KR101742293B1 - Hierarchical nano porous aluminophosphate having excellent moisture absorption and Manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 미세기공 및 메조기공이 포함된 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트에 무기염을 흡착시켜 제조된 수분 흡착제에 관한 것으로서, 큰 기공 부피와 무기염의 흡습 성질을 동시에 활용할 수 있는 수분 흡착성이 우수한 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 메조기공 및 미세기공이 형성된 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트에 무기염을 함침시킴으로써 큰 기공 부피와 무기염의 흡습 성질을 동시에 활용함으로써 기존의 다른 다공성 알루미노포스페이트에 비해 높은 수분 흡착성능을 나타낼 수 있다. 또한, 우리나라 여름철 조건인 30 ~ 35 ℃, 상대습도 0.1 ~ 0.3(0.56 ~ 1.68 kPa)에서 높은 수분 흡착성능을 보임으로써, 우리나라 기후 조건에 알맞은 흡착식 냉동기에 사용할 수 있는 흡착제를 제공할 수 있다. The present invention relates to a moisture adsorbent prepared by adsorbing an inorganic salt to a hierarchical nano-porous aluminophosphate containing micropores and mesopores, and more particularly, to a water adsorbent prepared by adsorbing inorganic nanoporous aluminophosphates having a high pore volume and an inorganic salt, The present invention relates to a porous aluminophosphate and a method for producing the porous aluminophosphate and a method for producing the porous aluminophosphate. More particularly, the present invention relates to porous aluminophosphates and mesoporous aluminophosphates, It can exhibit a high moisture adsorption performance. In addition, it can provide an adsorbent which can be used in an adsorption refrigerator suitable for weather conditions in Korea by showing a high moisture adsorption performance at 30 ~ 35 ° C and a relative humidity of 0.1 ~ 0.3 (0.56 ~ 1.68 kPa), which is a summer condition in Korea.

Description

수분 흡착성이 우수한 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트 및 이의 제조방법{Hierarchical nano porous aluminophosphate having excellent moisture absorption and Manufacturing method thereof}[0001] Hierarchical nano-porous aluminophosphate having excellent water adsorption property and a method for producing the same [0002]

본 발명은 미세기공 및 메조기공이 포함된 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트에 무기염을 흡착시켜 제조된 수분 흡착제에 관한 것으로서, 큰 기공 부피와 무기염의 흡습 성질을 동시에 활용할 수 있는 수분 흡착성이 우수한 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a moisture adsorbent prepared by adsorbing an inorganic salt to a hierarchical nano-porous aluminophosphate containing micropores and mesopores. The present invention relates to a moisture adsorbent prepared by adsorbing inorganic nanoporous aluminophosphates having a high pore volume and an inorganic salt, Porous aluminophosphates and processes for their preparation.

최근 에너지 수요 증가와 기후변화 대응을 위하여 전세계적으로 에너지의 효율적 활용이 큰 이슈가 되고 있으며, 특히 산업현장에서 발생되는 다양한 산업 폐열(60 ~ 90 ℃)과 신재생 열에너지를 효율적으로 활용하는 기술에 많은 관심이 끌고 있다. In recent years, efficient use of energy has become a big issue worldwide for the increase of energy demand and response to climate change. Especially, the technology to efficiently utilize various industrial waste heat (60 ~ 90 ℃) There is a lot of interest.

특히, 신재생 열에너지의 활용도가 낮은 하절기에 이를 효과적으로 활용할 수 있는 방안을 찾는 데 많은 노력을 기울이고 있으며, 그 중 한가지 방안으로 하절기에 사용량이 매우 높은 냉동기에 신재생열 에너지를 사용하는 기술을 들 수 있다.In particular, efforts are being made to find ways to effectively utilize the new and renewable thermal energy in the summer season. One of them is the use of new and renewable heat energy in a refrigerator with a very high usage in the summer have.

최근 경제의 발전에 따라 쾌적한 주거 및 근무환경 추구와 지구 온난화로 인한 기온 상승으로 냉방수요가 급격히 증가하여 세계에서 생산된 전력의 15 %, 전체가정 및 상업용 건물의 45 % 정도의 에너지가 냉동 및 냉방에 사용되고 있는 점을 고려했을 때 흡착식 냉동시스템은 폐열 에너지 및 신재생 열에너지의 활용도를 높일 수 있는 방안이 될 수 있다.Due to recent economic developments, demand for cooling has increased sharply due to the pursuit of comfortable residential and working environment and the warming due to global warming. 15% of the world's electricity and 45% of the total domestic and commercial buildings are cooled and cooled The absorption refrigerating system can be a way to increase the utilization of waste heat energy and renewable heat energy.

상기 흡착식 냉동시스템은 일반적으로 저온 열온(60 ~ 90 ℃)으로 구동되고물, 알코올, 암모니아 등의 자연 냉매와 실리카겔, 제올라이트, 활성탄 등의 흡착제를 활용하여 냉방열(5 ~ 15 ℃) 또는 냉장열(-20 ~ 0 ℃)을 생산하는 시스템이다. The adsorption refrigeration system is generally operated at a low temperature (60 to 90 ° C) and utilizes natural refrigerants such as water, alcohol, and ammonia and adsorbents such as silica gel, zeolite, activated carbon, (-20 to 0 ° C).

상기 흡착식 냉동시스템은 흡착제와 냉매의 가역반응에 따르는 발열 및 흡열 현상을 이용하는 것으로서, 산업폐열이나 신재생 열원 등을 가열원으로 사용하여 냉열을 발생시키는 냉동 열기관이다. 상기 시스템은 도 1에서 보이는 바와 같이 전열관을 내장하고 있는 흡착탑, 응축기, 증발기로 구성되는 밀폐계의 진공용기로서 시스템 내에서는 흡착제와 냉매만이 존재한다. 상업화되어 있는 장치는 냉열을 연속적으로 생산하기 위하여 주로 두 개의 흡착탑으로 구성되어 있다. 한 흡착탑이 증발기와 연결디어 냉매를 흡착하면서 증발기에서 냉열을 생산하는 흡착스텝을 수행할 때에 다른 탑으로는 온수를 공급하여 흡착제의 온도를 높여서 냉매를 탈착시킨 뒤 응축기로 이동시켜 응축함으로써 흡착제를 재생하는 재생스텝을 수행한다.The adsorption type refrigeration system utilizes heat generation and endothermic phenomena caused by the reversible reaction between the adsorbent and the refrigerant, and is a freezing heat tube that generates cold heat by using industrial waste heat or a new and renewable heat source as a heating source. As shown in FIG. 1, the system is a closed system vacuum vessel composed of an adsorption tower, a condenser, and an evaporator, each of which has a heat transfer tube, and only the adsorbent and refrigerant exist in the system. Commercial devices consist mainly of two adsorption towers to continuously produce cold heat. When one adsorption tower is connected to the evaporator and adsorption step is carried out while adsorbing the dear refrigerant, the hot water is supplied to the other tower to raise the temperature of the adsorbent to desorb the refrigerant, and then the refrigerant is moved to the condenser to condense the adsorbent Is performed.

예를 들어, 가장 환경친화적인 물을 사용할 경우 특정 흡착제를 사용하여 35 ℃, 약 9.2 Torr 수증기 하에서 물을 흡착시키고 80 ℃, 약 42.2 Torr 수증기 하에서 흡착제에 흡수된 물을 탈착시키는 사이클을 통해 10 ~ 15 ℃ 정도의 냉열을 생산하는 것이다.For example, if the most environmentally friendly water is used, adsorption of water under 35 ° C, about 9.2 Torr water vapor using a specific adsorbent, and desorption of water adsorbed under 80 ° C, about 42.2 Torr water vapor, It produces cold heat of about 15 ℃.

상기 냉매들을 흡착할 수 있는 물질인 실리카겔, 활성탄, 제올라이트, 금속-유기 다공 구조체(Metal-Organic framework, MOF) 등의 나노 다공성 물질을 사용할 수 있다. Nanoporous materials such as silica gel, activated carbon, zeolite, and metal-organic framework (MOF), which are substances capable of adsorbing the refrigerants, may be used.

상용화된 흡착식 냉동시스템은 일반적으로 실리카겔과 물이 사용되고 있다. 실리카겔은 강한 친수성으로 인해 낮은 수증기 분압에서 흡착을 시작하는 경향을 가지지만 상기 흡착식 냉동시스템 상의 구동압력 범위(P/P0= 0.1 ~ 0.3)에서 단위 흡착제 당 흡착하는 물의 양이 0.08g-water/d-sorbent 정도로 상당히 낮아서 흡착식 냉동시스템의 부피가 크고 장치비가 높은 문제가 있었다. 또한, 상업적으로 주로 사용되는 Fuji silysia Chemical 사의 RD type 실리카겔의 경우 운전 조건인 상대습도 구간(P/P0= 0.1 ~ 0.3)에서 10 wt% 이하의 낮은 수분 흡착량을 갖는다.Commercialized adsorption refrigeration systems generally use silica gel and water. The silica gel has a tendency to start adsorption at a low water vapor partial pressure due to its strong hydrophilicity, but the amount of water adsorbed per unit adsorbent in the driving pressure range (P / P 0 = 0.1 to 0.3) on the adsorption refrigeration system is 0.08 g-water / d-sorbent so that the volume of the adsorption refrigeration system is large and the apparatus ratio is high. Also, the RD type silica gel of Fuji silysia Chemical, which is mainly used commercially, has a low moisture adsorption amount of less than 10 wt% in the relative humidity range (P / P 0 = 0.1 ~ 0.3), which is an operating condition.

한편, 수분 흡착제로 널리 활용되는 활성탄은 구체적인 제조방법이나 원료 성분에 따라 수분 흡착량이 다양하게 나타나는데, 일반적인 활성탄의 경우 상대습도(P/P0) 0.5 이하에서는 수분 흡착량이 매우 적으나 상대습도(P/P0) 0.5 이상에서는 수분 흡착량이 급격히 증가하여 최대 흡착량이 우수하다.On the other hand, activated carbon widely used as a moisture adsorbent exhibits various amounts of water adsorption depending on the specific production method and raw material components. In the case of general activated carbon, the moisture adsorption amount is very low at a relative humidity (P / P 0 ) / P 0 ) 0.5 or more, the amount of moisture adsorption increases sharply and the maximum adsorption amount is excellent.

이와 유사하게 메조 다공성 실리카의 경우에는 상온(25 ℃)에서 60 wt% 이상의 높은 흡착량을 보이지만 대부분의 수분 흡착이 상대습도(P/P0) 0.5 이상에서 흡착된다. Similarly, in the case of mesoporous silica, the adsorption amount is higher than 60 wt% at room temperature (25 ° C.), but most of the moisture adsorption is adsorbed at a relative humidity (P / P 0 ) of 0.5 or more.

이에 반해 FAU(Faujasite), LTA(Linde Type A)의 구조를 갖는 제올라이트의 경우에는 상온(25 ℃) 및 상대습도가 0.05 미만인 저압에서 22 ~ 35 wt%의 최대 수분 흡착 특성을 보이지만, 탈착 온도가 매우 높은 문제점이 있다.On the other hand, in the case of zeolite having the structure of FAU (Faujasite) and LTA (Linde Type A), the maximum moisture adsorption characteristic is 22 to 35 wt% at a room temperature (25 ° C.) There is a very high problem.

또한, 일본 미쓰비시케미컬(Mitsubishi Chemical)의 AQSOATM라는 제품군은 알루미늄과 규소로 이루어진 기존 제올라이트 물질들에 비하여 알루미늄과 인을 주성분으로 포함하고, 수분 친화력이 상대적으로 낮은 페로알루미노포스페이트-5 제올라이트(Ferroaluminophosphate Zeolite(FAPO4-5))를 수분흡착제로 사용하였는데, 이 기술은 AlPO4-5의 격자구조 내에 부분적으로 Fe 이온을 추가하여 수분 흡착 상대 증기압을 흡착식 냉동기 구동 범위(P/Po = 0.1 ~ 0.3)로 조절하였다. AQSOA의 최대 수분 흡착량은 P/P0 = 0.1 ~ 0.3 범위에서 AQSOA 1 g 당 0.2 g 이하의 물을 흡착하는 것으로 알려져 있다.In addition, the product group of AQSOA TM of Mitsubishi Chemical of Japan includes aluminum and phosphorus as main components and relatively low water affinity compared to conventional zeolite materials of aluminum and silicon, and ferroaluminophosphate-5 zeolite Zeolite (FAPO 4 -5)) was used as a moisture adsorbent. This technique partially added Fe ions in the lattice structure of AlPO 4 -5 to increase the adsorption relative vapor pressure of the adsorbent refrigerating machine (P / Po = 0.1 ~ 0.3 ). The maximum moisture adsorption amount of AQSOA is known to adsorb less than 0.2 g of water per 1 g of AQSOA in the range of P / P 0 = 0.1 to 0.3.

최근에는 유-무기 복합 나노 다공성 물질(Metal-organic framework, MOF)를 흡착식 냉동기에 활용한 결과들이 많이 보고되고 있는데, 그 중에서도 MIL-101 물질의 경우에는 25 ℃, 상대습도(P/P0) 1 이하에서 100 wt%가 넘는 최대 수분 흡착량을 나타내지만, 대부분의 수분 흡착이 비교적 높은 압력인 상대습도(P/P0) 0.4 이상에서 이루어져 90 ℃ 이하의 저온 열원 구동 흡착 냉방 시스템의 운전 범위에 적합하지 않다.In recent years, the use of metal-organic framework (MOF) in the absorption refrigerator has been reported. In the case of MIL-101, the relative humidity (P / P 0 ) (P / P 0 ) of 0.4 or higher, and the operation range of the low temperature heat source driven adsorption cooling system of 90 ° C or less .

흡착식 냉동 시스템의 성능 향상과 장치비 절감 등을 위해서는 구동압력 범위내에서의 물 흡착량이 보다 높은 새로운 흡착제가 요구된다.In order to improve the performance of the absorption type refrigeration system and to reduce the equipment cost, a new adsorbent having a higher water adsorption amount within the driving pressure range is required.

등록특허 제1544721호(2015.08.17 등록공고)는 수분 흡착 조성물의 제조방법으로 실리카, 염 및 증류수를 준비하는 단계, 상기 염을 증류수에 용해하여 함침액을 준비하는 단계 단계, 상기 혼합물을 동결 건조하여 수분 흡착 조성물을 제조하는 단계를 포함한다. The registered patent No. 1544721 (Registered on Aug. 5, 2018) discloses a method for producing a water-absorbing composition, comprising the steps of preparing silica, salt and distilled water, dissolving the salt in distilled water to prepare an impregnation solution, To thereby prepare a water adsorption composition.

등록특허 제0803964호(2008.02.18 등록공고)에서는 1,700 m2/g 보다 큰 표면적, 0.8 mL/g 보다 큰 세공부피를 가지며 유기물과 무기물을 모두 골격의 구성 성분으로 함유하고 있으며, 상기 철 함유 다공성 유무기 혼성체는 철전구체 및 철전구체와 배위결합할 수 있는 유기 리간드 화합물의 반응을 통하여 제조된 철을 금속성분으로 함유하는 다공성의 유무기혼성체를 이용한 흡착제가 제시되어 있다.In the registered patent No. 0803964 (Registered on Feb. 18, 2008), it has a surface area of more than 1,700 m 2 / g and a pore volume of more than 0.8 mL / g and contains both organic and inorganic materials as constituents of the skeleton. The organic-inorganic hybrid material has an adsorbent using a porous hybrid inorganic-organic material containing iron as a metal component produced through reaction of an iron precursor and an organic ligand compound capable of coordinating with an iron precursor.

그러나, 상기 선행문헌에 제시된 수분 흡착 조성물이나 다공성 유무기 혼성체를 이용한 흡착제의 경우 여전히 상대습도(P/P0) = 0.1 ~ 0.3 에서 수분 흡착량이 충분하지 못한 문제가 있었다.However, in the case of the adsorbent using the moisture adsorbing composition or the porous organic-inorganic hybrid material shown in the above-mentioned documents, the amount of moisture adsorption is still insufficient at a relative humidity (P / P 0 ) = 0.1-0.3.

따라서, 이러한 종래의 기술이 갖는 문제점을 해결하면서 상대습도(P/P0) = 0.1 ~ 0.3 (0.56 ~ 1.68 kPa)에서 수분의 흡착량이 크고, S-shape의 흡착등온선을 가지며, 90 ℃ 이하의 낮은 온도에서 손쉽게 수분 탈착이 일어날 수 있는 새로운 종류의 흡착제 개발이 요구되고 있다.Accordingly, while solving the problems of the conventional art, the relative humidity (P / P 0 ) = It is required to develop a new type of adsorbent capable of easily adsorbing water at a temperature of 0.1 to 0.3 (0.56 to 1.68 kPa) at a low temperature of 90 ° C or less.

등록특허 제1544721호(2015.08.17 등록공고)Registered Patent No. 1544721 (Registration Notice) 등록특허 제0803964호(2008.02.18 등록공고)Registration No. 0803964 (Registered on Feb. 18, 2008)

본 발명은 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트에 무기염을 포함시켜 무기염이 함침된 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트를 제조함으로써, 우리나라의 여름철 조건(30 ~ 35 ℃, P/P0 = 0.1 ~ 0.3 (0.56 ~ 1.68 kPa))에서 기존의 제올라이트 계열의 나노다공성 물질보다 높은 수분 흡착 특성을 갖는 수분 흡착성이 우수한 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트의 제조방법을 제공하는데 있다.The present invention was prepared by the inorganic salt is impregnated hierarchy nanoporous aluminophosphate containing an inorganic salt in a hierarchical nano-porous alumino-phosphates, summertime conditions of our country (30 ~ 35 ℃, P / P 0 = 0.1 to 0.3 (0.56 to 1.68 kPa)) having a water adsorption property higher than that of a conventional zeolite-based nanoporous material, and having excellent water adsorbability.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시형태는, 위계적 기공(hierarchically porous)이 형성되고, 상기 기공에 무기염이 포함된, 수분 흡착성이 우수한 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트가 바람직하다.In order to achieve the above-mentioned object, an embodiment of the present invention is preferably a hierarchical nano-porous aluminophosphate having a hierarchical porous structure and containing an inorganic salt in the pores and having excellent water adsorbability .

상기 위계적 기공은, 메조기공 및 미세기공을 포함할 수 있고, 상기 메조기공은 직경이 3.5 ~ 23 nm 이고, 비규칙적으로 배열될 수 있다.The topological pores may include mesopores and micropores, wherein the mesopores are 3.5-23 nm in diameter and may be arranged in a non-regular manner.

또한, 상기 미세기공은, 직경이 0.35 ~ 1.0 nm이고, AFI(Aluminophosphate-five, AlPO4-5), AEL(Aluminophosphate-eleven, AlPO4-11), CHA(Chabazite), VPI(Virgina Polytechnical Institute), FAU(Faujasite) 구조로 규칙적으로 배열된 것이 바람직하다.Further, the fine pores, having a diameter of 0.35 ~ 1.0 nm and, AFI (Aluminophosphate-five, AlPO 4 -5), AEL (Aluminophosphate-eleven, AlPO 4 -11), CHA (Chabazite), (Virgina Polytechnical Institute) VPI , And FAU (Faujasite) structures.

상기 무기염은, 염화리튬(LiCl), 염화마그네슘(MgCl2), 염화칼슘(CaCl2), 염화나트륨(NaCl), 염화아연(ZnCl) 및 염화칼륨(KCl)으로 이루어진 화합물 중에서 적어도 하나 이상 선택될 수 있고, 상기 무기염은, 상기 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트 100 중량부에 대하여 0.1 ~ 5 중량부 포함될 수 있다.The inorganic salt may be selected from at least one compound selected from lithium chloride (LiCl), magnesium chloride (MgCl 2 ), calcium chloride (CaCl 2 ), sodium chloride (NaCl), zinc chloride (ZnCl 2) and potassium chloride , And the inorganic salt may be included in an amount of 0.1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the hierarchical nanoporous aluminophosphate.

본 발명의 다른 실시 형태는, 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트를 제조하는 단계, 상기 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트를 무기염에 함침시키는 함침단계 및 상기 무기염이 함침된 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트의 수분을 제거하는 탈수단계를 포함하여 수분 흡착성이 우수한 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트의 제조할 수 있다.In another embodiment of the present invention, there is provided a method for producing a nanoporous aluminophosphate, comprising the steps of: preparing a hierarchical nanoporous aluminophosphate; impregnating the inorganic nanoporous aluminophosphate with the inorganic salt; And a dehydration step of removing the water-containing nanoporous aluminophosphate.

상기 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트를 제조하는 단계는, 알루미늄 전구체, 포스핀 전구체, 전이금속 또는 규소 전구체, 아민계 화합물, 계면활성제 및 증류수를 혼합하여 알루미노포스페이트를 합성하는 합성단계 및 상기 합성된 알루미노포스페이트를 소성하여 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트를 제조하는 소성단계를 포함하는 것이 바람직하며, 상기 소성단계 전에 상기 합성된 알루미노포스페이트를 여과한 뒤 건조하는 건조단계를 더 포함할 수 있다.The step of preparing the hierarchical nanoporous aluminophosphate may include a synthesis step of synthesizing an aluminophosphate by mixing an aluminum precursor, a phosphine precursor, a transition metal or a silicon precursor, an amine compound, a surfactant, and distilled water, And a calcination step of calcining the naphosphate to produce a hierarchical nano-porous aluminophosphate. The method may further include a drying step of filtering the synthesized aluminophosphate before the calcination step and then drying the calcined aluminophosphate.

상기 알루미늄 전구체는, 슈도보헤마이트(Pseudoboehmite), 알루미늄 이소프로폭시드(Aluminium isopropoxide), 수산화알루미늄(Aluminium hydroxide)로 이루어진 군 중에서 적어도 하나 이상 선택된 것을 사용할 수 있고, 상기 전이금속 전구체는, 질산철(Fe(NO3)3), 염화철(FeCl3), 질산마그네슘(Mg(NO3)2), 염화마그네슘(MgCl2), 질산코발트(Co(NO3)2), 염화코발트(CoCl2), 질산크롬(Cr(NO3)3), 염화크롬(CrCl3), 질산니켈(Ni(NO3)2), 염화니켈(NiCl2), 실리카졸(Silicasol), 건식 규산염(fumedsilica), 테트라에톡시오쏘실리케이트(tetra ethoxyortho silicate)로 이루어진 군 중에서 적어도 하나 이상 선택된 것을 사용할 수 있고, 상기 계면활성제는, 유기실란계 계면활성제를 사용하는 것이 바람직하다.The aluminum precursor may be at least one selected from the group consisting of pseudoboehmite, aluminum isopropoxide and aluminum hydroxide. The transition metal precursor may be at least one selected from the group consisting of iron nitrate Fe (NO 3 ) 3 , FeCl 3 , Mg (NO 3 ) 2 , MgCl 2 , Co (NO 3 ) 2 , CoCl 2 , (Cr (NO 3 ) 3 ), CrCl 3 , Ni (NO 3 ) 2 , NiCl 2 , Silicasol, fumedsilica, tetra (Tetra ethoxyortho silicate), and the surfactant is preferably an organosilane surfactant. The surfactant may be at least one selected from the group consisting of tetraethoxysilane and tetraethoxyorthosilicate.

상기 합성단계는, 180 ~ 300 ℃ 온도에서 20 ~ 30 시간동안 수열합성하는 단계로서, 상기 합성단계에서 합성된 알루미노포스페이트의 몰비는 Al2O3 : P2O5 : Amine : H2O : 전이 금속염 또는 규소염 : 유기실란 계면활성제 = 1 : 1 : 1.5 ~ 2.0 : 100 : 0.01 ~ 0.2 : 0.01 ~ 0.2 인 것이 바람직하다.The synthesis step comprises hydrothermal synthesis at a temperature of 180 to 300 ° C for 20 to 30 hours, wherein the molar ratio of the aluminophosphate synthesized in the synthesis step is Al 2 O 3 : P 2 O 5 : Amine: H 2 O: The transition metal salt or the silicate salt: organosilane surfactant is preferably 1: 1: 1.5 to 2.0: 100: 0.01 to 0.2: 0.01 to 0.2.

상기 소성단계는, 500 ~ 700 ℃ 온도에서 1 ~ 3 시간 동안 수행하는 것이 바람직하다.The firing step is preferably performed at 500 to 700 ° C for 1 to 3 hours.

상기 무기염은, 염화리튬(LiCl), 염화마그네슘(MgCl2), 염화칼슘(CaCl2), 염화나트륨(NaCl), 염화아연(ZnCl) 및 염화칼륨(KCl)으로 이루어진 화합물 중에서 적어도 하나 이상 선택된 것을 사용할 수 있다.The inorganic salt may be at least one selected from the group consisting of lithium chloride (LiCl), magnesium chloride (MgCl 2 ), calcium chloride (CaCl 2 ), sodium chloride (NaCl), zinc chloride (ZnCl 2) and potassium chloride have.

상기 함침단계는 상기 소성된 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트 100 중량부에 대하여 0.1 ~ 5 중량부의 무기염을 함침시키는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 상기 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트의 기공부피의 1 ~ 1.5 배 부피의 무기염이 포함된 증류수에 상기 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트를 함침시킬 수 있다.The impregnation step preferably impregnates 0.1 to 5 parts by weight of the inorganic salt with respect to 100 parts by weight of the fired nanoporous porous aluminophosphate, more preferably 1 to 1.5 times the pore volume of the hierarchical nanoporous aluminophosphate The distillation water containing the inorganic salt of the ship volume may be impregnated with the above-mentioned hierarchical nanoporous aluminophosphate.

본 발명은 수분 흡착성이 우수한 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 메조기공 및 미세기공이 형성된 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트에 무기염을 함침시킴으로써 큰 기공 부피와 무기염의 흡습 성질을 동시에 활용함으로써 기존의 다른 다공성 알루미노포스페이트에 비해 높은 수분 흡착성능을 나타낼 수 있다.The present invention relates to a hierarchical nanoporous aluminophosphate having excellent water adsorption property and a method for producing the same, wherein a high pore volume and a hygroscopic property of an inorganic salt are simultaneously obtained by impregnating an inorganic salt into a mesoporous and micropored hierarchical nanoporous aluminophosphate It is possible to exhibit a higher water adsorption performance than other conventional porous aluminophosphates.

또한, 우리나라 여름철 조건인 30 ~ 35 ℃, 상대습도 0.1 ~ 0.3 (0.56 ~ 1.68 kPa)에서 높은 수분 흡착성능을 보임으로써, 우리나라 기후 조건에 알맞은 흡착식 냉동기에 사용할 수 있는 흡착제를 제공할 수 있다. In addition, it can provide an adsorbent which can be used in an adsorption refrigerator suitable for weather conditions in Korea by showing a high moisture adsorption performance at 30 ~ 35 ° C and a relative humidity of 0.1 ~ 0.3 (0.56 ~ 1.68 kPa), which is a summer condition in Korea.

도 1은 저온 열원으로 구동되어 냉열을 생산하는 흡착식 냉동시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 수분 흡착성이 우수한 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트의 제조방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 수분 흡착성이 우수한 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트의 합성방법을 개략적으로 도시한 모식도이다.
도 4는 본 발명의 무기염의 함침 유무에 따른 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트의 X-선 회절 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 무기염 함침 유무에 따른 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트의 저온 질소 물리 흡착분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 무기염이 함침된 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트(실시예 3)를 투사전자현미경으로 관찰한 TEM 사진이다.
도 7은 나노 다공성 알루미노포스페이트(비교예 1) 및 나노 다공성 알루미노포스페이트에 무기염의 함침량을 변화시켜가면서 제조된 비교예 2 ~ 4의 수분 흡착량을 측정한 그래프이다.
도 7은 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트(비교예 5)의 수분 흡착량 및 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트의 무기염의 함침량을 변화시켜가면서 제조된 실시예 1 ~ 3, 비교예 6의 수분 흡착량을 측정한 그래프이다.
1 is a schematic diagram of an adsorption refrigeration system driven by a low temperature heat source to produce cold heat.
FIG. 2 is a flowchart schematically showing a method of producing a hierarchical nanoporous aluminophosphate having excellent water-adsorbability according to the present invention.
3 is a schematic view schematically showing a method of synthesizing a hierarchical nanoporous aluminophosphate having excellent water adsorption property according to the present invention.
4 is a graph showing the results of X-ray diffraction analysis of a hierarchical nanoporous aluminophosphate according to whether the inorganic salt of the present invention is impregnated or not.
5 is a graph showing the results of low-temperature nitrogen physical adsorption analysis of a hierarchical nano-porous aluminophosphate according to the presence or absence of the inorganic salt impregnation of the present invention.
FIG. 6 is a TEM photograph of a hypersensitive nanoporous aluminophosphate impregnated with the inorganic salt of the present invention (Example 3) by a projection electron microscope. FIG.
FIG. 7 is a graph showing the amounts of adsorbed moisture of nanoporous aluminophosphates (Comparative Example 1) and Comparative Examples 2 and 4 prepared by changing the amount of inorganic salt to be immersed in nanoporous aluminophosphate.
Fig. 7 is a graph showing the relationship between the amount of water adsorption of the hi-system nanoporous aluminophosphate (Comparative Example 5) and the amount of water adsorption of Examples 1 to 3 and Comparative Example 6 prepared while varying the amount of the inorganic salt of the hierarchical nanoporous aluminophosphate FIG.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 통해 상세히 설명하기에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 밝혀둔다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The preferred embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. As well as the fact that

본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout this specification, when an element is referred to as "including" an element, it is understood that it may include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.The terms "first "," second ", and the like are intended to distinguish one element from another, and the scope of the right should not be limited by these terms. For example, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 실시될 수도 있고 실질적으로 동시에 실시될 수도 있으며 반대의 순서대로 실시될 수도 있다.In each step, the identification code is used for convenience of explanation, and the identification code does not describe the order of the steps, and each step may be performed differently from the stated order unless clearly specified in the context. have. That is, each of the steps may be performed in the same order as described, or may be performed substantially concurrently or in the reverse order.

이하에서는 본 발명의 수분 흡착성이 우수한 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트 및 이의 제조방법에 관하여 보다 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, a hierarchical nanoporous aluminophosphate having excellent water adsorption ability and a method for producing the same will be described in detail.

먼저, 본 발명의 수분 흡착성이 우수한 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트는, 위계적 기공(hierarchically porous)이 형성되고, 상기 기공에 무기염이 포함될 수 있다.First, the hierarchical nanoporous aluminophosphate having excellent water-adsorptivity of the present invention may form hierarchically porous pores and may include inorganic salts in the pores.

상기 위계적 기공은 다단 또는 크기에 따라 단계적으로 형성된 기공으로 바람직하게는 메조기공 또는 미세기공일 수 있다.The peristaltic pores may be mesopores or micropores, preferably pores formed step by step according to their size or size.

상기 메조기공의 직경은 3.5 ~ 25 nm인 것이 바람직하며 구조는 비규칙적으로 배열된 것이 더욱 바람직하며, 상기 미세기공의 직경은 바람직하게는 0.35 ~ 1.0 nm이고, 더욱 바람직하게는 0.7 ~ 1.0nm 이며, AFI(Aluminophosphate-five, AlPO4-5), AEL(Aluminophosphate-eleven, AlPO4-11), CHA(Chabazite), VPI(Virgina Polytechnical Institute), FAU(Faujasite) 중 하나 이상의 구조로 규칙적으로 배열되어 있다.The diameter of the mesopores is preferably 3.5 to 25 nm, more preferably irregularly arranged, and the diameter of the micropores is preferably 0.35 to 1.0 nm, more preferably 0.7 to 1.0 nm At least one structure of AFI (Aluminophosphate-five, AlPO 4 -5), Aluminophosphate-eleven, AlPO 4 -11, CHA (Chabazite), VPI (Virgina Polytechnical Institute) and FAU have.

상기 구조는 제올라이트 명명법에 대한 IUPAC 위원회의 규칙에 의거하여 국제 제올라이트 학회(International Zeolite Association)의 구조 위원회가 분류하였다. 이러한 분류에 의하면, 구조가 설정된 골격-타입 제올라이트 및 기타 결정성 미공성 분자체는 3문자 코드가 할당되며, 문헌 [Atlas of Zeolite Fram ework Types, 5th edition, Elsevier, London, England(2001)]에 기재되어 있다.This structure was categorized by the International Zeolite Association's structural committee in accordance with the rules of the IUPAC Committee on nomenclature of zeolites. According to this classification, the framework-type zeolite and other crystalline amorphous molecular sieves for which the structure is set are assigned three letter codes and are described in Atlas of Zeolite Framing Types, 5th edition, Elsevier, London, England (2001) .

상기 미세기공 및/또는 메조기공에 포함된 무기염은, 염화리튬(LiCl), 염화마그네슘(MgCl2), 염화칼슘(CaCl2), 염화나트륨(NaCl), 염화아연(ZnCl), 염화칼륨(KCl)으로 이루어진 군 중에서 적어도 하나 이상 선택된 것이 바람직하다.The inorganic salt contained in the micropores and / or the mesopores may be at least one selected from the group consisting of lithium chloride (LiCl), magnesium chloride (MgCl 2 ), calcium chloride (CaCl 2 ), sodium chloride (NaCl), zinc chloride (ZnCl 2) At least one selected from the group consisting of

상기 무기염은 본 발명의 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트 100 중량부에 대하여 0.1 ~ 5 중량부 포함되는 것이 바람직한데, 상기 무기염의 함량이 상기 범위를 벗어나게되면 상기 알루미노포스페이트에 형성된 기공과 무기염의 흡습 성질을 동시에 활용하지 못함으로써 오히려 수분 흡착성이 떨어지는 문제가 발생할 수도 있다.It is preferable that the inorganic salt is contained in an amount of 0.1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the hierarchical nano-porous aluminophosphate of the present invention. If the content of the inorganic salt is out of the above range, the pore formed in the aluminophosphate, It is possible to cause a problem that the water adsorption becomes inferior due to not using the properties at the same time.

본 발명의 다른 실시 형태를 도 2를 참고하여 살펴보면, 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트를 제조하는 단계, 상기 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트를 무기염에 함침시키는 함침단계 및 상기 무기염이 함침된 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트의 수분을 제거하는 탈수단계를 포함하여 제조할 수 있다.Another embodiment of the present invention will now be described with reference to FIG. 2, which comprises the steps of preparing a hierarchical nanoporous aluminophosphate, impregnating the inorganic nanoporous aluminophosphate with an inorganic salt, And a dehydrating step of removing moisture of the aluminophosphate.

상기 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트를 제조하는 단계는, 알루미늄 전구체, 포스핀 전구체, 전이금속 또는 규소 전구체, 아민계 화합물, 계면활성제 및 증류수를 혼합하여 알루미노포스페이트를 합성하는 합성단계 및 상기 합성된 알루미노포스페이트를 소성하여 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트를 제조하는 소성단계를 포함할 수 있으며, 상기 합성된 알루미노포스페이트를 여과한 뒤 건조하는 건조단계를 더 포함할 수 있다.The step of preparing the hierarchical nanoporous aluminophosphate may include a synthesis step of synthesizing an aluminophosphate by mixing an aluminum precursor, a phosphine precursor, a transition metal or a silicon precursor, an amine compound, a surfactant, and distilled water, And a calcination step of calcining the naphosphate to produce a hierarchical nanoporous aluminophosphate. The method may further include a drying step of filtering and drying the synthesized aluminophosphate.

본 발명의 수분 흡착성이 우수한 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트의 제조방법은 도 3에 개략적으로 나타나 있으며, 상기 도 3을 참고하여 좀 더 상세히 설명하고자 한다.A method for producing a hierarchical nanoporous aluminophosphate having an excellent water-absorbing property according to the present invention is schematically shown in FIG. 3 and will be described in more detail with reference to FIG.

상기 합성단계는, 알루미늄 전구체, 포스핀 전구체, 전이금속 또는 규소 전구체, 아민계화합물, 계면활성제 및 증류수를 혼합하여 알루미노포스페이트를 합성하는 단계로서, 바람직하게는 알루미늄 전구체를 증류수에 투입한 후 교반하면서 포스핀 전구체, 아민계화합물, 전이금속 전구체, 계면활성제를 순차적으로 투입하여 180 ~ 300 ℃로 20 ~ 30 시간동안 수열합성하였다.The synthesis step is a step of synthesizing aluminophosphate by mixing an aluminum precursor, a phosphine precursor, a transition metal or a silicon precursor, an amine compound, a surfactant, and distilled water. Preferably, the aluminum precursor is added to distilled water, , A phosphine precursor, an amine compound, a transition metal precursor, and a surfactant were sequentially added, and hydrothermal synthesis was performed at 180 to 300 ° C for 20 to 30 hours.

상기 알루미늄 전구체는 슈도보헤마이트(Pseudoboehmite), 알루미늄 이소프로폭시드(Alumium isopropoxide) 및 수산화알루미늄(Aluminium hydroxide) 중 하나를 사용하는 것이 바람직하며, 상기 포스핀 전구체는 인이 포함된 화합물이면 사용가능하나 바람직하게는 인산을 사용할 수 있고, 상기 아민계 화합물은 트리메틸아민을 사용하는 것이 바람직하다.Preferably, the aluminum precursor is one of Pseudoboehmite, Aluminum isopropoxide and Aluminum hydroxide. The phosphine precursor may be any phosphorus-containing compound. Preferably, phosphoric acid can be used, and the amine compound is preferably trimethylamine.

상기 전이금속 전구체는 질산철(Fe(NO3)3), 염화철(FeCl3), 질산마그네슘(Mg(NO3)2), 염화마그네슘(MgCl2), 질산코발트(Co(NO3)2), 염화코발트(CoCl2), 질산크롬(Cr(NO3)3), 염화크롬(CrCl3), 질산니켈(Ni(NO3)2), 염화니켈(NiCl2), 실리카졸(Silicasol), 건식 규산염(fumedsilica), 테트라에톡시오쏘실리케이트(tetra ethoxyortho silicate)로 이루어진 군 중에서 적어도 하나 이상 선택된 것을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 계면활성제는 유기실란계 계면활성제를 사용하는 것이 바람직하며 특히, The transition metal precursor is iron nitrate (Fe (NO 3) 3) , iron chloride (FeCl 3), magnesium nitrate (Mg (NO 3) 2) , magnesium chloride (MgCl 2), cobalt nitrate (Co (NO 3) 2) , cobalt chloride (CoCl 2), nitrate, chromium (Cr (NO 3) 3) , chloride, chromium (CrCl 3), nickel nitrate (Ni (NO 3) 2) , nickel chloride (NiCl 2), silica sol (Silicasol), It is preferable to use at least one selected from the group consisting of dry silicate (fumed silica) and tetra ethoxyortho silicate, and it is preferable to use an organic silane surfactant as the surfactant,

식(1) H2n + 1CnNC3H6Si(OCH3)3 +Br- (n = 12 ~ 22 사이의 정수) (1) H 2n + 1 C n NC 3 H 6 Si (OCH 3 ) 3 + Br - (n = an integer between 12 and 22)

로 표현되는 유기실란계 계면활성제를 사용하는 것이 더욱 바람직하다.Is more preferably an organosilane-based surfactant.

상기 합성단계는 180 ~ 300 ℃에서 20 ~ 30 시간동안 반응시켜 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트를 합성하는 것이 바람직한데, 상기 온도 범위 및 시간을 벗어나게 되면, 반응이 진행되지 않아 다공성 알루미노포스페이트를 수득할 수 없게 되거나, 온도초과 및 시간초과에 따른 이익이 없어 실효성이 떨어질 수 있다.The synthesis is preferably carried out at 180 to 300 ° C. for 20 to 30 hours to synthesize a hierarchical nanoporous aluminophosphate. When the temperature and time are out of the range, the reaction does not proceed to obtain a porous aluminophosphate Can not be used, or there is no benefit of over-temperature and time-out.

상기 합성단계의 최종 몰 조성비는 Al2O3 : P2O5 : Amine : H2O : 전이금속 : 유기실란계면활성제 = 1 : 1 : 1.5 ~ 2.0 : 100 : 0.01 ~ 0.2 : 0.01 ~ 0.2 인 것이 바람직하다. 상기 몰 조성비를 벗어나게 되는 경우 원하는 결정구조가 아닌 다른 결정구조를 갖는 알루미노포스페이트가 합성되거나 비결정성 알루미노포스페이트가 합성될 수 있다.The final molar composition ratio of the synthesis step is 1: 1: 1.5 to 2.0: 100: 0.01 to 0.2: 0.01 to 0.2 in Al 2 O 3 : P 2 O 5 : Amine: H 2 O: transition metal: organosilane surfactant . When the molar composition ratio is exceeded, aluminophosphate having a crystal structure other than the desired crystal structure may be synthesized or amorphous aluminophosphate may be synthesized.

상기 합성단계를 통해 합성된 알루미노포스페이트를 수득하기 위하여 여과한 뒤 건조하는 건조단계는, 바람직하게는 상기 합성단계에서 반응시킨 용액을 여과한 뒤 증류수를 사용하여 수세한 후 80 ~ 150 ℃ 에서 건조할 수 있다.In the drying step after filtration to obtain the aluminophosphate synthesized through the synthesis step, the solution reacted in the synthesis step is preferably filtered, washed with distilled water, dried at 80 to 150 ° C can do.

상기 건조단계를 통해 건조된 알루미노포스페이트를 500 ~ 700 ℃ 온도에서 1 ~ 3 시간 동안 소성하는 소성단계를 거쳐 위계 나노 다공성 알루미노 포스페이트를 제조할 수 있다. And the calcined aluminophosphate is calcined at a temperature ranging from 500 to 700 ° C for 1 to 3 hours to produce a hydrogenated aluminophosphate.

상기 소성단계를 통하여 제조된 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트는 미세기공 및 메조기공이 포함된 위계적 기공이 형성된 것이 바람직하다. 상기 미세기공 및 메조기공이 포함된 위계적 기공에 대한 구체적인 설명은 상기 언급하였으므로 생략하기로 한다.The hysteretic nanoporous aluminophosphate produced through the firing step is preferably formed with a hierarchical pore containing micropores and mesopores. The detailed description of the above-mentioned micro pores and the hierarchical pores including the mesopores is omitted because they are mentioned above.

상기 제조된 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트를 무기염에 함침시키는 함침단계는, 상기 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트의 기공에 무기염을 함침시키는 공지된 방법이면 어느 방법이든 사용가능하나 바람직하게는 단순함침법(Incipient wetness impregnation)을 사용할 수 있다.The impregnation step of impregnating the inorganic nanoporous aluminophosphate with the inorganic nanoporous aluminophosphate may be carried out by any known method of impregnating inorganic nanoparticles with the inorganic nanoparticles of the nanoporous aluminophosphate, Incipient wetness impregnation can be used.

더욱 바람직하게는 상기 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트의 기공부피의 1 ~ 1.5 배 부피의 무기염이 포함된 증류수에 상기 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트를 함침시킬 수 있으며, 상기 부피 범위를 벗어나게 될 경우 상기 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트에 무기염이 충분히 함침되지 않거나, 오히려 상기 무기염이 기공을 막아 수분 흡착성이 떨어질 수도 있다.More preferably, the hydrogenated nanoporous aluminophosphate can be impregnated into distilled water containing inorganic salt having a volume of 1 to 1.5 times the pore volume of the above-mentioned hierarchical nanoporous aluminophosphate, and when it is out of the above volume range, The inorganic salt may not be sufficiently impregnated into the nanoporous aluminophosphate, or rather the inorganic salt may block the pore to lower the water adsorbability.

이 때, 상기 무기염은 상기 소성된 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트 100 중량부에 대하여 0.1 ~ 5 중량부 포함될 수 있다.At this time, the inorganic salt may be included in an amount of 0.1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the calcined hierarchical nano-porous aluminophosphate.

상기 무기염은 염화리튬(LiCl), 염화마그네슘(MgCl2), 염화칼슘(CaCl2), 염화나트륨(NaCl), 염화아연(ZnCl) 및 염화칼륨(KCl)으로 이루어진 화합물 중에서 적어도 하나 이상 선택된 것을 사용하는 것이 바람직하다.The inorganic salt is at least one selected from the group consisting of lithium chloride (LiCl), magnesium chloride (MgCl 2 ), calcium chloride (CaCl 2 ), sodium chloride (NaCl), zinc chloride (ZnCl 2) and potassium chloride desirable.

이하에서는, 본 발명의 실시 예를 살펴본다. 그러나 본 발명의 범주가 이하의 바람직한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 당업자라면 본 발명의 권리범위 내에서 본 명세서에 기재된 내용의 여러 가지 변형된 형태를 실시할 수 있다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described. However, the scope of the present invention is not limited to the following preferred embodiments, and a person skilled in the art can carry out various modifications of the contents described in the present invention within the scope of the present invention.

[비교예][Comparative Example]

나노 다공성 Nanoporous 알루미노포스페이트(FAPOAluminophosphate (FAPO 44 -5)의-5) of 제조 Produce

인산 41.2 g을 물 76 g에 녹인 용액에 트리에틸아민(triehtylamine) 24.2 g을 넣고 강하게 30분간 교반하였다. 상기 교반된 용액의 용기를 얼음물에 담가 온도를 낮춘 후 알루미늄 이소프로폭시드(Alumium isopropoxide) 81.8 g을 서서히 넣어주면서 강하게 교반하였다. 잘 혼합된 상기 용액에 아이언클로라이드(Ⅱ)·테트라하이드레이트(Iron Chloride(Ⅱ)·Tetrahydrate) 1.6 g을 넣고 상기 아이언이 잘 분산될 수 있게 2 시간동안 교반한 후 오토클레이브(Autoclave)로 옮겨담고 200 ℃로 승온시킨 후 7 시간 동안 수열합성을 진행하였다. 7 시간 후 상온으로 온도를 하상시켜 반응을 종료하고 생성물을 증류수로 세 차례 수세한 후, 150 ℃에서 1시간 동안 건조한 후 550 ℃로 승온하여 5시간동안 소성가공하였다. 최종 생성물은 옅은 황토색의 고체 파우더 형태인 나노 다공성 알루미노포스페이트인 비교예 1을 수득하였다.To a solution of 41.2 g of phosphoric acid in 76 g of water, 24.2 g of triethylamine (triethylamine) was added and stirred vigorously for 30 minutes. The vessel of the stirred solution was immersed in ice water and the temperature was lowered. 81.8 g of aluminum isopropoxide was slowly added thereto while stirring vigorously. 1.6 g of iron chloride (II) · tetrahydrate (Iron Chloride (II) · Tetrahydrate) was added to the well-mixed solution, stirred for 2 hours so that the iron was well dispersed, transferred to an autoclave, And the hydrothermal synthesis was carried out for 7 hours. After 7 hours, the reaction was terminated by raising the temperature to room temperature. The product was washed three times with distilled water, dried at 150 ° C for 1 hour, heated to 550 ° C and calcined for 5 hours. The final product was Comparative Example 1, a nanoporous aluminophosphate in the form of a light ocher solid powder.

상기 비교예 1은 Al2O3 : P2O5 : FeO : TEA : H2O = 1 : 1.05 : 0.1 : 1.2 : 50 몰비로 구성되어 있다.Comparative Example 1 is composed of Al 2 O 3 : P 2 O 5 : FeO: TEA: H 2 O = 1: 1.05: 0.1: 1.2: 50 molar ratio.

증류수 1 g에 하기 표 2에 따라 CaCl2를 첨가하여 완전히 녹여 CaCl2 수용액을 제조한 후, 상기 CaCl2 수용액이 상기 제조된 비교예 1인 나노 다공성 알루미노포스페이트 2 g에 고르게 스며들 수 있도록 단순 침적법을 사용하여 천천히 넣어준 후, 80 ℃에서 2시간 동안 건조시켜 무기염이 함침된 나노 다공성 알루미노포스페이트인 비교예 2 ~ 4를 제조하였다.CaCl 2 was added to 1 g of distilled water according to the following Table 2 to completely dissolve the CaCl 2 aqueous solution and then the aqueous CaCl 2 solution was uniformly mixed with 2 g of the nanoporous aluminophosphate of Comparative Example 1 And then dried at 80 DEG C for 2 hours to prepare Comparative Examples 2 to 4, which are nanoporous aluminophosphates impregnated with an inorganic salt.

비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 비교예 3Comparative Example 3 비교예 4Comparative Example 4 CaCl2 (g)
(중량부)
CaCl 2 (g)
(Parts by weight)
-
-
-
-
0.67
(33 중량부)
0.67
(33 parts by weight)
1
(50 중량부)
One
(50 parts by weight)
2
(100 중량부)
2
(100 parts by weight)

[실시예][Example]

무기염이 Inorganic salts 함침된Impregnated 위계 나노 다공성  Hierarchical nanoporosity 알루미노포스페이트Aluminophosphate 제조 Produce

10.2 g의 알루미늄 이소프로폭시드(Alumium isopropoxide)를 40 g의 증류수에 넣어 2시간 가량 교반한 후 5.76 g의 인산을 상기 수용액에 천천히 넣어주었다. 상기 인산을 투입한 다음, 1시간 동안 교반한 후 4.05 g의 트리메틸아민(Trimethylamine)을 천천히 넣어준 후 재차 30분간 교반하였다.10.2 g of aluminum isopropoxide was added to 40 g of distilled water and stirred for about 2 hours, and 5.76 g of phosphoric acid was slowly added to the aqueous solution. After the phosphoric acid was added, the mixture was stirred for 1 hour, 4.05 g of trimethylamine was slowly added thereto, and the mixture was stirred for another 30 minutes.

3.74 g의 증류수에 1.01 g 질산철(Fe(NO3)3)을 완전히 녹인 용액을 상기 트리메틸아민을 투입한 수용액에 천천히 넣은 후 30분 동안 교반한 다음, 유기실란 용액(H34C16NC3H6Si(OCH3)3 -Br+ , 60 wt% CH3OH) 2 g을 상기 수용액에 천천히 투입한 다음 30분동안 추가 교반하여 혼합액을 제조하였다.A solution obtained by dissolving 1.01 g of iron nitrate (Fe (NO 3 ) 3 ) in 3.74 g of distilled water was slowly added to the aqueous solution containing trimethylamine and stirred for 30 minutes. Then, an organosilane solution (H 34 C 16 NC 3 H 6 Si (OCH 3) 3 - to Br +, 60 wt% CH 3 OH) 2 g in a slowly to the aqueous solution to prepare a mixed solution and stirred for additional 30 minutes.

상기 혼합액을 테플론 재질로 내부가 처리된 스테인레스 고압반응기에 넣어준 후 200 ℃ 오븐에 넣어 24 시간동안 교반하여 수열합성반응을 진행시켰다.The mixed solution was put into a stainless steel high pressure reactor which had been treated with Teflon material, and then placed in an oven at 200 ° C. for 24 hours to conduct a hydrothermal synthesis reaction.

24시간 후, 수열합성반응이 진행된 합성용액을 식힌 후 여과하여 고체 수득물을 얻고, 상기 수득물을 100 ℃에서 한시간 가량 건조한 후 550 ℃에서 2시간 동안 소성하여 고체 분말인 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트(비교예 5)를 제조하였다.After 24 hours, the hydrolysis-synthesized synthesis solution was cooled and filtered to obtain a solid product. The obtained product was dried at 100 ° C for about one hour and then calcined at 550 ° C for 2 hours to obtain a hydrogen peroxide-type nanoporous aluminophosphate (Comparative Example 5).

증류수 1 g에 하기 표 1에 따라 CaCl2를 첨가하여 완전히 녹여 CaCl2 수용액을 제조한 후, 상기 CaCl2 수용액이 상기 제조된 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트 2 g에 고르게 스며들 수 있도록 단순 침적법을 사용하여 천천히 넣어준 후, 80 ℃에서 2시간 동안 건조시켜 무기염이 함침된 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트인 실시예 1 ~ 3, 비교예 6을 제조하였다.CaCl 2 was added to 1 g of distilled water according to the following Table 1 to completely dissolve the CaCl 2 solution to prepare a CaCl 2 aqueous solution. Then, a simple deposition method was used to uniformly infiltrate the CaCl 2 aqueous solution into 2 g of the prepared nanoporous aluminophosphate And then dried at 80 ° C for 2 hours to prepare Examples 1 to 3 and Comparative Example 6, which are inorganic nanoporous aluminophosphates impregnated with an inorganic salt.

비교예 5Comparative Example 5 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 비교예 6Comparative Example 6 CaCl2 (g)
(중량부)
CaCl 2 (g)
(Parts by weight)
-
-
-
-
0.01
(0.5 중량부)
0.01
(0.5 parts by weight)
0.06
(3중량부)
0.06
(3 parts by weight)
0.1
(5 중량부)
0.1
(5 parts by weight)
1
(10중량부)
One
(10 parts by weight)

[실험예 1][Experimental Example 1]

무기염 Inorganic salt 함침Impregnation 유무에 따른 특성 분석 Characterization by presence or absence

상기 실시예를 통해 제조된 실시예 3인 무기염이 함침된 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트 및 비교예 5인 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트에 대해 X-선 회절법을 이용하여 구조를 분석하였다.The structure was analyzed using X-ray diffraction for the inorganic nanoporous aluminophosphate impregnated with the inorganic salt of Example 3 and the nanoporous porous aluminophosphate of Comparative Example 5 prepared through the above examples.

또한, 질소 물리 흡착법을 통해 상기 실시예 3 및 비교예 5의 기공 크기와 비표면적을 측정하였고, 상기 실시예 3의 기공의 배열 및 무기염의 함침을 확인하기 위하여 투과전자현미경을 사용하여 측정하였다. Also, the pore size and specific surface area of the Example 3 and Comparative Example 5 were measured by the nitrogen physical adsorption method, and the permeation electron microscope was used to confirm the arrangement of the pores and impregnation of the inorganic salt in Example 3.

상기 도 4를 살펴보면, 결정성 AFI(Aluminiumphosphate-five, AlPO4-5) 구조를 갖는 알루미노포스페이트 물질임을 확인할 수 있었다. 또한, 무기염인 CaCl2의 함침 전 후인 비교예 5과 실시예 3의 구조가 큰 차이가 없는 것으로 보아 상기 CaCl2가 비결정질 상태로 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트에 함침됨을 알 수 있었다.Referring to FIG. 4, it can be confirmed that the material is an aluminophosphate material having crystalline AFI (Aluminiumphosphate-five, AlPO 4 -5) structure. In addition, there was no significant difference in the structures of Comparative Example 5 and Example 3 after the impregnation of the inorganic salt CaCl 2 , and it was found that the CaCl 2 was impregnated with the hierarchical nanoporous aluminophosphate in an amorphous state.

상기 도 5를 살펴보면, 질소 물리흡착법을 통해 측정된 비교예 5의 경우 0.04 cc g-1의 미세기공과 0.20 cc g-1의 메조기공이 형성되어 있고 BET(Brunauer, Emmett and Teller)비표면적이 183 m2g-1임을 확인할 수 있었고, 실시예 3의 경우 무기염인 CaCl2 함침됨으로 인하여 약 0.03 ccg-1의 미세기공과 0.08 ccg-1의 메조기공이 줄어들었음을 확인할 수 있었다. 5, mesopores of 0.04 cc g -1 and 0.20 cc g -1 were formed in Comparative Example 5 measured by nitrogen physical adsorption, and the specific surface area of BET (Brunauer, Emmett and Teller) was 183 m 2 g -1 . In Example 3, it was confirmed that the microspheres of about 0.03 ccg -1 and the mesopores of 0.08 ccg -1 were reduced due to the impregnation with CaCl 2 , which is an inorganic salt.

또한, 실시예 3의 경우 도 5를 살펴보면, 투과전자현미경을 이용하여 관찰한 결과 일정한 규칙성을 가지고 배열되어 있는 미세기공을 갖는 5 ~ 10 nm 직경의 알루미노포스페이트 입자들이 배열되어 있으며 입자들 사이사이에 메조기공이 형성되어 있고, CaCl2염이 상기 알루미노포스페이트 입자들 사이사이에 고르게 분산되어 있음을 확인할 수 있었다.In case of Example 3, as shown in FIG. 5, when observed using a transmission electron microscope, aluminophosphate particles of 5 to 10 nm diameter having micropores arranged with regular regularity were arranged, Mesopores were formed between the aluminophosphate particles and CaCl 2 salt was uniformly dispersed among the aluminophosphate particles.

[실험예 2][Experimental Example 2]

수분 흡착성질 분석Moisture adsorption property analysis

상기 비교예 1 ~ 6 및 실시예 1 ~ 3을 각각 100 mg 씩 150 ℃ 진공상태에서 6시간 동안 탈수시켜준 후 35 ℃로 낮추고 동일 온도 상대습도(P/P0) 0 ~ 1.0 사이의 수증기 하에서 수분 흡착량 증가를 측정하였다.100 mg of each of the above Comparative Examples 1 to 6 and Examples 1 to 3 was dehydrated in a vacuum state at 150 캜 for 6 hours, then lowered to 35 캜, and under the steam of the same temperature and relative humidity (P / P 0 ) 0 to 1.0 The increase in water adsorption amount was measured.

도 7은 미세기공만 형성된 나노 다공성 알루미노포스페이트(비교예 1) 및 나노 다공성 알루미노포스페이트에 무기염의 함침량을 변화시켜가면서 제조된 비교예 2 ~ 4의 수분 흡착량을 측정한 그래프로서, 비교예 1의 경우 상대습도(P/Po)가 증가할수록 완만하게 수분 흡착량도 증가함을 확인할 수 있었고, 나노 다공성 알루미노포스페이트(FAPO4-5)에 무기염을 함침시킨 비교예 2,3는 무기염의 함침량이 증가할수록 상대습도(P/Po) 0.05 ~ 0.3 사이의 수분흡착량이 증가함을 확인할 수 있었으나, 비교예 4의 경우 무기염이 과량 함침되어 오히려 미세기공의 부피를 줄어듬으로 인해 수분 흡착량이 저감함을 확인할 수 있었다.FIG. 7 is a graph showing the amounts of adsorbed moisture of nanoporous aluminophosphate (Comparative Example 1) formed only with micropores and Comparative Examples 2 and 4 prepared by changing the amount of inorganic salt to be impregnated in nanoporous aluminophosphate, In the case of Example 1, it was confirmed that as the relative humidity (P / P o ) increases, the amount of water adsorption gradually increases. In Comparative Example 2, in which nanoporous aluminophosphate (FAPO 4 -5) (P / P o ) between 0.05 and 0.3 as the impregnation amount of the inorganic salt increases, but in Comparative Example 4, since the inorganic salt is excessively impregnated and the volume of the micropores is reduced It was confirmed that the amount of moisture adsorption was reduced.

도 8은 비교예 5, 6 및 실시예 1 ~ 3의 수분 흡착량을 측정한 그래프로서, 미세기공만 형성된 비교예 1 보다 비교예 5의 수분 흡착량 증가함을 확인할 수 있었고, 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트에 무기염을 함침시킨 실시예 1 ~ 3의 경우 상대습도(P/Po)가 0.05 에서는 물 흡착이 거의 일어나지 않고, 상대습도(P/Po) 0.05 ~ 0.3 에서는 무기염의 함침량이 증가함에 따라 흡착량도 약 300 mg/g 까지 급격히 증가함을 확인할 수 있었다.8 is a graph showing moisture adsorption amounts of Comparative Examples 5 and 6 and Examples 1 to 3. It was confirmed that the moisture adsorption amount of Comparative Example 5 was increased compared to Comparative Example 1 in which only fine pores were formed, in the case of the inorganic salts in the furnace phosphate which examples 1 to 3 was impregnated RH (P / P o) of 0.05 in the water absorption is hardly take place, relative humidity (P / P o) increased the amount of 0.05 to 0.3 the inorganic salt impregnated It was confirmed that the adsorption amount rapidly increased to about 300 mg / g.

또한, 상기 미세기공이 형성된 알루미노포스페이트에 무기염이 함침된 비교예 2 또는 3과 본 발명의 실시예 1 ~ 3의 수분 흡착량을 비교시 적은 양의 무기염을 사용하고서도 동등 이상의 수분 흡착성을 확인할 수 있었다.In addition, in Comparative Examples 2 and 3 in which the microporosity-formed aluminophosphate was impregnated with an inorganic salt, the amounts of adsorption of water in Examples 1 to 3 of the present invention were compared, I could confirm.

상기 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트 100 중량부에 무기염을 10 중량부 함침시킨 비교예 6는 무기염이 오히려 기공을 막는 형태가 되어 수분 흡착량이 실시예 3에 비교하여 줄어들었음을 확인할 수 있었다. In Comparative Example 6 in which the inorganic nanoporous aluminophosphate was impregnated with 100 parts by weight of inorganic nanoparticles, it was confirmed that the inorganic nanoparticles were in the form of blocking the pores and the amount of water adsorption was reduced as compared with Example 3.

따라서, 본 발명의 수분 흡착성이 우수한 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트는 메조기공 및 미세기공으로 인한 큰 기공 부피와 무기염의 흡습 성질을 동시에 활용함으로써 기존의 다른 다공성 알루미노포스페이트에 비해 높은 수분 흡착성능을 나타냄을 확인할 수 있었다.Hence, the present invention provides a high-performance nanoporous aluminophosphate having an excellent water-adsorbing property and a high pore volume due to mesopores and micropores and a hygroscopic property of an inorganic salt, thereby exhibiting a higher water adsorption performance than other porous aluminophosphates I could confirm.

Claims (20)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 다단 또는 크기에 따라 단계적으로 형성된 위계적 기공(hierarchically porous)이 형성된 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트를 제조하는 단계;
상기 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트를 무기염에 함침시키는 함침단계; 및
상기 무기염이 함침된 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트의 수분을 제거하는 탈수단계;를 포함하되,
상기 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트를 제조하는 단계는,
알루미늄 전구체, 포스핀 전구체, 전이금속 또는 규소 전구체, 아민계 화합물, 계면활성제 및 증류수를 혼합하여 알루미노포스페이트를 합성하는 합성단계; 및
상기 합성된 알루미노포스페이트를 소성하여 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트를 제조하는 소성단계;를 포함하고,
상기 합성단계에서 합성된 알루미노포스페이트의 몰비는, Al2O3 : P2O5 : Amine : H2O : 전이 금속염 또는 규소염 : 유기실란 계면활성제 = 1 : 1 : 1.5 ~2.0 : 100 : 0.01 ~ 0.2 : 0.01 ~ 0.2 이며,
상기 함침단계는, 상기 소성된 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트 100 중량부에 대하여 0.1 ~ 5 중량부의 무기염을 함침시키는 것을 특징으로 하는, 수분 흡착성이 우수한 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트의 제조방법.
Fabricating a hierarchical nanoporous aluminophosphate having a hierarchically porous formed stepwise or multi-stepwise according to size;
Impregnating the inorganic nanoporous aluminophosphate with the inorganic nanoparticles; And
And a dehydrating step of removing water from the inorganic nanoporous aluminophosphate impregnated with the inorganic salt,
Wherein the step of preparing the hierarchical nanoporous aluminophosphate comprises:
A synthesis step of synthesizing an aluminophosphate by mixing an aluminum precursor, a phosphine precursor, a transition metal or a silicon precursor, an amine compound, a surfactant, and distilled water; And
And calcining the synthesized aluminophosphate to produce a hierarchical nanoporous aluminophosphate,
The molar ratio of the aluminophosphate synthesized in the synthesis step is 1: 1: 1.5 to 2.0: 100: Al 2 O 3 : P 2 O 5 : Amine: H 2 O: transition metal salt or silicate: 0.01 to 0.2: 0.01 to 0.2,
Wherein the impregnating step comprises impregnating 0.1 to 5 parts by weight of an inorganic salt with respect to 100 parts by weight of the fired nanoporous porous aluminophosphate.
삭제delete 제9항에 있어서,
상기 소성단계 전에, 상기 합성된 알루미노포스페이트를 여과한 뒤 건조하는 건조단계;를 더 포함하는, 수분 흡착성이 우수한 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트의 제조방법.
10. The method of claim 9,
And a drying step of filtering the synthesized aluminophosphate and drying the synthesized aluminophosphate before the firing step. The method of producing a hierarchical nanoporous aluminophosphate excellent in water adsorbability.
제9항에 있어서,
상기 알루미늄 전구체는, 슈도보헤마이트(Pseudoboehmite), 알루미늄 이소프로폭시드(Aluminium isopropoxide), 수산화알루미늄(Aluminium hydroxide)로 이루어진 군 중에서 적어도 하나 이상 선택된 것인, 수분 흡착성이 우수한 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트의 제조방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the aluminum precursor is at least one selected from the group consisting of pseudoboehmite, aluminum isopropoxide and aluminum hydroxide. The aluminum precursor may be at least one selected from the group consisting of pseudoboehmite, aluminum isopropoxide, aluminum hydroxide, Gt;
제9항에 있어서,
상기 전이금속 전구체는, 질산철(Fe(NO3)3), 염화철(FeCl3), 질산마그네슘(Mg(NO3)2), 염화마그네슘(MgCl2), 질산코발트(Co(NO3)2), 염화코발트(CoCl2), 질산크롬(Cr(NO3)3), 염화크롬(CrCl3), 질산니켈(Ni(NO3)2), 염화니켈(NiCl2), 실리카졸(Silicasol), 건식 규산염(fumedsilica), 테트라에톡시오쏘실리케이트(tetra ethoxyortho silicate)로 이루어진 군 중에서 적어도 하나 이상 선택된 것인, 수분 흡착성이 우수한 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트의 제조방법.
10. The method of claim 9,
The transition metal precursor, iron nitrate (Fe (NO 3) 3) , iron chloride (FeCl 3), magnesium nitrate (Mg (NO 3) 2) , magnesium chloride (MgCl 2), cobalt nitrate (Co (NO 3) 2 ), Cobalt chloride (CoCl 2 ), chromium nitrate (Cr (NO 3 ) 3 ), chromium chloride (CrCl 3 ), nickel nitrate (Ni (NO 3 ) 2 ), nickel chloride (NiCl 2 ), silica sol Wherein the at least one member selected from the group consisting of silica, fumed silica, and tetra ethoxyortho silicate is at least one selected from the group consisting of silica, alumina, zirconia, and silica.
제9항에 있어서,
상기 계면활성제는 유기실란계 계면활성제인 것을 특징으로 하는, 수분 흡착성이 우수한 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트의 제조방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the surfactant is an organosilane-based surfactant. 2. The method of claim 1, wherein the surfactant is an organosilane-based surfactant.
제9항에 있어서,
상기 합성단계는 180 ~ 300 ℃ 온도에서 20 ~ 30 시간동안 수열합성하는, 수분 흡착성이 우수한 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트의 제조방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the synthesis step comprises hydrothermal synthesis at a temperature of 180 to 300 ° C for 20 to 30 hours, and a method of producing a hierarchical nanoporous aluminophosphate excellent in water adsorption.
삭제delete 제9항에 있어서,
상기 소성단계는 500 ~ 700 ℃ 온도에서 1 ~ 3 시간 동안 수행되는, 수분 흡착성이 우수한 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트의 제조방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the calcining step is performed at a temperature of 500 to 700 ° C for 1 to 3 hours.
제9항에 있어서,
상기 무기염은, 염화리튬(LiCl), 염화마그네슘(MgCl2), 염화칼슘(CaCl2), 염화나트륨(NaCl), 염화아연(ZnCl) 및 염화칼륨(KCl)으로 이루어진 화합물 중에서 적어도 하나 이상 선택된 것을 특징으로 하는, 수분 흡착성이 우수한 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트의 제조방법.
10. The method of claim 9,
The inorganic salt is at least one selected from the group consisting of lithium chloride (LiCl), magnesium chloride (MgCl 2 ), calcium chloride (CaCl 2 ), sodium chloride (NaCl), zinc chloride (ZnCl 2) and potassium chloride By weight based on the total weight of the hydrous aluminophosphate.
삭제delete 제9항에 있어서,
상기 함침단계는, 상기 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트의 기공부피의 1 ~ 1.5 배 부피의 무기염이 포함된 증류수에 상기 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트를 함침시키는, 수분 흡착성이 우수한 위계 나노 다공성 알루미노포스페이트의 제조방법.



10. The method of claim 9,
The impregnating step may include a step of impregnating distilled water containing an inorganic salt having a pore volume of 1 to 1.5 times the pore volume of the hierarchical nanoporous aluminophosphate with the hydrous aluminophosphate, ≪ / RTI >



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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100720152B1 (en) 2005-06-08 2007-05-18 한국화학연구원 A preparation method of porous metal aluminophosphate molecular sieves

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190061721A (en) 2017-11-28 2019-06-05 한국생산기술연구원 moisture adsorption zeolite-Organic and inorganic nanoporous material Compositions for surface coating and methods for producing the same

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