KR20100104415A - 나노 금속 산화물 분말의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 금속 산화물 분말의 제조 및 SOFC의 산화극의 재료인 NiO/YSZ의 제조 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 금속의 산성염과 상기 금속의 염기성염을 혼합하여 산-염기 반응시키는 공정을 포함한다. 본 발명에 의하여 제조되는 물질은 균일한 나노 크기의 입자이며, 본 발명에 따른 방법은 일반적인 산-염기 중화반응과 다르게 후처리 과정이 불필요하다.
금속 산화물 분말, 전극 재료, NiO/YSZ, SOFC

Description

나노 금속 산화물 분말의 제조 방법{PREPARATION METHOD OF NANO-SIZE METAL OXIDE POWDERS}
본 발명은 나노 크기의 균일한 금속 산화물 분말 및 복합 분말 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 금속 산화물은 금속의 염을 열분해시켜 얻을 수 있으나, 열분해 과정에서 응집과 입성장이 일어나 균일하고 미세한 분말을 얻기 힘들다. 따라서 수용액에서 산-염기 반응을 이용하여 금속 수산화물을 얻고, 이를 건조 후 열처리하여 산화물을 얻으나, 건조 도중 응집이 심하게 일어나는 것을 제어하기가 힘들다. 따라서 열처리 후 밀링으로 약한 응집체를 부수는 과정을 필요로 한다. 또한 리간드 또는 폴리머를 도입하여 금속과의 결합을 유도하여 금속 화합물을 형성시킨 다음, 이 금속 화합물을를 분리 열처리하여 응집을 억제하여 산화물 얻는 방법이 사용되고 있다. 이외에도 수열합성 방법 등도 사용되고 있다.
나노 분말의 용도가 늘어나고, 또한 복합 분말을 제조할 때 나노 크기의 분말을 혼합하는 것이 더 균일한 복합 분말을 얻을 수 있도록 하므로, 균일한 나노 분말을 고상법과 같은 단순한 공정으로 저렴하게 제조하는 공정을 개발하는 것이 요구되고 있다.
나노 분말의 응용분야로서 고체 산화물 연료전지 (Solid Oxide Fuel Cell, SOFC)의 Ni/YSZ 산화극 재료에서는 일반적으로 NiO 분말과 YSZ (8몰% Y2O3로 안정화된 ZrO2, 8YSZ) 분말을 밀링, 교반과 같은 기계적 방법으로 혼합하여 복합 분말로 제조한다. 이 방법은 단순하고 쉬우나, NiO와 YSZ를 균일하게 혼합하기 힘들고, 이 때문에 이 분말을 사용하여 제조한 소결체 전극은 Ni, YSZ의 입성장이 균일하지 않고, 뭉쳐진 불균일한 복합구조를 나타낸다.
이에 따라 NiO와 YSZ의 분포가 균일한 복합 분말을 얻기 위한 많은 방법들이 연구되어 왔다. 예를 들면, 분자 단계에서 혼합될 수 있는 액체 상태의 혼합, 즉 졸-겔, 공침, NiO 슬러리에 YSZ을 수산화물로 침전시키는 방법, YSZ 슬러리에 Ni(OH)2를 침전시키는 방법, 착화합물을 이용하는 침전법 등이 있다. 메카노퓨전 (mechanofusion)으로 NiO 표면에 미세한 YSZ 입자가 고르게 박히도록 분포시키는 방법, Ni 화합물과 YSZ가 포함된 용액을 열 분무하는 방법 등이 있다. 그러나 이들 방법들은 고상법에 비하여 공정이 복잡하고, 원료 또한 고가이다.
미국특허 5,993,988(1999년)에서는 YSZ 졸과 초산 니켈 수용액을 열 분무하여 NiO 표면에 YSZ가 코팅된 분말을 제조하는 방법을 보여 주고 있다. 그러나 이와 같은 기술은 금속 산화물 입자의 크기, 모양 등을 균일하게 조절하는데 한계가 있고, 응집된 분말의 분쇄 및 분류가 필요하다. 또한 특별한 장치를 필요로 하거나 세척, 폐수 처리 및 후처리 등의 복잡한 공정을 거쳐야 한다. 유기 용매나 리간드 를 사용하는 경우 열처리 시 다량의 이산화탄소가 발생하여 후처리 비용이 발생하며 환경에 친화적이지 않다.
그러므로 NiO/YSZ의 복합 분말을 저렴한 원료를 사용하여 고상법과 같은 단순한 기계적 혼합방법으로 제조할 수 있는 공정의 개발이 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 금속 산화물을 간단한 방법으로 균일하고 결정성이 우수한 나노 크기의 분말로 제조하는 방법과 고체 산화물 연료 전지의 산화극 재료로 사용되는 NiO/YSZ의 복합 분말을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에서는 금속의 산성염과 상기 금속의 염기성염을 용액 내에서 기계적으로 혼합한 후, 용매를 제거하고, 건조하여 얻어진 분말을 열처리하여 금속 산화물을 제조한다.
따라서 본 발명에 따른 금속 산화물 분말의 제조 방법은,
(1) 금속의 산성염과 상기 금속의 염기성염을 용매 내에서 기계적으로 혼합하는 단계,
(2) 단계(1)에서 제조된 혼합물로부터 용매를 제거하고 건조하는 단계,
(3) 단계(2)에서 얻어지는 분말을 열처리하는 단계를 포함한다.
(1) 금속의 산화물에 상기 금속과 다른 종류의 금속의 산성염과 염기성염을 용매 내에서 기계적으로 혼합하는 단계,
(2) 단계(1)에서 제조된 혼합물로부터 용매를 제거하고 건조하는 단계,
(3) 단계(2)에서 얻어지는 분말을 열처리하는 단계를 포함하는,
본 발명에 따른 NiO/YSZ 복합 분말의 제조 방법은,
(1) YSZ를 용매 내에 분산시키는 단계,
(2) 단계(1)에서 얻어지는 혼합물에 니켈의 산성염과 니켈의 염기성염을 첨가하여 혼합하는 단계,
(3) 단계(2)에서 얻어지는 혼합물의 용매를 제거하고 건조하는 단계 및
(4) 단계(3)에서 얻어지는 건조된 분말을 열처리하고 하소하는 단계를 포함한다.
본 발명에 의하면, 금속 산화물 및 복합 금속 산화물 분말을 단순히 금속의 산성염과 염기성염을 혼합하여 산-염기 반응이 일어나게 하여 열처리 과정을 거치면서 생성되게 하였다. 이 공정에서 산-염기의 몰 비에 따라 생성되는 산화물의 모양 및 크기가 크게 차이가 남을 볼 수 있으며, 단순한 공정으로 균일한 금속 산화물을 제조할 수 있어 경제적이다. 또한 이 방법을 응용하여 제조한 NiO/YSZ 복합 분말의 경우 큰 입자와 작은 입자가 섞여 있는 분말은 높은 기공율을 얻을 수 있으므로, 기공 형성제 (pore former) 없이 사용할 수 있는 이점이 있다.
본 발명에서는 금속 산화물 분말의 제조 방법은 금속의 산성염과 상기 금속의 염기성염을 용액 내에서 기계적으로 혼합한 후, 용매를 제거하고, 건조하여 얻어진 분말을 열처리하여 금속 산화물 분말을 제조한다.
따라서 본 발명에 따른 금속 산화물 분말의 제조 방법은,
(1) 금속의 산성염과 상기 금속의 염기성염을 용매 내에서 기계적으로 혼합 하는 단계,
(2) 단계(1)에서 제조된 혼합물로부터 용매를 제거하고 건조하는 단계,
(3) 단계(2)에서 얻어지는 분말을 열처리하는 단계를 포함한다.
본 발명에서는 금속의 산성염 수용액에 염기를 첨가하여 중화 반응으로 금속 수산화물을 침전시켜 분리하는 일반적인 방법에 있어서, 염기로서 가성소다나 암모니아수를 사용하는 대신 금속의 염기성염을 사용하여 금속의 산성염과 상기 금속의 염기성염 사이의 반응을 유도하는 방법이다.
단계(1)에서 용매로는 물 또는 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올 등의 알코올이 사용될 수 있으며, 이를 기계적인 방법으로 혼합 시 볼 밀링, 교반 등을 이용할 수 있다.
단계(1)에서 산성염으로는 질산염, 황산염, 초산염 또는 염산염을, 염기성염으로는 탄산염 또는 수산염을 사용할 수 있다. 이때 염기성염에 대한 산성염의 몰 비는 0.03 내지 1.0이고, 바람직하기로는 0.1 내지 0.7이다.
단계(2)에서는 상기에 의한 방법으로 제조된 금속염 혼합물의 본 발명의 일반적인 방법으로 용매를 제거하고 건조한다. 이는 당업계에서 일반적으로 사용하는 방법을 이용할 수 있으며, 일례로 분무 건조, 회전증발법을 이용하여 용매를 제거하고, 90~100℃ 오븐에서 건조한다.
단계(3)의 열처리는 승온 속도를 분당 1 내지 5℃로 하여 온도를 높여 30 내지 4시간 동안 하소한다. 이때 하소 온도는 분말의 결정성과 응집 정도에 영향을 미치므로 400 내지 1000℃로 하고, 바람직하게는 600℃ 내지 900℃로 한다.
단계(3)의 금속 산화물은 CuO, CeO2 또는 NiO일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기와 같이 금속의 산성염과 염기성염 사이의 반응을 유도하여 금속 산화물을 제조하는 방법은 아래의 반응식으로 예시될 수 있다.
[반응식 1]
Cu(NO3)2·2.5 H2O + CuCO3˙Cu(OH)2 → 열처리 → CuO
[반응식 2]
Ce(NO3)3·6H2O + Ce2(CO3)3·xH2O → 열처리 → CeO2
[반응식 3]
Ni(NO3)2·6H2O + 2Ni(CO3)2·3Ni(OH)2·4H2O → 열처리 → NiO
일반적으로 질산염의 융점이 탄산염 보다 낮으므로 산성염과 염기성염의 비율, 열처리 공정이 금속 산화물 분말의 모양, 입도를 결정하게 된다.
본 발명에 의한 금속 산화물 분말의 제조 방법은, 단계(1)에서 얻어진 혼합물의 용매를 단계(2)에서 제거하고 건조한 후, 상기 혼합물을 단계(3)의 열처리 과정에서 분해시켜 산화물을 형성시키게 되므로, 일반적인 수용액상에서의 산-염기 중화 반응 과정에서 생성되는 부산물인 침전물의 분리 및 세척이 필요하지 않은 이점이 있다.
이러한 금속 산화물 제조 방법은 전자 재료인 BaTiO3와 SOFC의 산화극 물질 인 NiO/YSZ 복합 물질 제조 시에도 적용이 가능하다.
전자 재료로 유전체 물질인 BaTiO3의 경우는 TiO2에 Ba(NO3)2 또는 BaAc2와 BaCO3를 혼합하여 열처리 한다. 상기의 열처리 시 승온 속도를 분당 1 내지 5℃로 하여 온도를 높여 30 내지 4시간 동안 하소한다. 이때 하소 온도는 분말의 결정성과 응집 정도에 영향을 미치므로 400 내지 1200℃로 하고, 바람직하게는 1000~1100℃하여 결정성이 좋은 분말을 평균 입도 320nm로 얻을 수 있다.
또한 본 발명에서는 YSZ 분말의 표면에서 니켈의 산성염과 니켈의 염기성염의 산-염기 반응이 일어나게 함으로서 NiO의 균일한 분포를 유도하여 SOFC의 산화극 재료인 NiO/YSZ 복합 분말을 제조한다.
따라서 본 발명에 따른 NiO/YSZ 복합 분말의 제조 방법은,
(1) YSZ를 용매 내에 분산시키는 단계,
(2) 단계(1)에서 얻어지는 혼합물에 니켈의 산성염과 니켈의 염기성염을 첨가하여 혼합하는 단계,
(3) 단계(2)에서 얻어지는 혼합물의 용매를 제거하고 건조하는 단계 및
(4) 단계(3)에서 얻어지는 건조된 분말을 열처리하고 하소하는 단계를 포함한다.
단계(1)에서 YSZ 분말은 물이나 알코올 등의 용매 내에 분산시킨다. 이때 알코올의 경우는 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올 등을 포함한다. YSZ 분말을 물에 분산하면 YSZ 분말의 양에 따라 약간의 차이가 있을 수 있으나 통상적으로는 5.8 내지 6.3의 pH값을 나타낸다. 이때 YSZ의 무게는 NiO/YSZ 복합 분말의 10 내지 60wt%로 하고, 바람직하게는 20 내지 40wt%로 한다.
단계(2)에서는 단계(1)에서 얻어진 혼합물에 니켈의 산성염을 가하여 혼합하고, 니켈이온이 YSZ 표면에 흡착이 일어나도록 한다. 이때 니켈의 산성염은 질산염, 초산염, 염산염, 개미산염 또는 황산염을 사용할 수 있다.
단계(3)의 니켈의 염기성염은 니켈의 탄산염 또는 수산염을 사용할 수 있다.
상기 단계(2)와 단계(3)에서 니켈 염기성염에 대한 니켈의 산성염의 몰 비는 0.03 내지 1이며, 바람직하게는 0.1 내지 0.6이다.
단계(4)에 의해 단계(3)에서 얻어지는 슬러리의 용매를 제거하고 건조한 후 단계(5)의 열처리 공정은 승온 속도를 분당 1 내지 5℃로 하여 온도를 높여 30 내지 4시간 동안 하소한다. 이때 하소 온도는 분말의 결정성과 응집 정도에 영향을 미치므로 400 내지 1000℃로 하고, 바람직하게는 600℃ 내지 900℃로 한다.
실시예
본 발명의 이해를 돕기 위해 실시예와 비교예를 통해 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나 이는 본 발명의 예시일 뿐, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에서는 NiO 70wt%와 YSZ 30wt%의 조성으로 하였고, 상기의 YSZ는 토쇼사 (Tosho Chem. 일본)의 8Y-SZ을 사용하였다. 이들 복합 분말은 니켈의 산성염과 니켈의 염기성염사이의 몰 비에 따라 복합 분말이 모양, 크기, 및 환원된 Ni/YSZ 복합체의 미세 구조가 영향을 받으며, 또한 전기 전도도 역시 크게 차이를 나타냄을 볼 수 있었다.
실시예 1. (나노 CuO 분말 제조)
Cu(NO3)2˙2.5H2O (9.496g, 0.04몰, 98% 순도, 알드리치 화학회사, 미국)와 CuCO3˙Cu(OH)2 (35.376g, 0.16몰)을 폴리프로필렌 통에 넣고, 증류수와 지르코니아 볼을 사용하여 6시간 볼 밀링으로 혼합한 슬러리를 회전 증발기를 사용하여 건조한 다음, 분 당 5℃ 로 승온하여 600℃에서 2시간 하소하여 결정 분말을 얻었다. 얻어진 결정 분말은 유사 구형으로 크기는 평균입도 220nm임을 확인하였다. (도 1)
실시예 2 (나노 CeO 2 분말 제조)
Ce(NO3)3˙6H2O (4.386g, 0.01몰, 순도 99%, 알드리치 화학회사, 미국)와 Ce2(CO3)3˙xH2O (41.424g, 0.09몰, 순도 99.9%, 알드리치 화학회사, 미국)을 사용하여 실시예 1에서 기술한 방법으로 처리하여 CeO2을 얻었다. 얻어진 CeO2의 결정 분말은 유사 구형으로 크기는 평균입도 70nm임을 확인하였다. (도 2)
실시예 3 (나노 BaTiO 3 )
TiO2 (5.2g)을 Ba(NO3)2 (1.70g)과 같이 폴리프로필렌 통에 넣고, 탈이온수와 지르코니아 볼을 사용하여 2시간 볼 밀링으로 혼합한 후에 BaCO3 (11.59g)을 넣고, 6시간 더 볼 밀링으로 혼합한 다음에, 회전 증발기로 말린 후 100℃ 오븐에서 건조한 다음 분당 5℃로 승온하여 1100℃에서 2시간 하소하여 결정 분말을 얻었다. 얻 어진 결정 분말은 유사 구형으로 크기는 평균입도 320nm임을 확인하였다. 이 분말에 2 wt% PVA 바인더를 증류수와 같이 첨가하고 볼 밀링으로 2시간 혼합 후 건조하였다. 이 분말을 1.5ton/㎠에서 일축가압으로 성형하여 만든 직경 10mm의 3 내지 3.5 mm의 페렛을 분당 5℃로 승온하여 1250℃에서 2시간 소결하였다. 이 소결체는 상대밀도 96.7%에 3530의 높은 유전율을 보여 주었다. 1300℃에서 2시간 소결로는 97.8%, 2700을 나타내었다.
실시예 4 (나노 NiO 분말 제조)
NiO의 경우는 Ni(NO3)2·6H2O (순도 99%, 알드리치 화학회사, 미국)과 염기성 탄산염 2Ni(CO3)2·3Ni(OH)2·4H2O (순도 99%, 알드리치 화학회사, 미국)의 몰 비를 변화하여 감에 따라 생성된 NiO 결정의 모양과 크기가 크게 변하는 것을 볼 수 있었다.
xNyC에서 N은 질산염을, x는 질산염의 몰 수를 나타내고, C는 탄산염을 y는 탄산염의 몰 수를 의미한다. 예를 들어 1몰의 질산염과 9몰의 탄산염은 1N9C로 나타낸다.
몰 비를 변화하여 실시예 1에 기술한 방법으로 제조하여 얻은 분말을 승온 속도를 변화하며 승온하여 750℃에서 2시간 열처리하여 얻은 NiO 분말의 특성을 표 1에 나타낸다. 제조 전 분말의 모양은 SEM으로 관측하였으며, 2N8C는 도 3에, 4N6C는 도 4에 나타낸다.
Figure 112009016188816-PAT00001
실시예 5. (70wt% NiO/YSZ, 1N9C)
YSZ (20.00g, 8YSZ, Tosoh Chem. 일본)를 폴리프로필렌 통에 탈이온수와 같이 넣고 지르코니아 볼을 사용하여 볼 밀링으로 분산시킨 다음 Ni(NO3)2·6H2O (18.17g, 0.0625몰)을 첨가하고 2시간 볼 밀링한 후 2Ni(CO3)2·3Ni(OH)2·4H2O (66.15g, 0.112몰)을 첨가하고 8시간 정도 더 밀링 하였다. 이 슬러리를 회전증발기를 사용하여 건조한 후 승온 속도를 변화하며 승온하여 750℃에서 2시간 하소하여, 유사 구형의 NiO/YSZ 복합 분말을 제조하였다.
이 복합 분말의 특성을 측정하기 위하여 분말에 바인더로 PVB 2wt%를 첨가하여 에탄올에서 2시간 밀링한 후, 이 슬러리를 회전 증발기를 사용하여 알콜을 제거하여 건조하였다. 이 건조한 분말을 70메쉬(mesh)체에서 거른 후 길이 40mm에 폭 4mm 높이는 3 내지 3.5mm의 막대를 500kg/㎠로 일축 가압 성형하였다. 이 성형체를 공기중에서 1400℃에서 2시간 열처리하여 NiO/YSZ 소결체를 제조하였다. 이 소결체를 6% H2/N2의 흐름 속에서 분당 10℃로 1000℃까지 승온하고, 1000℃에서 2시간 유지한 후 노냉하여 Ni/YSZ 복합체를 제조하였다.
이 막대의 양끝에 두 군데씩 백금선을 감아 4 단자법으로 전기 전도도를 측정하였다. 전도도 측정은 4% H2/Ar의 흐름 속에서 분당 10℃로 승온하며 1000℃까지 측정하였다. 전도도를 측정한 시료의 열팽창계수는 딜라토미터 (Dilatometer)를 사용하여 분당 10℃로 승온하며 측정하여, 400 내지 900℃ 사이의 열팽창계수를 얻었다. 음극의 기공율이 높은 것이 바람직하여 일반적으로 기공 형성제로 탄소나 고분자(polymer)를 첨가하여 사용한다. 본 발명에서는 기공 형성제 없이 500kg/㎠로 일축 가압 성형한 성형체를 1400℃에서 3시간 공기 중에서 소결하여 얻은 소결체를 6% H2/N2의 흐름 속에서 분당 10℃로 1000℃까지 승온하고, 1000℃에서 2시간 유지한 다음 노냉하여 Ni/YSZ 복합체를 제조하였다. 이 복합체를 탈이온수에서 끓여 알키메데스 방법으로 밀도를 구하고, 기공율을 얻었다. 이 결과를 다른 시료의 결과들과 같이 표 2에 나타낸다.
실시예 6. (70wt% NiO/YSZ, 2N8C)
YSZ 20.00g 과 Ni(NO3)2·6H2O (36.35g, 0.125몰), 2Ni(CO3)2·3Ni(OH)2·4H2O (58.80g, 0.100몰)을 사용하여 실시예 5에 기술한 공정으로 유사 구형의 복합 분말을 제조하였다. (도 5) 이 분말을 실시예 5에서 기술한 방법으로 전기 전도도와 열팽창계수를 측정하였다.
상기의 750℃에서 하소한 분말을 1.0wt% MgO로 코팅한 분말 (실시예 6-1M)과 하소온도를 750℃ 대신, 분 당 5℃로 승온하여 400℃에서 2시간 하소한 분말 (실시예 6-400)로 페렛을 만들어 셀 테스트하여 그 결과를 표3에 비교하였다. 또한 이 750℃에서 하소한 분말을 실시예 2에 기술한 방법으로 2.0wt% CeO2 (실시예 6-2C) 코팅하여 특성을 측정하여 표 2에 나타내었다.
셀 테스트는 이 분말을 500kg/㎠ 사용하여 직경 25mm의 3 내지 3.5mm 크기의 페렛으로 일축가압 성형하였다. 이 페렛을 1200℃에서 2 시간 소결한 다음 YSZ 슬러리를 스핀코팅으로 입힌 후 1400℃에서 3시간 소결하여 전해질층을 대략 20 ㎛두께로 입혔다. 이 위에 양극층은 직경 8mm로 마스킹 (masking) 한 후 LSM-YSZ(LaSrMnO3) 슬러리는 1회, 그 위에 LSM 슬러리를 2회 코팅한 다음 1200℃에서 3시간 열처리하여 셀을 제조하였다. 수소와 공기를 각각 분당 100㏄로 혼합하여 흘려보내면서 900℃에서 700℃로 내려오며 성능을 측정하였다. 그 결과를 표 3에 나타내었다.
비교예 1
상업용 분말 (70wt% NiO/YSZ, Praxair 사, 미국)을 사용하여 실시예 5와 실시예 6에 기술한 방법으로 Ni/YSZ 막대와 페렛을 제조하여 측정한 특성을 표 2와 3에서 비교하였다.
실시예 7 (70 wt % NiO / YSZ , 3 N7C )
YSZ 20.00g과 Ni(NO3)2·6H2O (54.5g, 0.18몰), 2Ni(CO3)2·3Ni(OH)2·4H2O (51.45g, 0.0875몰)을 사용하여 실시예 5와 같은 공정으로 복합 분말을 제조하였다. 이 분말은 실시예 5와 실시예 6과는 다르게 구형의 작은 입자와 팔면체의 큰 입자로 이루어져 있다. 하소온도를 750℃ 대신 분당 5℃로 승온하여 600℃에서 2시간 동안 하소한 분말을 사용하여 셀 테스트를 하여 그 결과를 표 3에 비교하였다.
실시예 8. (70 wt % NiO / YSZ , 4 N6C )
YSZ 20.00g과 Ni(NO3)2·6H2O (72.70g, 0.250몰), 2Ni(CO3)2·3Ni(OH)2·4H2O( 44.10g, 0.075몰)을 사용하여 실시예 5와 같은 공정으로 복합 분말을 제조하였다. 이 분말은 실시예 7에서 얻은 분말과 비슷하며, 60 내지 150nm 크기의 두 종류 유사구형 분말과 500 내지 750nm의 팔면체의 결정으로 이루어져 있다.(도 6)
이 분말을 실시예 6에 기술한 방법으로 1.0wt% MgO (실시예 8-1M)와 2.0wt% CeO2 (실시예 8-2C)를 코팅하여 그 특성을 측정하여 표 2에 나타내었다.
Figure 112009016188816-PAT00002
Figure 112009016188816-PAT00003
도 1은 본 발명의 실시예 1에서 제조된 CuO 분말의 SEM 사진이다.
도 2는 본 발명의 실시예 2에서 제조된 CeO2 분말의 SEM 사진이다.
도 3은 본 발명의 실시예 4에서 2N8C의 조성에 의해 제조된 NiO 분말의 SEM 사진이다.
도 4는 본 발명의 실시예 4에서 4N6C의 조성에 의해 제조된 NiO 분말의 SEM 사진이다.
도 5는 본 발명의 실시예 6에서 제조된 NiO/YSZ인 복합 분말의 SEM 사진이다.
도 6은 본 발명의 실시예 8에서 제조된 NiO/YSZ인 복합 분말의 SEM 사진이다.

Claims (18)

  1. (1) 금속의 산성염과 상기 금속의 염기성염을 용매 내에서 기계적으로 혼합하는 단계,
    (2) 단계(1)에서 제조된 혼합물로부터 용매를 제거하고 건조하는 단계,
    (3) 단계(2)에서 얻어지는 분말을 열처리하는 단계를 포함하는, 금속 산화물의 제조 방법.
  2. (1) 금속의 산화물에 상기 금속과 다른 종류의 금속의 산성염과 염기성염을 용매 내에서 기계적으로 혼합하는 단계,
    (2) 단계(1)에서 제조된 혼합물로부터 용매를 제거하고 건조하는 단계,
    (3) 단계(2)에서 얻어지는 분말을 열처리하는 단계를 포함하는, 복합 금속 산화물의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서, 금속 산화물은 CuO, CeO2 또는 NiO인 것인 제조 방법.
  4. 제2항에 있어서, 복합 금속 산화물은 BaTiO3인 것인 제조 방법.
  5. 제1항 또는 2항에 있어서, 금속의 염기성염에 대한 금속의 산성염의 몰 비는 0.03 내지 1인 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서, 금속의 염기성염에 대한 금속의 산성염의 몰 비는 0.1 내지 0.7인 제조 방법.
  7. (1) YSZ를 용매 내에 분산시키는 단계,
    (2) 단계(1)에서 얻어지는 혼합물에 니켈의 산성염과 니켈의 염기성염을 첨가하여 혼합하는 단계,
    (3) 단계(2)에서 얻어지는 혼합물의 용매를 제거하고 건조하는 단계 및
    (4) 단계(3)에서 얻어지는 건조된 분말을 열처리하고 하소하는 단계를 포함하는, NiO/YSZ 복합 분말의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 단계(2)는 단계(1)에서 얻어지는 혼합물에 먼저 니켈의 산성염을 혼합한 후 이어서 니켈의 염기성염을 첨가하여 수행하는 것인 제조 방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 니켈의 염기성염에 대한 니켈의 산성염의 몰 비는 0.03 내지 1인 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서, 니켈의 염기성염에 대한 니켈의 산성염의 몰 비는 0.1 내지 0.6인 제조 방법.
  11. 제7항에 있어서, NiO/YSZ 복합 분말 중 YSZ의 함량이 10 내지 60wt%인 제조 방법.
  12. 제7항 또는 제11항에 있어서, NiO/YSZ 복합 분말 중 YSZ의 함량은 20 내지 40wt%인 제조 방법.
  13. 제1항, 제2항 또는 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서, 산성염은 질산염, 황산염, 초산염, 개미산염 또는 염산염인 제조 방법.
  14. 제1항, 제2항 또는 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서, 염기성염은 탄산염 또는 수산염인 제조 방법.
  15. 제1항, 제2항 또는 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서, 용매는 물 또는 알코올인 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서, 알코올은 메탄올, 에탄올, 이소프로판올 또는 부탄올인 제조 방법.
  17. 제1항, 제2항 또는 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서, 열처리 공정은 하소 온도가 400 내지 1200℃의 하소 온도에서 수행하는 것인 제조 방법.
  18. 제17항에 있어서, 열처리 공정은 하소 온도가 600 내지 900℃의 하소 온도에서 수행하는 것인 제조 방법.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101219757B1 (ko) * 2011-10-17 2013-01-09 한국과학기술연구원 고체 산화물 연료전지의 연료극 제조방법
CN104495907A (zh) * 2014-11-28 2015-04-08 夏正付 一种微波煅烧草酸铜生产超细氧化亚铜的方法
KR20200031361A (ko) * 2018-09-14 2020-03-24 주식회사 엘지화학 산화니켈 나노 입자의 제조 방법
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