KR20060127596A - 나노 세공을 갖는 니켈포스페이트 분자체의 제조방법 - Google Patents

나노 세공을 갖는 니켈포스페이트 분자체의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 나노 세공을 갖는 니켈포스페이트 분자체의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인 화합물과 니켈 화합물로 구성되는 원료물질에 주형물질 혹은 산성도 조절 물질로 사용되는 염기를 적당히 선택하고 용매의 농도, 반응 시간과 가열 방법에 따라 니켈포스페이트 분자체의 결정 형상과 크기를 조절하여 제조하는 새로운 방법에 관한 것이다.
니켈포스페이트, 분자체, 형상, 크기, 아민, 나노 결정, 단결정

Description

나노 세공을 갖는 니켈포스페이트 분자체의 제조방법{The preparation method of nanoporous nickel phosphate molecular sieve}
도 1은 니켈포스페이트 분자체의 X선 회절 분석(XRD) 결과로, (a)실시예 2, (b) 실시예 3 및 (c) 비교예 1의 분석 결과를 나타낸다.
도 2는 니켈포스페이트 분자체의전자 현미경 사진으로, (a)실시예 1, (b)실시예 2, (c)실시예 3, (d)실시예 4, (e)실시예 5 및 (f) 비교예1의 결과를 보여주는 사진이다.
본 발명은 나노 세공을 갖는 니켈포스페이트 분자체의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인화합물과 니켈화합물로 구성되는 원료물질에 주형물질 혹은 산성 조절제로 사용되는 염기를 적당히 선택하고 반응 조건을 변경하여 제조함으로써 니켈포스페이트 분자체의 형상 혹은 크기를 조절할 수 있는 새로운 방법에 관한 것이다.
니켈포스페이트 분자체는 수소저장물질, 촉매, 촉매지지체, 흡착제 및 나노 물질의 합성, 분리, 저장 등의 분야에 널리 이용 가능하며 특히 형상과 크기가 조절된 니켈포스페이트 분자체는 그 이용성이 더욱 다양하므로 나노 세공을 갖는 여러 형상 및 크기의 니켈포스페이트 분자체를 제조하는 방법을 개발하고자 많은 노력을 하였다.
니켈포스페이트 분자체는 일명 VSB-5 [Angew. Chem. Int. Ed. vol. 40, pp. 2831-2834, 2001]라고도 하며 24개의 NiO6로 세공의 입구가 구성된 물질이며(24-membered ring) 12.8 Å 정도의 세공크기를 갖고 있고, 선택적 수소화 및 탈수소에 대한 촉매활성을 나타내며, 열적 안정성이 비교적 우수하므로 기존의 제올라이트 분자체와 경쟁될 수 있는 다공성 고체 무기물로서 각광받고 있다. 또한 이러한 분자체들은, 최근에는 나노 물질의 저장, 합성 및 분리에 이용될 수 있다는 결과가 보고 되고 있다.
분자체의 다양한 크기와 형상은 그 중요성이 날로 높아가고 있다. 특히, 특수한 목적을 위해서는 특수한 형상과 크기가 매우 중요하다. 예를 들자면, 기체 저장체나 나노막대 등의 물질 합성 용 담체를 위해서는 기다란 형상의 분자체가 필요하며, 분리막을 얻기 위해서는 평판 모양이 필요하다. 일반적으로 반응물의 확산과 흡착 속도는 분자체 결정의 크기가 작을수록 유리하다.
니켈포스페이트 분자체의 합성법은 현재 다양하게 알려져 있지 않고 있는 실정이다. 대표적인 합성법으로는, 니켈 및 인 화합물에 디아민류의 염기를 가하여 합성하는 방법[Angew. Chem. Int. Ed. vol. 40, pp. 2831-2834, 2001]이 공지되어 있다. 디아민류의 염기성분으로는 주로 1,3-diaminopropane(DAP)이 사용되고 있다. 니켈포스페이트 분자체의 조성은 몰비로 대략 1.0 Ni : 2.1 P : 5.0 DAP : 140 H2O 정도이고, 이 혼합물을 180 ℃에서 5 ~ 6일간 수열 반응을 통해 니켈포스페이트 분자체를 얻을 수 있었다. 또한, 유기 디아민 대신에 무기 염기 혹은 유기모노 아민을 사용하여 저렴하게 니켈포스페이트 분자체를 제조하고자 한 특허 및 문헌이 알려져 있다 (US2005/0043168A1, Chem. Mater. vol. 16, pp. 1394-1396, 2004). 그러나 그 어떤 특허나 문헌에서도 니켈포스페이트 분자체의 형상과 크기를 다양하게 조절한 기술은 알려져 있지 않다.
따라서 니켈포스페이트 분자체의 특수한 용도를 위해 형상과 크기를 조절할 수 있는 니켈포스페이트 분자체 제조방법의 개발의 필요성이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
본 발명자는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 연구 노력한 결과, 합성에서 주형물질 혹은 산성도 조절 물질로 필요한 염기를 선택하고, 반응 조건 (용매 농도, 반응 시간 및 가열 방법 등)을 변경하는 수단을 채택함으로써 다양한 크기와 형상을 갖는 니켈포스페이트 분자체를 제공할 수 있으며, 니켈포스페이트 분자체의 제조 시 마이크로웨이브를 고온을 얻는 열원으로 사용함으로써 특히 결정 크기를 획기적으로 줄임으로써 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명은 다양한 물성과 응용성을 위해 다양한 형상과 크기를 갖는 니켈포스페이트 분자체를 제조하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 니켈화합물, 인화합물, 용매 및 염기를 사용한 반응물을 결정화하여 니켈포스페이트 분자체를 제조하는 방법에 있어서, 상기 염기로써 특수한 유기 아민을 사용하고, 용매 농도나 반응시간 및 가열방법을 조절함으로써 다양한 형상 및 크기의 니켈포스페이트 분자체를 제조하는 방법에 그 특징이 있다.
본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 기존에 알려진 니켈포스페이트 분자체의 합성에 있어, 산성도 조절 혹은 주형 물질로 사용되는 염기 성분을 특수한 것으로 사용하고 반응 조건을 최적화하여 효율적으로 니켈포스페이트 분자체를 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 니켈포스페이트 분자체 제조시 니켈화합물과 인화합물을 원료물질로 하고, 특수한 아민을 주형물질 혹은 산성도 조절 물질로 사용하고 반응 조건을 변경하는 수단을 채택함으로써 나노 세공물질을 제조하는 방법에 기술 구성상의 특징이 있다. 특히, 사용하는 아민의 종류에 따라, 나노 미터 크기의 미세 결정과 수백 마이크로 미터 크기의 단결정을 얻을 수 있는 바 이를 이용하여 결정의 형상에 따른 효과를 얻을 수 있다.
이하는 본 발명에 사용하는 원료물질에 대하여 상세히 설명한다.
원료 물질로 사용되는 니켈화합물은 용매에 일부의 용해도를 갖는 것으로, 예를 들면 염화니켈수화물, 질산니켈수화물 등의 무기 니켈화합물과 니켈올레이트, 니켈옥살레이트 등의 유기 니켈화합물이 사용될 수 있으며, 바람직하기로는 염화니켈육수화물이 좋다.
본 발명에서 사용하는 인화합물은 용매에 일부의 용해도를 갖는 것으로, 예를 들면 인산, 트리-부틸포스페이트 등의 무기 및 유기 인화합물이 사용될 수 있으며. 바람직하기로는 인산이 좋다.
본 발명의 원료물질로 사용되는 니켈화합물과 인화합물의 사용량은, 니켈화합물 1몰에 대하여 인화합물(P/Ni)을 0.3 ~ 3.0 몰 범위로 사용하여 P/Ni의 몰비가 0.3 ~ 3.0 몰비로 유지하도록 하는 것이 바람직하다. 그 몰비가 0.3 미만이면 니켈이 지나치게 많이 존재하여 세공이 없는 물질이 얻어지고, 몰비가 3.0을 초과하면 지나치게 높은 인 농도로 인해 나노 세공 물질이 얻어지기 어려울 뿐만 아니라 결정화될 수 있는 물질도 용해되어 고체를 얻기 어려운 문제가 생긴다.
본 발명의 주형물질 혹은 산성도(pH) 조절제로는 유기아민을 사용함으로써 다양한 결정의 형상과 크기를 가지는 니켈포스페이트 분자체를 얻을 수 있으며, 특히, 1,5-디아미노부탄(DAB) 또는 1,6-디아미노헥산(DAH)은 미세결정을 제조하는데 매우 좋은 결과를 보여주고 있고, 트리-n-프로필아민(TPA)은 단결정과 결정성이 우수한 결정을 얻을 수 있다.
본 발명에서 상기 아민은 pH 조절제로 사용되어 니켈포스페이트 분자체의 제조에 필요한 물질이 용이하게 생성되도록 하는 역할을 한다. 상기 아민은 니켈화 합물 1 몰에 대하여 1.0 ~ 10.0 몰비로 사용하며, 상기 범위를 초과하거나 지나치게 적은 농도로 사용하면 세공이 없는 물질이 얻어진다.
이하는 본 발명의 다공성 고체 무기물인 니켈포스페이트 분자체의 제조방법을 더욱 구체적으로 설명한다.
먼저, 니켈화합물, 인화합물, 염기 및 용매를 일정한 몰비로 혼합한다. 그 몰비는 1.0 Ni : (0.3 ~ 3.0) P : (1.0 ~ 10.0) 염기 : (10 ~ 1000) 용매의 조성으로 혼합하여 pH가 7.0 ~ 12.0가 되도록 조절하며, 보다 바람직하기로는 1.0 Ni : (0.5 ~ 1.0) P : (2.0 ~ 8.0) 염기 : (50 ~ 300) 용매의 조성으로 pH가 7.0 ~ 11.0가 되도록 조절하는 것이 좋다. pH는 염기를 첨가하여 상기 범위로 조절하여야 하며, 범위를 벗어나면 니켈과 인을 함유한 미세 세공이 없는 물질이 얻어지게 된다.
상기 용매로는 물, 에틸렌글리콜, 이소프로판올, 부탄올 등의 알콜, 벤젠, n-헥산 등의 탄화수소, 사염화탄소 및 클로로포름 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있으며, 바람직하기로는 물과 부탄올이 좋으며, 보다 바람직하기로는 물이 가장 좋다.
다음으로는 상기 혼합물을 고온으로 가열하여 결정화한다. 결정화를 위한 반응온도는 50 ~ 300 ℃, 바람직하기로는 100 ~ 250 ℃가 좋으며, 보다 바람직하기로는 150 ~ 200 ℃가 더욱 좋다. 반응온도가 50 ℃ 미만이면 반응이 너무 느려 합성에 매우 긴 시간이 필요하여 현실적이지 못하며, 300 ℃ 초과하면 니켈 및 인을 함유한 미세 세공이 없는 물질이 얻어지는 문제가 발생한다. 또한 가열에 사용되는 반응기는 마이크로웨이브 또는 전기히터 등이 사용될 수 있으나, 열원이 전기히터 일 경우 반응 시간은 수시간 내지 수일이 적당하며 마이크로웨이브일 경우 반응시간은 수분 내지 수 시간이 적당하다.
상기 결정화 과정 시 반응물은 교반 과정을 추가로 수행할 수 도 있으나, 교반 과정을 생략하는 것이 손쉬워 간편하다. 상기 교반과정 추가 시 속도는 100 ~ 1000 rpm이 적당하며 바람직하기로는 300 ~ 750 rpm이 좋다. 본 발명의 반응은 연속 혹은 회분식 모두 가능하나, 소량 합성 시에는 회분식 반응기가 적당하며 대량 합성 시에는 연속식 반응기가 적당하며, 용매의 증발이 상당량 일어나는 경우에는 용매의 손실을 방지하기 위한 압력 반응기 등을 필요로 한다.
그 다음으로는 상기의 반응조건으로 결정화된 반응물을 냉각시켜 고액 분리 후 건조된 니켈포스페이트 분자체를 얻는다. 상기 냉각온도는 0 ~ 100 ℃이며, 고체 생성물을 액체로부터 분리하는 방법은 원심분리기 혹은 감압필터를 이용하여 수행될 수 있다.
또한, 상기 니켈포스페이트 분자체의 세공에 채워진 유기아민 등의 유기물을 제거하기 위해 공기, 산소가 함유된 기체 하 혹은 진공에서 열처리 과정을 수행하여 흡착 능력이 있는 니켈포스페이트 분자체를 얻는다. 상기 열처리 온도는 200 ~ 500 ℃가 좋으며, 더욱 바람직하기로는 300 ~ 450 ℃가 더욱 좋다. 열처리 온도가 200 ℃ 미만이면 낮으면 유기물의 제거가 불충분하여 흡착 용량이 낮으며, 500 ℃ 초과하는 경우 제조된 니켈포스페이트 분자체의 구조의 분해가 일어날 수 있다.
본 발명에 따라 제조된 니켈포스페이트 분자체는 미세한 나노 세공을 갖는 것으로 수소저장물질, 촉매, 촉매지지체 및 흡착제 등으로 유용하게 사용될 수 있 다. 특히, 본 발명에 따라 얻어진 다양한 형상과 크기의 니켈포스페이트 분자체는 나노 물질의 합성, 담체 및 분리제로 사용 가능하고 촉매 및 촉매 지지체로 사용할 때는 반응물의 확산이 용이하여 그 응용 범위가 매우 넓어질 수 있다.
이하 실시예에 의거하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하겠는 바, 본 발명이 다음 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
염화니켈육수화물(NiCl2·6H2O)을 증류수에 녹이고 85중량% 인산을 적가한 후 1,4-diaminobutane(DAB)을 가하여 다음 표 1에서 요약된 바와 같이 조성이 1.0Ni : 0.63P : 3.5DAB : 100H2O이고, pH가 10.7인 반응물을 얻었다. 상기에서 얻어진 반응물 30 g을 테프론 반응기에 담고 밀봉 후 마이크로웨이브 반응기에서 180 ℃에서 4시간 유지하여 결정화시켜, 실온(25 ℃)으로 냉각하여 고액 분리한 후 니켈포스페이트 분자체를 얻었다.
상기에서 얻어진 니켈포스페이트 분자체의 특성, 길이와 P/(P+Ni)비를 다음 표 1에 나타내었으며, XRD 스펙트럼은 비교예 1(도 1 (c))과 매우 유사하였으나 강도가 낮고 넓은(broad) 특성을 보였다. 도 2 (a)에 얻어진 니켈포스페이트 분자체의 전자현미경 사진이 있는데 결정의 길이가 약 0.5 μm로 도 2 (f)의 비교예 1과 비교하여 매우 작은 결정이 얻어졌음을 알 수 있다. 낮은 XRD 강도는 작은 결정 크 기 때문임을 알 수 있고 P/(P+Ni)비는 니켈포스페이트 분자체의 단위 세포의 조성으로부터 계산된 값인 0.375와 잘 일치하였다.
[실시예 2]
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 다음 표 1의 조건으로 DAB 대신에 tri-n-propylamine(TPA)을 사용하였고 물의 농도도 증가하였고 반응 시간을 8시간으로 증가하였다. 상기에서 얻어진 니켈포스페이트 분자체의 특성을 표 1에 나타내었으며, XRD 스펙트럼을 도 1 (a)에 나타내었고 전자현미경 사진은 도 2 (b)에 나타내었다. 비교예 1과 비교하여 XRD로부터 결정성은 매우 우수하고 결정의 형태는 막대모양이고 결정의 길이/너비의 비 (aspect ratio)는 10 이하인 매우 균일성이 높은 결정을 얻을 수 있음을 알 수 있다.
[실시예 3]
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 다음 표 1의 조건으로 DAB 대신에 1,6-diaminohexane(DAH)을 사용하였다. 상기에서 얻어진 니켈포스페이트 분자체의 특성을 표 1에 나타내었으며, XRD 스펙트럼을 도 1 (b)에 나타내었고 전자현미경 사진은 도 2 (c)에 나타내었다. 비교예 1과 비교하여 XRD는 매우 강도가 낮으나 매우 넓은 특성을 보임을 알 수 있다. 또한 전자현미경 사진으로부터 결정은 길이가 0.2μm 정도인 매우 작고 균일한 크기를 가짐을 알 수 있다.이러한 결정 특성으로 인해 XRD 강도는 낮고 넓은 특성을 보임을 알 수 있다.
[실시예 4]
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 다음 표 1의 조건으로 DAB 대신에 tri-n-propylamine(TPA)을 사용하였고 물의 농도도 증가하였고 마이크로웨이브를 이용한 가열 대신에 일반적인 전기 오븐을 이용하여 반응을 수행하였고 반응 시간이 120시간으로 증가하였다. 상기에서 얻어진 니켈포스페이트 분자체의 특성을 표 1에 나타내었으며, XRD 스펙트럼은 도 1 (a)와 매우 유사하였고 전자현미경 사진은 도 2 (d)에 나타내었다. 비교예 1과 비교하여 XRD로부터 결정성은 매우 우수하고 결정의 형태는 막대모양이고 결정의 길이/너비의 비 (aspect ratio)는 10 이하인 매우 균일한 형태를 가짐을 알 수 있다. 실시예 2와 비교하여 결정의 크기가 현격하게 증가하였음을 알 수 있다.
[실시예 5]
상기 실시예 4과 동일한 방법으로 실시하되, 다음 표 1의 조건으로 물의 농도를 크게 증가하였고 TPA 농도는 감소시켰으며 반응 시간을 더욱 증가하였다.
상기에서 얻어진 니켈포스페이트 분자체의 특성을 표 1에 나타내었으며, XRD 스펙트럼은 도 1 (a)와 유사하였으나 Ni11(HPO3)8(OH)6의 오염으로 인해 강도가 낮았다. 전자현미경 사진은 도 2 (e)에 나타내었다. 결정의 형태는 막대모양의 매우 큰 단결정 (single crystal)임을 알 수 있다.
[실시예 6]
상기 실시예 3과 동일한 방법으로 실시하되, 반응시간을 4시간 대신에 1분으로 감소시켰고 XRD와 전자현미경 사진은 실시예 3과 유사함을 알 수 있었다. 표 1에 반응 조건과 결정 특성 등을 나타내었다. 반응시간의 현격한 감소에도 불구하고 마이크로웨이브 가열의 경우에 니켈포스페이트 분자체가 얻어짐을 알 수 있었다.
[실시예 7]
상기 실시예 3과 동일한 방법으로 실시하되, 반응을 회분식으로 수행하는 대신에 연속식으로 수행하였으며 반응기 내의 체류 시간은 3분 정도로 조절하였다. XRD와 전자현미경 사진은 실시예 3과 유사함을 알 수 있었다. 표 1에 반응 조건과 결정 특성 등을 나타내었다. 반응시간의 현격한 감소 및 연속적 반응에도 불구하고 마이크로웨이브 가열의 경우에 니켈포스페이트 분자체가 얻어짐을 알 수 있었다.
[비교예 1]
문헌[Chem. Mater. vol. 16, pp. 1394 ~ 1396, 2004]에 공지된 방법과 같이, 염기로서 무기염기인 암모니아수를 사용하는 것을 포함하여 표 1의 조건에서, 180 ℃에서 4시간 가열하고 고액 분리, 건조하여 니켈포스페이트 분자체를 얻었다.
상기에서 얻어진 니켈포스페이트 분자체의 특성을 표 1에 나타내었으며, 도 1 (c)의 XRD 스펙트럼에서 니켈포스페이트 분자체가 얻어졌음을 알 수 있고 도 2 (f)의 전자현미경 사진으로부터 전형적인 침상모양의 니켈포스페이트 분자체가 얻 어졌음을 알 수 있다. 이러한 침상 물질은 촉매, 나노 물질의 합성, 저장 ,분리에 한계가 있다.
[표 1] 반응 조건 및 반응 결과
Figure 112005030223638-PAT00001
상기 표 1과 도 2로부터 아민의 종류 및 반응 조건에 따라 길이가 0.2 μm인 미세 결정부터 길이가 200 μm인 단결정까지 여러 크기의 니켈포스페이트 분자체가 얻어지고 결정 형상도 기존에 알려진 침상 외에 막대 모양 및 실(fiber) 모양의 결정도 얻을 수 있음을 알 수 있다. 또한, 마이크로웨이브에 의한 합성은 빠른 결정화 특성으로 인해 결정 크기가 작은 니켈포스페이트 분자체를 얻을 수 있음을 알 수 있었고 반응 시간을 1분 이내로 감소할 수 있음도 알 수 있었다. 또한, 회분식 반응 대신에 연속식의 반응으로도 니켈포스페이트의 다양한 형상과 사이즈를 가지 는 분자체를 얻을 수 있음을 발견하였다.
즉, 본 발명에 따른 니켈포스페이트 분자체로서 기존의 공지의 기술에 따른 니켈포스페이트분자체는 10㎛정도 크기의 침상의 결정이 얻어졌으나, 본 발명의 제조방법을 이용한 분자체의 경우는 다양한 크기와 형상의 결정을 가지는 분자체를 제조할 수 있고, 특히 막대형 결정형상의 분자체를 제조할 수 있어, 기존의 침상 결정보다 우수한 기체 및 탄화수소 저장체나 높은 반응성의 촉매로 활용할 수 있는 가능성을 넓히게 되었다.
이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 니켈포스페이트 분자체는 다양한 형상과 크기를 가져 수소저장물질, 촉매, 촉매지지체, 흡착제 및 나노 물질의 합성 ,분리 ,저장 등의 여러 산업분야에 유용하게 사용 가능하다.

Claims (10)

  1. 니켈화합물과 인화합물을 염기 존재하에 결정화하여 니켈포스페이트 분자체를 제조하는 방법에 있어서,
    상기 염기로서 유기 아민을 사용하고, 용매의 농도와 반응 시간 및 반응 방법을 변경함으로써 니켈포스페이트 분자체 결정형상과 크기를 조절할 수 있는 니켈포스페이트 분자체의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기 아민으로는 1,4-디아미노부탄, 1,6-디아미노헥산 또는 트리-n-프로필아민을 사용하는 것을 특징으로 하는 니켈포스페이트 분자체의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 반응 방법은 마이크로웨이브 또는 전기 가열방법인 것을 특징으로 하는 니켈포스페이트 분자체의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 유기아민으로 1,4-디아미노부탄 또는, 1,6-디아미노 헥산을 사용하여 니켈포스페이트 분자체 결정 크기가 1μm 이하인 니켈포스페이트 분자체의 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기아민이 트리-n-프로필아민(tri-n-propyl amine)이고, 용매인 물 농도를 니켈화합물에 대하여 100 몰 배 이상으로 하고, 전기 가열방법을 이용하여 3일 이상 반응시켜 100μm 이상의 결정사이즈를 가지는 니켈포스페이트 분자체의 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    마이크로웨이브 가열을 이용하여 니켈포스페이트 분자체결정 크기가 전기 가열에 의해 얻어지는 결정에 비해 감소시키는 것을 특징으로 하는 니켈포스페이트 분자체의 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기아민이 트리-n-프로필아민(tri-n-propyl amine)이고, 용매인 물 농도를 니켈 대비하여 100 몰 배 이상으로 하고, 반응방법으로 마이크로웨이브 가열 시간을 1 시간 이상으로 하여 결정의 길이/너비의 비 (aspect ratio)가 10 이하이고, 결정이 막대 모양인 것을 특징으로 하는 니켈포스페이트 분자체의 제조방법.
  8. 제 1 항에 있어서,상기 유기아민이 트리-n-프로필아민(tri-n-propyl amine)이고, 용매인 물 농도를 니켈 대비하여 100 몰 배 이상으로 하고, 반응방법으로 전기 가열 시간을 1일 이상으로 하여 결정의 길이/너비의 비 (aspect ratio)가 10 이하이고 결정이 막대 모양인 것을 특징으로 하는 니켈포스페이트 분자체의 제조방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,
    니켈포스페이트 분자체는 VSB-5인 것을 특징으로하는 니켈포스페이트 분자체의 제조방법.
  10. 제 1 항, 3항 및 6항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서, 마이크로파를 이용하여 니켈포스페이트 분자체를 10분 이내에 회분식으로 합성하거나 체류시간 10분 이내의 연속식으로 합성하는것을 특징으로 하는 니켈포스페이트 분자체의 제조방법.
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KR101459008B1 (ko) * 2013-02-25 2014-11-07 한국화학연구원 다공성 니켈 포스페이트 분자체를 이용한 중금속의 제거방법

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