KR101950316B1 - Metal doped organic-inorganic nanoporous materials adsorbent of water and method for manufacturing of adsorbent of water using the same - Google Patents

Metal doped organic-inorganic nanoporous materials adsorbent of water and method for manufacturing of adsorbent of water using the same Download PDF

Info

Publication number
KR101950316B1
KR101950316B1 KR1020160141080A KR20160141080A KR101950316B1 KR 101950316 B1 KR101950316 B1 KR 101950316B1 KR 1020160141080 A KR1020160141080 A KR 1020160141080A KR 20160141080 A KR20160141080 A KR 20160141080A KR 101950316 B1 KR101950316 B1 KR 101950316B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
metal
organic
inorganic
nanoporous material
water
Prior art date
Application number
KR1020160141080A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20180046164A (en
Inventor
박제성
박인
권오경
Original Assignee
한국생산기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국생산기술연구원 filed Critical 한국생산기술연구원
Priority to KR1020160141080A priority Critical patent/KR101950316B1/en
Publication of KR20180046164A publication Critical patent/KR20180046164A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101950316B1 publication Critical patent/KR101950316B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3085Chemical treatments not covered by groups B01J20/3007 - B01J20/3078
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/0203Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of metals not provided for in B01J20/04
    • B01J20/0225Compounds of Fe, Ru, Os, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt
    • B01J20/0229Compounds of Fe
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/0203Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of metals not provided for in B01J20/04
    • B01J20/024Compounds of Zn, Cd, Hg
    • B01J20/0244Compounds of Zn
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/0203Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of metals not provided for in B01J20/04
    • B01J20/0248Compounds of B, Al, Ga, In, Tl
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/04Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of alkali metals, alkaline earth metals or magnesium
    • B01J20/045Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of alkali metals, alkaline earth metals or magnesium containing sulfur, e.g. sulfates, thiosulfates, gypsum
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28002Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J20/28004Sorbent size or size distribution, e.g. particle size
    • B01J20/28007Sorbent size or size distribution, e.g. particle size with size in the range 1-100 nanometers, e.g. nanosized particles, nanofibers, nanotubes, nanowires or the like
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3021Milling, crushing or grinding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3078Thermal treatment, e.g. calcining or pyrolizing

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

본 발명은 금속이 도핑된 유무기나노세공체 수분흡착제 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 알루미늄 전구체, 푸마르산 및 수분 흡착 특성을 보다 향상시킬 수 있는 금속화합물을 동시에 반응시켜 금속이 도핑된 유무기나노세공체를 형성하고, 이를 이용한 금속이 도핑된 유무기나노세공체 수분흡착제에 관한 것이다. 상기 수분흡착제는 제습기, 수분흡착식 냉동기, 냉난방기 등 수분흡착제가 적용될 수 있는 장치의 구동압력 범위에서 400 mg/g 이상의 최대 수분흡착량을 가질 수 있는 특성을 나타낸다.The present invention relates to a metal-doped organic / inorganic nanoporous material moisture adsorbent and a method for producing the same, and more particularly, to a metal-doped water- Organic nanoporous material moisture adsorbent having metal-doped inorganic nanoporous material formed thereon. The moisture adsorbent exhibits a property of having a maximum moisture adsorption amount of 400 mg / g or more in a driving pressure range of a device to which a moisture adsorbent such as a dehumidifier, a water adsorption type refrigerator, and a cooling and heating apparatus can be applied.

Description

금속이 도핑된 유무기나노세공체 수분흡착제 및 이의 제조방법{Metal doped organic-inorganic nanoporous materials adsorbent of water and method for manufacturing of adsorbent of water using the same}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal-doped organic / inorganic nanoporous material moisture adsorbent,

본 발명은 금속이 도핑된 유무기나노세공체 수분흡착제 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 금속화합물, 알루미늄 전구체 및 푸마르산을 동시에 반응시켜 제조된 금속이 도핑된 유무기나노세공체 수분흡착제 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a metal-doped organic or inorganic nanoporous material moisture adsorbent and a method for producing the same. More particularly, the present invention relates to a metal-doped organic or inorganic nano-porous body moisture sorbent prepared by simultaneously reacting a metal compound, an aluminum precursor, and fumaric acid, and a method for producing the same.

현재 전세계적으로 에너지의 효율적 활용이 큰 이슈가 되고 있고, 특히 산업현장에서 발생되는 다양한 산업 폐열의 활용기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 산업폐열은 중저온수, 포화수증기 등의 다양한 형태로 70 ℃ 내지 90 ℃ 온도 범위의 열이 가장 많으나 대부분 재사용하지 않고 폐기되고 있다.At present, efficient utilization of energy is becoming a big issue in the world, and researches on the application technology of various industrial waste heat generated in industrial sites are actively being actively carried out. The industrial waste heat is mostly in the range of 70 ° C to 90 ° C in various forms such as low and medium hot water and saturated water vapor, but is mostly discarded without being reused.

이들 폐열 에너지를 유효하게 활용할 수 있는 방법으로 흡착식 냉동시스템이 큰 관심을 받고 있다. 1980년대 초기부터, 흡착을 이용한 냉동 시스템은 물, 알코올, 암모니아 등의 자연 냉매와 실리카 겔(Silica gel), 제올라이트, 활성탄 등의 흡착제가 활용되었으며, 일본에서는 1986년 실리카 겔/물을 이용한 17kW급 흡착식 냉동기가 상품화된바 있다. 현재 일본에서는 니시요도(Nishiyodo)사와 마에카와(Mayekawa)사에서 70 kW 내지 500 kW급 흡착식 냉동기를 실용화하여 판매하고 있으며 독일의 솔텍(SorTech)에서는 7.5 kW 또는 15 kW급의 태양열과 연계된 냉방 시스템을 개발하여 판매하고 있다.Adsorption - type refrigeration systems have attracted great interest as a way to effectively utilize these waste heat energy. From the early 1980s, adsorption systems such as water, alcohols, ammonia and natural refrigerants, silica gel, zeolite, and activated carbon were used in the absorption system. In Japan, in 1986, 17kW Adsorption type refrigerators have been commercialized. In Japan, Nishiyodo and Mayekawa are now commercializing 70 kW to 500 kW absorption chillers, while SorTech in Germany is selling 7.5 kW or 15 kW solar-powered cooling systems And develops and sells them.

흡착식 냉동시스템은 각 공정에서 버려지는 폐열을 구동원으로 사용할 수 있으며 냉매로서 물을 사용함으로써 오존층 파괴와 관련 없는 친환경적 시스템이다. 기존의 상용화된 흡착식 냉동 시스템에는 실리카 겔 및 물이 사용되고 있으나 실리카 겔은 강한 친수성으로 인해 낮은 수증기 분압에서 흡착을 시작하는 경향을 가진다. 또한, 흡착 냉동시스템 상의 구동압력 범위(P/P0 = 0.1 내지 0.3)에서의 흡착 속도가 느리고 탈착이 용이하지 않으며 단위 흡착제당 흡착하는 물의 양이 0.1 g-water/g-sorbent(g-water/g-sorbent: 흡착제 1 g 당 흡수하는 물의 g 수) 정도로 상당히 낮다. 또한, 상용화된 데시컨트형 제습기, 흡착식 히트펌프, 제습로터, 냉·난방기 등에 사용되는 수분흡착제는 주로 다공성 실리카 및 제올라이트를 포함하는데, 이와 같은 구성의 수분흡착제의 경우, 수분의 흡착 속도가 낮고 수분 흡착량의 한계에 도달하여 이를 대체할 수 있는 신규한 다공성 수분흡착제에 관한 연구개발을 필요로 하고 있다. 즉, 흡착식 냉동시스템, 데시컨트형 제습기 및 흡착식 히트펌프 등을 포함하는 장치의 성능 향상과 유지 비용의 절감 등을 위해서는 구동압력 범위 내에서의 물 흡착량이 보다 높은 새로운 수분흡착 조성물에 관한 연구개발을 필요로 하는 실정이다. The adsorption refrigeration system can use waste heat from each process as a driving source. It is an environmentally friendly system that is not related to ozone layer destruction by using water as a refrigerant. In the conventional commercialized adsorption refrigeration system, silica gel and water are used, but the silica gel has a tendency to start adsorption at a low water vapor partial pressure due to strong hydrophilic property. In addition, the adsorption rate at the operating pressure range (P / P 0 = 0.1 to 0.3) on the adsorption refrigeration system is slow and the desorption is not easy and the amount of water adsorbed per unit adsorbent is 0.1 g-water / g-sorbent / g-sorbent: the number of adsorbed water per gram of adsorbent). The moisture adsorbent used for commercialized desiccant type dehumidifiers, adsorption heat pumps, dehumidification rotors, cooling and heating devices mainly includes porous silica and zeolite. In the case of the moisture adsorbent having such a constitution, the adsorption rate of water is low, It is necessary to research and develop a novel porous water adsorbent which can reach the limit of the adsorption amount and replace the limit. That is, in order to improve the performance of the device including the adsorption type refrigeration system, the desiccant type dehumidifier and the adsorption heat pump, and to reduce the maintenance cost, a new moisture adsorption composition having a higher water adsorption amount within the driving pressure range is developed This is a reality.

한편, 다공성 구조체인 실리카 겔 또는 제올라이트를 대체할 수 있는 물질로 유무기나노세공체가 주목 받고 있다. 통상 금속은 비공유전자쌍을 갖는 유기 리간드와 상온에서 배위화합물을 용이하게 생성하는데, 물이나 유기용매 하에서 이러한 배위화합물들이 고분자화되어 3차원 골격구조를 형성한다. 이와 같은 화합물을 일반적으로 "금속-유기 골격체 (Metal-Organic Frameworks, MOF)"라고 하며, 일부 화합물들의 경우, 3차원 골격구조를 형성하면서 나노크기의 세공 갖기 때문에 “유무기나노세공체”라고도 한다. 또한, 유무기나노세공체는 금속이온의 배위수와 유기 리간드 화합물의 종류에 따라 구조를 다양하게 변형하여, 다양한 분야에 응용할 수 있으며, 제올라이트 대비 표면적이 최대 3 배 내지 15 배 이상 큰 것으로 보고되고 있다. 또한, 무기금속으로 이루어진 제올라이트에는 존재하지 않는 불포화 금속이온 자리가 존재하여 반응성과 흡착 선택성을 부여하는 것이 용이하다는 이점이 있다. On the other hand, organic nanoporous materials have attracted attention as materials that can replace silica gel or zeolite, which is a porous structure. In general, metals easily form coordination compounds at room temperature with organic ligands having unpaired electron pairs. Such coordination compounds are polymerized in water or an organic solvent to form a three-dimensional skeleton structure. Such compounds are generally referred to as " Metal-Organic Frameworks (MOFs) ", and some compounds are sometimes referred to as " inorganic nano-structures " because they have nano- do. In addition, the organic nanoporous material can be applied to various fields by varying the structure depending on the number of coordination metal ions and the kind of the organic ligand compound, and it has been reported that the surface area of zeolite is 3 to 15 times larger than that of zeolite have. In addition, there is an advantage that zeolite composed of an inorganic metal exists in an unsaturated metal ion site which is not present, so that it is easy to impart reactivity and adsorption selectivity.

관련하여 대한민국공개특허 제2011-0019804호(이하, 종래기술 1이라고 한다.)는 유무기혼성 나노세공체의 제조방법 및 상기 유무기혼성 나노세공체의 흡착제 응용에 관한 것으로, 알루미늄 전구체로서 알루미늄 염과 유기리간드로서 트리(C1-C7)알킬-1,3,5-벤젠트리카복실레이트를 반응시켜 유무기혼성 나노세공체, 즉 MOF(metal organic framework)를 제조하는 방법을 제공하며, 유기리간드로 트리(C1-C7)알킬-1,3,5-벤젠트리카복실레이트를 사용하여 용해도를 높여 결정성을 향상시켜 순수한 유무기혼성 나노세공체를 합성하는 방법 및 제조된 유무기혼성 나노세공체의 각종 가스 및 수분 등의 흡착제로서의 용도에 관하여 개시하고 있다. Korean Patent Publication No. 2011-0019804 (hereinafter referred to as prior art 1) relates to a method for producing an organic / inorganic hybrid nanoporous material and an adsorbent application of the organic / inorganic hybrid nanoporous material, (C1-C7) alkyl-1,3,5-benzenetricarboxylate as an organic ligand to produce a hybrid organic / inorganic hybrid material, that is, a metal organic framework (MOF) (C1-C7) alkyl-1,3,5-benzenetricarboxylate to increase the solubility and improve the crystallinity to synthesize a pure organic / inorganic hybrid nanoporous material and a method of synthesizing the organic / inorganic hybrid nano- Various gases and water as an adsorbent.

상기 종래기술 1은 결정성이 향상된 유무기혼성 나노세공체의 합성 및 이의 흡착제로서의 용도에 관한 기술을 제공하고 있으나, 흡착제를 실질적으로 응용하기 위해 요구되는 스펙이나 제조된 유무기혼성 나노세공체를 산업적으로 적용할 수 있는 형태로 제조하는 기술에 관하여는 개시된 바가 없다.The above-mentioned prior art 1 provides a technique for synthesizing an organic / inorganic hybrid nanoporous material having improved crystallinity and its use as an adsorbent, but it is difficult to obtain the specifications required for the practical application of the adsorbent and the prepared organic / inorganic hybrid nano- There has been no disclosure about a technique for manufacturing an industrially applicable form.

대한민국 공개특허 제2011-0019804호Korea Patent Publication No. 2011-0019804

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래 수분흡착제의 수분흡착능의 한계를 극복하고 관련분야에 실질적으로 응용이 가능할 수 있는 형태의 수분흡착제를 제공하는 것이다. 구체적으로는 금속화합물, 알루미늄 전구체 및 푸마르산을 동시에 반응시켜 제조되며, 구동압력 범위인 P/P0 = 0.1 내지 0.3에서 최대 수분흡착량이 400 mg/g 이상인 것을 특징으로 하는 금속이 도핑된 수분흡착제를 제조하는 방법을 제공하는 것을 일목적으로 한다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a moisture adsorbent of the type capable of overcoming the limit of moisture adsorptivity of the moisture adsorbent. Specifically, a metal-doped moisture adsorbent, which is produced by simultaneously reacting a metal compound, an aluminum precursor, and fumaric acid, and has a maximum moisture adsorption amount of 400 mg / g or more at a driving pressure range of P / P 0 = The present invention provides a method of manufacturing a semiconductor device.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise form disclosed. There will be.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 알루미늄 전구체, 푸마르산 및 금속화합물을 물에 용해시켜 유무기나노세공체 전구체를 제조하는 단계, 상기 유무기나노세공체 전구체를 결정화 반응시켜 생성물을 제조하는 단계 및 상기 생성물을 여과 및 정제하고, 건조시키는 단계를 포함하는 금속이 도핑된 유무기나노세공체 제조방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for preparing a nanocomposite precursor, comprising: preparing an organic nanoporous material precursor by dissolving an aluminum precursor, fumaric acid, and a metal compound in water to produce an organic nanoporous material precursor; And a step of filtering and purifying the product, followed by drying. The present invention also provides a method for manufacturing a metal-doped organic / inorganic nanoporous material.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 알루미늄 전구체는 질산알루미늄(Al(NO3)3), 염화알루미늄(AlCl3), 황산알루미늄(Al2(SO4)3) 및 이들의 수화물 중에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속이 도핑된 유무기나노세공체 제조방법일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the aluminum precursor is selected from the group consisting of aluminum nitrate (Al (NO 3 ) 3 ), aluminum chloride (AlCl 3 ), aluminum sulfate (Al 2 (SO 4 ) 3 ) Wherein the metal nanoporous material is a metal-doped organic nanoporous material.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 금속화합물은 염화리튬(LiCl), 염화아연(ZnCl2), 염화철(Ⅱ)(FeCl2), 염화철(Ⅲ)(FeCl3), 염화크롬(CrCl3), 염화세륨(CeCl3), 질산코발트(Co(NO3)2), 질산니켈(Ni(NO3)2), 질산구리(Cu(NO3)2), 황산코발트(CoSO4), 황산니켈(NiSO4), 황산구리(CuSO4), 황산철(Ⅱ)(FeSO4), 황산철(Ⅲ)(Fe2(SO4)3), 아세트산코발트(Co(CH3COO)2), 아세트산니켈(Ni(CH3COO)2), 아세트산구리(Cu(CH3COO)2) 및 아세트산철(Fe(CH3COO)2) 중에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속이 도핑된 유무기나노세공체 제조방법일 수 있다.In the present embodiment, the metal compound is lithium chloride (LiCl), zinc chloride (ZnCl 2), ferric chloride (Ⅱ) (FeCl 2), ferric chloride (Ⅲ) (FeCl 3), chloride, chromium (CrCl 3), cerium chloride (CeCl 3), cobalt nitrate (Co (NO 3) 2) , nickel nitrate (Ni (NO 3) 2) , copper nitrate (Cu (NO 3) 2) , cobalt sulfate (CoSO 4), nickel sulfate ( NiSO 4 ), CuSO 4 , FeSO 4 , Fe 2 (SO 4 ) 3 , Co (CH 3 COO) 2 , and Nickel acetic acid (Fe (CH 3 COO) 2 ), Ni (CH 3 COO) 2 ), copper acetate (Cu (CH 3 COO) 2 ) and iron acetate Or a method of manufacturing a nanoporous body.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 알루미늄 전구체 대 푸마르산의 몰비는 10:2.5 내지 10:40의 범위인 조건에서 수행되는 것을 특징으로 하는 금속이 도핑된 유무기나노세공체 제조방법일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the metal-doped organic / inorganic nanoporous material may be prepared by performing the reaction at a molar ratio of aluminum precursor to fumaric acid in a range of 10: 2.5 to 10:40.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 금속화합물은 총 몰량 대비 1 mol% 내지 2 mol%인 조건에서 수행되는 것을 특징으로 하는 금속이 도핑된 유무기나노세공체 제조방법일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the metal compound is carried out under a condition of 1 mol% to 2 mol% based on the total molar amount.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 결정화 반응은 100 ℃ 내지 200 ℃ 의 온도에서 12 시간 내지 40 시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 금속이 도핑된 유무기나노세공체 제조방법일 수 있다.In the embodiment of the present invention, the crystallization reaction is performed at a temperature of 100 ° C to 200 ° C for 12 hours to 40 hours. The metal-doped organic / inorganic nanoporous material may be produced by the method.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 건조는 100 ℃ 내지 200 ℃ 의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 금속이 도핑된 유무기나노세공체 제조방법일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the drying may be performed at a temperature of 100 ° C to 200 ° C.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 금속이 도핑된 유무기나노세공체의 평균 크기는 100 nm 내지 20000 nm이고, 세공의 평균 직경은 0.3 nm 내지 1.5 nm 인 것을 특징으로 하는 금속이 도핑된 유무기나노세공체 제조방법일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the average size of the metal-doped organic / inorganic nanoporous material is 100 nm to 20000 nm, and the average diameter of the pores is 0.3 nm to 1.5 nm. And may be a nano-porous body manufacturing method.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 생성물을 여과 및 정제하고, 건조시키는 단계 이후에, 상기 건조된 생성물을 파쇄하는 단계 및 상기 파쇄된 생성물에 존재하는 여분의 수분을 제거하기 위해 진공건조시키는 단계를 더 포함하는 금속이 도핑된 유무기 나노세공체 제조방법일 수 있다.In an embodiment of the present invention, after the step of filtering and purifying the product and drying, the step of crushing the dried product and the step of vacuum drying to remove excess water present in the crushed product Or a metal-doped organic or inorganic nanoporous material.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예는 상기 제조방법으로 제조된 금속이 도핑된 유무기나노세공체를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a metal-doped organic or inorganic nanoporous material produced by the method.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예는 상기 제조방법으로 제조된 금속이 도핑된 유무기나노세공체를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속이 도핑된 유무기 나노세공체 수분흡착제를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a metal-doped organic / inorganic nanoporous material moisture adsorbent, which comprises the metal-doped organic / inorganic nanoporous material prepared by the above- do.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 금속이 도핑된 유무기나노세공체 수분흡착제는 구동압력 P/P0 = 0.1 내지 0.3의 범위에서 최대 수분흡착량(흡착제 단위중량 당 흡착되는 수분의 양)이 400 mg/g 이상인 것을 특징으로 하는 금속이 도핑된 유무기나노세공체 수분흡착제일 수 있다.In the embodiment of the present invention, the metal-doped organic / inorganic nano-porous body moisture adsorbent has a maximum moisture adsorption amount (amount of water adsorbed per unit weight of the adsorbent) in the range of the driving pressure P / P 0 = 0.1 to 0.3 And more preferably 400 mg / g or more. The metal-doped organic / inorganic nanoporous material may be a water-absorbing agent.

본 발명의 일실시예에 따르면, 금속이 도핑된 유무기나노세공체 수분흡착제를 제조하여 단일 소재 대비 수분흡착 특성이 향상될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the moisture adsorbing property of a single material can be improved by preparing a metal-doped organic or inorganic nano-porous body moisture adsorbent.

특히, 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 수분흡착제는 흡착식 냉난방기, 냉동기, 제습기 등의 구동압력인 P/P0 = 0.1 내지 0.3의 범위에서 수분흡착량 400 mg/g 이상의 효율을 나타내며, 이는 상기와 같은 장치(흡착식 냉난방기 등)의 소형화 및 고성능화에 기여할 수 있다.In particular, the hybrid moisture adsorbent according to an embodiment of the present invention exhibits an efficiency of a water adsorption amount of 400 mg / g or more in a range of P / P 0 = 0.1 to 0.3, which is a driving pressure of an adsorption type air conditioner, a refrigerator, a dehumidifier, Can contribute to downsizing and high performance of an apparatus such as an adsorption type cooling and heating apparatus.

또한, 본 발명의 일실시예에서 금속이 도핑된 유무기나노세공체 수분흡착제는 금속 도핑물질로 염화철(Ⅱ)(FeCl2)을 이용하여 1 mol% 함량으로 도핑하였을 때, 상기 구동압력 범위에서 최대 수분흡착량이 450 mg/g 이상에 달하는 것을 확인할 수 있다.In one embodiment of the present invention, when the metal-doped organic / inorganic nanoporous material moisture adsorbent is doped with 1 mol% of iron (II) chloride (FeCl 2 ) as a metal doping material, It can be confirmed that the maximum moisture adsorption amount reaches 450 mg / g or more.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above effects and include all effects that can be deduced from the detailed description of the present invention or the configuration of the invention described in the claims.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 금속이 도핑된 유무기나노세공체 수분흡착제의 제조방법을 모식적으로 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 철(Fe)의 이온가수에 따른 금속이 도핑된 유무기나노세공체 수분흡착제의 수분흡착등온선이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 FeCl2의 함량에 따른 금속이 도핑된 유무기나노세공체 수분흡착제의 수분흡착등온선이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 3가 금속화합물 종류에 따른 금속이 도핑된 유무기나노세공체 수분흡착제의 수분흡착등온선이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 2가 금속화합물 종류에 따른 금속이 도핑된 유무기나노세공체 수분흡착제의 수분흡착등온선이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 1가 금속화합물 종류에 따른 금속이 도핑된 유무기나노세공체 수분흡착제의 수분흡착등온선이다.
FIG. 1 is a flowchart schematically showing a method of manufacturing a metal-doped organic / inorganic nanoporous material moisture adsorbent according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a moisture adsorption isotherm of a metal-doped organic / inorganic nano-porous body moisture sorbent according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 3 is a moisture adsorption isotherm of a metal-doped organic / inorganic nanoporous material moisture adsorbent according to the content of FeCl 2 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a moisture adsorption isotherm of a metal-doped organic / inorganic nano-porous body moisture sorbent according to an embodiment of the present invention.
5 is a moisture adsorption isotherm of a metal-doped organic / inorganic nano-porous body moisture sorbent according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a moisture adsorption isotherm of a metal-doped organic / inorganic nano-porous body moisture sorbent according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" (connected, connected, coupled) with another part, it is not only the case where it is "directly connected" "Is included. Also, when an element is referred to as " comprising ", it means that it can include other elements, not excluding other elements unless specifically stated otherwise.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like refer to the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이하, 금속이 도핑된 유무기나노세공체 제조방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method for producing a metal-doped organic / inorganic nanoporous material will be described.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 금속이 도핑된 유무기나노세공체 제조방법을 모식적으로 보여주는 도면이다.FIG. 1 is a schematic view showing a method of manufacturing a metal-based organic / inorganic nanoporous material according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 금속이 도핑된 유무기나노세공체 제조방법은 알루미늄 전구체, 푸마르산 및 금속화합물을 물에 용해시켜 유무기나노세공체 전구체를 제조하는 단계(S100), 상기 유무기나노세공체 전구체를 결정화 반응시켜 생성물을 제조하는 단계(S200) 및 상기 생성물을 여과 및 정제하고, 건조시키는 단계(S300)를 포함하는 금속이 도핑된 유무기나노세공체 제조방법을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a metal-doped organic / inorganic hybrid nanoporous material manufacturing method according to an embodiment of the present invention includes the steps of preparing an inorganic nanoporous material precursor by dissolving an aluminum precursor, fumaric acid, and a metal compound in water (S100 A step (S200) of producing a product by crystallization reaction of the organic / inorganic nanoporous material precursor, and a step (S300) of filtering and purifying the product and drying (S300) a metal-doped organic / inorganic nanoporous material . ≪ / RTI >

먼저, 알루미늄 전구체, 푸마르산 및 금속화합물을 물에 용해시켜 유무기나노세공체 전구체를 제조한다(S100).First, an aluminum precursor, fumaric acid, and a metal compound are dissolved in water to prepare an organic nanoporous precursor (S100).

본 발명의 실시예에 있어서 상기 알루미늄 전구체는 질산알루미늄(Al(NO3)3), 염화알루미늄(AlCl3), 황산알루미늄(Al2(SO4)3) 및 이들의 수화물 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아님을 명시한다.In the embodiment of the present invention, the aluminum precursor is at least one selected from the group consisting of aluminum nitrate (Al (NO 3 ) 3 ), aluminum chloride (AlCl 3 ), aluminum sulfate (Al 2 (SO 4 ) 3 ) But is not limited thereto.

또한 예를 들어, 유무기나노세공체 전구체의 반응물로 유기리간드이며 불포화 디카르복실산 중 하나인 푸마르산을 사용할 수 있다. 이는 수중에서의 반응을 가능하게 하여 보다 친환경적으로 제조할 수 있으며, 보다 견고한 유무기나노세공체를 형성하는데 효과적인 유무기나노세공체 반응물일 수 있다.Also, for example, fumaric acid, an organic ligand and one of unsaturated dicarboxylic acids, may be used as a reactant of the organic nanoporous precursor. This can be a more eco-friendly process by allowing reactions in water, and can be an organic or inorganic nanoporous reactant that is effective in forming a more robust organic nanoporous material.

또한, 본 발명의 실시예에 있어서 상기 금속화합물은 염화리튬(LiCl), 염화아연(ZnCl2), 염화철(Ⅱ)(FeCl2), 염화철(Ⅲ)(FeCl3), 염화크롬(CrCl3), 염화세륨(CeCl3), 질산코발트(Co(NO3)2), 질산니켈(Ni(NO3)2), 질산구리(Cu(NO3)2), 황산코발트(CoSO4), 황산니켈(NiSO4), 황산구리(CuSO4), 황산철(Ⅱ)(FeSO4), 황산철(Ⅲ)(Fe2(SO4)3), 아세트산코발트(Co(CH3COO)2), 아세트산니켈(Ni(CH3COO)2), 아세트산구리(Cu(CH3COO)2) 및 아세트산철(Fe(CH3COO)2) 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아님을 명시한다. 또한 상기 금속화합물은 유무기나노세공체의 수분흡착특성을 보다 향상시킬 수 있는 유무기나노세공체 전구체를 제조하기 위한 반응물로 사용될 수 있다.Further, the metal compounds according to an embodiment of the present invention, lithium chloride (LiCl), zinc chloride (ZnCl 2), ferric chloride (Ⅱ) (FeCl 2), ferric chloride (Ⅲ) (FeCl 3), chloride, chromium (CrCl 3) , cerium chloride (CeCl 3), cobalt nitrate (Co (NO 3) 2) , nickel nitrate (Ni (NO 3) 2) , copper nitrate (Cu (NO 3) 2) , cobalt sulfate (CoSO 4), nickel sulfate (NiSO 4 ), CuSO 4 , FeSO 4 , Fe 2 (SO 4 ) 3 , Co (CH 3 COO) 2 , Nickel acetic acid But is not limited to, at least one selected from the group consisting of Ni (CH 3 COO) 2 ), copper acetate (Cu (CH 3 COO) 2 ) and iron acetate (Fe (CH 3 COO) 2 ) . Also, the metal compound may be used as a reactant for preparing an organic nanoporous material precursor capable of further improving the moisture adsorption characteristics of the organic nanoporous material.

또한, 본 발명의 실시예에 있어서 상기 알루미늄 전구체 대 푸마르산의 몰비는 10:2.5 내지 10:40의 범위인 조건에서 수행되는 것일 수 있다. 상기 몰비 범위는 목적하는 수분흡착 특성을 가질 수 있도록 유무기나노세공체의 평균 크기 및 세공의 평균 크기를 제어하기 위해 바람직한 수준이다.In an embodiment of the present invention, the molar ratio of the aluminum precursor to the fumaric acid may be in the range of 10: 2.5 to 10: 40. The molar ratio range is a desirable level for controlling the average size and pore size of the organic / inorganic nanoporous material so as to have the desired moisture adsorption characteristics.

또한, 본 발명의 실시예에 있어서 상기 금속화합물은 알루미늄 전구체 및 푸마르산의 몰 대비 1 mol% 내지 2 mol%인 조건에서 수행되는 것일 수 있다. 금속화합물의 함량이 총 몰 대비 1 mol% 미만일 경우에는 금속화합물이 유무기나노세공체의 특성을 향상시키는데 영향을 끼치기 어려운 수준이며, 2 mol% 초과일 경우에는 유무기나노세공체를 제조하는데 사용되는 금속화합물 이외에 반응하지 못한 금속화합물이 불순물로 작용하여 유무기나노세공체의 공극을 폐쇄시키는 경우에는 오히려 수분흡착특성을 저하시킬 수 있으며, 흡착된 수분의 탈착이 용이하지 않아 재사용이 불리할 수 있어 바람직하지 않다.In an embodiment of the present invention, the metal compound may be carried out at a molar ratio of 1 mol% to 2 mol% based on the mole of the aluminum precursor and the fumaric acid. When the content of the metal compound is less than 1 mol% based on the total molar amount, the metal compound is difficult to improve the properties of the organic nanoporous material. When the amount of the metal compound is more than 2 mol%, the nanoporous material is used In the case where the unreacted metal compound acts as an impurity to close the pores of the organic nanoporous material, the moisture adsorption characteristic may be deteriorated rather than the metallic compound, and the desorption of the adsorbed moisture is not easy and reuse may be disadvantageous Which is undesirable.

그 다음으로는 상기 유무기나노세공체 전구체를 결정화 반응시켜 생성물을 제조한다(S200).Next, the organic nanoporous material precursor is crystallized to produce a product (S200).

유무기나노세공체는 중심금속이 유기 리간드와 결합하여 형성된 다공성 유무기 고분자 화합물로, 골격구조 내에 유기물 및 무기물을 모두 포함하고 분자크기 또는 나노크기의 세공구조를 갖는 결정성 화합물이다. 본 발명의 유무기나노세공체는 알루미늄 전구체와 유기리간드인 푸마르산의 결정화 반응으로 형성되는 것으로, 종래 수분흡착용 다공체인 제올라이트나 실리카 대비 작은 세공을 형성하여 넓은 비표면적을 가질 수 있다. 또한 다공체 내에 수분을 흡착시키는 특성을 갖는 유무기나노세공체의 공극에 흡습성을 갖는 금속화합물을 도핑시켜 단일소재 대비 수분흡착특성을 보다 향상시키는데 일목적이 있다.The organic or inorganic nanoporous material is a porous organic polymer compound formed by combining a center metal with an organic ligand, and is a crystalline compound containing both organic and inorganic materials in the skeleton and having a pore structure of a molecular size or nano size. The organic-inorganic nanoporous material of the present invention is formed by a crystallization reaction of aluminum precursor and fumaric acid which is an organic ligand, and can form a small pore compared to zeolite or silica, which is a conventional porous material for moisture adsorption, and can have a wide specific surface area. It is another object of the present invention to further improve the moisture adsorption property of a single material by doping a metal compound having hygroscopicity to the pores of the organic / inorganic nano-porous material having the property of adsorbing moisture in the porous material.

본 발명의 실시예에 있어서 상기 결정화 반응은 100 ℃ 내지 200 ℃ 의 온도에서 12 시간 내지 40 시간 동안 수행되는 것일 수 있다. 본 발명의 결정화 반응은 알루미늄에 배위결합된 푸마르산으로부터 유무기나노세공체로 성장하는 단계일 수 있다. 상기 단계에서 반응온도가 100 ℃ 미만일 경우에는 반응속도가 느려 반응시간이 길어지면서 공정효율이 저하될 수 있으며, 200 ℃를 초과하는 경우에는 목적하는 조건의 유무기나노세공체를 형성하기에 곤란할 수 있으며, 반응속도가 빨라 불순물의 혼입이 쉬워지면서 순도가 저하되는 문제점을 야기할 수 있어 바람직하지 않다.In the embodiment of the present invention, the crystallization reaction may be performed at a temperature of 100 ° C to 200 ° C for 12 to 40 hours. The crystallization reaction of the present invention may be a step of growing from fumaric acid coordinated to aluminum to an organic nanoporous material. If the reaction temperature is lower than 100 ° C, the reaction rate may be slower and the reaction time may be prolonged to lower the process efficiency. If the reaction temperature is higher than 200 ° C, it may be difficult to form an organic / inorganic nano- And the reaction rate is so high that impurities are easily mixed, which causes a problem of lowering the purity, which is not preferable.

그 다음으로는 상기 생성물을 여과 및 정제하고, 건조시킨다(S300).Next, the product is filtered and purified and dried (S300).

본 발명의 실시예에 있어서 상기 건조는 100 ℃ 내지 200 ℃ 의 온도에서 수행되는 것일 수 있다. 건조 온도가 100 ℃ 미만일 경우에는 용매의 증발이 불충분 할 수 있고, 200 ℃를 초과하는 경우에는 필요이상의 에너지를 사용하는 문제점이 있어 바람직하지 않을 수 있다.In an embodiment of the present invention, the drying may be performed at a temperature of 100 ° C to 200 ° C. If the drying temperature is lower than 100 ° C, the evaporation of the solvent may be insufficient. If the drying temperature is higher than 200 ° C, it may be undesirable because it uses more energy than necessary.

본 발명의 실시예에 있어서 상기 금속이 도핑된 유무기나노세공체의 평균 크기는 100 nm 내지 20000 nm이고, 세공의 평균 직경은 0.3 nm 내지 1.5 nm일 수 있다. 수분흡착용 다공체는 입자 크기가 작을수록 비표면적이 증가하여 수분 흡착제 단위 중량당 수분흡착량이 증가하는 경향을 나타내는데, 입자크기가 100 nm 미만일 경우에는 표면에너지가 커지면서 입자간의 응집특성이 증가하여 용매에 균일하게 분산시키는 것이 곤란할 수 있다. 또한, 입자 크기가 20000 nm를 초과하는 경우에는 비표면적의 저하로 목적하는 구동압력 범위에서의 수분흡착 특성을 향상시키는데 있어 제한될 수 있다.In the exemplary embodiment of the present invention, the metal-doped organic / inorganic nanoporous material may have an average size of 100 nm to 20000 nm and an average diameter of pores of 0.3 nm to 1.5 nm. When the particle size is less than 100 nm, the surface energy is increased and the agglomeration characteristics of the particles are increased, so that the amount of adsorbed water It may be difficult to uniformly disperse them. In addition, when the particle size exceeds 20000 nm, the specific surface area may be lowered to improve the moisture adsorption property in the target driving pressure range.

또한, 예를 들어 유무기나노세공체는 금속 이온과 유기 리간드의 규칙적인 결합으로 인하여 나노 수준의 세공을 다수 가지고 있으며, 나노 크기의 세공에 수분을 포함하는 기체 분자를 흡착시킬 수 있는 특징을 갖는다. 따라서 유무기나노세공체에 형성된 세공의 크기가 작을수록 수분 흡착제의 비표면적이 증가함에 따라 수분 흡착제 단위 중량당 수분 흡착량 및 수분 흡착 속도를 극대화할 수 있다. 이 때문에 유무기나노세공체 입자 내에 마련된 세공의 크기는 작을수록 수분 흡착제로서 유리한 특성을 나타내는 경향을 보인다. 다만, 세공의 크기가 0.3 nm 미만인 경우, 세공의 크기가 과도하게 작아 수분의 침투성이 저하되어 수분 흡착 성능이 저하될 수 있고, 금속화합물의 도핑에 영향을 줄 수 있어 바람직하지 않을 수 있고, 세공의 크기가 1.5 nm를 초과하는 경우, 비표면적의 감소로 목적하는 수분 흡착 성능을 구현하는데 제한될 수 있다.In addition, for example, organic nanoporous materials have many nano-scale pores due to the regular combination of metal ions and organic ligands, and are capable of adsorbing gaseous molecules including moisture in nano-sized pores . Accordingly, as the specific surface area of the moisture adsorbent increases as the size of the pores formed in the organic nanoporous material decreases, the moisture adsorption amount and the moisture adsorption rate per unit weight of the adsorbent can be maximized. Therefore, the smaller the size of the pores provided in the organic nanoporous material particles, the more favorable characteristics are exhibited as a moisture adsorbent. However, when the pore size is less than 0.3 nm, the pore size may be excessively small, so that the permeability of water may be lowered and the water adsorption performance may be deteriorated, which may affect the doping of the metal compound, Is larger than 1.5 nm, the reduction of the specific surface area may be limited to realize the desired moisture adsorption performance.

그 다음으로는 상기 생성물을 여과 및 정제하고, 건조시키는 단계 이후에, 상기 건조된 생성물을 파쇄하는 단계 및 상기 파쇄된 생성물에 존재하는 여분의 수분을 제거하기 위해 진공건조 시킨다.The product is then filtered and purified and dried, followed by disruption of the dried product and vacuum drying to remove excess moisture present in the product.

예를 들어, 유무기나노세공체 구조의 수분 흡착제는 표면적이 넓을 수록 보다 많은 기체를 흡착하는 경향을 나타낸다. 따라서 수분 흡착 특성을 극대화시키기 위하여 소정의 시간 동안 생성물을 파쇄기를 이용하여 분쇄하는 공정을 수행하는 것이 바람직하다. 또한 파쇄된 분말을 진공건조시켜 금속이 도핑된 유무기나노세공체를 제조하는 단계에서는 진공건조기를 통해 상기 유무기나노세공체에 포함된 여분의 수분을 완전히 제거하여 수분 흡착 특성을 보다 향상시킬 수 있는 단계이다.For example, the moisture adsorbent of the organic nanoporous structure has a tendency to absorb more gas as the surface area is wider. Therefore, in order to maximize the moisture adsorption characteristic, it is preferable to carry out the step of pulverizing the product using a crusher for a predetermined time. Further, in the step of vacuum-drying the pulverized powder to prepare a metal-doped organic or inorganic nano-porous body, the excess moisture contained in the organic / inorganic nanoporous material is completely removed through a vacuum drier, It is a step.

이하, 금속이 도핑된 유무기나노세공체 제조방법으로 제조된 금속이 도핑된 유무기나노세공체에 대하여 설명한다.Hereinafter, the metal-doped organic / inorganic nanoporous material produced by the metal-doped organic / inorganic nanoporous material manufacturing method will be described.

본 발명의 금속이 도핑된 유무기나노세공체는 알루미늄 전구체 및 유기리간드의 결정화 반응으로 세공구조가 형성되고, 세공 사이에 금속이 도핑되어 종래 수분흡착용 다공체인 제올라이트 또는 실리카 대비 작은 세공을 형성하여 넓은 비표면적을 가질 뿐만 아니라, 수분 흡착 특성이 보다 향상된 금속이 도핑된 유무기나노세공체일 수 있다. 특히, 상기 유무기나노세공체는 유기리간드로 불포화 디카르복실산 중 하나인 푸마르산을 사용하는데, 이는 수중에서의 반응을 가능케하여 보다 친환경적으로 제조할 수 있으며, 보다 견고한 금속이 도핑된 유무기나노세공체를 형성한다.The metal-doped organic / inorganic nanoporous material of the present invention forms a pore structure by the crystallization reaction of an aluminum precursor and an organic ligand, and a metal is doped between the pores to form small pores compared to zeolite or silica, It can be a metal-doped organic or inorganic nano-porous body having not only a large specific surface area, but also improved water absorption characteristics. Particularly, the organic or inorganic nanoporous material uses fumaric acid, which is one of unsaturated dicarboxylic acids, as an organic ligand, which enables reaction in water to be produced in a more environmentally friendly manner, and a more rigid metal- Thereby forming a porous body.

이하 금속이 도핑된 유무기나노세공체 제조방법으로 제조된 금속이 도핑된 유무기나노세공체를 포함하는 금속이 도핑된 유무기나노세공체 수분흡착제에 대하여 설명한다.Hereinafter, a metal-doped organic / inorganic nano-porous body moisture sorbent including a metal-doped organic / inorganic nano-porous body manufactured by a metal-doped organic / inorganic nanoporous material manufacturing method will be described.

본 발명의 실시예에 있어서 상기 금속이 도핑된 유무기나노세공체 수분흡착제는 구동압력 P/P0 = 0.1 내지 0.3의 범위에서 최대 수분흡착량이 400 mg/g 이상으로 우수한 것을 특징으로 할 수 있으며, 이와 관련하여서는 후술하는 제조예 및 실험예에서 구체적으로 설명하기로 한다.In the embodiment of the present invention, the metal-doped organic / inorganic nanoporous material moisture adsorbent has a maximum moisture adsorption amount of 400 mg / g or more in the range of the driving pressure P / P 0 = 0.1 to 0.3 , And the production examples and experimental examples to be described later will be described in detail.

이하, 본 발명의 제조예 및 실험예를 기재한다. 그러나, 이들 제조예 및 실험예는 본 발명의 구성 및 효과를 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아님을 명시한다.Hereinafter, Preparation Examples and Experimental Examples of the present invention will be described. However, these production examples and experimental examples are intended to explain the constitution and effects of the present invention more specifically, and the scope of the present invention is not limited thereto.

[제조예 1][Production Example 1]

금속이 Metal 도핑된Doped 유무기나노세공체Organic and inorganic nanoporous material 수분흡착제 제조 Manufacture of moisture adsorbent

Al2(SO4)3·18H2O 1.28 g, 푸마르산 0.45 g, 우레아 0.24 g 및 FeCl2 1 mol %를 물 13 ml에 녹이고, 30 분 동안 혼합한 후 오토클레이브 반응기에 투입하여 110 ℃에서 32 시간 동안 반응시킨다. 반응이 완료된 생성물을 물 및 에탄올로 여과 및 정제 후 오븐에서 100 ℃로 밤새 건조시켰다. 건조가 완료된 생성물을 파쇄 및 진공건조시켜 금속이 도핑된 유무기나노세공체 수분흡착제를 제조하였다.1.28 g of Al 2 (SO 4 ) 3 .18H 2 O, 0.45 g of fumaric acid, 0.24 g of urea and 1 mol% of FeCl 2 were dissolved in 13 ml of water, mixed for 30 minutes and then charged into an autoclave reactor to obtain 32 Lt; / RTI > The reaction product was filtered and purified with water and ethanol, and then dried overnight in an oven at 100 ° C. The dried product was crushed and vacuum dried to prepare a metal-doped organic or inorganic nano-porous body moisture adsorbent.

[제조예 2][Production Example 2]

상기 제조예 1에서 FeCl2 를 사용하지 않는다는 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 유무기나노세공체 수분흡착제를 제조하였다.Except that FeCl 2 was not used in Preparation Example 1, to prepare an organic nanoporous material moisture adsorbent.

[제조예 3][Production Example 3]

상기 제조예 1에서 FeCl2 대신 FeCl3를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 금속이 도핑된 유무기나노세공체 수분흡착제를 제조하였다.Except that FeCl 3 was used instead of FeCl 2 in Production Example 1, a metal-doped organic or inorganic nano-porous body moisture adsorbent was prepared.

[제조예 4][Production Example 4]

상기 제조예 1에서 FeCl2 1 mol% 대신 2 mol%를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 금속이 도핑된 유무기나노세공체 수분흡착제를 제조하였다.Except that 2 mol% of FeCl 2 was used instead of 1 mol% of FeCl 2 in Preparation Example 1 to prepare a metal-doped organic or inorganic nanoporous material moisture adsorbent.

[제조예 5][Production Example 5]

상기 제조예 1에서 FeCl2 1 mol% 대신 3 mol%를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 금속이 도핑된 유무기나노세공체 수분흡착제를 제조하였다.Except that 3 mol% of FeCl 2 instead of 1 mol% was used in Preparation Example 1 to prepare a metal-doped organic or inorganic nanoporous material moisture adsorbent.

[제조예 6][Production Example 6]

상기 제조예 1에서 FeCl2 1 mol% 대신 5 mol%를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 금속이 도핑된 유무기나노세공체 수분흡착제를 제조하였다.Except that 5 mol% of FeCl 2 instead of 1 mol% was used in Preparation Example 1 to prepare a metal-doped organic or inorganic nanoporous material moisture adsorbent.

[제조예 7][Production Example 7]

상기 제조예 1에서 FeCl2 대신 CeCl3를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 금속이 도핑된 유무기나노세공체 수분흡착제를 제조하였다.Except that CeCl 3 was used instead of FeCl 2 in Production Example 1, a metal-doped organic or inorganic nano-porous body moisture adsorbent was prepared.

[제조예 8][Production Example 8]

상기 제조예 1에서 FeCl2 대신 CrCl3를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 금속이 도핑된 유무기나노세공체 수분흡착제를 제조하였다.Except that CrCl 3 was used instead of FeCl 2 in Preparation Example 1 to prepare a metal-doped organic or inorganic nanoporous material moisture adsorbent.

[제조예 9][Production Example 9]

상기 제조예 1에서 FeCl2 대신 Co(NO3)2를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 금속이 도핑된 유무기나노세공체 수분흡착제를 제조하였다.Except that Co (NO 3 ) 2 was used instead of FeCl 2 in Production Example 1 to prepare a metal-doped organic or inorganic nanoporous material moisture adsorbent.

[제조예 10][Production Example 10]

상기 제조예 1에서 FeCl2 대신 Ni(NO3)2를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 금속이 도핑된 유무기나노세공체 수분흡착제를 제조하였다.Except that Ni (NO 3 ) 2 was used instead of FeCl 2 in Production Example 1 to prepare a metal-doped organic or inorganic nanoporous material moisture adsorbent.

[제조예 11][Production Example 11]

상기 제조예 1에서 FeCl2 대신 Cu(NO3)2를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 금속이 도핑된 유무기나노세공체 수분흡착제를 제조하였다.Except that Cu (NO 3 ) 2 was used instead of FeCl 2 in Production Example 1 to prepare a metal-doped organic or inorganic nano-porous body moisture adsorbent.

[제조예 12][Production Example 12]

상기 제조예 1에서 FeCl2 대신 ZnCl2를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 금속이 도핑된 유무기나노세공체 수분흡착제를 제조하였다.Except that ZnCl 2 was used instead of FeCl 2 in Production Example 1 to prepare a metal-doped organic or inorganic nanoporous material moisture adsorbent.

[제조예 13][Production Example 13]

상기 제조예 1에서 FeCl2 대신 LiCl을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 금속이 도핑된 유무기나노세공체 수분흡착제를 제조하였다.Except that LiCl was used instead of FeCl 2 in Production Example 1, to prepare a metal-doped organic or inorganic nanoporous material moisture adsorbent.

[실험예 1][Experimental Example 1]

철(Fe)의 Of iron (Fe) 이온가수에Ionic 따른 금속이  The resulting metal 도핑된Doped 유무기나노세공체Organic and inorganic nanoporous material 수분흡착제의 수분 흡착 특성 Moisture adsorption characteristics of moisture adsorbent

금속이 도핑된 유무기나노세공체 수분흡착제에서 금속 물질 중 철(Fe)의 이온가수에 따른 수분 흡착 특성을 알아보고자 수분흡착등온선 분석을 25 ℃에서 실시하였으며, 이의 결과를 도 2에 도시하였다.The water adsorption isotherms were analyzed at 25 ° C in order to investigate the water adsorption characteristics of iron (Fe) ions in metallic materials in metal-doped organic and inorganic nanoporous material adsorbents. The results are shown in FIG.

도 2를 참조하면, 금속을 도핑하지 않은 제조예 2의 유무기나노세공체는 구동압력 P/P0 = 0.1 내지 0.3의 범위에서 최대 수분흡착량이 425.7 mg/g인 것으로 확인되었으며, 철(Fe) 3가 이온 상태로 도핑된 제조예 3의 금속이 도핑된 유무기나노세공체는 431.5 mg/g으로 제조예 2 대비 수분 흡착 특성이 향상되는 것으로 확인되었다. 또한, 철(Fe) 2가 이온 상태로 도핑된 제조예 1의 유무기나노세공체는 최대 수분흡착량이 457.7 mg/g인 것으로 확인되었다. 이러한 결과로 유무기나노세공체에 금속을 도핑하면 수분 흡착 특성이 향상되고, 철(Fe) 3가 이온보다 철(Fe) 2가 이온으로 도핑하였을 때 수분 흡착 특성이 보다 더 향상되는 것으로 판단할 수 있다.2, the organic nanoporous material of Production Example 2 in which the metal was not doped was found to have a maximum moisture adsorption amount of 425.7 mg / g in the range of the driving pressure P / P 0 = 0.1 to 0.3, and iron (Fe ) Trivalent ion doped organic / inorganic nanoporous material of Production Example 3 was 431.5 mg / g, which was found to improve the water adsorption characteristic compared to Production Example 2. [ Further, it was confirmed that the maximum amount of moisture adsorption of the organic nanoporous material of Production Example 1 doped with iron (Fe) 2 ion was 457.7 mg / g. As a result, it was concluded that the metal nanoporous material doped with metal improves the water adsorption characteristics and further improves the water adsorption characteristics when iron (Fe) 2 ions are doped more than iron (Fe) 3 ions .

[실험예 2][Experimental Example 2]

FeClFeCl 22 함량에 따른 금속이  The content of metal 도핑된Doped 유무기나노세공체Organic and inorganic nanoporous material 수분흡착제의 수분 흡착 특성 Moisture adsorption characteristics of moisture adsorbent

금속이 도핑된 유무기나노세공체 수분흡착제에서 금속화합물의 함량에 따른 수분 흡착 특성을 알아보고자 수분흡착등온선 분석을 25 ℃에서 실시하였으며, 이의 결과를 도 3에 도시하였다.Water adsorption isotherms were analyzed at 25 ℃ in order to investigate the water adsorption characteristics of metal-doped organic and inorganic nanoporous water adsorbents according to the content of metal compounds. The results are shown in FIG.

도 3을 참조하면, FeCl2를 1 mol% 도핑한 제조예 1의 금속이 도핑된 유무기나노세공체는 구동압력 P/P0 = 0.1 내지 0.3의 범위에서 최대 수분흡착량이 457.7 mg/g인 것으로 확인되었으며, 몰 함량이 증가할수록 수분 흡착 특성이 미소하게 감소하는 것을 확인하였다. 이는 금속화합물이 적정량보다 과량으로 들어갈 경우, 금속화합물이 불순물로 작용하여 유무기나노세공체의 공극을 폐쇄시키는 경우에는 오히려 수분흡착특성을 저하시킬 수 있는 것으로 판단할 수 있다.Referring to FIG. 3, the metal-doped organic / inorganic nanoporous material of Production Example 1 doped with 1 mol% of FeCl 2 had a maximum moisture adsorption amount of 457.7 mg / g at a driving pressure P / P 0 of 0.1 to 0.3 And it was confirmed that the moisture adsorption characteristics were slightly decreased as the molar content was increased. It can be judged that when the metal compound enters the excess amount than the proper amount, the metal compound acts as an impurity and closes the pores of the organic nanoporous material, the moisture adsorption characteristics may be lowered.

[실험예 3][Experimental Example 3]

3가 금속화합물 종류에 따른 금속이 Metal according to the kind of trivalent metal compound 도핑된Doped 유무기나노세공체Organic and inorganic nanoporous material 수분흡착제의 수분 흡착 특성 Moisture adsorption characteristics of moisture adsorbent

금속이 도핑된 유무기나노세공체 수분흡착제에서 3가 금속화합물 종류에 따른 수분 흡착 특성을 알아보고자 수분흡착등온선 분석을 25 ℃에서 실시하였으며, 이의 결과를 도 4에 도시하였다.Water adsorption isotherms were analyzed at 25 ℃ in order to investigate the water adsorption characteristics of the metal-doped organic and inorganic nanoporous water adsorbents according to the type of the trivalent metal compound. The results are shown in FIG.

도 4를 참조하면, FeCl3를 도핑한 제조예3, CeCl3를 도핑한 제조예 7 및 CrCl3를 도핑한 제조예 8의 금속이 도핑된 유무기나노세공체는 구동압력 P/P0 = 0.1 내지 0.3의 범위에서 최대 수분흡착량이 각각 431.5 mg/g, 446.6 mg/g 및 425.3 mg/g인 것으로 확인되었다. 이러한 결과는 유무기나노세공체에 3가 금속화합물을 도핑하면 수분 흡착 특성이 향상되는 것으로 판단할 수 있다.4, Production Example 3 doped with FeCl 3 , Production Example 7 doped with CeCl 3 , and Metal-doped organic nanoporous material of Production Example 8 doped with CrCl 3 had a driving pressure P / P 0 = It was confirmed that the maximum moisture adsorption amounts in the range of 0.1 to 0.3 were 431.5 mg / g, 446.6 mg / g and 425.3 mg / g, respectively. These results suggest that the dewatered nanoporous material may be doped with a trivalent metal compound to improve the water adsorption characteristics.

[실험예 4][Experimental Example 4]

2가 금속화합물 종류에 따른 금속이 The metal according to the kind of the divalent metal compound 도핑된Doped 유무기나노세공체Organic and inorganic nanoporous material 수분흡착제의 수분 흡착 특성 Moisture adsorption characteristics of moisture adsorbent

금속이 도핑된 유무기나노세공체 수분흡착제에서 2가 금속화합물 종류에 따른 수분 흡착 특성을 알아보고자 수분흡착등온선 분석을 25 ℃에서 실시하였으며, 이의 결과를 도 5에 도시하였다.Water adsorption isotherms were analyzed at 25 ° C in order to investigate the water adsorption characteristics of the metal-doped organic and inorganic nanoporous material adsorbents according to the kind of the divalent metal compound. The results are shown in FIG.

도 5를 참조하면, Co(NO3)2를 도핑한 제조예 9, Ni(NO3)2를 도핑한 제조예 10, Cu(NO3)2를 도핑한 제조예 11 및 ZnCl2를 도핑한 제조예 12의 금속이 도핑된 유무기나노세공체는 구동압력 P/P0 = 0.1 내지 0.3의 범위에서 최대 수분흡착량이 각각 426.8 mg/g, 439.5 mg/g, 435.9 mg/g 및 437.3 mg/g인 것으로 확인되었다. 이러한 결과는 유무기나노세공체에 2가 금속화합물을 도핑하면 수분 흡착 특성이 향상되는 것으로 판단할 수 있다.Referring to FIG. 5, it can be seen that Example 9 which is doped with Co (NO 3 ) 2 , Production Example 10 doped with Ni (NO 3 ) 2 , Production Example 11 doped with Cu (NO 3 ) 2 and ZnCl 2 the metal of Preparation 12 doped inorganic nanoporous body is a drive pressure P / P 0 = 0.1 to 0.3 respectively, 426.8 mg / g the amount of the maximum water absorption in the range of, 439.5 mg / g, 435.9 mg / g and 437.3 mg / g. These results suggest that the dewatered metal compound doped with organic nanoporous materials improves the water adsorption characteristics.

[실험예 5][Experimental Example 5]

1가 금속화합물 종류에 따른 금속이 Metal according to the type of monovalent metal compound 도핑된Doped 유무기나노세공체Organic and inorganic nanoporous material 수분흡착제의 수분 흡착 특성 Moisture adsorption characteristics of moisture adsorbent

금속이 도핑된 유무기나노세공체 수분흡착제에서 1가 금속화합물 종류에 따른 수분 흡착 특성을 알아보고자 수분흡착등온선 분석을 25 ℃에서 실시하였으며, 이의 결과를 도 6에 도시하였다.In order to investigate the water adsorption characteristics according to the type of monovalent metal compound in the metal-doped organic or inorganic nanoporous material adsorbent, moisture adsorption isotherms were analyzed at 25 ° C. and the results are shown in FIG.

도 6을 참조하면, LiCl을 도핑한 제조예 13의 금속이 도핑된 유무기나노세공체는 구동압력 P/P0 = 0.1 내지 0.3의 범위에서 최대 수분흡착량이 453.4 mg/g인 것으로 확인되었다. 이러한 결과는 유무기나노세공체에 1가 금속화합물을 도핑하면 수분 흡착 특성이 향상되는 것으로 판단할 수 있다.Referring to FIG. 6, it was confirmed that the metal-doped organic-inorganic nanoporous material of Production Example 13 doped with LiCl had a maximum moisture adsorption amount of 453.4 mg / g in the range of the driving pressure P / P 0 = 0.1 to 0.3. These results indicate that the adsorption characteristics of water can be improved by doping a monovalent metal compound with an organic nanoporous material.

따라서 본 발명의 제조예 및 실험예를 참조하면, 금속이 도핑된 유무기나노세공체는 금속이 도핑되지 않은 유무기나노세공체보다 구동압력 P/P0 = 0.1 내지 0.3의 범위에서 최대 수분흡착량이 증가하고, 이러한 결과는 금속이 도핑된 유무기나노세공체의 수분 흡착 특성이 향상한 것을 확인할 수 있었다. 특히, FeCl2 금속화합물 1 mol%를 사용하여 금속을 도핑한 유무기나노세공체는 구동압력 P/P0 = 0.1 내지 0.3의 범위에서 최대 수분흡착량이 457.7 mg/g으로, 높은 수분 흡착 특성을 갖는 것으로 확인되었다. 아울러 수분흡착제 대비 금속화합물의 적정 함량보다 증가할수록 수분흡착량이 저하되는 경향을 확인하였다.Thus, referring to the Production Examples and Experimental Examples of the present invention, the metal-doped organic or inorganic nano-porous body has a maximum moisture adsorption capacity in the range of driving pressure P / P 0 = 0.1 to 0.3 And the results showed that the moisture adsorption characteristics of the metal-doped organic / inorganic nanoporous material were improved. In particular, the organic or inorganic nano-porous body doped with 1 mol% FeCl 2 metal compound has a maximum moisture adsorption amount of 457.7 mg / g in the range of the driving pressure P / P 0 = 0.1 to 0.3, . Also, it was confirmed that the amount of adsorption of water decreased as the amount of metal compound was increased than that of water adsorbent.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included within the scope of the present invention.

Claims (12)

알루미늄 전구체, 푸마르산 및 금속화합물을 물에 용해시켜 유무기나노세공체 전구체를 제조하는 단계;
상기 유무기나노세공체 전구체를 결정화 반응시켜 생성물을 제조하는 단계; 및
상기 생성물을 여과 및 정제하고, 건조시키는 단계;를 포함하고,
상기 알루미늄 전구체 대 푸마르산의 몰비는 10:2.5 내지 10:40의 범위인 조건에서 수행되는 것을 특징으로 하고,
상기 금속화합물은 염화리튬(LiCl), 염화아연(ZnCl2), 염화철(Ⅱ)(FeCl2), 염화철(Ⅲ)(FeCl3), 염화크롬(CrCl3), 염화세륨(CeCl3), 질산코발트(Co(NO3)2), 질산니켈(Ni(NO3)2), 질산구리(Cu(NO3)2), 황산코발트(CoSO4), 황산니켈(NiSO4), 황산구리(CuSO4), 황산철(Ⅱ)(FeSO4), 황산철(Ⅲ)(Fe2(SO4)3), 아세트산코발트(Co(CH3COO)2), 아세트산니켈(Ni(CH3COO)2), 아세트산구리(Cu(CH3COO)2) 및 아세트산철(Fe(CH3COO)2) 중에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하고,
상기 금속화합물은 총 몰량 대비 1 mol% 내지 2 mol%인 조건에서 수행되는 것을 특징으로 하는 금속이 도핑된 유무기나노세공체 제조방법.
Aluminum precursor, fumaric acid and a metal compound in water to prepare an organic nanoporous precursor;
Preparing a product by subjecting the organic / inorganic nanoporous material precursor to a crystallization reaction; And
Filtering and purifying the product, and drying the product;
Wherein the molar ratio of aluminum precursor to fumaric acid is in the range of 10: 2.5 to 10: 40,
The metal compound is lithium chloride (LiCl), zinc chloride (ZnCl 2), ferric chloride (Ⅱ) (FeCl 2), ferric chloride (Ⅲ) (FeCl 3), chloride, chromium (CrCl 3), cerium chloride (CeCl 3), nitric acid cobalt (Co (NO 3) 2) , nickel nitrate (Ni (NO 3) 2) , copper nitrate (Cu (NO 3) 2) , cobalt sulfate (CoSO 4), nickel sulfate (NiSO 4), copper sulfate (CuSO 4 ), iron sulfate (ⅱ) (FeSO 4), ferrous sulfate (ⅲ) (Fe 2 (SO 4) 3), cobalt acetate (Co (CH 3 COO) 2 ), nickel acetate (Ni (CH 3 COO) 2 ) , Copper acetate (Cu (CH 3 COO) 2 ) and iron acetate (Fe (CH 3 COO) 2 )
Wherein the metal compound is performed at a molar ratio of 1 mol% to 2 mol% based on the total molar amount of the metal compound.
제 1항에 있어서,
상기 알루미늄 전구체는 질산알루미늄(Al(NO3)3), 염화알루미늄(AlCl3), 황산알루미늄(Al2(SO4)3) 및 이들의 수화물 중에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속이 도핑된 유무기나노세공체 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the aluminum precursor comprises at least one selected from aluminum nitrate (Al (NO 3 ) 3 ), aluminum chloride (AlCl 3 ), aluminum sulfate (Al 2 (SO 4 ) 3 ) (Method for manufacturing metal - doped organic / inorganic nanoporous material).
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 결정화 반응은 100 ℃ 내지 200 ℃ 의 온도에서 12 시간 내지 40 시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 금속이 도핑된 유무기나노세공체 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the crystallization is performed at a temperature of 100 ° C to 200 ° C for 12 hours to 40 hours.
제 1항에 있어서,
상기 건조는 100 ℃ 내지 200 ℃ 의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 금속이 도핑된 유무기나노세공체 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the drying is performed at a temperature of 100 ° C to 200 ° C.
제 1항에 있어서,
상기 금속이 도핑된 유무기나노세공체의 평균 크기는 100 nm 내지 20000 nm이고, 세공의 평균 직경은 0.3 nm 내지 1.5 nm 인 것을 특징으로 하는 금속이 도핑된 유무기나노세공체 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the metal-doped organic / inorganic nanoporous material has an average size of 100 nm to 20000 nm and an average diameter of pores of 0.3 nm to 1.5 nm.
제 1항에 있어서,
상기 생성물을 여과 및 정제하고, 건조시키는 단계 이후에,
상기 건조된 생성물을 파쇄하는 단계; 및
상기 파쇄된 생성물에 존재하는 여분의 수분을 제거하기 위해 진공건조시키는 단계;를 더 포함하는 금속이 도핑된 유무기 나노세공체 제조방법.
The method according to claim 1,
After filtering and purifying the product and drying,
Crushing the dried product; And
And vacuum-drying the organic nanoporous material to remove excess water present in the crushed product.
제 1항의 제조방법으로 제조된 금속이 도핑된 유무기나노세공체.
A metal-doped organic or inorganic nano-porous body produced by the manufacturing method of claim 1.
제 1항의 제조방법으로 제조된 금속이 도핑된 유무기나노세공체를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속이 도핑된 유무기 나노세공체 수분흡착제.
A metal-doped organic or inorganic nano-porous body moisture sorbent, comprising a metal-doped organic or inorganic nano-porous body produced by the method of claim 1.
제 11항에 있어서,
상기 금속이 도핑된 유무기나노세공체 수분흡착제는 구동압력 P/P0 = 0.1 내지 0.3의 범위에서 최대 수분흡착량(흡착제 단위중량 당 흡착되는 수분의 양)이 400 mg/g 이상인 것을 특징으로 하는 금속이 도핑된 유무기나노세공체 수분흡착제.
12. The method of claim 11,
The metal-doped organic / inorganic nano-porous body moisture adsorbent has a maximum water adsorption amount (amount of water adsorbed per unit weight of the adsorbent) of 400 mg / g or more in the range of the driving pressure P / P 0 = 0.1 to 0.3 A metal-doped organic or inorganic nano-porous body moisture sorbent.
KR1020160141080A 2016-10-27 2016-10-27 Metal doped organic-inorganic nanoporous materials adsorbent of water and method for manufacturing of adsorbent of water using the same KR101950316B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160141080A KR101950316B1 (en) 2016-10-27 2016-10-27 Metal doped organic-inorganic nanoporous materials adsorbent of water and method for manufacturing of adsorbent of water using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160141080A KR101950316B1 (en) 2016-10-27 2016-10-27 Metal doped organic-inorganic nanoporous materials adsorbent of water and method for manufacturing of adsorbent of water using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180046164A KR20180046164A (en) 2018-05-08
KR101950316B1 true KR101950316B1 (en) 2019-02-20

Family

ID=62187556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160141080A KR101950316B1 (en) 2016-10-27 2016-10-27 Metal doped organic-inorganic nanoporous materials adsorbent of water and method for manufacturing of adsorbent of water using the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101950316B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102161298B1 (en) * 2018-11-29 2020-10-05 한국생산기술연구원 Organic-inorganic nanoporous material adsorbent and method for manufacturing the same

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101253985B1 (en) * 2013-01-14 2013-04-15 한국화학연구원 Porous organic-inorganic hybrid materials, method for preparing thereof, adsorbant comprising them and application thereof

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101421183A (en) * 2006-04-18 2009-04-29 巴斯夫欧洲公司 Metal oxide prepared by metal organic backbone material
KR20110019804A (en) 2009-08-21 2011-03-02 한국화학연구원 Method for preparing organic-inorganic hybrid nanoporous material, organic-inorganic hybrid nanoporous materials obtained by said method and use thereof
KR101602801B1 (en) * 2014-03-13 2016-03-14 한국생산기술연구원 A zeolite-metalchloride hybrid composite for absorption of moisture, and manufacturing method of it

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101253985B1 (en) * 2013-01-14 2013-04-15 한국화학연구원 Porous organic-inorganic hybrid materials, method for preparing thereof, adsorbant comprising them and application thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Felix Jeremias외 3인, RSC Adv., 2014, 4, 24073-24082

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180046164A (en) 2018-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ghanbari et al. A review on production of metal organic frameworks (MOF) for CO2 adsorption
US8168813B2 (en) Porous organic-inorganic hybrid materials and adsorbent comprising the same
KR101158456B1 (en) Porous organic-inorganic hybrid materials with crystallinity and method for preparing thereof
CN107921409B (en) Method for preparing moisture-absorbing composition, moisture-absorbing composition prepared by the same and moisture-absorbing composition for surface coating
KR100982641B1 (en) Adsorbent including crystalline porous organic-inorganic hybrid materials
Qadir et al. Synthesis, characterization, and water adsorption properties of a novel multi-walled carbon nanotube/MIL-100 (Fe) composite
KR101253985B1 (en) Porous organic-inorganic hybrid materials, method for preparing thereof, adsorbant comprising them and application thereof
KR102267930B1 (en) Novel aluminum-based metal-organic framework having a 3-dimensinal porous structure comprising 2 or more ligands, and preparation method therefor and uses thereof
KR20120021899A (en) Porous organic-inorganic hybrid materials, method for preparing thereof, adsorbant comprising them and application thereof
KR101728505B1 (en) Organic-inorganic nanoporous materials and metal halide hybrid adsorbent, and manufacturing method of the same, and application of the same
Jahan et al. Water adsorption characterization of bivalent metal doped HKUST-1
JP3545678B2 (en) Oxygen gas absorbent, method for producing the same, and method for absorbing oxygen gas
KR101950316B1 (en) Metal doped organic-inorganic nanoporous materials adsorbent of water and method for manufacturing of adsorbent of water using the same
KR102255608B1 (en) Manufacturingmethod of organic-inorganic nanoporous material adsorbent and adsorbent produced by the same
JP2017039633A (en) Zirconium hydroxide mesoporous body having carbon dioxide adsorptivity, manufacturing method therefor and carbon dioxide adsorbent consisting of zirconium hydroxide mesoporous body
KR102218847B1 (en) Fabrication method of organic-inorganic nanoporous material adsorbent and organic-inorganic nanoporous material adsorbent using it
KR102161298B1 (en) Organic-inorganic nanoporous material adsorbent and method for manufacturing the same
KR20180128383A (en) Organic-inorganic nanoporous materials and metallic salts hybrid adsorbent, and manufacturing method of the same, and coating composite comprising the same
JP5551119B2 (en) Porous organic / inorganic hybrid and adsorbent containing the same
JP2004074025A (en) Gas adsorbent, and gas separation apparatus and gas storage apparatus using the same
KR20170135117A (en) Organic-inorganic nanoporous materials and metallic salts hybrid adsorbent, and manufacturing method of the same, and coating composite comprising the same
KR101742293B1 (en) Hierarchical nano porous aluminophosphate having excellent moisture absorption and Manufacturing method thereof
KR100890347B1 (en) Absorbent Comprising Porous Organic-Inorganic Hybrid Materials
Xie et al. Influence of alkalinization over MIL-100 (Fe) for enhanced VOCs adsorbents

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant