KR20100101788A - 전이금속산화물 나노입자의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 전이금속산화물 나노입자의 제조방법은 전이금속을 반응물로 하며, 상기 전이금속을 과산화수소수에 용해시킨 퍼옥시-메탈레이트(peroxi-metallate) 용액에 알코올, 물 및 산을 함유한 반응 용액을 첨가하고 수열 반응시켜 전이금속 산화물 나노 입자를 제조하는 특징이 있다.
상세하게, 본 발명에 따른 제조방법은 a) 전이금속 분말을 반응물로 하여, 상기 전이금속 분말을 과산화수소수에 용해시켜 0.001 내지 0.2몰의 전이금속 몰 농도를 갖는 퍼옥시-메탈레이트(peroxi-metallate) 용액을 제조하는 단계; b) 상기 퍼옥시-메탈레이트 용액에 알코올, 물 및 산을 함유한 반응용액을 첨가하여 혼합용액을 제조하는 단계; 및 c) 상기 혼합용액을 수열 반응시켜 전이금속 산화물 나노 입자를 제조하는 단계;를 포함하여 수행되는 특징이 있다.
전이금속 산화물, 나노입자, 수열반응, 전이금속 반응물

Description

전이금속산화물 나노입자의 제조방법{Synthetic Method of Transition Metal Oxide Nano-Particles}
본 발명은 전이금속을 반응물질로 이용하여 저온 수열 합성을 통해 직접적으로 전이금속 산화물 나노입자를 제조하는 제조방법에 관한 것이다.
전이금속 산화물 나노입자는 전자소재, (광)촉매, 에너지 소재, 광전극 소재등 물리, 화학, 재료공학 분야등에 광범위하고 다양하게 활용되고 있다.
종래 나노 크기의 금속 산화물 입자를 제조하기 위해 화학적/열적 산화법, 졸-겔법등을 포함하는 많은 합성법이 개발되고 있다. 이들 방법 중, 화학적/열적 산화법은 산화에 의한 오염 위험이 있으며, 나노크기의 균일한 금속산화물 입자를 생성하기 어렵다.
가장 흔히 사용되는 졸-겔법은 금속산화물 단일상의 제조를 위한 추가적인 고온 열처리공정, 오염 물질 제거 공정등 복잡하고 고비용이 소요되는 다단계 공정일 뿐만 아니라 반응물로 사용하는 금속염화물, 질화물, 황화물등의 취급이 어렵고 빠른 가수분해 및 반응 조절의 어려워 합성이 용이하지 못했다.
더 나아가, 비수성 용액을 이용하여 분해 및 반응성을 조절하려는 시도가 있었으나, 반응물로 사용되는 금속염화물, 질화물, 황화물등의 반응이 매우 복잡하고 다양한 인자에 의해 영향을 받아 재현성이 떨어지고 대량생산에 걸림돌이 되어 왔다.
상술한 문제점들을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 취급이 용이하고 안전성이 우수하며, 반응 속도 조절이 용이하고, 추가 열처리 작업이 필요 없으며, 재현성있고, 단시간 내에 대량생산 가능하며, 저온 수열 합성에 의해 직접적으로 나노 크기 및 고 결정성의 단일상을 갖는 전이금속 산화물을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 전이금속산화물 나노입자의 제조방법은 전이금속을 반응물로 하며, 상기 전이금속을 과산화수소수에 용해시킨 퍼옥시-메탈레이트(peroxi-metallate) 용액에 알코올 및 물을 함유한 반응 용액을 첨가하고 수열 반응시켜 전이금속 산화물 나노 입자를 제조하는 특징이 있다.
상세하게, 본 발명에 따른 제조방법은 a) 전이금속 분말을 반응물로 하여, 상기 전이금속 분말을 과산화수소수에 용해시켜 0.001 내지 0.2몰의 전이금속 몰 농도를 갖는 퍼옥시-메탈레이트(peroxi-metallate) 용액을 제조하는 단계; b) 상기 퍼옥시-메탈레이트 용액에 알코올, 물 및 산을 함유한 반응용액을 첨가하여 혼합용액을 제조하는 단계; 및 c) 상기 혼합용액을 수열 반응시켜 전이금속 산화물 나노 입자를 제조하는 단계;를 포함하여 수행되는 특징이 있다.
이하, 본 발명의 제조방법을 상술하고자 하며, 이때 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
본 발명에 따른 전이금속산화물 나노입자의 제조방법은 전이금속산화물을 제조하기 위한 전이금속의 선구 물질로, 공기중 안정성이 현저히 떨어지며, 수분에 취약하고, 반응 속도의 조절이 어려우며, 공정상 취급이 어려운 전이금속의 염화물, 질화물, 황화물, 할로겐화물, 알콕사이드화물 또는 수산화물을 사용하지 않고, 전이금속 자체를 반응물로 사용하는 특징이 있으며, 상기 전이금속을 과산화수소수에 용해시켜 전이금속 산화물 나노입자를 제조하는 특징이 있다. 보다 상세하게, 전이금속 산화물 나노입자를 제조하기 위해, 상기 과산화수소수의 농도 및 과산화수소에 투입되는 전이금속의 양을 제어하여, 0.001 내지 0.2몰의 전이금속 몰 농도(전이금속 이온 기준 몰 농도임)를 갖는 퍼옥시-메탈레이트(peroxi-metallate) 용액을 사용하는 특징이 있다.
상기 퍼옥시-메탈레이트(peroxi-metallate) 용액은 전이금속을 반응물로 사용하는 본 발명의 특징 및 전이금속을 고농도의 과산화수소수에 용해시키는 본 발 명의 특징에 의해 제조되는 용액으로, 과산화수소수가 산화제이자 착물형성제 역할을 함으로써, 퍼옥사이드 (peroxide) 리간드가 금속을 배위하며 Ti 경우는 TiO2 2-, W 경우는 W2011 2- 와 같은 퍼옥시- 메탈레이트 착물(complex)이 형성된다.
본 발명에 따른 제조방법은 상술한 바와 같이 전이금속을 반응물로 사용하여 취급이 용이하고, 반응성 제어가 용이하며, 안정적이며, 불순물을 함유하지 않는 고순도의 전이금속 산화물 나노 입자를 제조할 수 있으며, 서로 다른 둘 이상의 전이금속을 과산화수소수에 용해시킴으로써 용이하게 전이금속의 금속간 화합물의 산화물 또는 둘 이상의 전이금속 고용상의 산화물을 제조할 수 있다.
또한, 전이금속을 고농도 과산화수소수에 용해시켜 0.001 내지 0.2몰의 전이금속 몰 농도를 갖는 퍼옥시-메탈레이트(peroxi-metallate) 용액을 사용함으로써 유기물 제거를 위한 고온 열처리 또는 고온 소성을 사용할 필요가 없고, 저온 수열 반응을 통해 직접적으로 one-step으로 전이금속 산화물 나노 입자를 제조할 수 있으며, 전이금속 산화물의 단일상을 제조할 수 있으며, 균일하고 나노 크기를 갖는 전이금속 산화물 나노 입자를 제조할 수 있으며, 수열 반응의 온도 또는 수열 반응 시간을 조절하여 전이금속 산화물 나노입자의 크기를 제어할 수 있으며, 공기 중 수분에 약해 가수분해속도 조절이 어려운 알콕사이드 반응물같은 경우와 달리, 공기중에서 다루기 용이하고, 반응성 제어가 용이하며, 반응이 안정적이어 재현성 있는 결과를 얻을 수 있으며, 불순물을 함유하지 않는 고순도의 전이금속 산화물 나 노 입자가 제조되며, 과산화수소수에 용해되는 모든 전이금속을 전이금속 산화물 나노입자로 제조 가능하여 제조하고자 하는 전이금속 산화물의 물질에 제약이 없으며, 제조하고자 하는 물질이 달라짐에 따라 종래와 같이 고도의 공정변경 또는 첨가물의 선택 및 추출등이 불필요한 장점이 있다. 보다 특징적으로, 상기 퍼옥시-메탈레이트(peroxi-metallate) 용액의 전이금속 몰 농도는 용해된 전이 금속이 과산화수소수와 반응하여 퍼옥시- 메탈레이트 착물(complex)은 용이하게 생성되며 제어되지 않은 전이금속 산화물이 형성되지 않는 농도이다.
본 발명에 따른 제조방법은 퍼옥시-메탈레이트 용액을 제조하기 위해, 10 내지 50 중량%의 고농도 과산화수소수를 사용하는 특징이 있다. 10중량% 미만의 과산화수소수에 전이금속을 투입할 경우 전이금속의 용해가 용이하게 수행되지 않거나 퍼옥시-메탈레이트가 생성되지 않을 가능성이 있으며, 50중량%를 초과하는 과산화수소수를 사용하는 경우 취급 및 제조의 용이함 및 안전성이 낮아지는 위험이 있다.
a) 단계에서 제조된 퍼옥시-메탈레이트 용액인 반응물 용액을 수열반응시키기 위해 상기 퍼옥시-메탈레이트 용액에 투입되는 b) 단계의 상기 반응 용액은 알코올, 물 및 산을 함유하는 것이 바람직하며, 상기 반응 용액에 함유된 물:알코올:산의 부피비는 1 : 1 내지 3 : 0.05 내지 0.2인 특징이 있다. 반응 용액에서 상기 산은 수열 반응시 촉매 작용을 하며, 상기 알코올은 물의 끓는 점을 낮추는 역할 및 수열반응시 반응물의 반응활성도를 높여 보다 낮은 반응온도에서 합성하고 반응시간을 단축시킨다. 상기 알코올:물의 부피비는 나노 크기의 좁은 입도분포를 갖는 전이금속 산화물 입자를 제조하기 위한 부피비로, 수열반응시 물과 알코올이 끓으며 거품이 생성되는데, 상기 부피비를 조절함으로써 상기 반응 용액의 끓는 점 및 상기 거품의 생성 정도를 제어하여 전이금속 산화물의 핵생성 및 성장을 제어하고 생성된 전이금속 산화물 나노입자를 물리적으로 서로 분산시키기 위함이다. 상기 알코올은 이소프로판올, 에탄올, 또는 이들의 혼합물인 것이 바람직하다. 상기 산은 질산, 젖산(lactic acid) 또는 알킬사슬(C5~C18)의 카르복실산 (carboxylic acid)인 것이 바람직하다.
b) 단계의 상기 퍼옥시-메탈레이트 용액과 상기 반응 용액이 혼합된 상기 혼합 용액의 제조시, 상기 퍼옥시-메탈레이트 용액:반응 용액의 부피비는 1:1 내지 3인 특징이 있다. 상세하게, 0.001 내지 0.2몰의 전이금속 몰 농도를 갖는 퍼옥시-메탈레이트 용액의 부피 기준으로 동일 내지 3배 이하의 부피인 상기 반응 용액을 혼합하여 혼합용액을 제조한다.
본 발명에 따른 제조방법은 상기 b) 단계에서 제조된 상기 혼합 용액을 오토클레이브(autoclave)를 포함한 통상의 수열반응기를 이용하여 저온에서 수열 반응시킴으로써 직접적으로 단일상의 전이금속 산화물 나노 입자가 제조되는 특징이 있다. 특징적으로 전이금속 산화물 나노입자를 제조하기 위한 상기 수열 반응은 95 내지 200 ℃의 온도로 수행되는 특징이 있다.
상술한 본 발명의 특징에 의해, 전이금속 산화물 나노입자를 제조하기 위해 수열 반응 후 고온 산화반응을 포함하는 후속 열처리가 불필요하며, 산화물의 상(phase)을 단일 상으로 조절하기 위한 열처리 또한 불필요하며, 수열 반응 이후, 유기물질의 제거를 위한 복잡한 후처리 단계가 불필요하며, 95 내지 200 ℃의 저온에서 1 내지 2시간 이내의 짧은 수열 반응을 통해 나노 크기를 가지며 고른 입자 크기를 갖는 전이금속 산화물의 단일 상을 얻을 수 있다.
상기 c) 단계의 수열 반응 후, 원심분리 또는 여과를 통한 통상의 고액분리 및 건조가 수행될 수 있으며, 이를 통해 전이금속 산화물의 나노 분말을 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 제조방법에 있어, 상기 반응물인 전이금속은 스칸듐(Sc), 티타늄(Ti), 바나듐(V), 크롬(Cr), 망간(Mn), 철 (Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 구리(Cu), 인듐(In), 주석(Sn), 게르마늄(Ge), 이트륨(Y), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 몰리브덴(Mo), 탄탈룸(Ta) 및 텅스텐(W)에서 하나 이상 선택된 금속이다.
상술한 바와 같이 본 발명의 제조방법은 서로 다른 둘 이상의 전이금속을 과산화수소수에 용해시켜, 둘 이상의 전이금속이 과산화수소와 반응하여 형성된 둘 이상의 퍼옥시-메탈레이트 착물을 함유하는 퍼옥시-메탈레이트 용액을 이용하여 용이하게 전이금속의 금속간 화합물의 산화물 또는 둘 이상의 전이금속 고용상의 산화물을 제조할 수 있다.
또한, 전이 금속을 과산화수소수에 용해시켜 제조된 퍼옥시-메탈레이트 용액에 Li+, Na+, K+, Rb+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+ 및 Al3+ 에서 하나 이상 선택된 양이온의 수용액을 첨가하여 상기 c) 단계에서 2성분 이상의 복합산화물 나노입자를 제조할 수 있다.
보다 특징적으로, 상기 반응물은 티타늄(Ti)이며, a) 내지 c) 단계를 통해 아나타제(anatase) 구조의 산화티타늄(TiO2) 나노입자가 제조되며, 상기 반응물은 텅스텐(W)이며, a) 내지 c) 단계를 통해 헥사고날(hexagonal) 구조의 판상형 산화텅스텐(WO3) 나노입자가 제조되는 특징이 있다.
본 발명의 제조방법은 전이금속을 반응물로 사용하여 취급이 용이하고, 반응성 제어가 용이하며, 안정적이며, 불순물을 함유하지 않는 고순도의 전이금속 산화물 나노 입자를 제조할 수 있으며, 고온 열처리 또는 고온 소성을 사용하지 않고 저온 수열 반응을 통해 직접적으로 전이금속 산화물 나노 입자를 제조할 수 있으며, 전이금속 산화물의 단일상을 제조할 수 있으며, 균일하고 나노 크기를 갖는 전이금속 산화물 나노 입자를 제조할 수 있으며, 수열 반응의 온도 또는 수열 반응 시간을 조절하여 전이금속 산화물 나노입자의 크기를 제어할 수 있는 장점이 있다.
(실시예 1)
Ti 금속분말(Aldrich, 268496)을 30wt%의 과산화수소수에 용해시켜 0.14M의 Ti 농도를 갖는 퍼옥시-메탈레이트(peroxi-metallate) 용액을 제조하였다. 이후, 이소프로판올(isopropanol) : 물 : 질산을 1 : 1: 0.1의 부피비로 혼합하여 반응용 액을 제조하고, 퍼옥시-메탈레이트(peroxi-metallate) 용액 5mL와 제조된 반응용액 5mL를 혼합하여 혼합용액을 제조하였다.
제조된 혼합용액을 오토클레이브에 장입한 후, 120℃ 오븐에서 2시간 동안 수열 반응시켜 TiO2 아나타제 나노입자를 제조하였다.
(실시예 2)
W 금속분말(Aldrich, 510106)을 30wt%의 과산화수소수에 용해시켜 0.005M의 Ti 농도를 갖는 퍼옥시-메탈레이트(peroxi-metallate) 용액을 제조하였다. 이후, 이소프로판올(isopropanol) : 물 : 질산을 1:1:0.14의 부피비로 혼합하여 반응용액을 제조하고, 퍼옥시-메탈레이트(peroxi-metallate) 용액 36mL와 제조된 반응용액 72mL를 혼합하여 혼합용액을 제조하였다.
제조된 혼합용액을 오토클레이브에 장입한 후, 98℃ 오븐에서 1시간 동안 수열 반응시켜 헥사고날(hexagonal) 구조의 WO3 나노입자를 제조하였다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에서 제조된 이산화티탄의 주사전자현미경 사진이며, 도 2는 실시예 1에서 제조된 이산화티탄의 X-선 회절분석 결과이며, 도 3는 실시예 2에서 제조된 산화텅스텐의 주사전자현미경 사진이다.
도 1 및 도 3에서 알 수 있듯이 본 발명의 제조방법을 통해 고른 입자 분포를 갖는 나노 크기의 전이금속 산화물 입자가 생성됨을 알 수 있으며, 나노입자 제 조시 최종 단계에서 통상적으로 수행되는 밀링(milling)이 수행되지 않았음에도 입자간 엉김(aggregation)이 적은 나노입자가 생성됨을 알 수 있다.
또한, 제조된 나노입자들을 X-선 회절 분석한 결과 실시예 1에서 순수한 아나타제 구조를 갖는 고 결정성의 이산화티탄 입자(도 2)가 제조됨을 알 수 있으며, 실시예 2에서는 순수한 헥사고날 구조를 갖는 고 결정성의 산화텅스텐(WO3)이 생성됨을 알 수 있다. 또한 미반응상 또는 다른 부산물(생성물)이 생성되지 않음을 확인하였다.
이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에서 제조된 이산화티탄의 주사전자현미경 사진이며,
도 2는 실시예 1에서 제조된 이산화티탄의 X-선 회절분석 결과이며,
도 3은 본 발명의 실시예 2에서 제조된 산화텅스텐의 주사전자현미경 사진이다.

Claims (7)

  1. a) 전이금속 분말을 반응물로 하여, 상기 전이금속 분말을 과산화수소수에 용해시켜 0.001 내지 0.2몰의 전이금속 몰 농도를 갖는 퍼옥시-메탈레이트(peroxi-metallate) 용액을 제조하는 단계;
    b) 상기 퍼옥시-메탈레이트 용액에 알코올, 물 및 산을 함유한 반응용액을 첨가하여 혼합용액을 제조하는 단계; 및
    c) 상기 혼합용액을 수열 반응시켜 전이금속 산화물 나노 입자를 제조하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전이금속산화물 나노입자의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    a) 단계의 상기 과산화수소수는 10 내지 50 중량%인 것을 특징으로 하는 전이금속산화물 나노입자의 제조방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    b) 단계의 상기 반응 용액의 물: 알코올 : 산의 부피비는 1 : 1 내지 3 : 0.05 내지 0.2인 것을 특징으로 하는 전이금속산화물 나노입자의 제조방법.
  4. 제 2항에 있어서,
    b) 단계의 상기 혼합 용액의 퍼옥시-메탈레이트 용액:반응 용액의 부피비는 1:1 내지 3인 것을 특징으로 하는 전이금속산화물 나노입자의 제조방법.
  5. 제 3항에 있어서,
    c) 단계는 95 내지 200 ℃의 온도로 수행되는 것을 특징으로 하는 전이금속산화물 나노입자의 제조방법.
  6. 제 1항 내지 제 5항에서 선택된 어느 한 항에 있어서,
    상기 반응물은 스칸듐(Sc), 티타늄(Ti), 바나듐(V), 크롬(Cr), 망간(Mn), 철 (Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 구리(Cu), 인듐(In), 주석(Sn), 게르마늄(Ge), 이트륨(Y), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 몰리브덴(Mo), 탄탈룸(Ta) 및 텅스텐(W)에서 하나 이상 선택된 금속인 것을 특징으로 하는 전이금속산화물 나노입자의 제조방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    a) 단계의 상기 퍼옥시-메탈레이트(peroxi-metallate) 용액에 Li+, Na+, K+, Rb+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+ 및 Al3+ 에서 하나 이상 선택된 양이온의 수용액을 첨가하여 상기 c) 단계에서 2성분 이상의 복합 산화물 나노입자를 제조하는 것을 특징으로 하는 전이금속산화물 나노입자의 제조방법.
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102603003B (zh) * 2012-04-01 2013-12-25 黑龙江大学 类立方体纳米单元构筑的尺寸可控的单分散氧化铬多孔微球及其制备方法
US10090516B2 (en) * 2012-04-24 2018-10-02 National University Of Singapore Electrode material and method of synthesizing
US9540249B2 (en) * 2012-09-05 2017-01-10 The University Of Hong Kong Solution-processed transition metal oxides
CN103130268A (zh) * 2013-03-21 2013-06-05 南京工业大学 一种高效纳米晶二氧化钛的制备方法
CN103818960B (zh) * 2014-03-03 2015-06-17 浙江理工大学 一种热丝化学气相沉积技术制备氧化钼纳米带的方法
CN106550613A (zh) * 2014-07-25 2017-03-29 苏州汉瀚储能科技有限公司 一种含钨材料的用途
US10141123B2 (en) * 2015-06-23 2018-11-27 Nanyang Technological University Nanofibers electrode and supercapacitors
CN107316755B (zh) * 2017-05-23 2019-01-22 山东大学 一种二元钴镍氧化物粉体的制备方法
EP3659970A4 (en) * 2017-07-24 2021-05-05 Furukawa Electric Co., Ltd. METHOD FOR MANUFACTURING METAL OXIDE NANOPARTICLES
CN107986334A (zh) * 2017-11-29 2018-05-04 河海大学 一种Ti-Mo共掺杂三氧化钨光电极的制备方法
CN109107566B (zh) * 2018-09-27 2021-05-18 青岛科技大学 一种wo3·0.33h2o纳米长方体的制备方法及其光催化应用
CN109594067B (zh) * 2019-01-08 2021-07-09 工业和信息化部电子第五研究所华东分所 一种在（001）晶面择优取向生长的金红石相二氧化钛纳米线阵列的方法
CN110078125B (zh) * 2019-06-12 2021-09-07 郑州大学 一种微米级钨酸铜球形粉体及其制备方法
JP7205437B2 (ja) * 2019-10-02 2023-01-17 信越化学工業株式会社 酸化チタン粒子、酸化チタン粒子分散液及び酸化チタン粒子分散液の製造方法
CN113735459B (zh) * 2021-09-10 2022-08-30 河南大学 铌钨双金属氧化物电致变色纳米材料的制备方法和应用

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6236008A (ja) * 1985-08-05 1987-02-17 Hitachi Ltd ペルオキソ構造を有するポリタングステン酸およびその合成法
US5772978A (en) * 1996-04-24 1998-06-30 Minnesota Mining And Manufacturing Company Process for producing tungsten oxide
JP4312299B2 (ja) * 1999-05-27 2009-08-12 日揮触媒化成株式会社 ブルッカイト型結晶を含む酸化チタン微粒子の製造方法
JP2001262007A (ja) * 2000-03-17 2001-09-26 Mitsubishi Gas Chem Co Inc チタニア塗布液及びその製造方法、並びにチタニア膜及びその形成方法
JP2004043353A (ja) * 2002-07-11 2004-02-12 Japan Science & Technology Corp 有機チタンペルオキソ化合物の連続的製造方法及びその装置
TW200422260A (en) * 2002-11-07 2004-11-01 Sustainable Titania Technology Titania-metal complex and method for preparation thereof, and film forming method using dispersion comprising the complex
KR20040100136A (ko) * 2003-05-21 2004-12-02 한화석유화학 주식회사 금속 산화물의 도핑 방법
JP2006000781A (ja) * 2004-06-18 2006-01-05 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 高効率環境浄化用光触媒
JP2006124243A (ja) * 2004-10-29 2006-05-18 Bridgestone Corp ブルッカイト型酸化チタンの製造方法及び光触媒コーティング剤
CN100391854C (zh) * 2005-09-01 2008-06-04 武汉理工大学 三氧化钼层叠纳米棒及制备方法
WO2007065446A2 (en) * 2005-12-11 2007-06-14 Scf Technologies A/S Production of nanosized materials
TWI352066B (en) * 2006-02-17 2011-11-11 Lg Chemical Ltd Preparation method of lithium-metal composite oxid
CN104475085B (zh) * 2006-03-20 2019-02-22 旭化成株式会社 氧化或氨氧化用催化剂及其制造方法
US20070280877A1 (en) 2006-05-19 2007-12-06 Sawyer Technical Materials Llc Alpha alumina supports for ethylene oxide catalysts and method of preparing thereof
CN101049962A (zh) * 2007-05-18 2007-10-10 广东省生态环境与土壤研究所 一种中性纳米二氧化钛溶胶的制备方法

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