KR102549170B1 - 세륨 화합물의 제조 방법 - Google Patents

세륨 화합물의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본원은 세륨 전구체 및 카보닐다이이미다졸(1,1′-Carbonyldiimidazole, CDI)을 비수계 용매에 첨가하여 혼합용액을 제조하는 단계; 상기 혼합용액을 교반하는 단계; 및 상기 혼합용액으로부터 세륨 화합물을 수득하는 단계; 를 포함하는, 세리아 입자의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

세륨 화합물의 제조 방법 {METHOD FOR PREPARING CERIUM COMPOUND}
본원은 세륨 화합물의 제조 방법에 관한 것이다.
세리아(산화세륨, CeO2)는 독특한 물리적, 화학적 및 촉매적 특성을 가지고 있어 산업적 촉매, 광택제, 광촉매, 산소저장물질, 고체산화물 연료전지를 위한 전해질, 생체 내 촉매 및 항산화제 등으로 응용되어 다양한 분야에서 사용된다. 아울러 세륨 카보네이트는 세리아를 만드는데 있어서 간편한 제작방법과 대량생산의 용이성으로 인해 세리아의 전구체로서 광범위하게 쓰이고 있다.
종래의 세리아와 세륨 카보네이트를 제조하는 기술은 가열로서 발생하는 우레아(urea) 분해를 통한 침전(precipitation)을 이용하거나 높은 온도와 고압상태를 도입하는 수열방식(hydrothermal synthesis) 및 마이크로웨이브나 초음파를 이용하여 순간적으로 가열하는 방식들을 이용하였으나, 이러한 방법을 이용할 경우 urea를 분해하기 위해서 합성과정에서 특정 온도로 장시간 가열하는 단계가 포함되거나, 가열에 필요한 추가 가열기구 또는 특수장비 등이 필요하게 된다.
또한, 가열과정 시 특정 온도를 지속적으로 유지하기 어려운 경우가 많으며, 특히 반응조의 용량이 큰 경우 반응조 내부 전체에 균일하게 열을 전달하기 어려운 경우가 있어서 제조되는 세리아 입자의 품질 저하 등의 문제가 발생할 수 있다는 문제점이 존재하며, 이는 산업화를 위한 대량생산체제를 고려할 때 단점으로 작용할 수 있다.
대한민국 공개특허 제10-2010-0084318호는 세리아 나노입자 및 그의 제조방법에 대한 것이다. 상기 특허에서는 5 nm 이하의 균일한 크기를 갖는 구형의 세리아 나노입자를 간단한 공정을 통해 제조하는 방법에 대해서 개시하고 있으나, 14 시간 동안 감마선을 조사하여 세리아 나노입자를 제조하고 있으며, 가열과정이나 특수장비의 도입 없이 짧은 시간안에 세리아 입자 또는 세륨 카보네이트 입자를 제조하는 방법에 대해서는 언급하고 있지 않다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 가열과정이나 특수장비의 도입 없이 간단한 공정을 통해 세륨 화합물을 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 상기 세륨 화합물의 제조 방법을 통해 제조된 세륨 화합물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 상기 세륨 화합물을 포함하는 촉매를 제공하는 것을 목적으로 한다.
다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제 1 측면은 세륨 전구체 및 카보닐다이이미다졸(1,1′-Carbonyldiimidazole, CDI)을 비수계 용매에 첨가하여 혼합용액을 제조하는 단계; 상기 혼합용액을 교반하는 단계; 및 상기 혼합용액으로부터 세륨 화합물을 수득하는 단계; 를 포함하는, 세륨 화합물의 제조 방법을 제공한다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 세륨 화합물은 세리아 입자 및/또는 세륨 카보네이트 입자를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 세륨 화합물을 하소(calcination)하는 단계를 추가 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 하소는 300 내지 700℃의 온도범위에서 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 혼합용액은 이미다졸 및/또는 탈이온수를 추가 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 이미다졸의 첨가량에 따라 상기 세륨 화합물의 크기 및 형상이 조절되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 탈이온수의 첨가량에 따라 상기 세륨 화합물의 크기 및 형상이 조절되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 혼합용액에 첨가되는 물질의 종류 또는 첨가량에 따라 상기 세륨 화합물의 형상이 조절되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 세륨 화합물의 형상은 구형, 판상형, 비행접시 형상, 마카롱 형상 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 형상인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 세륨 화합물은 100 nm 내지 20 ㎛의 크기를 가지는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 세륨 전구체는 세륨(III) 나이트레이트헥사하이드레이트(cerium(III) nitrate hexahydrate), 세륨(III) 아세테이트하이드레이트(cerium(III) acetate hydrate), 세륨(III) 아세틸아세토네이트하이드레이트(cerium(III) acetylacetonate hydrate), 세륨(III) 브로마이드(cerium(III) bromide), 세륨(III) 카보네이트하이드레이트(cerium(III) carbonate hydrate), 세륨(III) 클로라이드(cerium(III) chloride), 세륨(III) 클로라이드헵타하이드레이트(cerium(III) chloride heptahydrate), 세륨(III) 2-에틸헥사노에이트(cerium(III) 2-ethylhexanoate), 세륨(III) 플로라이드(cerium(III) fluoride), 세륨(IV) 플로라이드(cerium(IV) fluoride), 세륨(IV) 하이드록사이드(cerium(IV) hydroxide), 세륨(III) 아이오다이드(cerium(III) iodide), 세륨(III) 옥살레이트하이드레이트(cerium(III) oxalate hydrate), 세륨(III) 설페이트(cerium(III) sulfate), 세륨(III) 설페이트하이드레이트(cerium(III) sulfate hydrate), 세륨(IV) 설페이트(cerium(IV) sulfate) 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 비수계 용매는 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논, 디메틸에테르, 디에틸에테르, 벤젠, 톨루엔, 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올, n-프로필알코올, 1-메톡시-2-프로판올, N,N-디메틸포름아미드, 1-메틸-2-피롤리돈, 2-피롤리디논, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 2-피롤리디논, ε-카프로락탐, 포름아미드, N-메틸포름아미드, 아세트아미드, N메틸아세트아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸프로판아미드, 헥사메틸포스포릭트리아미드 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 교반은 상온에서 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 교반을 수행하는 시간에 따라 상기 세륨 화합물의 크기가 조절되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 세륨 화합물을 획득하는 단계는 원심분리를 수행하는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 본원의 제 2 측면은 본원의 제 1 측면에 따른 세륨 화합물의 제조 방법에 의해 제조된 세륨 화합물을 제공한다.
또한, 본원의 제 3 측면은 본원의 제 2 측면에 따른 세륨 화합물을 포함하는 촉매를 제공한다.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
세리아 및 세륨 카보네이트를 포함한 종래의 세륨 화합물의 제조 방법은 가열과정이 필수적으로 요구되는 우레아(urea) 침전법, 높은 온도와 고압 상태를 도입하는 수열방식(hydrothermal synthesis) 및 특수장비를 이용하여 마이크로웨이브 또는 초음파로 순간적으로 가열하는 방식 등을 이용하여 세리아 입자를 합성하였으나, 이러한 방법은 특정 온도를 지속적으로 유지하기 어려운 경우가 많고, 용량이 큰 반응조에서는 반응조 내부 전체에 균일하게 열을 전달하기 어려운 경우가 발생하여 입자 품질 저하 등의 문제가 존재하며, 이는 산업화를 위한 대량생산체제를 고려할 때 단점으로 작용할 수 있다. 또한, 고가의 특수장비들이 요구되며 반응시간이 긴 단점이 존재하였다.
그러나, 본원에 따른 세륨 화합물의 제조 방법은 상온에서의 간단한 반응만으로 세륨 화합물을 제조하는 것이 가능하며, 비수계 용매하에서 반응 시간, 제조 시 사용되는 물질의 종류 및 첨가량을 조절함으로써 세륨 화합물의 크기 및 형상 등을 조절할 수 있으며, 가열과정, 고온고압 상태의 도입 및 특수장비의 사용 없이도 비교적 짧은 시간안에 세리아 입자를 합성할 수 있다.
또한, 본원에 따른 세륨 화합물의 제조 방법은 반응의 부산물이 없는 친환경적인 제조 방법이다.
다만, 본원에서 얻을 수 있는 효과는 상기된 바와 같은 효과들로 한정되지 않으며, 또 다른 효과들이 존재할 수 있다.
도 1 은 본원의 일 구현예에 따른 세륨 화합물의 제조 방법의 순서도이다.
도 2 는 본원의 일 구현예에 따른 세륨 화합물의 제조 방법의 순서도이다.
도 3 은 본원의 일 구현예에 따른 세륨 화합물의 제조 방법의 순서도이다.
도 4 의 (A)는 본원의 일 실시예에 따른 세륨 카보네이트 입자의 주사전자현미경 이미지 및 투과전자현미경 이미지이고, (B)는 X 선 회절법 결과이다.
도 5 의 (A)는 본원의 일 실시예에 따른 세륨 카보네이트 나노입자의 주사전자현미경 이미지이고, (B)는 X 선 회절법 결과이다.
도 6 은 본원의 일 실시예에 따른 세륨 카보네이트 입자의 주사전자현미경 이미지이다.
도 7 은 본원의 일 실시예에 따른 세륨 카보네이트 입자의 주사전자현미경 이미지이다,
도 8 의 (A)는 본원의 일 실시예에 따른 세륨 카보네이트 입자의 주사전자현미경 이미지이고, (B)는 X 선 회절법 결과이다.
도 9 의 (A)는 본원의 일 실시예에 따른 세리아 입자의 주사전자현미경 이미지이고, (B)는 X 선 회절법 결과이다.
도 10 의 (A)는 본원의 일 실시예에 따른 세리아 입자의 주사전자현미경 이미지 및 투과전자현미경 이미지이고, (B)는 X 선 회절법 결과이다.
도 11 은 본원의 일 실시예에 따라 제조된 세리아 나노입자의 활성산소종 제거 능력을 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다.
그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 또한, 본원 명세서 전체에서, "~ 하는 단계" 또는 "~의 단계"는 "~를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.
본원 명세서 전체에서, "A 및/또는 B" 의 기재는, "A 또는 B, 또는, A 및 B" 를 의미한다.
이하에서는 본원의 세륨 화합물의 제조 방법에 대하여, 구현예 및 실시예와 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나 본원이 이러한 구현예 및 실시예와 도면에 제한되는 것은 아니다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제 1 측면은 세륨 전구체 및 카보닐다이이미다졸(1,1′-Carbonyldiimidazole, CDI)을 비수계 용매에 첨가하여 혼합용액을 제조하는 단계; 상기 혼합용액을 교반하는 단계; 및 상기 혼합용액으로부터 세륨 화합물을 수득하는 단계; 를 포함하는, 세륨 화합물의 제조 방법을 제공한다.
종래의 세륨 화합물의 제조 방법은 가열과정이 필수적으로 요구되는 우레아(urea) 침전법, 높은 온도와 고압 상태를 도입하는 수열방식(hydrothermal synthesis) 및 특수장비를 이용하여 마이크로웨이브 또는 초음파로 순간적으로 가열하는 방식 등을 이용하여 세륨 화합물을 합성하였으나, 이러한 방법은 특정 온도를 지속적으로 유지하기 어려운 경우가 많고, 용량이 큰 반응조에서는 반응조 내부 전체에 균일하게 열을 전달하기 어려운 경우가 발생하여 입자 품질 저하 등의 문제가 존재하며, 이는 산업화를 위한 대량생산체제를 고려할 때 단점으로 작용할 수 있다. 또한, 고가의 특수장비들이 요구되며 반응시간이 긴 단점이 존재하였다.
그러나, 본원에 따른 세륨 화합물의 제조 방법은 상온에서의 간단한 반응만으로 세리아 입자 및/또는 세륨 카보네이트 입자를 제조하는 것이 가능하며, 비수계 용매하에서 반응 시간, 제조 시 사용되는 물질의 종류 및 첨가량을 조절함으로써 세리아 입자 및/또는 세륨 카보네이트 입자의 크기 및 형상 등을 조절할 수 있으며, 가열과정, 고온고압 상태의 도입 및 특수장비의 사용 없이도 비교적 짧은 시간안에 세리아 입자 및/또는 세륨 카보네이트 입자를 합성할 수 있다.
또한, 본원에 따른 세륨 화합물의 제조 방법은 반응의 부산물이 없는 친환경적인 제조 방법이다.
이하, 도 1 을 참조하여 본원에 따른 세륨 화합물의 제조 방법에 대해서 설명한다.
도 1 은 본원의 일 구현예에 따른 세륨 화합물의 제조 방법의 순서도이다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 세륨 화합물은 세리아 입자 및/또는 세륨 카보네이트 입자를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
후술하겠지만, 상기 세륨 화합물이 세리아 입자인 경우와 세륨 카보네이트 입자인 경우는 제조 방법에 차이가 존재할 수 있다. 구체적으로, 혼합용액으로부터 세륨 화합물을 수득하는 단계(S300)에서 차이가 존재할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
먼저, 세륨 전구체 및 카보닐다이이미다졸(1,1′-Carbonyldiimidazole, CDI)을 비수계 용매에 첨가하여 혼합용액을 제조한다 (S100).
상기 세륨 전구체 및 상기 카보닐다이이미다졸을 각각 비수계 용매에 첨가하여 세륨 전구체를 포함하는 용액 및 카보닐다이이미다졸을 포함하는 용액을 제조하고, 두가지 용액을 혼합하여 혼합용액을 제조할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
카보닐다이이미다졸은 기존에 접합제(conjugating agent)로 사용되던 물질로, 물을 만나게되면 가수분해되어 이미다졸과 CO2 로 분해된다. 본원에서는 이미다졸은 침전제로, CO2 는 탄산염 이온(carbonate ion)의 소스로 사용하였다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 혼합용액은 이미다졸 및/또는 탈이온수를 추가 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원에 따른 세륨 화합물의 제조 방법은 세륨 전구체 및 카보닐다이이미다졸을 비수계 용매에 첨가한 혼합용액만을 이용하여 세륨 화합물을 제조할 수 있으나, 세륨 화합물의 크기 및 형상을 조절하기 위해서, 상기 혼합용액에 추가적으로 이미다졸 및/또는 탈이온수를 첨가하여 세륨 화합물을 제조할 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 이미다졸의 첨가량에 따라 상기 세륨 화합물의 크기 및 형상이 조절되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 이미다졸을 상기 혼합용액에 추가적으로 첨가하는 것에 의해서 판상형 카보네이트 입자에서 비행접시 형상을 가지는 카보네이트 입자로 형상이 조절될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 탈이온수의 첨가량에 따라 상기 세륨 화합물의 크기 및 형상이 조절되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 세륨 화합물의 제조 방법에 사용되는 카보닐다이이미다졸은 물에 의해 가수분해되므로, 첨가된 탈이온수의 양에 따라 카보닐다이이미다졸의 분해속도를 조절하여 제조되는 세륨 화합물의 크기 및 형상을 조절할 수 있다.
구체적으로, 탈이온수의 첨가량이 증가할수록 제조되는 세륨 카보네이트 입자의 크기가 증가할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 혼합용액에 첨가되는 물질의 종류 또는 첨가량에 따라 상기 세륨 화합물의 형상이 조절되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
후술하겠지만, 상기 세륨 화합물의 형상은 첨가되는 물질의 종류 또는 첨가량에 따라 구형, 판상형, 비행접시 형상 또는 마카롱 형상 등의 다양한 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 세륨 전구체는 세륨(III) 나이트레이트헥사하이드레이트(cerium(III) nitrate hexahydrate), 세륨(III) 아세테이트하이드레이트(cerium(III) acetate hydrate), 세륨(III) 아세틸아세토네이트하이드레이트(cerium(III) acetylacetonate hydrate), 세륨(III) 브로마이드(cerium(III) bromide), 세륨(III) 카보네이트하이드레이트(cerium(III) carbonate hydrate), 세륨(III) 클로라이드(cerium(III) chloride), 세륨(III) 클로라이드헵타하이드레이트(cerium(III) chloride heptahydrate), 세륨(III) 2-에틸헥사노에이트(cerium(III) 2-ethylhexanoate), 세륨(III) 플로라이드(cerium(III) fluoride), 세륨(IV) 플로라이드(cerium(IV) fluoride), 세륨(IV) 하이드록사이드(cerium(IV) hydroxide), 세륨(III) 아이오다이드(cerium(III) iodide), 세륨(III) 옥살레이트하이드레이트(cerium(III) oxalate hydrate), 세륨(III) 설페이트(cerium(III) sulfate), 세륨(III) 설페이트하이드레이트(cerium(III) sulfate hydrate), 세륨(IV) 설페이트(cerium(IV) sulfate) 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 비수계 용매는 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논, 디메틸에테르, 디에틸에테르, 벤젠, 톨루엔, 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올, n-프로필알코올, 1-메톡시-2-프로판올, N,N-디메틸포름아미드, 1-메틸-2-피롤리돈, 2-피롤리디논, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 2-피롤리디논, ε-카프로락탐, 포름아미드, N-메틸포름아미드, 아세트아미드, N메틸아세트아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸프로판아미드, 헥사메틸포스포릭트리아미드 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이어서, 혼합용액을 교반한다 (S200).
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 교반을 수행하는 시간에 따라 상기 세륨카보네이트 입자의 크기가 조절되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 교반은 상온에서 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
마지막으로, 혼합용액으로부터 세륨 화합물을 수득한다 (S300).
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 세륨 화합물의 형상은 구형, 판상형, 비행접시 형상, 마카롱 형상 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 형상인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
앞서 기술한바와 같이, 본원의 세륨 화합물의 제조 방법은 상기 혼합용액에 첨가되는 물질의 종류 또는 첨가량에 따라 상기 세륨 화합물의 형상이 조절되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
구체적으로, 세륨 전구체 및 카보닐다이이미다졸을 포함하는 혼합용액; 또는 세륨 전구체, 카보닐다이이미다졸 및 탈이온수를 포함하는 혼합용액을 사용하여 제조하였을 때 판상형 세륨 카보네이트 입자를 제조할 수 있으며, 세륨 전구체, 카보닐다이이미다졸 및 탈이온수를 포함하는 혼합용액에서 상기 탈이온수의 첨가량을 1 ml 이상으로 하였을 때 마카롱 형상을 가지는 세륨 카보네이트 입자를 제조할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 세륨 전구체, 카보닐다이이미다졸 및 이미다졸을 포함하는 혼합용액; 또는 세륨 전구체, 카보닐다이이미다졸, 이미다졸 및 탈이온수를 포함하는 혼합용액을 사용하여 제조하였을 때 비행접시 형상을 가지는 세륨 카보네이트 입자를 제조할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 세륨 화합물은 100 nm 내지 20 ㎛의 크기를 가지는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
앞서 기술한바와 같이, 상기 세륨 화합물은 상기 혼합용액에 사용되는 물질의 종류 및 첨가량에 따라 입자의 크기가 조절될 수 있다. 따라서, 나노입자에서 마이크로입자까지 다양한 크기의 세륨 화합물을 제조할 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 세륨 카보네이트 입자를 획득하는 단계는 원심분리를 수행하는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 세륨 화합물을 하소(calcination)하는 단계를 추가 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
앞서 기술한바와 같이, 본원의 세륨 화합물의 제조 방법은 상기 세륨 화합물의 종류에 따라 제조 방법에 차이가 존재한다. 구체적으로, 상기 세륨 화합물로부터 세리아 입자 또는 세륨 카보네이트 입자를 수득할 수 있으며, 상기 세륨 카보네이트 입자를 수득한 경우에는 추가로 하소를 수행하는 단계를 포함하여 세리아 입자로 제조할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 2 는 본원의 일 구현예에 따른 세륨 화합물의 제조 방법의 순서도이다. 구체적으로, 도 2 는 혼합용액으로부터 바로 세륨 화합물의 일종인 세리아 입자를 제조하는 방법의 순서도이다.
도 3 은 본원의 일 구현예에 따른 세륨 화합물의 제조 방법의 순서도이다. 구체적으로, 도 3 은 혼합용액으로부터 세륨 화합물의 일종인 세륨 카보네이트 입자를 수득한 이후 하소하는 단계를 거쳐서 세리아 입자를 제조하는 방법의 순서도이다.
상기 혼합용액에 첨가되는 물질의 종류 및 첨가량, 반응시간 등을 조절하여 수득하는 세륨 화합물이 세륨 카보네이트 입자 또는 세리아 입자일 수 있으며, 세륨 카보네이트 입자를 수득한 경우에는 추가적으로 하소를 수행하는 단계를 거쳐서 세리아 입자를 제조할 수 있다.
예를 들어, 세륨 전구체, 카보닐다이이미다졸 및 이미다졸을 포함하는 혼합용액에서 상기 세륨 전구체, 카보닐다이이미다졸 및 이미다졸의 조성비, 반응시간을 조절함으로써 비행접시 형상을 가지는 세륨 카보네이트 입자를 제조하는 것 대신에 구형 세리아 입자를 바로 제조할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 하소는 300 내지 700℃의 온도범위에서 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 본원의 제 2 측면은 본원의 제 1 측면에 따른 세륨 화합물의 제조 방법에 의해 제조된 세륨 화합물을 제공한다.
본원의 제 2 측면에 따른 세륨 화합물에 대하여, 본원의 제 1 측면과 중복되는 부분들에 대해서는 상세한 설명을 생략하였으나, 그 설명이 생략되었더라도 본원의 제 1 측면에 기재된 내용은 본원의 제 2 측면에 동일하게 적용될 수 있다.
또한, 본원의 제 3 측면은 본원의 제 2 측면에 따른 세륨 화합물을 포함하는 촉매를 제공한다.
본원의 제 3 측면에 따른 촉매에 대하여, 본원의 제 2 측면과 중복되는 부분들에 대해서는 상세한 설명을 생략하였으나, 그 설명이 생략되었더라도 본원의 제 2 측면에 기재된 내용은 본원의 제 3 측면에 동일하게 적용될 수 있다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 본원의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
[실시예 1] 판상형 세리아 입자의 합성
먼저, 세륨(III)나이트레이트헥사하이드레이트(Cerium(III) nitrate hexahydrate) 1 mmol, 카보닐다이이미다졸(CDI) 4 mmol을 각각 아세톤25 ml에 첨가하여 각각의 용액을 제조한다.
이어서, 상기 두가지 용액을 혼합하여 혼합용액을 제조한 후, 상기 혼합용액을 상온에서 교반하여 3시간 동안 반응시킨다. 반응이 진행될 때 투여한 CDI의 양에 따라 반응용액에 뿌옇게 변하는시기가 달라지며, 3시간 정도가 지나면 반응은 거의 완결된다.
이어서, 원심분리를 이용하여 입자 모음 및 물로의 재분산 방법을 통해 3회 세척하여 판상형 세륨 카보네이트 나노입자를 획득한다. 합성된 세륨 카보네이트 입자의 크기는 약 350 nm로 측정되었다.
상기 350 nm 의 크기를 가지는 판상형 세륨 카보네이트 입자를 공기 환경하에 500℃에서 2 시간 동안 하소하여, 동일한 크기 및 형상을 가진 세리아 입자를 획득한다.
도 4 의 (A)는 본원의 일 실시예에 따른 세륨 카보네이트 입자의 주사전자현미경 이미지 및 투과전자현미경 이미지이고, (B)는 X 선 회절법 결과이다.
도 4 를 참조하면, 약 350 nm의 크기를 가지는 판상형 입자가 형성되었음을 알 수 있으며, X 선 회절법상 나노입자의 성분이 세륨 카보네이트임을 확인할 수 있다.
[실시예 2-1] 비행접시 형상을 가지는 세리아 입자의 합성(이미다졸 2 mmol)
먼저, 세륨(III)나이트레이트헥사하이드레이트(Cerium(III) nitrate hexahydrate) 1 mmol, 카보닐다이이미다졸(CDI) 1 mmol 및 이미다졸(imidazole) 2 mmol을 각각 아세톤25, 12.5, 12.5 ml에 첨가하여 각각의 용액을 제조한다.
이어서, 상기 세가지 용액을 혼합하여 혼합용액을 제조한 후, 상기 혼합용액을 상온에서 교반하여 3시간 동안 반응시킨다.
이어서, 원심분리를 이용하여 입자 모음 및 물로의 재분산 방법을 통해 3회 세척하여 비행접시 형상을 가지는 세륨 카보네이트 나노입자를 획득한다. 합성된 세륨 카보네이트 입자의 크기는 약 260 nm로 측정되었다.
상기 260 nm 의 크기를 가지는 비행접시 형상을 가지는 세륨 카보네이트 입자를 공기 환경하에 500℃에서 2 시간 동안 하소하여, 동일한 크기 및 형상을 가진 세리아 입자를 획득한다.
[실시예 2-2] 비행접시 형상을 가지는 세리아 입자의 합성(이미다졸 4 mmol)
먼저, 세륨(III)나이트레이트헥사하이드레이트(Cerium(III) nitrate hexahydrate) 1 mmol, 카보닐다이이미다졸(CDI) 1 mmol 및 이미다졸(imidazole) 4 mmol을 각각 아세톤25, 12.5, 12.5 ml에 첨가하여 각각의 용액을 제조한다.
이어서, 상기 세가지 용액을 혼합하여 혼합용액을 제조한 후, 상기 혼합용액을 상온에서 교반하여 3시간 동안 반응시킨다.
이어서, 원심분리를 이용하여 입자 모음 및 물로의 재분산 방법을 통해 3회 세척하여 비행접시 형상을 가지는 세륨 카보네이트 나노입자를 획득한다. 합성된 세륨 카보네이트 입자의 크기는 약 180 nm로 측정되었다.
상기 180 nm 의 크기를 가지는 비행접시 형상을 가지는 세륨 카보네이트 입자를 공기 환경하에 500℃에서 2 시간 동안 하소하여, 동일한 크기 및 형상을 가진 세리아 입자를 획득한다.
[실시예 2-3] 비행접시 형상을 가지는 세리아 입자의 합성(이미다졸 6 mmol)
먼저, 세륨(III)나이트레이트헥사하이드레이트(Cerium(III) nitrate hexahydrate) 1 mmol, 카보닐다이이미다졸(CDI) 1 mmol 및 이미다졸(imidazole) 6 mmol을 각각 아세톤 25, 12.5, 12.5 ml에 첨가하여 각각의 용액을 제조한다.
이어서, 상기 세가지 용액을 혼합하여 혼합용액을 제조한 후, 상기 혼합용액을 상온에서 교반하여 3시간 동안 반응시킨다.
이어서, 원심분리를 이용하여 입자 모음 및 물로의 재분산 방법을 통해 3회 세척하여 비행접시 형상을 가지는 세륨 카보네이트 나노입자를 획득한다. 합성된 세륨 카보네이트 입자의 크기는 약 180 nm로 측정되었다.
상기 180 nm 의 크기를 가지는 비행접시 형상을 가지는 세륨 카보네이트 입자를 공기 환경하에 500℃에서 2 시간 동안 하소하여, 동일한 크기 및 형상을 가진 세리아 입자를 획득한다.
도 5 의 (A)는 본원의 일 실시예에 따른 세륨 카보네이트 나노입자의 주사전자현미경 이미지이고, (B)는 X 선 회절법 결과이다. 구체적으로, X 선 회절법 결과는 실시예 2-3(이미다졸 6 mmol)의 결과이다.
도 5 를 참조하면, 첨가하는 이미다졸의 양에 따라 각각 약 260 nm (이미다졸 2 mmol) 및 180 nm (이미다졸 4 및 6 mmol) 크기의 비행접시 모양의 입자가 형성되었음을 알 수 있으며, X선 회절법상 나노입자의 성분이 세륨 카보네이트임을 확인할 수 있다.
[실시예 3-1] 판상형 세리아 입자의 합성(탈이온수 300 μL)
먼저, 세륨(III)나이트레이트헥사하이드레이트(Cerium(III) nitrate hexahydrate) 1 mmol, 카보닐다이이미다졸(CDI) 4 mmol을 각각 아세톤25 ml에 첨가하여 각각의 용액을 제조한다.
이어서, 상기 두가지 용액을 혼합하여 혼합용액을 제조한 후, 상기 혼합용액에 탈이온수를 300 μL첨가하여 상온에서 교반하여 3시간 동안 반응시킨다. 반응이 진행될 때 투여한 CDI의 양에 따라 반응용액에 뿌옇게 변하는 시기가 달라지며, 3시간 정도가 지나면 반응은 거의 완결된다.
이어서, 원심분리를 이용하여 입자 모음 및 물로의 재분산 방법을 통해 3회 세척하여 판상형 세륨 카보네이트 나노입자를 획득한다. 합성된 세륨 카보네이트 입자의 크기는 약 500 nm로 측정되었다.
상기 500 nm 의 크기를 가지는 판상형 세륨 카보네이트 입자를 공기 환경하에 500℃에서 2 시간 동안 하소하여, 동일한 크기 및 형상을 가진 세리아 입자를 획득한다.
[실시예 3-2] 판상형 세리아 입자의 합성(탈이온수 1000 μL)
먼저, 세륨(III)나이트레이트헥사하이드레이트(Cerium(III) nitrate hexahydrate) 1 mmol, 카보닐다이이미다졸(CDI) 4 mmol을 각각 아세톤25 ml에 첨가하여 각각의 용액을 제조한다.
이어서, 상기 두가지 용액을 혼합하여 혼합용액을 제조한 후, 상기 혼합용액에 탈이온수를 1000 μL첨가하여 상온에서 교반하여 3시간 동안 반응시킨다. 반응이 진행될 때 투여한 CDI의 양에 따라 반응용액에 뿌옇게 변하는시기가 달라지며, 3시간 정도가 지나면 반응은 거의 완결된다.
이어서, 원심분리를 이용하여 입자 모음 및 물로의 재분산 방법을 통해 3회 세척하여 판상형 세륨 카보네이트 나노입자를 획득한다. 합성된 세륨 카보네이트 입자의 크기는 약 1 μm로 측정되었다.
상기 1 μm의 크기를 가지는 판상형 세륨 카보네이트 입자를 공기 환경하에 500℃에서 2 시간 동안 하소하여, 동일한 크기 및 형상을 가진 세리아 입자를 획득한다.
도 6 은 본원의 일 실시예에 따른 세륨 카보네이트 입자의 주사전자현미경 이미지이다.
도 6 을 참조하면, 탈이온수의 첨가량이 증가함에 따라 직경이 500 nm (실시예 3-1, 탈이온수 300 μl)에서 1.1 μm (실시예 3-2, 탈이온수 1000 μl)로 증가한 것을 확인할 수 있으며, 탈이온수의 첨가량을 조절하여 나노입자 또는 마이크로입자를 제조할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.
[실시예 4-1] 비행접시 형상을 가지는 세리아 입자의 합성(이미다졸 6 mmol, 탈이온수 300 μL)
먼저, 세륨(III)나이트레이트헥사하이드레이트(Cerium(III) nitrate hexahydrate) 1 mmol, 카보닐다이이미다졸(CDI) 1 mmol 및 이미다졸(imidazole) 6 mmol을 각각 아세톤25, 12.5, 12.5 ml에 첨가하여 각각의 용액을 제조한다.
이어서, 상기 세가지 용액을 혼합하여 혼합용액을 제조하고, 상기 혼합용액에 탈이온수 300 μl 를 첨가한 후, 상온에서 교반하여 3시간 동안 반응시킨다.
이어서, 원심분리를 이용하여 입자 모음 및 물로의 재분산 방법을 통해 3회 세척하여 비행접시 형상을 가지는 세륨 카보네이트 나노입자를 획득한다. 합성된 세륨 카보네이트 입자의 크기는 약 400 nm로 측정되었다.
상기 400 nm 의 크기를 가지는 비행접시 형상을 가지는 세륨 카보네이트 입자를 공기 환경하에 500℃에서 2 시간 동안 하소하여, 동일한 크기 및 형상을 가진 세리아 입자를 획득한다.
[실시예 4-2] 비행접시 형상을 가지는 세리아 입자의 합성(이미다졸 6 mmol, 탈이온수 600 μL)
먼저, 세륨(III)나이트레이트헥사하이드레이트(Cerium(III) nitrate hexahydrate) 1 mmol, 카보닐다이이미다졸(CDI) 1 mmol 및 이미다졸(imidazole) 6 mmol을 각각 아세톤25, 12.5, 12.5 ml에 첨가하여 각각의 용액을 제조한다.
이어서, 상기 세가지 용액을 혼합하여 혼합용액을 제조하고, 상기 혼합용액에 탈이온수 600 μL 를 첨가한 후, 상온에서 교반하여 3시간 동안 반응시킨다.
이어서, 원심분리를 이용하여 입자 모음 및 물로의 재분산 방법을 통해 3회 세척하여 비행접시 형상을 가지는 세륨 카보네이트 나노입자를 획득한다. 합성된 세륨 카보네이트 입자의 크기는 약 1 μm 로 측정되었다.
상기 1 μm 의 크기를 가지는 비행접시 형상을 가지는 세륨 카보네이트 입자를 공기 환경하에 500℃에서 2 시간 동안 하소하여, 동일한 크기 및 형상을 가진 세리아 입자를 획득한다.
도 7은 본원의 일 실시예에 따른 세륨 카보네이트 입자의 주사전자현미경 이미지이다,
도 7을 참조하면, 탈이온수 첨가량이 증가함에 따라 직경이 약 420 nm (실시예 4-1, 탈이온수 300 μl) 에서 1 μm (실시예 4-2, 탈이온수 600 μl)로 증가한 비행접시 형상을 가지는 세륨 카보네이트 입자가 합성된 것을 확인할 수 있으며, 탈이온수의 첨가량을 조절하여 나노입자 또는 마이크로입자를 제조할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.
[실시예 5-1] 마카롱 형상을 가지는 세리아 입자의 합성
먼저, 세륨(III)나이트레이트헥사하이드레이트(Cerium(III) nitrate hexahydrate) 1 mmol, 카보닐다이이미다졸(CDI) 1 mmol 및 이미다졸(imidazole) 6 mmol을 각각 아세톤25, 12.5, 12.5 ml에 첨가하여 각각의 용액을 제조한다.
이어서, 상기 세가지 용액을 혼합하여 혼합용액을 제조한 후, 상기 혼합용액에 탈이온수를 1000 μL첨가하여 상온에서 교반하여 3시간 동안 반응시킨다. 반응이 진행될 때 투여한 CDI의 양에 따라 반응용액에 뿌옇게 변하는시기가 달라지며, 3시간 정도가 지나면 반응은 거의 완결된다.
이어서, 원심분리를 이용하여 입자 모음 및 물로의 재분산 방법을 통해 3회 세척하여 판상형 세륨 카보네이트 나노입자를 획득한다. 합성된 세륨 카보네이트 입자의 크기는 약 6.7 μm 로 측정되었다.
상기 6.7 μm 의 크기를 가지는 판상형 세륨 카보네이트 입자를 공기 환경하에 500℃에서 2 시간 동안 하소하여, 동일한 크기 및 형상을 가진 세리아 입자를 획득한다.
[실시예 5-2] 마카롱 형상을 가지는 세리아 입자의 합성
먼저, 세륨(III)나이트레이트헥사하이드레이트(Cerium(III) nitrate hexahydrate) 1 mmol, 카보닐다이이미다졸(CDI) 1 mmol 및 이미다졸(imidazole) 6 mmol을 각각 아세톤25, 12.5, 12.5 ml에 첨가하여 각각의 용액을 제조한다.
이어서, 상기 세가지 용액을 혼합하여 혼합용액을 제조한 후, 상기 혼합용액에 탈이온수를 1300 μL첨가하여 상온에서 교반하여 3시간 동안 반응시킨다. 반응이 진행될 때 투여한 CDI의 양에 따라 반응용액에 뿌옇게 변하는시기가 달라지며, 3시간 정도가 지나면 반응은 거의 완결된다.
이어서, 원심분리를 이용하여 입자 모음 및 물로의 재분산 방법을 통해 3회 세척하여 판상형 세륨 카보네이트 나노입자를 획득한다. 합성된 세륨 카보네이트 입자의 크기는 약 13 μm 로 측정되었다.
상기 13 μm 의 크기를 가지는 판상형 세륨 카보네이트 입자를 공기 환경하에 500℃에서 2 시간 동안 하소하여, 동일한 크기 및 형상을 가진 세리아 입자를 획득한다.
도 8 의 (A)는 본원의 일 실시예에 따른 세륨 카보네이트 입자의 주사전자현미경 이미지이고, (B)는 X 선 회절법 결과이다. 구체적으로, X선 회절법 결과는 실시예 5-1 의 결과이다.
도 8 을 참조하면, 탈이온수 투여량에 따라 각각 6.7 μm (실시예 5-1, 탈이온수 1000 μl) 및 13 μm (실시예 5-2, 탈이온수 1300 μl) 크기의 마카롱 형상의 입자가 형성되었음을 알 수 있으며, X선 회절법상 본 마이크로 입자의 성분이 세륨 카보네이트임을 확인할 수 있다.
도 9 의 (A)는 본원의 일 실시예에 따른 세리아 입자의 주사전자현미경 이미지이고, (B)는 X 선 회절법 결과이다. 구체적으로, 실시예 1 및 실시예 2-2의 세리아 입자의 주사전자현미경 이미지 및 X선 회절법 결과이다.
도 9를 참조하면, 하소과정을 거쳤음에도 불구하고 세륨 카보네이트 입자가 가지고있던 형상이 크게 변화하지 않았으며, X 선 회절법상 CeO2 구조를 가지고 있는 것을 확인할 수 있었다.
[실시예 6] 하소를 거치지 않는 구형 세리아 나노입자 합성방법
실시예 2-2 와 동일한 방법으로 제조하되, CDI의 첨가량을 0.5 mmol로 줄이고, 교반시간을 1시간으로 줄여서 합성을 진행하였다.
먼저, 세륨(III)나이트레이트헥사하이드레이트(Cerium(III) nitrate hexahydrate) 1 mmol, 카보닐다이이미다졸(CDI) 0.5 mmol 및 이미다졸(imidazole) 4 mmol을 각각 아세톤25, 12.5, 12.5 ml에 첨가하여 각각의 용액을 제조한다.
이어서, 상기 세가지 용액을 혼합하여 혼합용액을 제조한 후, 상기 혼합용액을 상온에서 교반하여 1시간 동안 반응시킨다.
이어서, 원심분리를 이용하여 입자 모음 및 물로의 재분산 방법을 통해 3 회 세척하여 구형 세리아 입자를 획득한다. 합성된 세리아 입자의 크기는 약 130 nm로 측정되었다.
도 10 의 (A)는 본원의 일 실시예에 따른 세리아 입자의 주사전자현미경 이미지 및 투과전자현미경 이미지이고, (B)는 X 선 회절법 결과이다.
도 10 을 참조하면, CDI 의 첨가량을 줄이고, 교반시간을 1시간으로 한정함에 따라 직경 130 nm 크기의 구형 입자가 형성되었으며, X선 회절법상 CeO2 구조를 가짐을 확인하였다.
이를 통해, 하소 과정을 거치지 않고 곧바로 세리아 입자를 제조할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.
[실험예 1]
도 11은 본원의 일 실시예에 따라 제조된 세리아 입자의 활성산소종 제거 능력을 측정한 결과를 나타낸 그래프이다. 구체적으로, Amplex™ Red Hydrogen Peroxide/Peroxidase Assay (좌측, 물질의 카탈라아제-모방 활성도를 측정) 및 SOD Assay (우측, 물질의 슈퍼옥사이드 디스뮤타아제-모방 활성도를 측정)를 이용하여 본원의 일 실시예에 따라 제조된 세리아 입자들의 활성산소종 제거 능력을 비교하였다.
도 11을 참조하면, 하소를 거치지 않고 제조된 구형 세리아 나노입자(실시예 6)의 활성산소종 능력이 가장 우수한 것을 확인할 수 있었다. 또한, 상기 실시예 6 의 나노입자를 하소한 경우에는 촉매의 성능이 감소한 것을 확인할 수 있다.
이를 통해, 첨가되는 물질의 양 및 종류를 조절하여 하소를 거치지않는 간단한 과정으로 고성능의 세리아 입자를 제조할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 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.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (17)

  1. 세륨 전구체 및 카보닐다이이미다졸(1,1′-Carbonyldiimidazole, CDI)을 비수계 용매에 첨가하여 혼합용액을 제조하는 단계;
    상기 혼합용액을 상온에서 교반하는 단계; 및
    상기 혼합용액으로부터 세륨 화합물을 수득하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 세륨 화합물은 세리아 입자 및/또는 세륨 카보네이트 입자를 포함하는 것인,
    세륨 화합물의 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 세륨 화합물을 하소(calcination)하는 단계를 추가 포함하는 것인,
    세륨 화합물의 제조 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 하소는 300 내지 700℃의 온도범위에서 수행되는 것인,
    세륨 화합물의 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 혼합용액은 이미다졸 및/또는 탈이온수를 추가 포함하는 것인,
    세륨 화합물의 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 이미다졸의 첨가량에 따라 상기 세륨 화합물의 크기 및 형상이 조절되는 것인,
    세륨 화합물의 제조 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 탈이온수의 첨가량에 따라 상기 세륨 화합물의 크기 및 형상이 조절되는 것인,
    세륨 화합물의 제조 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 혼합용액에 첨가되는 물질의 종류 또는 첨가량에 따라 상기 세륨 화합물의 형상이 조절되는 것인,
    세륨 화합물의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 세륨 화합물의 형상은 구형, 판상형, 비행접시 형상, 마카롱 형상 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 형상인 것인,
    세륨 화합물의 제조 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 세륨 화합물은 100 nm 내지 20 ㎛의 크기를 가지는 것인,
    세륨 화합물의 제조 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 세륨 전구체는 세륨(III) 나이트레이트헥사하이드레이트(cerium(III) nitrate hexahydrate), 세륨(III) 아세테이트하이드레이트(cerium(III) acetate hydrate), 세륨(III) 아세틸아세토네이트하이드레이트(cerium(III) acetylacetonate hydrate), 세륨(III) 브로마이드(cerium(III) bromide), 세륨(III) 카보네이트하이드레이트(cerium(III) carbonate hydrate), 세륨(III) 클로라이드(cerium(III) chloride), 세륨(III) 클로라이드헵타하이드레이트(cerium(III) chloride heptahydrate), 세륨(III) 2-에틸헥사노에이트(cerium(III) 2-ethylhexanoate), 세륨(III) 플로라이드(cerium(III) fluoride), 세륨(IV) 플로라이드(cerium(IV) fluoride), 세륨(IV) 하이드록사이드(cerium(IV) hydroxide), 세륨(III) 아이오다이드(cerium(III) iodide), , 세륨(III) 옥살레이트하이드레이트(cerium(III) oxalate hydrate), 세륨(III) 설페이트(cerium(III) sulfate), 세륨(III) 설페이트하이드레이트(cerium(III) sulfate hydrate), 세륨(IV) 설페이트(cerium(IV) sulfate) 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것인,
    세륨 화합물의 제조 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 비수계 용매는 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논, 디메틸에테르, 디에틸에테르, 벤젠, 톨루엔, 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올, n-프로필알코올, 1-메톡시-2-프로판올, N,N-디메틸포름아미드, 1-메틸-2-피롤리돈, 2-피롤리디논, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 2-피롤리디논, ε-카프로락탐, 포름아미드, N-메틸포름아미드, 아세트아미드, N메틸아세트아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸프로판아미드, 헥사메틸포스포릭트리아미드 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것인,
    세륨 화합물의 제조 방법.
  13. 삭제
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 교반을 수행하는 시간에 따라 상기 세륨 화합물의 크기가 조절되는 것인,
    세륨 화합물의 제조 방법.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 세륨 화합물을 획득하는 단계는 원심분리를 수행하는 것을 포함하는 것인,
    세륨 화합물의 제조 방법.
  16. 제 1 항, 제 3 항 내지 제 12 항, 및 제 14 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 따른 세륨 화합물의 제조 방법에 의해 제조된 세륨 화합물.
  17. 제 16 항에 따른 세륨 화합물을 포함하는 촉매.
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