KR100458856B1 - Synthesis method of inorganic composite oxide using microwave heating - Google Patents

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KR100458856B1 KR10-2001-0040553A KR20010040553A KR100458856B1 KR 100458856 B1 KR100458856 B1 KR 100458856B1 KR 20010040553 A KR20010040553 A KR 20010040553A KR 100458856 B1 KR100458856 B1 KR 100458856B1
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Abstract

무기질 복합 산화물 원료의 합성법 중에 하나인 유기물을 분산용매 및 킬레이팅조제 (Chelating agent) 로 이용하는 방법은 일반적인 고상-고상 반응을 이용한 합성방법보다 분자단위의 균일한 조성과 초 미세한 분말을 낮은 온도에서 합성할 수 있기 때문에 많은 연구가 이루어지고 있다. 이 방법은 여러 가지 유기물 (예: Citric Acid)를 금속이온의 킬레이팅 조제(Chelating agent)로 사용하고 고분자화 조제(Polymerization agent) (예:Ethylene glycol)을 첨가하여 에스테르화(Esterification)시킨 후 약 80℃- 120℃ 온도에서 12시간∼24시간 유지시키므로 겔( Gel)을 얻는다.The method of using organic materials as one of the synthesis methods of inorganic composite oxide raw materials as a dispersion solvent and a chelating agent synthesizes a uniform composition and ultrafine powder at a lower temperature than a general solid-solid reaction. Much research is being done because it can This method uses various organic substances (e.g. Citric Acid) as a chelating agent of metal ions, esterification by adding a polymerization agent (e.g. The gel is obtained by maintaining at a temperature of 80 ° C. to 120 ° C. for 12 to 24 hours.

그 후에 얻어진 겔(Gel)을 산화분위기의 고온으로 가열하여 유기물은 휘발과 탄화를 거쳐 제거된 후 소요되는 무기질 복합 산화물 분말을 제조한다. 이와같은 기존의 유기물을 금속이온의 킬레이팅(Chelating)을 이용하여 무기질 복합 산화물을 합성하는 방법은 각각의 킬레이팅(Chelating), 에스테르화(Esterification), 탄화하는 과정에서 많은 노력과 시간이 필요하고, 특히 탄화되는 과정에서 휘발되는 유기물을 공기 중에 배출함으로서 심각한 공기의 오염을 유발하게 된다.After that, the obtained gel is heated to a high temperature in an oxidizing atmosphere to prepare an inorganic composite oxide powder required after the organic material is removed through volatilization and carbonization. The method of synthesizing inorganic composite oxides using the chelate of the existing organic materials requires a lot of effort and time in the process of each chelation, esterification, and carbonization. In particular, by releasing the volatilized organic matter into the air, particularly the carbonization process, serious air pollution is caused.

그러나 본 발명에서는 유기물을 이용한 무기질 복합 산화물 분말합성 방법에 마이크로 웨이브(Microwave)를 이용 가열하여, 획기적으로 빠른 시간에 겔(gel)을 합성할 수 있으며, 또한 겔(Gel)을 탄화시켜 무기질 복합 산화물을 얻는 과정에서 휘발하는 유기용매를 재포집함으로서 공기오염을 완전히 줄임은 물론, 휘발하는 용매를 다시 회수하여 재 사용할 수 있는 획기적인 방법이다.However, in the present invention, the inorganic composite oxide powder synthesis method using organic materials can be heated by using microwave, and the gel can be synthesized in a short time, and the inorganic composite oxide can be carbonized. By recapturing the volatilized organic solvent in the process of obtaining a completely reduced air pollution, it is an innovative method that can recover the volatilized solvent and reuse it.

Description

마이크로웨이브(Microwave)가열을 이용한 무기질 복합 산화물합성 방법{omitted}Inorganic composite oxide synthesis method using microwave heating

일반적으로 무기질 복합 산화물을 합성할 때는 주로 고상반응법(Solid state reaction)을 이용하게 되는데, 이 방법에서는 출발원료로 사용되는 분말의 크기가 수 마이크로미터(㎛) 이상이므로 각 조성물의 혼합이 균일하지 못하고, 합성된 후에 다시 분쇄하는 과정에서 원료의 오염이 초래된다. 졸- 겔(Sol-gel) 방법의 일종인 유기용매를 금속이온의 킬레이팅 조제 (Chelating agent) 로 이용하는 방법은 분자단위의 혼합을 이루므로 보다 균일한 혼합조성과 미세한 분말을 낮은 온도에서 얻게 된다.In general, the synthesis of the inorganic complex oxide is mainly used in the solid state reaction (Solid state reaction), the method of mixing the composition of each composition is not uniform because the size of the powder used as the starting material is a few micrometers (㎛) or more In this case, the raw material is contaminated in the grinding process after the synthesis. The organic solvent, a kind of sol-gel method, is used as a chelating agent for metal ions, so that the molecular unit is mixed, a more uniform mixing composition and a fine powder are obtained at a low temperature. .

유기물을 금속이온의 킬레이팅 조제 (Chelating agent)로 이용하는 졸 - 겔(Sol-gel)법으로 분말을 합성하기 위해서는 에틸렌 글린콜(Ethylene glycol) 에 킬레이팅 조제 (Chelating agent)로 사용되는 구연산(Citric acid)를 용해를 시킨다. 이 용매에 원료물질을 혼합조성의 몰비에 맞게 첨가하여 킬레이팅(Chelating) 시킨다. 이것을 약 80℃ - 100 ℃ 로 유지하여 겔화(Gelation) 시킨 후 얻어진 겔(Gel)을 고온의 산소분위기에서 태우면 분자단위의 균일하고 미세한 무기질 복합 산화물 분말을 얻을 수가 있다.Citric acid used as chelating agent in ethylene glycol (Ethylene glycol) to synthesize powder by sol-gel method using organic material as chelating agent of metal ions acid) to dissolve. The raw materials are added to this solvent in accordance with the molar ratio of the mixing composition and then chelated. After gelling the gel at a temperature of about 80 ° C. to 100 ° C., the obtained gel is burned in a high temperature oxygen atmosphere to obtain a uniform and fine inorganic composite oxide powder in molecular units.

그러나 일반적인 킬레이팅 조제(Chelating agent)을 이용한 졸- 겔(Sol-gel)법으로 분말을 합성하기 위해서는 물중탕 및 고온로(Furnace)를 사용하므로서 각 과정마다 오랜 시간과 노력이 필요하게 되며, 또한 형성된 겔(Gel)을 고온로( Furnace) 안에서 가열하여 태우는 경우 많은 양의 유기용매가 휘발하여 대기를 오염시킬 뿐만 아니라, 제조원가가 상당히 높아 실제 활용에 많은 제약이 되고 있다.However, in order to synthesize the powder by the Sol-gel method using a common chelating agent, it takes a long time and effort for each process by using a water bath and a Furnace. When the formed gel is heated and burned in a furnace, a large amount of organic solvent is volatilized to pollute the air, and manufacturing costs are very high, which makes it practically limited.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 마이크로웨이브(Microwave)가열을 이용하여 분자단위의 균일 조성과, 초 미세성을 갖는 분말을 합성할 수 있는 기존의 졸-겔(Sol-gel)법에서 열중탕 및 고온 열처리로 인하여 장시간동안 실험을 해야 한다는 단점을 극복하여 빠른 시간에 같은 특성의 분말을 합성하고, 겔(Gel)의 탄화과정에서 발생되는 유기용매의 휘발성분을 재포집함으로서 공기오염의 방지와 제조 원가의 획기적 절감에 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is the thermal bath in the conventional sol-gel (Sol-gel) method that can synthesize a powder having a uniform composition of the molecular unit and ultra-fine using microwave heating Overcoming the disadvantage of having to experiment for a long time due to high temperature heat treatment, it synthesizes powder of the same property in a short time and prevents and manufactures air pollution by recapturing volatile components of organic solvent generated in the carbonization process of gel. There is a dramatic reduction in costs.

도 1은 마이크로웨이브(Microwave)를 이용하여 무기질 복합 산화물 분말을 합성하는 공정의 개략도를 보여주고 있다.1 shows a schematic diagram of a process for synthesizing an inorganic composite oxide powder using microwaves.

도 2는 마이크로웨이브(Microwave)를 이용하여 합성한 졸(Sol)의 상(Phase)을 X-선 회절분석을 통해 분석한 것이고 도 3은 열처리를 하여 합성된 분말의 상을 X-선 회절 분석한 데이터이다. 도 4는 합성한 분말을 주사 전자 현미경으로 분말의 크기와 형상을 보여주고 있다. 도 5는 유기물을 마이크로웨이브(Microwave)에 이용하여 탄화처리 하면서 휘발되는 유기용매를 재포집하는 장치의 개략도이며, 도6은 휘발된 유기용매를 재 포집한 회수율을 나타낸 표이다. 도 7은 일반적인 졸-겔(Sol-gel)법을 이용해서 합성한 분말의 X-선 회절분석 데이터이고 도 8은 일반적인 졸 -겔(Sol-gel)법을 이용해서 분말을 합성할 때와 마이크로웨이브(Microwave)를 이용해서 분말을 합성할 때 소요되는 반응 시간을 비교한 표이다.FIG. 2 is an X-ray diffraction analysis of a phase of a sol (Sol) synthesized using microwaves, and FIG. 3 is an X-ray diffraction analysis of a phase of a powder synthesized by heat treatment. One data. 4 shows the size and shape of the synthesized powder under a scanning electron microscope. FIG. 5 is a schematic diagram of an apparatus for recapturing an organic solvent volatilized while carbonizing an organic material using microwaves, and FIG. 6 is a table showing a recovery rate for recapturing a volatilized organic solvent. FIG. 7 shows X-ray diffraction data of powders synthesized using a general sol-gel method, and FIG. 8 shows microparticles when synthesizing powders using a general sol-gel method. This table compares the reaction time for synthesizing powder using microwave.

본 발명의 특징 및 장점들은 실시 예로부터 더욱 분명히 이해될 수 있다. 본 발명을 실시하기 위해서 연료전지의 새로운 고체 전해질로 각광받는 바륨 세레이트(Barium Cerate, BaCeO3)의 분말합성을 이용하였다.Features and advantages of the invention can be more clearly understood from the embodiments. In order to carry out the present invention, powder synthesis of barium cerate (BaCeO 3 ), which has been spotlighted as a new solid electrolyte of a fuel cell, was used.

[실시예]EXAMPLE

[1][One]

출발원료로서는 에틸렌글리콜(Ethylene glycol), 구연산(Citric acid), 세륨나이트레이트(Cerium nitrate, Ce(NO3)3·6H2O ), 바륨카본네이트(Barium carbonate, BaCO3)를 사용하였다. 4가지 방법으로 유지(resin)을 만들었다.Ethylene glycol, citric acid, cerium nitrate, Ce (NO 3 ) 3 .6H 2 O, and barium carbonate (Barium carbonate, BaCO 3 ) were used as starting materials. Resin was created in four ways.

첫 번째는 킬레이팅 조제(Chelating agent)로 사용되는 구연산(Citric acid) 0.1mol(21.014g)을 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol) 0.4mol(22.375㎖) 에 첨가한 후 마이크로웨이브 오븐(Microwave oven) 안에서 2.45 - 60 GHz 로 이용하여 약1∼2분간 가열을 해서 용해시켰다. 완전히 용해된 용매에 세륨 나이트레이트(Cerium nitrate 0.01mol (4.3422g)을 첨가한 후 다시 마이크로웨이브(Microwave)를 이용하여 약 2∼3분간 가열을 하여 완전히 용해를 시켰다. 용매에 다시 바륨 카본네이트( Barium cabonate) 0.01mol(1.9734g)을 첨가하여 마이크로웨이브(Microwave)로 약 3∼5분간 가열을 하면서 용해를 시켰다. 그 후 다시 용매를 1∼2분간 마이크로웨이브(Microwave)로 가열을 하여 겔화 (Gelation, polymerization) 시켜 주었다.First, 0.1 mol (21.014 g) of citric acid, used as a chelating agent, was added to 0.4 mol (22.375 mL) of ethylene glycol, and then 2.45 in a microwave oven. 60 GHz was used for about 1-2 minutes heating to dissolve. Cerium nitrate 0.01mol (4.3422g) was added to the completely dissolved solvent, followed by heating for 2 to 3 minutes using microwave again to completely dissolve the barium carbonate. 0.01 mol (1.9734 g) of barium cabonate was added and dissolved by heating with microwave for about 3 to 5 minutes, and then the solvent was again heated with microwave for 1 to 2 minutes to gel. Gelation, polymerization).

두 번째는 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol)에 킬레이팅 조제(Chelating agent)로 사용되는 구연산(Citric acid) 과 세륨 나이트레이트(Cerium nitrate)를 첨가한 후 마이크로웨이브(Microwave)를 이용하여 약 2∼3분간 가열을 해서 용해시켰다. 용매에 바륨카본네이트(Barium carbonate)을 첨가하여 마이크로웨이브(Microwave)로 약 3∼5분간 가열을 하면서 용해를 시키고 1∼2분간 더 가열을 하여 겔화(Gelation, polymerization) 시켜 주었다.Secondly, citric acid and cerium nitrate, which are used as chelating agents, are added to ethylene glycol, followed by microwave for about 2 to 3 minutes. Heated to dissolve. Barium carbonate was added to the solvent to dissolve while heating for 3 to 5 minutes with microwave, followed by further heating for 1 to 2 minutes to gelate (Gelation, polymerization).

세 번째는 킬레이팅 조제(Chelating agent)로 사용되는 구연산(Citric acid)를 증류수 (H2O)에 첨가한 후 마이크로웨이브(Microwave)를 이용하여 약 1∼2분간 가열을 해서 용해시키고 용매에 세륨 나이트레이트(Cerium nitrate)을 첨가한 후 다시 마이크로웨이브(Microwave)를 이용하여 약 2∼3분간 가열을 하여 완전히 용해를 시켰다. 용매에 바륨 카본네이트(Barium carbonate)를 첨가하여 마이크로웨이브(Microwave)로 약 3∼5분간 가열을 하면서 용해를 시켰다. 용매를 1∼2분간 마이크로웨이브(Microwave)로 가열을 하여 겔화(Gelation,polymerization) 시켰다.Third, citric acid, used as a chelating agent, is added to distilled water (H 2 O), heated by microwave for about 1 to 2 minutes, and dissolved in cerium. After the addition of nitrate (Cerium nitrate) was heated again for 2 to 3 minutes using a microwave (Microwave) to completely dissolve. Barium carbonate was added to the solvent and dissolved by heating with microwave for about 3 to 5 minutes. The solvent was gelled by heating with a microwave for 1 to 2 minutes.

네 번째는 킬레이팅 조제(Chelating agent)로 사용되는 구연산(Citric acid)를 증류수 (H2O)에 첨가한 후 마이크로웨이브(Microwave)를 이용하여 약 1∼2분간 가열을 해서 용해시키고 용매에 세륨 나이트레이트(Cerium nitrate)를 첨가한 후 다시 마이크로웨이브(Microwave)를 이용하여 약 2∼3분간 가열을 하여 완전히 용해를 시켰다. 용매에바륨카본네이트(Barium carbonate)를 첨가하여 마이크로웨이브(Microwave)로 약 3∼5분간 가열을 하면서 용해를 시켰다. 여기에 에틸렌글리콜(Ethylene glycol)을 소량 첨가한 후 용매를 1∼2분간 마이크로웨이브(Microwave)로 가열을 하여 겔화(Gelation, Polymerization) 시켰다.Fourth, citric acid, which is used as a chelating agent, is added to distilled water (H 2 O), heated by microwave for about 1 to 2 minutes, and dissolved in cerium. After the addition of nitrate (Cerium nitrate) was heated again for 2 to 3 minutes using a microwave (Microwave) to completely dissolve. Barium carbonate was added to the solvent to dissolve while heating with microwave for about 3-5 minutes. After adding a small amount of ethylene glycol (Ethylene glycol) to the solvent was heated by microwave (Microwave) for 1 minute to gelation (Gelation, Polymerization).

이 때 만든 물질의 상(Phase)은 X-선 회절분석을 통해 실시하였고, 이 X-선 패턴(Pattern)은 도 2에 표시하였다. 도 2에서 알 수 있듯이 겔(Gel)은 특별한 상이 나오지 않는 비정질(Amorphous)인 것을 알 수가 있다.Phase of the material made at this time was carried out by X-ray diffraction analysis, this X-ray pattern (Pattern) is shown in FIG. As can be seen in Figure 2, the gel (Gel) can be seen that the amorphous (Amorphous) does not appear a special phase.

이렇게 만들어진 네 가지의 전구체(Precursor)를 1000℃에서 5시간 열처리를 해서 바륨세레이트(Barium cerate, BaCeO3) 분말을 얻었다. 합성된 최종목적의 상 역시 X-선 회절분석으로 통해서 분석을 실시하였고, 이 패턴(Pattern)은 도 3에 표시하였다. 또한 주사 전자 현미경(SEM)을 이용하여 합성 분말의 크기를 확인하였고 이것은 도 4에 표시하였다. 도 3, 4에서 보는 바와 같이 바륨세레이트(Barium cerate, BaCeO3) 단일상을 확인할 수 있었고 분말의 크기를 확인할 수 있었다.Thus prepared four precursors (Precursor) was heat-treated at 1000 ℃ for 5 hours to obtain a barium cerate (Barium cerate, BaCeO 3 ) powder. The synthesized end-phase image was also analyzed by X-ray diffraction analysis, and this pattern (Pattern) is shown in FIG. 3. Scanning electron microscopy (SEM) was also used to confirm the size of the synthetic powder, which is shown in FIG. 4. As shown in Figures 3 and 4, barium cerate (Barium cerate, BaCeO 3 ) was able to confirm the single phase and the size of the powder.

[2][2]

유기물을 태우는 과정에서 많은 양의 유기물의 휘발이 발생하게 되는데 마이크로웨이브(Microwave)가열을 이용하여 유기물을 태울 때는 도 5에 나타낸 2중 석영관(Quartz tube) 가 전자오븐(Microwave Oven) 안에 장착된 간단한 장치를 이용하여 휘발하는 유기용매를 포집할 수가 있다. 그러므로 유기용매의 휘발로 인한 공해문제를 획기적으로 줄일 수가 있으며 회수한 유기용매를 사용함으로서 제조원가를 획기적으로 줄이게 되는 장점을 가지고 있다. 얻어진 겔(Gel)을 마이크로웨이브(Microwave)를 이용해서 태울 때의 유기용매의 회수율을 도 6 에 나타내었다.In the process of burning organic matter, a large amount of organic matter is volatilized. When the organic material is burned by using microwave heating, a double quartz tube shown in FIG. 5 is mounted in an microwave oven. A simple device can be used to capture the volatilized organic solvent. Therefore, the pollution problem caused by the volatilization of organic solvent can be drastically reduced and manufacturing cost can be drastically reduced by using the recovered organic solvent. The recovery rate of the organic solvent when the obtained gel was burned using a microwave was shown in FIG. 6.

[비교예][Comparative Example]

[3][3]

실시예에서 언급했던 비교를 위해 마이크로웨이브(Microwave)를 이용한 분말합성이 아닌 일반적인 열 중탕법을 이용한 졸-겔( Sol-gel)법으로 바륨세레이트(Barium cerate, BaCeO3)무기질 복합 산화물 분말을 합성하였다. 균일한 열전달을 위하여 물중탕을 해서 온도를 조절하였고, 출발원료는 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol), 구연산(Citric acid), 세륨나이트레이트(Cerium nitrate, Ce(NO3)3·6H2O ), 바륨 카본네이트(Barium carbonate,BaCO3)를 사용하였다For comparison as mentioned in the Examples, the barium cerate (BaCeO 3 ) inorganic composite oxide powder was prepared by a sol-gel method using a general thermal bath method, rather than a powder synthesis using a microwave. Synthesized. The temperature was controlled by a water bath for uniform heat transfer. The starting materials were ethylene glycol, citric acid, cerium nitrate, Ce (NO 3 ) 3 · 6H 2 O, and barium. Carbonate (Barium carbonate, BaCO 3 ) was used.

에틸렌 그리콜(Ethylene glycol)에 구연산(Citric acid)를 첨가한 후 저어 주는 회전장치로 혼합을 시켜주면서 60분동안 가열하면서 용해시켰다. 완전히 용해된 용매에 세륨나이트레이트(Cerium nitrate)을 첨가한 후 다시 약 60분간 가열을 하여 완전히 용해를 시켜 투명한 액체상태로 만들었고, 이 용매에 바륨 카본네이트(Barium carbonate)를 첨가하여 약 1,440분(24시간) 가열을 하면서 에스테르화(Esterification)시켜 주었다. 그리고 80℃의 온도에 약 720분(12시간)동안 유지하면서 겔화(Gelation) 시켜주고, 이 겔(Gel)을 1000℃에 5시간동안 열처리를 해서 바륨세레이트(Barium cerate, BaCeO3) 분말을 합성할 수가 있었다. 이렇게 합성된 최종목적의 상 역시 X-선 회절분석을 통해서 특성을 평가하였고, 이것은 도 7 에 나타내었다.Citric acid was added to ethylene glycol (Ethylene glycol) and dissolved by heating for 60 minutes while mixing by stirring with a rotating device. Cerium nitrate was added to the completely dissolved solvent, followed by heating for about 60 minutes to completely dissolve it into a transparent liquid state. Barium carbonate was added to the solvent for about 1,440 minutes ( 24 hours) was subjected to esterification (Esterification) while heating. The gel is gelled while maintaining the temperature at 80 ° C. for about 720 minutes (12 hours), and the gel is heat-treated at 1000 ° C. for 5 hours to obtain barium cerate (BaCeO 3 ) powder. I could synthesize it. The final purpose synthesized phase was also characterized by X-ray diffraction analysis, which is shown in FIG.

또한 일반적인 방법을 사용해서 합성할 때의 시간과 마이크로웨이브(Microwave)를 이용한 합성방법의 소요되는 시간을 도 8 의 표로 나타내었다.In addition, the time required for synthesis using a general method and the time required for the synthesis method using microwave (Microwave) are shown in the table of FIG. 8.

본 발명에서 제시한 2.45 - 60 GHz 범위의 마이크로웨이브(Microwave)를 이용하여, 금속이온의 킬레이팅 조제(Chelating agent)을 이용한 무기질 복합 산화물 분말을 합성하는 sol -gel 방법에 있어 신속한 킬레이팅(Chelating) 및 겔화(Gelation) 의 획득, 그리고 휘발하는 유기용매을 재포집하여 다시 활용할 수 있었다. 기존의 물중탕을 사용하여 분말을 합성하는 방법에서는 외부에서부터 열이 반응물질로 점차 전달되기 때문에 전체적으로 고른 열전달이 어렵워 여러 가지 부가장치의 사용 및 많은 시간이 소요되었다. 그러나 마이크로웨이브(Microwave)를이용할 경우 사용되는 유기물 내에 존재하는 OH_기를 고 에너지 상태로 여기 시켜, 가열시키므로서 반응물질 전체에서 빠른 반응과 발열이 이루어지므로 짧은 시간에 반응이 완결되고, 결과적으로 겔(Gel)을 얻기까지의 시간을 획기적으로 단축시킬 수 있는 새로운 공정방법이다.Rapid chelating in the sol-gel method for synthesizing inorganic composite oxide powders using a chelating agent of metal ions using the microwave in the range of 2.45-60 GHz presented in the present invention ) And gelation, and the volatilized organic solvent could be recaptured and used again. In the conventional method of synthesizing powder using a water bath, since heat is gradually transferred from the outside to the reactants, it is difficult to evenly transfer heat as a whole, which requires a lot of time and use of various additional devices. However, when microwave is used, the OH _ group present in the organic materials used is excited to a high energy state and heated, so that the reaction is completed in a short time because the rapid reaction and exotherm occurs in the entire reaction material. It is a new process method that can drastically shorten the time to obtaining (Gel).

즉 마이크로웨이브(Microwave)를 이용하여 합성되어진 물질은 일반적인 방법으로 합성되어진 물질과 같은 분자단위의 균일한 조성과 미세한 분말을 얻을 수 있으면서 시간을 단축시킬 수가 있다. 또한 휘발하는 유기용매를 쉽게 포집할 수 있어 공기오염을 막아, 무기질 복합 산화물 분말의 제조원가를 획기적으로 절감할 수 있다.That is, the material synthesized using microwave can shorten the time while obtaining a uniform composition and fine powder of the same molecular unit as the material synthesized by a general method. In addition, the volatilized organic solvent can be easily collected to prevent air pollution, thereby significantly reducing the manufacturing cost of the inorganic composite oxide powder.

따라서 본 발명으로 인하여 바륨세레이트( Barium cerate, BaCeO3) 분말뿐만 아니라, 특성상 나노(Nano) 크기의 분말을 필요로 하는 무기질 복합 산화물 분말 합성에 응용이 가능하여 기존보다 빠르고 간편하고, 싸게 분말을 합성 할 수가 있게 될 것이다.Therefore, the present invention can be applied not only to barium cerate (Barium cerate, BaCeO 3 ) powder, but also to the synthesis of inorganic composite oxide powders that require nano-sized powders. You will be able to synthesize it.

Claims (11)

BaCeO3, BaTiO3, SrTiO3 와 같은 분자단위의 균일성을 갖는 통상적인 무기질 복합 산화물 분말을 제조함에 있어서, (a) 결과물로 얻고자 하는 무기질 복합 산화물 분말의 구성원소 중 어느 한 구성원소를 함유하는 화합물의 금속이온을 유기용매에 킬레이팅(Chelating) 시키기 위하여 2.45 - 60 GHz 의 마이크로웨이브(Microwave)를 이용하여 준비하는 단계, (b) 결과물로 얻고자 하는 무기질 복합 산화물 분말의 구성원소 중 다른 하나의 구성원소를 함유하는 화합물의 금속이온을 마이크로웨이브(Microwave)를 이용하여 상기용매에 킬레이팅(Chelating) 시키는 단계, (c) 이어서 상기 (b)단계에서 얻어진 용해물을 마이크로웨이브(Microwave)를 이용하여 겔화(Gelation) 시켜 겔(Gel) 을 얻는 단계, (d) 상기 (c)단계에서 얻어진 겔(Gel)을 고온 열처리에 의하여 결과물로서의 무기질 복합산화물 분말을 얻고 동시에 상기 고온 열처리시 휘발하는 유기용매를 재사용할 수 있도록 재포집하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 무기질 복합 산화물 분말을 얻는 제조방법.In preparing a conventional inorganic composite oxide powder having uniformity of molecular units such as BaCeO3, BaTiO3, and SrTiO3, (a) of a compound containing any one of the elements of the inorganic composite oxide powder to be obtained as a result Preparing using a microwave of 2.45-60 GHz to chelate metal ions in an organic solvent, (b) forming another component of the inorganic composite oxide powder to be obtained as a result Chelating the metal ion of the compound containing the element in the solvent using a microwave (microwave), (c) Next, the melt obtained in the step (b) using a microwave (Microwave) Gelation to obtain gel (d), (d) inorganic complex oxidation as a result of the gel obtained in step (c) by high temperature heat treatment Obtaining a water powder and simultaneously re-capturing the organic solvent volatilized during the high temperature heat treatment to obtain an inorganic composite oxide powder. 제 1항에 있어서, 상기 (a) 단계와 (b)단계를 일괄적으로 수행하기 위하여 상기 무기질 복합 산화물의 구성원소 중 어느 한 구성원소를 함유하는 화합물과, 상기 무기질 복합 산화물의 구성원소 중 다른 하나의 구성원소를 함유하는 화합물을 용매와 함께 마이크로웨이브(Microwave)를 이용하여 용해시키도록 하는 것을 특징으로 하는 무기질 복합 산화물 분말제조방법.The compound according to claim 1, wherein the compound containing any one of the member elements of the inorganic complex oxide and the other member element of the inorganic complex oxide are carried out in order to perform the steps (a) and (b) collectively. Method for producing an inorganic complex oxide powder, characterized in that to dissolve a compound containing one member element using a microwave (Microwave) with a solvent. 제 1항에 있어서, 사용하는 유기용매가 증류수, 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol, EG) 중에서 하나 이상 선택되는 것을 특징으로하는 무기질 복합 산화물 분말을 제조하는 방법.The method of claim 1, wherein the organic solvent to be used is one or more selected from distilled water and ethylene glycol (Ethylene glycol, EG). 제 1항에 있어서 무기물 복합 산화물을 구성하는 금속이온을 킬레이팅(chelating)시키는 조제로서 구연산(Citric acid), 우레아(urea) 및 옥살산(oxalic acid) 중 하나를 선택하는 것을 특징으로 하는 무기질 복합 산화물 분말 제조방법.The inorganic composite oxide of claim 1, wherein one of citric acid, urea, and oxalic acid is selected as a chelating agent of the metal ions constituting the inorganic composite oxide. Powder production method. 제1항에 있어서, 상기 무기질 복합 산화물의 구성원소 중 어느 한 구성원소가 알카리 토금속족(Ⅱ A)중에서 선택되는 것을 특징으로하는 무기질 복합 산화물 분말 제조방법.The method for producing an inorganic composite oxide powder according to claim 1, wherein any one component of the inorganic composite oxide is selected from alkaline earth metal groups (II A). 제 5항에 있어서 알카리토금속족 (ⅡA) 원소 중에서 바륨 (Barium ) 인 것을 특징으로 하는 무기질 복합 산화물 분말 제조 방법.6. The method for producing an inorganic composite oxide powder according to claim 5, wherein the inorganic compound oxide is barium in the alkali group metal (IIA) element. 제 1항에 있어서, 상기 무기질 복합 산화물의 구성원소 중 다른 하나의 구성 원소가 희토류금속 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 무기질 복합 산화물 분말 제조방법.The method of claim 1, wherein the other constituent element of the elements of the inorganic composite oxide is selected from rare earth metals. 제 6항에 있어서 희토류 금속 원소 중에서 세륨(Cerium)인 것을 특징으로 하는 무기질 복합 산화물 분말 제조방법.The method for producing an inorganic composite oxide powder according to claim 6, wherein the rare earth metal element is cerium. 제 1항에 있어서 산화물 원소를 함유하는 화합물이 탄산염, 질산염, 초산염, 황산염, 황화물, 할로겐화물, 알콕시드류 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 무기질 복합 산화물 분말 제조방법.The method for producing an inorganic complex oxide powder according to claim 1, wherein the compound containing an oxide element is selected from carbonates, nitrates, acetates, sulfates, sulfides, halides and alkoxides. 삭제delete 삭제delete
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