KR1020090125034 A KR 1020090125034A KR 20090125034 A KR20090125034 A KR 20090125034A KR 101663184 B1 KR101663184 B1 KR 101663184B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- metal
- porous material
- porous
- group
- precursor
- Prior art date
Links
- 239000011148 porous material Substances 0.000 title claims abstract description 137
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 62
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 61
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 61
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 46
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 31
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000013110 organic ligand Substances 0.000 claims description 17
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N Terephthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000003446 ligand Substances 0.000 claims description 12
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 10
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical class C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 9
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 7
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000012621 metal-organic framework Substances 0.000 claims description 7
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims description 7
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 7
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 150000002894 organic compounds Chemical group 0.000 claims description 6
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 6
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Chemical class COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 claims description 5
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000003536 tetrazoles Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- NOIXNOMHHWGUTG-UHFFFAOYSA-N 2-[[4-[4-pyridin-4-yl-1-(2,2,2-trifluoroethyl)pyrazol-3-yl]phenoxy]methyl]quinoline Chemical class C=1C=C(OCC=2N=C3C=CC=CC3=CC=2)C=CC=1C1=NN(CC(F)(F)F)C=C1C1=CC=NC=C1 NOIXNOMHHWGUTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- WTKZEGDFNFYCGP-UHFFFAOYSA-N Pyrazole Chemical class C=1C=NNC=1 WTKZEGDFNFYCGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 3
- 150000001642 boronic acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 3
- 150000002460 imidazoles Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910001509 metal bromide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910001510 metal chloride Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910001511 metal iodide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910001960 metal nitrate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052976 metal sulfide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical class OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000003222 pyridines Chemical class 0.000 claims description 3
- 150000003504 terephthalic acids Chemical class 0.000 claims description 3
- 150000001242 acetic acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000004675 formic acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910001512 metal fluoride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 22
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 13
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 11
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 10
- SUAKHGWARZSWIH-UHFFFAOYSA-N N,N‐diethylformamide Chemical compound CCN(CC)C=O SUAKHGWARZSWIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000013153 zeolitic imidazolate framework Substances 0.000 description 9
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 8
- 238000002336 sorption--desorption measurement Methods 0.000 description 8
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 8
- 238000000724 energy-dispersive X-ray spectrum Methods 0.000 description 7
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 5
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 4
- 239000000538 analytical sample Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- ZSDSQXJSNMTJDA-UHFFFAOYSA-N trifluralin Chemical compound CCCN(CCC)C1=C([N+]([O-])=O)C=C(C(F)(F)F)C=C1[N+]([O-])=O ZSDSQXJSNMTJDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000013384 organic framework Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 description 2
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-M Formate Chemical compound [O-]C=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000013132 MOF-5 Substances 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- -1 airgel Substances 0.000 description 1
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000007809 chemical reaction catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000013211 curve analysis Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000012377 drug delivery Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000000445 field-emission scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- JBFYUZGYRGXSFL-UHFFFAOYSA-N imidazolide Chemical compound C1=C[N-]C=N1 JBFYUZGYRGXSFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910001463 metal phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- MEFBJEMVZONFCJ-UHFFFAOYSA-N molybdate Chemical compound [O-][Mo]([O-])(=O)=O MEFBJEMVZONFCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000001144 powder X-ray diffraction data Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 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
- C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
- C07F7/02—Silicon compounds
- C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
-
- 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
- C07F3/00—Compounds containing elements of Groups 2 or 12 of the Periodic Table
- C07F3/003—Compounds containing elements of Groups 2 or 12 of the Periodic Table without C-Metal linkages
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
- B01J20/16—Alumino-silicates
- B01J20/18—Synthetic zeolitic molecular sieves
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
- C01B13/14—Methods for preparing oxides or hydroxides in general
- C01B13/36—Methods for preparing oxides or hydroxides in general by precipitation reactions in aqueous solutions
- C01B13/363—Mixtures of oxides or hydroxides by precipitation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
- C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
- C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
- C01B33/18—Preparation of finely divided silica neither in sol nor in gel form; After-treatment thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/20—Silicates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B35/00—Boron; Compounds thereof
- C01B35/08—Compounds containing boron and nitrogen, phosphorus, oxygen, sulfur, selenium or tellurium
- C01B35/10—Compounds containing boron and oxygen
- C01B35/1009—Compounds containing boron and oxygen having molecular-sieve properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B35/00—Boron; Compounds thereof
- C01B35/08—Compounds containing boron and nitrogen, phosphorus, oxygen, sulfur, selenium or tellurium
- C01B35/10—Compounds containing boron and oxygen
- C01B35/1027—Oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
- C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
- C01P2004/03—Particle morphology depicted by an image obtained by SEM
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
하이브리드 다공성 물질 및 그의 제조방법이 개시된다. 개시된 하이브리드 다공성 물질은 서로 화학적으로 결합되고 물질 종(material type)이 서로 상이한 적어도 2종의 다공성 물질부를 포함한다. 또한, 개시된 하이브리드 다공성 물질의 제조방법은 적어도 2종의 다공성 물질부를 화학적으로 결합시키는 단계를 포함한다.
Description
하이브리드 다공성 물질 및 그의 제조방법이 개시된다. 보다 상세하게는, 서로 화학적으로 결합되고 물질 종(material type)이 서로 상이한 적어도 2종의 다공성 물질부를 포함하는 하이브리드 다공성 물질 및 그의 제조방법이 개시된다.
다공성 물질은 혼합 가스의 분리, 가스의 저장, 멤브레인, 화학 반응 촉매의 담체 및 악취 제거 등에 사용될 수 있으며, 이밖에도 색소 담지형 유기 태양전지, 약물 전달체 및 저유전(low-k) 물질 등에 적용될 수 있다.
현재까지 알려진 다공성 물질로는 메조포러스 실리카, 제올라이트, 금속 산화물, 다공성 클레이 및 활성탄 등이 있다. 그러나, 이러한 다공성 물질들은 하기와 같은 몇 가지 문제점을 가지고 있다. (1) 낮은 흡착 용량으로 인해 다공성 물질의 수명이 수 개월 이내로 제한되고, (2) 암모니아/아민과 같은 염기성 가스에 대한 흡착능력이 떨어지며, (3) 흡착 선택성 향상을 위해 표면 개질 등을 시도할 경우, 흡착 용량이 감소할뿐만 아니라 표면 개질된 면적의 비율이 수 % 이내로 제한되는 등 실효성이 크지 않다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 새로운 다공성 물질인 MOF(metal-organic framework)가 개발되었다. MOF는 7,000m2/g에 이르는 큰 표면적과 이에 따른 높은 흡착용량, 그리고 자유로운 표면 개질로 인한 흡착 특성의 최적화 등의 새로운 장점을 갖는다. 그러나, MOF의 구성요소인 금속과 유기물 간의 결합이 수분에 의해 쉽게 분해되는 단점이 보고되고 있다.
본 발명의 일 구현예는 서로 화학적으로 결합되고 물질 종(material type)이 서로 상이한 적어도 2종의 다공성 물질부를 포함하는 하이브리드 다공성 물질을 제공한다.
본 발명의 다른 구현예는 적어도 2종의 다공성 물질부를 화학적으로 결합시키는 단계를 포함하는 하이브리드 다공성 물질의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면은,
서로 화학적으로 결합되고 물질 종(material type)이 서로 상이한 적어도 2종의 다공성 물질부를 포함하는 하이브리드 다공성 물질을 제공한다.
상기 각 다공성 물질부는 다공성 실리카, 다공성 알루미나, 다공성 카본, 제올라이트, 활성탄, 다공성 금속 산화물, 다공성 클레이, 에어로겔, MOF(metal-organic framework), ZIF(zeolitic imidazolate framework) 및 이들의 유도체로 이 루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 다공성 물질을 포함할 수 있다.
상기 MOF, ZIF 및 이들의 유도체는 각각 주기율표상의 원소 중 적어도 1종의 중심 금속 원소 및 유기 리간드를 포함할 수 있다.
상기 금속 원소는 Zn, Co, Cd, Ni, Mn, Cr, Cu, La, Fe, Pt, Pd, Ag, Au, Rh, Ir, Ru, Pb, Sn, Al, Ti, Mo, W, V, Nb, Ta, Sc, Y, Ga, Ge, In, Bi, Se 및 Sb로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 유기 리간드는 적어도 2개 이상의 금속 이온과 결합할 수 있는 작용기를 가질 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면은,
서로 화학적으로 결합된 MOF(metal-organic framework) 및 메조포러스 실리카를 포함하는 하이브리드 다공성 물질을 제공한다.
본 발명의 또 다른 측면은,
물질 종(material type)이 서로 상이한 적어도 2종의 다공성 물질부를 화학적으로 결합시키는 단계를 포함하는 하이브리드 다공성 물질의 제조방법을 제공한다.
상기 하이브리드 다공성 물질의 제조방법은 제1 다공성 물질 형성용 금속 전구체 또는 유기 리간드 전구체를, 상기 제1 다공성 물질과 물질 종이 상이한 제2 다공성 물질에 함침시키는 단계; 및 상기 금속 전구체 또는 리간드 전구체가 함침된 상기 제2 다공성 물질을, 상기 제1 다공성 물질 형성용 리간드 전구체 또는 금속 전구체와 반응시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 다공성 물질은 MOF, ZIF 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 물질을 포함할 수 있다.
상기 제2 다공성 물질은 다공성 실리카, 다공성 알루미나, 다공성 카본, 제올라이트, 활성탄, 다공성 금속 산화물, 다공성 클레이 및 에어로겔로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 물질을 포함할 수 있다.
상기 금속 전구체는 주기율표상의 원소 중 적어도 1종의 금속 원소를 포함할 수 있다.
상기 금속 전구체는 금속 니트레이트, 금속 클로라이드, 금속 브로마이드, 금속 아이오다이드, 금속 아세테이트, 금속 카보네이트, 금속 포메이트, 금속 몰리브데이트, 금속 설페이트, 금속 설파이드, 금속 옥사이드, 금속 플루오라이드, 금속 포스페이트, 금속 퍼클로레이트, 금속 보레이트 및 금속 히드록사이드로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 화합물을 포함할 수 있다.
상기 유기 리간드 전구체는 2개 이상의 금속 이온과 결합할 수 있는 작용기를 가진 유기화합물일 수 있다.
상기 유기 리간드 전구체는 테레프탈산, 치환된 테레프탈산, 트리벤젠산, 이미다졸, 치환된 이미다졸, 피리딘, 치환된 피리딘, 피라졸, 치환된 피라졸, 테트라졸 및 치환된 테트라졸로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 유기화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 의하면, 서로 화학적으로 결합되고 물질 종(material type)이 서로 상이한 적어도 2종의 다공성 물질부를 포함함으로써, 흡착 선택성, 안정성(ex. 수분 안정성) 및 기계적 강도가 향상되고 적정 표면적(즉, 흡착 용량)을 얻을 수 있는 하이브리드 다공성 물질이 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 의하면 상기 하이브리드 다공성 물질의 제조방법이 제공될 수 있다.
이어서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 구현예에 따른 하이브리드 다공성 물질에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 하이브리드 다공성 물질을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 구현예에 따른 하이브리드 다공성 물질(10)은 제1 다공성 물질부(11) 및 제2 다공성 물질부(12)를 포함한다.
상기 제1 다공성 물질부(11) 및 제2 다공성 물질부(12)는 서로 화학적으로 결합되어 있고 물질 종(material type)이 서로 상이하다.
상기 제1 다공성 물질부(11) 및 상기 제2 다공성 물질부(12)는 각각 서로 독립적으로 다공성 실리카, 다공성 알루미나, 다공성 카본, 제올라이트, 활성탄, 다공성 금속 산화물, 다공성 클레이, 에어로겔, MOF(metal-organic framework), ZIF(zeolitic imidazolate framework) 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 다공성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 다공성 물질부(11)는 MOF 및/또는 그 유도체를 포함할 수 있고, 제2 다공성 물질부(12)는 메 조포러스 실리카 및/또는 그 유도체를 포함할 수 있다.
본 명세서에서, 용어 '메조포러스 실리카'란 중간 기공 크기의 다공성 실리카, 예를 들어, 기공 크기가 약 2nm 내지 약 50nm인 다공성 실리카를 의미한다.
본 명세서에서, 용어 'MOF'는 유기분자에 배위된 금속 이온 또는 금속 클러스터로 이루어져, 다공성인 1차, 2차 또는 3차 구조를 형성하는 결정성 화합물을 의미한다. 또한 본 명세서에서, 용어 'ZIF'는 이미다졸레이트 리간드에 의해 연결된(linked) MN4(M은 금속)의 사면체 클러스터로 이루어진 나노다공성 화합물을 의미한다. 이러한 ZIF는 이산화탄소를 포획할 수 있어서 이산화탄소의 대기 방출을 방지하는데 사용될 수 있다.
상기 MOF, ZIF 및 이들의 유도체는 각각 주기율표상의 원소 중 적어도 1종의 중심 금속 원소 및 유기 리간드를 포함할 수 있다.
상기 금속 원소는 Zn, Co, Cd, Ni, Mn, Cr, Cu, La, Fe, Pt, Pd, Ag, Au, Rh, Ir, Ru, Pb, Sn, Al, Ti, Mo, W, V, Nb, Ta, Sc, Y, Ga, Ge, In, Bi, Se 및 Sb로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 유기 리간드는 적어도 두 개 이상의 금속 이온과 결합할 수 있는 작용기를 가질 수 있다.
또한, 상기 하이브리드 다공성 물질은 단결정 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 하이브리드 다공성 물질은 MOF 구조내에 메조포러스 실리카가 포함된 육면체 모양의 단결정 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 하이브리드 다공성 물질은 도 1에 도시된 결정 구조로 한정되는 것은 아니며, 다른 다양한 결정 구조를 가질 수 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 하이브리드 다공성 물질(10)은 휘발성 유기물질(VOC: Volatile organic compound) 또는 이산화탄소와 같은 서로 다른 가스를 흡착, 저장 및/또는 분해할 수 있다.
이하, 상기 하이브리드 다공성 물질의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 일구현예에 따른 하이브리드 다공성 물질의 제조방법은 적어도 2종의 다공성 물질부를 화학적으로 결합시키는 단계를 포함한다. 여기서, '적어도 2종의 다공성 물질부를 화학적으로 결합시킨다'는 것은 적어도 1종의 다공성 물질(타입 I)을 먼저 준비한 다음, 상기 준비된 다공성 물질(타입 I)에 상기 물질(타입 I)과 물질 종이 상이한 적어도 1종의 다른 다공성 물질(타입 Ⅱ)의 원료 중 일부를 함침시킨 후, 상기 원료 중 일부가 함침된 다공성 물질(타입 I)과 상기 물질(타입 Ⅱ)의 나머지 원료를 반응시키는 것을 의미한다.
상기 하이브리드 다공성 물질의 제조방법은, 제1 다공성 물질 형성용 금속 전구체 또는 유기 리간드 전구체를, 상기 제1 다공성 물질과 물질 종이 상이한 제2 다공성 물질에 함침시키는 단계; 및 상기 금속 전구체 또는 리간드 전구체가 함침된 상기 제2 다공성 물질을, 상기 제1 다공성 물질 형성용 리간드 전구체 또는 금속 전구체와 반응시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 다공성 물질은 MOF, ZIF 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 물질을 포함할 수 있다.
상기 제2 다공성 물질은 다공성 실리카(ex. 메조포러스 실리카), 다공성 알루미나, 다공성 카본, 제올라이트, 활성탄, 다공성 금속 산화물, 다공성 클레이 및 에어로겔로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 물질을 포함할 수 있다.
상기 금속 전구체는 주기율표상의 원소 중 적어도 1종의 금속 원소를 포함할 수 있다. 상기 금속 원소는, 예를 들어, Zn, Co, Cd, Ni, Mn, Cr, Cu, La, Fe, Pt, Pd, Ag, Au, Rh, Ir, Ru, Pb, Sn, Al, Ti, Mo, W, V, Nb, Ta, Sc, Y, Ga, Ge, In, Bi, Se 및 Sb로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 금속 전구체는, 예를 들어, 금속 니트레이트, 금속 클로라이드, 금속 브로마이드, 금속 아이오다이드, 금속 아세테이트, 금속 카보네이트, 금속 포메이트, 금속 몰리브데이트, 금속 설페이트, 금속 설파이드, 금속 옥사이드, 금속 플루오라이드, 금속 포스페이트, 금속 퍼클로레이트, 금속 보레이트 및 금속 히드록사이드로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 화합물을 포함할 수 있다.
상기 유기 리간드 전구체는 2개 이상의 금속 이온과 결합할 수 있는 유기화합물일 수 있다. 상기 유기 리간드 전구체는, 예를 들어, 테레프탈산, 치환된 테레프탈산, 트리벤젠산, 이미다졸, 치환된 이미다졸, 피리딘, 치환된 피리딘, 피라졸, 치환된 피라졸, 테트라졸 및 치환된 테트라졸로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 유기화합물을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 "치환"이란 수소가 할로겐기, 히드록시기, 알킬기, 알콕시기, 아민기 또는 이들이 조합된 치환기로 치환된 것을 의미한다.
이하, 상기 하이브리드 다공성 물질의 제조방법의 일례를 상세히 설명한다.
먼저, 제1 다공성 물질 형성용 금속 전구체를 제1 용매에 녹여 금속 전구체 용액을 제조한다. 이와는 별도로, 상기 제1 다공성 물질과 물질 종이 상이한 제2 다공성 물질을 마련한다.
다음에, 상기 금속 전구체 용액을 상기 제2 다공성 물질에 충분히 함침시킨 후 건조시킨다.
이후, 상기 제1 다공성 물질 형성용 리간드 전구체를 제1 용매에 녹여 리간드 전구체 용액을 제조한다.
이어서, 상기 건조된 금속 함유 제2 다공성 물질을 상기 제1 다공성 물질 형성용 리간드 전구체 용액에 투입한 후 가열하여 반응을 진행시킨다. 상기 반응 결과 하이브리드 다공성 물질이 합성된다.
끝으로, 상기 합성된 하이브리드 다공성 물질을 제1 용매로 수회 세척한 다음, 상기 제1 용매 보다 비등점이 낮고 상기 제1 용매와 혼화할 수 있는 제2 용매로 상기 제1 용매를 수일 동안 용매치환한 후 건조하여 용매가 제거된 하이브리드 다공성 물질을 얻는다.
이하 실시예를 들어 본 발명을 상세히 설명하지만, 이는 예시적인 것에 불과하며 본 발명이 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다.
실시예
실시예 1: 하이브리드 다공성 물질의 합성
DEF(diethylformamide) 3.2mL에 Zn(NO3)2ㆍ4H2O 0.56g을 용해시켜 금속 전구체 용액을 제조하였다. 다음에, 상기 금속 전구체 용액에 메조포러스 실리카(Claytec, Inc., MSU-H) 0.8g을 투입하여 상기 금속 전구체 용액을 상기 메조포러스 실리카에 함침시켰다. 이후, 상기 결과물을 80℃에서 건조시켰다. 이어서, DEF 12mL에 테레프탈산 0.12g을 용해시켜 유기 리간드 전구체 용액을 제조하였다. 이후, 상기 건조된 아연 함유 메조포러스 실리카를, 100℃로 가열된 유기 리간드 전구체 용액에 투입한 후 100℃의 온도를 그대로 유지하면서 하루 동안 반응시켰다. 이어서, 상기 반응에 의해 형성된 고체 생성물을 DEF로 3회 세척한 후, 클로로포름에 3일간 담가 상기 DEF를 클로로포름으로 치환하였다. 이때, 충분한 용매 치환을 위해 사용된 클로로포름을 12시간 마다 새로운 클로로포름으로 교환해 주었다. 이어서, 상기 고체 생성물을 클로로포름으로부터 꺼내어 80℃에서 건조시켜 용매가 제거된 다공성 물질을 얻었다.
비교예
1: 다공성 물질의 합성
DEF 12mL에, 테레프탈산 0.12g 및 Zn(NO3)2ㆍ4H2O 0.56g을 용해시켜 금속 전구체 및 리간드 전구체의 혼합 용액을 제조한 후, 상기 혼합 용액에 메조포러스 실리카(Claytec, Inc., MSU-H) 0.8g을 투입한 후 100℃로 가열하여 100℃의 온도를 그대로 유지하면서 반응을 진행시킨 것을 제외하고는(즉, 메조포러스 실리카에 금속 전구체 용액을 함침시키지 않음), 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 용매가 제거된 다공성 물질을 제조하였다.
비교예
2:
MOF
의 합성
DEF 12mL에, 테레프탈산 0.12g 및 Zn(NO3)2ㆍ4H2O 0.56g을 용해시켜 금속 전구체 및 리간드 전구체의 혼합 용액을 제조하였다. 이후, 상기 혼합 용액을 100℃로 24시간 동안 가열한 후 반응 용기의 벽면에 생긴 육면체 모양의 고체 생성물을 회수하여 DEF로 3회 세척한 후, 클로로포름에 3일간 담가 DEF를 클로로포름으로 치환하였다. 이때, 충분한 용매 치환을 위해 사용된 클로로포름을 12시간 마다 새로운 클로로포름으로 교환해 주었다. 이어서, 상기 고체 생성물을 클로로포름으로부터 꺼내어 80℃에서 건조시켜 용매가 제거된 다공성 물질을 얻었다.
비교예
3:
메조포러스
실리카의 준비
상기 실시예 1에서 합성한 하이브리드 다공성 물질과의 물성 비교를 위해, 메조포러스 실리카(Claytec, Inc., MSU-H)를 준비하였다.
분석예
실시예 1에서 제조한 다공성 물질을 분석하여 얻은 SEM 이미지, EDX 스펙트럼, PXRD(powder xray diffraction) 스펙트럼, 흡탈착 곡선 및 비표면적/기공 크기를 도 2~4, 도 6 및 하기 표 1에 각각 나타내었다.
또한, 비교예 1에서 제조한 다공성 물질을 분석하여 얻은 SEM 이미지를 도 5에 나타내었다.
또한, 비교예 2에서 제조한 다공성 물질을 분석하여 얻은 PXRD 스펙트럼, 흡 탈착 곡선 및 비표면적/기공 크기를 도 4, 도 6 및 하기 표 1에 각각 나타내었다.
또한, 비교예 3의 메조포러스 실리카를 분석하여 얻은 흡탈착 곡선 및 비표면적/기공 크기를 도 6 및 하기 표 1에 각각 나타내었다.
상기 SEM 이미지, EDX 스펙트럼, PXRD 스펙트럼, 흡탈착 곡선 및 비표면적/기공 크기는 각각 하기 방법으로 얻었다.
(
SEM
이미지 분석 방법)
Hitachi사의 S-4700 FE-SEM을 사용하였고, 분석 시료에 백금을 박막코팅하여 분석에 사용하였다. 사진의 배율은 60배이었고, 20KV의 전압을 이용하여 SEM 이미지를 얻었다.
(
EDX
스펙트럼 분석 방법)
Hitachi사의 S-4700에 부착되어 있는 EDX 장치를 사용하여 EDX 스펙트럼을 분석하였다.
(PXRD 스펙트럼 분석 방법)
Philips 사의 MP-XRD Xpert Pro 장비를 사용하여 PXRD 스펙트럼을 분석하였고, 측정 각도는 5°에서 30°이었다. 상기 각 다공성 물질을 분말상태로 분쇄한 것을 분석시료로 사용하였으며, 용매에 젖어있는 상태로 분석하였다.
(
흡탈착
곡선 분석 방법)
흡탈착 곡선은 Micrometrics사의 Tristar를 사용하여 77K 온도에서 질소의 흡탈착 곡선을 분석하였다. 각 분석시료를 분석하기 전에 110℃로 가열하면서 진공하에서 24시간 동안 건조하였다.
(
비표면적
분석 방법)
Micrometrics사의 Tristar 3000 ver 6.05 소프트웨어를 사용하여 상기 흡탈착 곡선으로부터 비표면적을 계산하였다.
(기공 크기 분석 방법)
Micrometrics사의 Tristar 3000 ver 6.05 소프트웨어를 사용하여 흡탈착 곡선으로부터 기공 크기를 계산하였다.
[표 1]
| 실시예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | |
| 비표면적 (m 2 /g) | 1,273 | 2,817 | 406 |
| 기공 크기( nm ) | 2~7 | 2~3 | 6~7 |
도 2 및 도 3은 각각 실시예 1에서 제조한 하이브리드 다공성 물질의 SEM 이미지 및 EDX 스펙트럼이고, 도 4는 실시예 1에서 제조한 하이브리드 다공성 물질, 비교예 2에서 제조한 다공성 물질 및 표준 MOF의 XRD 스펙트럼이고, 도 5는 비교예 1에서 제조한 다공성 물질의 SEM 이미지이고, 도 6은 실시예 1에서 제조한 하이브리드 다공성 물질, 비교예 2에서 제조한 다공성 물질 및 비교예 3의 메조포러스 실리카의 흡탈착 곡선이다.
도 4에서 표준 MOF의 PXRD 스펙트럼을 아래와 같은 방법으로 계산하였다. 즉, Crystal Impact GbR사의 Diamond ver 3.2c를 사용하여, Cambridge Crystal Structure Database에서 제공되는 MOF-5의 결정 분석 결과 파일로부터, PXRD pattern을 얻었다. 이때, Crystal Impact GbR사의 Diamond ver 3.2c의 운전 파라미 터로서, X-ray의 파장을 1.5406Å으로 지정하였고, 측정 범위를 5°에서 30°로 설정하였다.
도 2~4 및 도 6을 참조하면, 실시예 1에서 제조한 다공성 물질은 육면체 형상의 결정 구조를 가지며(도 2), 실리콘 및 아연을 모두 포함하고(도 3), 표준 MOF와 동일한 PXRD 스펙트럼을 나타내며(도 4), 비교예 2에서 제조한 MOF의 특성과 비교예 3의 메조포러스 실리카의 특성을 모두 갖는 것으로(도 6) 나타났다. 상기 MOF의 특성이란 낮은 상대 압력(P/P0)에서 흡탈착 곡선의 기울기가 가파른 부분이 존재하는 것을 의미하고, 상기 메조포러스의 특성이란 흡착곡선과 탈착곡선이 불일치하는 부분이 존재하는 것(이를 히스테리시스라고도 함)을 의미한다. 한편, 비교예 2에서 제조한 다공성 물질이 MOF라는 사실은, 도 4의 PXRD 스펙트럼에서 상기 다공성 물질의 PXRD 스펙트럼이 표준 MOF의 PXRD 스펙트럼과 일치하는 것으로부터 알 수 있다.
도 2 및 도 3으로부터, 실시예 1에서 제조한 다공성 물질은, 혼합물이 아닌 하이브리드화된 화합물이라는 사실을 알 수 있다. 또한 상기 표 1을 참조하면, 실시예 1에서 제조한 다공성 물질은, 그 비표면적의 크기가 비교예 2에서 제조한 MOF 보다는 작고 비교예 3의 메조포러스 실리카 보다는 크며, 기공 크기는 비교예 2에서 제조한 MOF의 기공 크기 범위와 비교예 3의 메조포러스 실리카의 기공 크기 범위를 모두 커버하는 것으로 나타났다.
상기 결과들을 종합하면, 실시예 1에서 제조한 다공성 물질은 MOF와 메조포 러스 실리카가 서로 화학적으로 결합되어 있는 하이브리드 다공성 물질이라는 사실을 알 수 있다.
한편, 도 5를 참조하면, 비교예 1에서 제조한 다공성 물질은 상 분리(phase separation) 현상이 관찰되어, 화합물이 아닌, 두가지 물질, 즉 MOF와 메조포러스 실리카가 서로 물리적으로 혼합되어 있는 혼합물에 불과하다는 사실을 알 수 있고, 이로 인해 상기 혼합 다공성 물질은 MOF의 단점(낮은 수분 안정성)과 메조포러스 실리카의 단점(낮은 흡착 용량 및 표면 개질의 곤란)을 그대로 갖게 된다는 사실을 유추할 수 있다.
이상에서 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 구현예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 구현예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 하이브리드 다공성 물질을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3은 각각 실시예 1에서 제조한 하이브리드 다공성 물질의 SEM 이미지 및 EDX 스펙트럼이다.
도 4는 실시예 1에서 제조한 하이브리드 다공성 물질, 비교예 2에서 제조한 다공성 물질 및 표준 MOF의 XRD 스펙트럼이다.
도 5는 비교예 1에서 제조한 다공성 물질의 SEM 이미지이다.
도 6은 본 실시예 1에서 제조한 하이브리드 다공성 물질, 비교예 2에서 제조한 다공성 물질 및 메조포러스 실리카의 흡탈착 곡선이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 하이브리드 다공성 물질 11: 제1 다공성 물질부
12: 제2 다공성 물질부
Claims (16)
- 서로 화학적으로 결합되고 물질 종(material type)이 서로 상이한 제1 다공성 물질부 및 제2 다공성 물질부를 포함하고, 단결정 구조를 가지며,상기 제1 다공성 물질부는 MOF, ZIF 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 물질을 포함하고,상기 제2 다공성 물질부는 다공성 실리카, 다공성 알루미나, 다공성 카본, 제올라이트, 활성탄, 다공성 금속 산화물, 다공성 클레이 및 에어로겔로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 물질을 포함하는 하이브리드 다공성 물질.
- 삭제
- 제1항에 있어서,상기 MOF, ZIF 및 이들의 유도체는 각각 주기율표상의 원소 중 적어도 1종의 중심 금속 원소 및 유기 리간드를 포함하는 하이브리드 다공성 물질.
- 제3항에 있어서,상기 금속 원소는 Zn, Co, Cd, Ni, Mn, Cr, Cu, La, Fe, Pt, Pd, Ag, Au, Rh, Ir, Ru, Pb, Sn, Al, Ti, Mo, W, V, Nb, Ta, Sc, Y, Ga, Ge, In, Bi, Se 및 Sb로 이루어진 군으로부터 선택되는 하이브리드 다공성 물질.
- 제3항에 있어서,상기 유기 리간드는 적어도 2개 이상의 금속 이온과 결합할 수 있는 작용기를 갖는 하이브리드 다공성 물질.
- 제1항에 있어서,서로 화학적으로 결합된 MOF(metal-organic framework) 및 메조포러스 실리카를 포함하는 하이브리드 다공성 물질.
- 삭제
- 삭제
- 제1 다공성 물질 형성용 금속 전구체 또는 유기 리간드 전구체를, 상기 제1 다공성 물질과 물질 종이 상이한 제2 다공성 물질에 함침시키는 단계; 및상기 금속 전구체 또는 리간드 전구체가 함침된 상기 제2 다공성 물질을, 상기 제1 다공성 물질 형성용 리간드 전구체 또는 금속 전구체와 반응시키는 단계를 포함하고,상기 제1 다공성 물질은 MOF, ZIF 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 물질을 포함하고,상기 제2 다공성 물질은 다공성 실리카, 다공성 알루미나, 다공성 카본, 제올라이트, 활성탄, 다공성 금속 산화물, 다공성 클레이 및 에어로겔로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 물질을 포함하는 하이브리드 다공성 물질의 제조방법.
- 삭제
- 삭제
- 제9항에 있어서,상기 금속 전구체는 주기율표상의 원소 중 적어도 1종의 금속 원소를 포함하는 하이브리드 다공성 물질의 제조방법.
- 제12항에 있어서,상기 금속 원소는 Zn, Co, Cd, Ni, Mn, Cr, Cu, La, Fe, Pt, Pd, Ag, Au, Rh, Ir, Ru, Pb, Sn, Al, Ti, Mo, W, V, Nb, Ta, Sc, Y, Ga, Ge, In, Bi, Se 및 Sb로 이루어진 군으로부터 선택되는 하이브리드 다공성 물질의 제조방법.
- 제9항에 있어서,상기 금속 전구체는 금속 니트레이트, 금속 클로라이드, 금속 브로마이드, 금속 아이오다이드, 금속 아세테이트, 금속 카보네이트, 금속 포메이트, 금속 몰리브데이트, 금속 설페이트, 금속 설파이드, 금속 옥사이드, 금속 플루오라이드, 금속 포스페이트, 금속 퍼클로레이트, 금속 보레이트 및 금속 히드록사이드로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 화합물을 포함하는 하이브리드 다공성 물질의 제조방법.
- 제9항에 있어서,상기 유기 리간드 전구체는 2개 이상의 금속 이온과 결합할 수 있는 작용기를 가진 유기화합물인 하이브리드 다공성 물질의 제조방법.
- 제15항에 있어서,상기 유기 리간드 전구체는 테레프탈산, 치환된 테레프탈산, 트리벤젠산, 이미다졸, 치환된 이미다졸, 피리딘, 치환된 피리딘, 피라졸, 치환된 피라졸, 테트라 졸 및 치환된 테트라졸로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 유기화합물을 포함하는 하이브리드 다공성 물질의 제조방법.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020090125034A KR101663184B1 (ko) | 2009-12-15 | 2009-12-15 | 하이브리드 다공성 물질 및 그의 제조방법 |
| US12/853,460 US8552189B2 (en) | 2009-12-15 | 2010-08-10 | Hybrid porous material and methods of preparing the same |
| EP10191963.7A EP2341031B1 (en) | 2009-12-15 | 2010-11-19 | Hybrid porous material and methods of preparing the same |
| JP2010274539A JP5813946B2 (ja) | 2009-12-15 | 2010-12-09 | ハイブリッド多孔性物質及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020090125034A KR101663184B1 (ko) | 2009-12-15 | 2009-12-15 | 하이브리드 다공성 물질 및 그의 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20110068183A KR20110068183A (ko) | 2011-06-22 |
| KR101663184B1 true KR101663184B1 (ko) | 2016-10-06 |
Family
ID=43430904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020090125034A KR101663184B1 (ko) | 2009-12-15 | 2009-12-15 | 하이브리드 다공성 물질 및 그의 제조방법 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8552189B2 (ko) |
| EP (1) | EP2341031B1 (ko) |
| JP (1) | JP5813946B2 (ko) |
| KR (1) | KR101663184B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210001839A (ko) * | 2019-06-26 | 2021-01-06 | 한국생산기술연구원 | 악취 제거용 조성물 및 그의 제조방법 |
Families Citing this family (38)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10305115B2 (en) * | 2010-09-27 | 2019-05-28 | Uchicago Argonne, Llc | Non-platinum group metal electrocatalysts using metal organic framework materials and method of preparation |
| US8835343B2 (en) * | 2010-09-27 | 2014-09-16 | Uchicago Argonne, Llc | Non-platinum group metal electrocatalysts using metal organic framework materials and method of preparation |
| CN103221126A (zh) * | 2011-03-31 | 2013-07-24 | 科学与工业研究委员会 | 具有提高的气体吸附容量的活性炭-金属有机骨架复合材料及其制备方法 |
| CN102335592B (zh) * | 2011-09-05 | 2013-05-08 | 华南理工大学 | 金属有机骨架-氧化石墨纳米复合吸附材料及其制备方法 |
| JP6017777B2 (ja) * | 2011-11-30 | 2016-11-02 | 住友化学株式会社 | アンモニア製造用触媒組成物の製造方法及びアンモニア製造方法 |
| DE202013102315U1 (de) * | 2013-04-06 | 2014-04-09 | BLüCHER GMBH | Aktivkohle mit spezieller Ausrüstung |
| TWI565681B (zh) | 2013-10-15 | 2017-01-11 | 中原大學 | 多孔二氧化矽氣凝膠複合薄膜及其製造方法以及二氧化碳吸收裝置 |
| KR101720205B1 (ko) * | 2014-10-08 | 2017-04-03 | 알이엠텍 주식회사 | 다공성 금속산화물 분말의 제조 방법 |
| US9394216B2 (en) | 2014-11-10 | 2016-07-19 | Mirtech, Inc. | Complexes of 1-methylcyclopropene with metal coordination polymer networks |
| WO2017123162A1 (en) * | 2016-01-14 | 2017-07-20 | Agency For Science, Technology And Research | Free-standing mof-derived hybrid porous carbon nanofiber mats |
| JP2017135196A (ja) * | 2016-01-26 | 2017-08-03 | 星和電機株式会社 | キャパシタ電極及びその製造方法 |
| EP3416484A1 (en) | 2016-02-19 | 2018-12-26 | Hazel Technologies, Inc. | Compositions for controlled release of active ingredients and methods of making same |
| CN105642238B (zh) * | 2016-02-26 | 2018-05-25 | 北京化工大学 | 一种SiO2@MIL-68(Al)复合材料的制备方法及应用 |
| EP3497056A1 (en) * | 2016-08-10 | 2019-06-19 | Research Triangle Institute | Solid-state crystallization of metal organic frameworks within mesoporous meterials methods and hybrid materials thereof |
| CN106366326B (zh) * | 2016-08-26 | 2019-04-26 | 苏州大学 | 一种钇基取代苯基间苯二甲酸金属配位聚合物及其制备方法 |
| CN106832317B (zh) * | 2017-01-19 | 2019-08-20 | 陕西师范大学 | 一类四氮唑多孔配合物及其制备方法 |
| CN106839458A (zh) * | 2017-02-09 | 2017-06-13 | 上海源紊新能源科技有限公司 | 一种高效防冻保温的太阳能集热器 |
| ES2682056B1 (es) | 2017-03-16 | 2019-06-28 | Univ Zaragoza | Material hibrido poroso organico - inorganico, metodo de obtencion y usos |
| US10978718B2 (en) | 2017-08-29 | 2021-04-13 | Uchicago Argonne, Llc | Carbon dioxide reduction electro catalysts prepared for metal organic frameworks |
| US11033888B2 (en) | 2017-08-30 | 2021-06-15 | Uchicago Argonne, Llc | Nanofiber electrocatalyst |
| ES2703849B2 (es) * | 2017-09-12 | 2019-11-28 | Univ Valencia | Marco imidazolato zeolítico de hierro, proceso para su obtención y nanocomposite derivado del mismo |
| CN107970893A (zh) * | 2017-11-29 | 2018-05-01 | 广西大学 | 一种茉莉花基多孔炭MOFs复合材料及其制备方法 |
| GB201721314D0 (en) * | 2017-12-19 | 2018-01-31 | Vn Jr-Ip Ltd | Improved sensor |
| KR20200141048A (ko) * | 2018-03-14 | 2020-12-17 | 데시칸트 로터즈 인터내셔널 프라이빗 리미티드 | 금속 유기 프레임워크 (mofs), 공유 유기 프레임워크 (cofs) 및 제올라이트 이미다졸레이트 프레임 워크 (zifs)의 인-시투 합성 방법 및 그 적용 |
| JP7281478B2 (ja) | 2018-03-26 | 2023-05-25 | リサーチ トライアングル インスティテュート | メソポーラス材料内に閉じ込められたナノ触媒を作製する方法およびその使用 |
| AU2019270164B2 (en) * | 2018-05-18 | 2024-05-09 | Research Triangle Institute | Method of making colloidal suspensions of metal organic frameworks in polymeric solutions and uses thereof |
| CN108946753A (zh) * | 2018-10-17 | 2018-12-07 | 兰州理工大学 | 一种无溶剂路线合成sapo-34的方法 |
| US11845041B2 (en) | 2018-10-31 | 2023-12-19 | Research Triangle Institute | Electrically conductive membrane assembly and related systems and methods |
| CN111375356B (zh) * | 2018-12-28 | 2023-06-02 | 香港科技大学 | 独立式金属有机骨架气凝胶及其制备 |
| CN109987585B (zh) * | 2019-04-28 | 2022-04-22 | 江南大学 | 一种电解水产氧的超薄氢氧化物纳米片的制备方法 |
| JP7336089B2 (ja) * | 2019-10-11 | 2023-08-31 | 大原パラヂウム化学株式会社 | 多孔性金属錯体造粒物の製造方法 |
| US11633722B2 (en) | 2020-09-30 | 2023-04-25 | Uchicago Argonne, Llc | Catalyst for water splitting |
| WO2022168987A1 (ja) * | 2021-02-08 | 2022-08-11 | 積水化学工業株式会社 | 材料、材料の製造方法及び機能性材料 |
| CN112979980B (zh) * | 2021-02-24 | 2022-06-21 | 上海科技大学 | 一种mof-74杂化壳层结构材料和zif-90@mof-74杂化核壳材料 |
| CN112875736A (zh) * | 2021-03-11 | 2021-06-01 | 太原理工大学 | 利用尾煤联产吸附材料及氧化铝的方法 |
| CN113559797B (zh) * | 2021-08-09 | 2022-04-12 | 云南大学 | 一种生物炭气凝胶材料及其制备方法和应用 |
| WO2023082219A1 (zh) * | 2021-11-13 | 2023-05-19 | 广东暨创硒源纳米研究院有限公司 | 一种高效制备金属有机框架负载硒原子的纳米复合材料方法和应用 |
| CN114685807B (zh) * | 2022-04-21 | 2023-03-14 | 东南大学 | 一种基于吡唑羧酸类配体的镉配位聚合物及其制法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003102000A1 (en) | 2002-05-30 | 2003-12-11 | Basf Aktiengesellschaft | Shaped bodies containing metal-organic frameworks |
| US20090169857A1 (en) | 2005-07-29 | 2009-07-02 | Sud-Chemie Ag | Highly porous layers made of mof materials and method for producing such layers |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3556725A (en) * | 1969-02-26 | 1971-01-19 | Sylvania Electric Prod | Process for producing low-bulk density silica |
| JPS6477699A (en) * | 1987-09-11 | 1989-03-23 | Mizusawa Industrial Chem | Paper filler |
| US5648508A (en) * | 1995-11-22 | 1997-07-15 | Nalco Chemical Company | Crystalline metal-organic microporous materials |
| EP0907665B1 (en) | 1996-06-17 | 2003-01-22 | ExxonMobil Chemical Patents Inc. | Supported late transition metal catalyst systems |
| KR100502449B1 (ko) | 1997-08-27 | 2005-11-08 | 에스케이 주식회사 | 금속부착법을이용하여골격구조내에금속원소가치환된중형기공성분자체물질의제조방법및그분자체물질 |
| US6211104B1 (en) * | 1997-10-15 | 2001-04-03 | China Petrochemical Corporation | Catalyst for catalytic pyrolysis process for the production of light olefins and the preparation thereof |
| US7316788B2 (en) * | 2004-02-12 | 2008-01-08 | Battelle Memorial Institute | Materials for storage and release of hydrogen and methods for preparing and using same |
| KR100680767B1 (ko) | 2006-02-07 | 2007-02-09 | 한국화학연구원 | 다공성 유무기혼성체의 제조방법 |
| KR100806586B1 (ko) * | 2006-03-10 | 2008-02-28 | 한국화학연구원 | 수분의 흡착 및 탈착을 위한 흡착제 |
| DE102006037194A1 (de) * | 2006-08-09 | 2008-02-14 | Merck Patent Gmbh | Monolithische Materialien für Gasspeicher |
| CN101348408B (zh) | 2007-07-18 | 2012-05-09 | 中国石油化工股份有限公司 | 制乙烯丙烯的石脑油催化裂解方法 |
| KR101473319B1 (ko) * | 2007-10-16 | 2014-12-16 | 삼성에스디아이 주식회사 | 복합 중형 다공성 탄소, 그 제조방법 및 이를 이용한연료전지 |
| DE102008005218A1 (de) * | 2007-11-04 | 2009-05-07 | BLüCHER GMBH | Sorptionsfiltermaterial und seine Verwendung |
| KR100980323B1 (ko) | 2008-02-22 | 2010-09-07 | 주식회사 엑스에프씨 | 수소저장장치 |
| FR2929278A1 (fr) | 2008-04-01 | 2009-10-02 | Centre Nat Rech Scient | Solide hybride cristallin poreux pour l'adsorption et la liberation de gaz a interet biologique. |
| CN101618337A (zh) | 2009-08-03 | 2010-01-06 | 大连理工大学 | 一种改善甲烷芳构化催化剂催化性能方法 |
| US8633331B2 (en) * | 2009-09-10 | 2014-01-21 | Research Foundation Of The City University Of New York | Nanocomposite materials comprising metal-organic-framework units and methods of using same |
| JP5488967B2 (ja) * | 2009-11-27 | 2014-05-14 | 株式会社ダイセル | キラルな多孔性金属−有機構造体を有する光学異性体用分離剤 |
-
2009
- 2009-12-15 KR KR1020090125034A patent/KR101663184B1/ko active IP Right Grant
-
2010
- 2010-08-10 US US12/853,460 patent/US8552189B2/en active Active
- 2010-11-19 EP EP10191963.7A patent/EP2341031B1/en active Active
- 2010-12-09 JP JP2010274539A patent/JP5813946B2/ja active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003102000A1 (en) | 2002-05-30 | 2003-12-11 | Basf Aktiengesellschaft | Shaped bodies containing metal-organic frameworks |
| US20090169857A1 (en) | 2005-07-29 | 2009-07-02 | Sud-Chemie Ag | Highly porous layers made of mof materials and method for producing such layers |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210001839A (ko) * | 2019-06-26 | 2021-01-06 | 한국생산기술연구원 | 악취 제거용 조성물 및 그의 제조방법 |
| KR102289660B1 (ko) * | 2019-06-26 | 2021-08-17 | 한국생산기술연구원 | 악취 제거용 조성물 및 그의 제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20110144365A1 (en) | 2011-06-16 |
| EP2341031A1 (en) | 2011-07-06 |
| JP5813946B2 (ja) | 2015-11-17 |
| KR20110068183A (ko) | 2011-06-22 |
| EP2341031B1 (en) | 2019-02-27 |
| JP2011126775A (ja) | 2011-06-30 |
| US8552189B2 (en) | 2013-10-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101663184B1 (ko) | 하이브리드 다공성 물질 및 그의 제조방법 | |
| Sun et al. | Solvent-free mechanochemical route for the construction of ionic liquid and mixed-metal MOF composites for synergistic CO 2 fixation | |
| JP6150315B2 (ja) | Ｅｍｍ−１９＊：新規ゼオライトイミダゾレート骨格の物質、それを製造する方法、およびその用途 | |
| EP2420316B1 (en) | Porous oxide catalyst and method of preparing the porous oxide catalyst | |
| EP2981354B1 (de) | Aktivkohle mit spezieller ausrüstung sowie deren herstellung und verwendung | |
| EP2915799B1 (en) | Porous polymer metal complex, gas adsorbent, gas separation device and gas storage device using same | |
| KR100982641B1 (ko) | 결정성 다공성 유무기혼성체를 함유하는 흡착제 | |
| EP2917224B1 (en) | Metal-organic materials (moms) for adsorption of polarizable gases and methods of using moms | |
| JP2014511353A (ja) | 金属−トリアゾレート骨格の製造 | |
| KR20110041381A (ko) | 탈수소화가능한 지지체에 전이금속을 도입한 지지체-전이금속하이드라이드 복합체의 개선된 제조방법 및 그의 중간체 | |
| JP2002204953A (ja) | ガス吸着剤の製造法およびその使用方法 | |
| KR20230022430A (ko) | 원자층 증착에 의해 개질된 활성탄 및 이의 방법 | |
| Lee et al. | Trimetallic copper trimesate with isomorphously substituted Mo (VI) and its catalytic properties | |
| KR102304623B1 (ko) | 다공성 흡착제 및 이의 제조 방법 | |
| WO2006132049A1 (ja) | 単結晶状有機カルボン酸金属錯体、その製造方法及びその用途 | |
| EP2762228A1 (en) | Ultraporous metal organic framework materials and method for their production | |
| KR101911173B1 (ko) | 4b족 원소를 포함하는 금속-유기 복합체의 제조방법 | |
| KR102384029B1 (ko) | 다공성 구조의 금속유기골격 흡착제 및 그의 제조방법 | |
| EP2347821B1 (en) | Gas adsorbing material, precursor of the gas adsorbing material, and process for producing gas adsorbing material | |
| KR101776169B1 (ko) | 삼원 금속을 포함하는 유무기 하이브리드 나노세공체 및 이의 용도 | |
| JP5010805B2 (ja) | 金属−有機骨格構造体の熱処理方法 | |
| JP2006043567A (ja) | 水蒸気吸着用吸着材、吸着ヒートポンプ用吸着材、デシカント空調装置用吸着材、吸着ヒートポンプ及びデシカント空調装置 | |
| KR20230171763A (ko) | 이산화탄소 흡착용 이중 금속 유기 골격체 및 이의 제조방법 | |
| JP2007197414A (ja) | キヌクリジン類の製造方法 | |
| JP2007169251A (ja) | 結合錯体粒子及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190820 Year of fee payment: 4 |