KR101049335B1 - Method for preparing hexahedral cuprous oxide powder - Google Patents
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Abstract
본 발명은 육면체 아산화구리 분말의 제조방법에 관한 발명으로서, 본 발명에 따르면, 아닐린계 화합물을 구리착이온의 환원제로 사용함으로써, 기존의 고전적인 촉매의 문제점인 낮은 표면적으로 인한 저효율의 문제점을 개선함과 동시에 나노 촉매의 문제점인 입자크기가 나노사이즈로 인하여 발생하는 공정시 회수의 곤란성을 제거함으로써, 입자표면에 요철형태의 굴곡을 가져 표면적이 매우 크며, 1 내지 500μm 의 입자크기를 가져 사용 시 고효율의 촉매성능을 나타내며 회수가 극히 용이한 다공성의 육면체 아산화구리 분말을 제공한다. 본 발명에 따르면, 아세트산구리 또는 아세트산구리 수화물, 아민계 화합물 및 아닐린계 화합물을 물에 첨가한 수용액을 반응시켜 아산화구리를 제조하는 단계를 포함하는, 1 내지 500μm의 입자크기를 갖는 육면체 아산화구리 분말의 제조방법이 제공된다.The present invention relates to a method for producing a hexahedral cuprous oxide powder. According to the present invention, by using the aniline-based compound as a reducing agent for copper complex ions, the problem of low efficiency due to the low surface area, which is a problem of the conventional classical catalyst, is improved. At the same time, the particle size, which is a problem of the nanocatalyst, is eliminated in the process of recovery due to the nano size, thereby having a convex-convex shape on the surface of the particle, which has a very large surface area and a particle size of 1 to 500 μm. It provides a porous hexahedral cuprous oxide powder having high catalytic performance and extremely easy to recover. According to the present invention, a copper hexahedron powder having a particle size of 1 to 500 μm, comprising the step of reacting an aqueous solution of copper acetate or copper acetate hydrate, an amine compound, and an aniline compound to water to prepare a cuprous oxide Provided is a method for preparing.
아산화구리, 육면체, 분말, 아민계 화합물, 아닐린계 화합물 Copper oxide, hexahedron, powder, amine compound, aniline compound
Description
본 발명은 기존 아산화구리 분말의 저효율 촉매특성 및 나노크기의 아산화구리 분말의 공정 시 취급 및 회수의 곤란함을 개선하기 위한, 1 내지 500μm의 입자크기를 갖는 육면체 아산화구리 분말의 제조방법이다.The present invention is a method for producing a hexahedral cuprous oxide powder having a particle size of 1 to 500μm to improve the low-efficiency catalyst characteristics of the existing cuprous oxide powder and the difficulty of handling and recovery in the process of nano-sized cuprous oxide powder.
표면적이 넓은 아산화구리는 물질은 촉매와 전자재료의 소재로 응용 될 수 있다. Cu2O는 2.0 내지 2.2 eV의 띠 간격(band gap)을 가지고 있는 p-형 반도체 금속산화물이다. 따라서 태양에너지를 화학 또는 전기에너지로 전환시키는데 중요한 역할을 하는 화합물로 관심의 대상이 되고 있다. Cu2O를 광 촉매(photocatalyst)로 사용하면 600nm 이하의 가시광선에서도 물 분자를 수소분자와 산소 분자로 분해가 가능하다. 최근에는 Cu2O를 전극 물질로 사용하여 리튬이온 전지의 효율을 높였다.Copper oxide with a large surface area can be applied as a material for catalysts and electronic materials. Cu 2 O is a p-type semiconductor metal oxide having a band gap of 2.0 to 2.2 eV. Therefore, it is of interest as a compound that plays an important role in converting solar energy into chemical or electrical energy. When Cu 2 O is used as a photocatalyst, water molecules can be decomposed into hydrogen molecules and oxygen molecules even in visible light of 600 nm or less. Recently, Cu 2 O is used as an electrode material to increase the efficiency of lithium ion batteries.
촉매 반응은 촉매의 표면적에 크게 영향을 받는다. 따라서 촉매를 사용할 때 화합물의 입자를 곱게 갈아서 입자들의 크기를 작게 만들어서 사용한다. 그러나 입자를 작게 하여 표면적을 늘이더라도 입자의 표면이 깨끗하면 표면적을 크게 넓히 는 방법에는 한계가 있다. 표면적을 늘이는 방법으로 가장 적합한 방법은 표면에 수없이 많은 다공이 있도록 만드는 방법이 효율적인 방법이다. 그러나 화합물을 합성할 때 다공이 표면에 균일하게 존재하고, 입자의 모양이 균일하게 만드는 방법은 매우 어려우며, 입자가 나노크기 단위로 극히 미세하게 되면 공정상에 취급이 불편하고 공정 후에 회수하기 곤란하다.Catalytic reaction is greatly influenced by the surface area of the catalyst. Therefore, when using a catalyst, finely grind the particles of the compound to make the particles smaller in size. However, even if the particle size is increased to increase the surface area, there is a limit to the method of greatly increasing the surface area if the surface of the particle is clean. The best way to increase the surface area is to make the surface have countless pores. However, when synthesizing a compound, it is very difficult to make the pores uniform on the surface and make the particles uniform in shape. If the particles are extremely fine in nano size units, it is inconvenient to handle them and difficult to recover after the process. .
대한민국 등록특허 제10-0442775에서, 나노 결정의 형태를 조절하는 방법으로 적당한 선구물질을 결정하여, 결정 성장 온도 및 선구물질의 농도 등을 조절함으로서 각 다른 표면 에너지를 가진 결정의 비등방성 성장을 유도하고, 또한 나노 결정의 결정구조 및 결정 성장 속도를 조절함으로서 여러 가지 다른 형태, 즉, 나노 구, 나노 큐브와 나노 막대, 나노 꺽쇠, 삼각다리, 나노 막대, 사각다리 나노 막대, 나노 연필 등을 선택적으로 제조하는 방법이 개시되어 있다. In Korean Patent No. 10-0442775, a suitable precursor is determined by controlling the shape of nanocrystals, thereby controlling anisotropic growth of crystals having different surface energies by controlling crystal growth temperature and concentration of precursors. In addition, by controlling the crystal structure and crystal growth rate of the nanocrystals, various other forms, such as nano spheres, nano cubes and nano bars, nano cramps, triangle legs, nano bars, square legs nano bars, nano pencils, etc. The manufacturing method is disclosed.
대한민국 등록특허 제 10-0620885에서, 나노크기의 구리(Cu) 금속분말을 수중에서 분산시킨 뒤 산화시키면서 침전시켜, 나노크기를 갖는 큐브형태의 아산화구리를 제조하는 방법이 개시되어 있다. In Korean Patent Registration No. 10-0620885, a method of preparing a cuprous nitrous oxide having a nano size is disclosed by dispersing nano-sized copper (Cu) metal powder in water and oxidizing it to precipitate it.
그러나 상기한 선행문헌들에서 공지된 입자의 표면은 매끄러우며, 입자크기가 나노 크기로 매우 미세하여 공정상 취급 및 회수가 곤란한 문제점이 있었다.However, the surface of the particles known in the above-mentioned prior documents is smooth, the particle size is very fine to a nano size, there was a problem that the handling and recovery is difficult in the process.
본 발명에서는 이러한 문제점을 개선하고자, 아닐린계 화합물을 구리착이온의 환원제로 사용함으로써, 입자표면에 요철형태의 굴곡을 가져 표면적이 매우 크며, 또한 입자의 크기가 마이크로미터 단위의 입자크기를 가져 사용 시 고효율의 촉매성능을 나타내며 회수가 극히 용이한 표면에 요철모양을 가지며 다공성의 육 면체 아산화구리 분말의 제조방법을 제공하여 기존 아산화구리의 문제점을 개선하고자 한다.In the present invention, to improve this problem, by using the aniline-based compound as a reducing agent of the copper complex ion, the surface of the particle has a concave-convex shape of the irregular surface, and the surface area is very large, and the particle size has a particle size of micrometer unit The present invention provides a high-efficiency catalytic performance, has an uneven shape on the surface which is very easy to recover, and provides a method for preparing porous hexahedral cuprous oxide powder to improve the problem of the existing cuprous oxide.
본 발명은 기존의 고전적인 촉매의 문제점인 낮은 표면적으로 인한 저효율의 문제점을 개선함과 동시에 나노 촉매의 문제점인 입자크기가 나노사이즈로 인하여 발생하는 취급 및 공정 시 회수의 곤란성을 제거하기 위하여, 아닐린계 화합물을 구리착이온의 환원제로 사용함으로써, 입자표면에 요철형태의 굴곡을 가져 표면적이 매우 크며, 입자의 크기가 1 내지 500μm의 입자크기를 가져 사용 시 고효율의 촉매성능을 나타내며 회수가 극히 용이한 다공성의 육면체 아산화구리 분말의 제조방법을 제공하는 것이다.The present invention improves the problem of low efficiency due to low surface area, which is a problem of the conventional classical catalyst, and at the same time, to eliminate the difficulty of recovery and handling caused by the particle size, which is a problem of the nanocatalyst, due to the nano size, aniline As the compound is used as a reducing agent for copper complex ions, the surface of the particles has uneven shape, so the surface area is very large, and the particle size is 1 to 500μm, which shows high efficiency catalytic performance and extremely easy recovery. It is to provide a method for producing a porous hexahedral cuprous oxide powder.
본 발명에 따르면, 아세트산구리 또는 아세트산구리 수화물, 하기 화학식 1의 아민계 화합물 및 화학식 2의 아닐린계 화합물을 물에 첨가한 수용액을 반응시켜 아산화구리를 제조하는 단계를 포함하는, 1 내지 500μm의 입자크기를 갖는 육면체 아산화구리 분말의 제조방법이 제공된다.According to the present invention, 1 to 500 μm of particles comprising the step of reacting an aqueous solution of copper acetate or copper acetate hydrate, an amine compound represented by the following Chemical Formula 1, and an aniline compound represented by the following Chemical Formula 2 to water to prepare a cuprous oxide A method for producing a hexahedral cuprous oxide powder having a size is provided.
화학식 1에서, R1 내지 R4는 각각 독립적으로, 수소 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬 그룹이며, m은 1 내지 6의 정수이다.In Formula 1, R 1 To R 4 are each independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and m is an integer of 1 to 6;
화학식 2에서, R5는 탄소수 1 내지 5의 알킬그룹이고, R6은 탄소수 1 내지 5의 알킬그룹이고, n은 0 또는 1이다. In formula (2), R 5 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, R 6 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, n is 0 or 1.
여기서, 아산화구리를 제조하는 단계는Here, the step of preparing cuprous oxide
아세트산구리 또는 아세트산구리 수화물, 및 화학식 1의 아민계 화합물을 물에 첨가하고 반응시켜 구리 착이온 화합물이 포함된 수용액을 형성하는 단계; 및Adding an aqueous copper acetate or copper acetate hydrate, and an amine compound of Formula 1 to water and reacting to form an aqueous solution containing a copper complex ion compound; And
구리 착이온 화합물이 포함된 수용액에 화학식 2의 아닐린계 화합물을 첨가하고 100 내지 240℃의 온도에서 반응시켜 아산화구리를 형성하는 단계;를 포함하는, 1 내지 500μm의 입자크기를 갖는 육면체 아산화구리 분말의 제조방법이 제공될 수 있다.A hexahedral cuprous oxide powder having a particle size of 1 to 500 μm, comprising the step of adding aniline compound of Formula 2 to an aqueous solution containing a copper complex ion compound and reacting at a temperature of 100 to 240 ° C. to form cuprous oxide. Method of producing may be provided.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 아세트산구리 수화물이 아세트산구리 일수화물 또는 아세트산구리 이수화물인 것을 특징으로 하는, 1 내지 500μm의 입자크기를 갖는 육면체 아산화구리 분말의 제조방법이 제공될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, a copper acetate hydrate may be a copper acetate monohydrate or a copper acetate dihydrate, characterized in that the method for producing a cube hexahedral cuprous oxide powder having a particle size of 1 to 500μm.
본 발명의 바람직한 다른 일 실시예에 따르면, 아세트산구리 또는 아세트산구리 수화물을 물 100중량부에 대하여 0.1 내지 20중량부로 첨가하는 것을 특징으 로 하는, 1 내지 500μm의 입자크기를 갖는 육면체 아산화구리 분말의 제조방법이 제공될 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the copper hexahedron cuprous oxide powder having a particle size of 1 to 500μm, characterized in that the addition of copper acetate or copper acetate hydrate to 0.1 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of water A manufacturing method may be provided.
본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 화학식 1의 아민계 화합물이 에틸렌디아민, N-메틸 에틸렌디아민, N,N-디메틸 에틸렌디아민, N,N,N'-트리메틸 에틸렌디아민, N,N,N'-트리에틸 에틸렌디아민, N,N,N'-트리프로필 에틸렌디아민, N,N,N',N'-테트라메틸 에틸렌디아민, N,N,N',N'-테트라에틸 에틸렌디아민, 및 N,N,N',N'-테트라프로필 에틸렌디아민으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는, 1 내지 500μm의 입자크기를 갖는 육면체 아산화구리 분말의 제조방법이 제공될 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the amine compound of Formula 1 is ethylenediamine, N-methyl ethylenediamine, N, N-dimethyl ethylenediamine, N, N, N'-trimethyl ethylenediamine, N, N , N'-triethyl ethylenediamine, N, N, N'-tripropyl ethylenediamine, N, N, N ', N'-tetramethyl ethylenediamine, N, N, N', N'-tetraethyl ethylenediamine , And N, N, N ', N'-tetrapropyl ethylenediamine can be provided, characterized in that at least one member selected from the group consisting of hexahedral cuprous oxide powder having a particle size of 1 to 500μm.
본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 화학식 1의 아민계 화합물을 아세트산구리 또는 아세트산구리 수화물 1몰부에 대하여 0.01 내지 10몰부로 첨가하는 것을 특징으로 하는, 1 내지 500μm의 입자크기를 갖는 육면체 아산화구리 분말의 제조방법이 제공될 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, a hexahedron having a particle size of 1 to 500μm, characterized in that the amine compound of the formula (1) is added in 0.01 to 10 mol parts with respect to 1 mol part of copper acetate or copper acetate hydrate A method for producing cuprous oxide powder may be provided.
본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 수용액을 10 내지 90℃의 온도에서 반응시켜 구리착이온이 포함된 수용액을 형성하는 것을 특징으로 하는, 1 내지 500μm의 입자크기를 갖는 육면체 아산화구리 분말의 제조방법이 제공될 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the hexahedral copper oxide powder having a particle size of 1 to 500μm, characterized in that to form an aqueous solution containing a copper complex ion by reacting the aqueous solution at a temperature of 10 to 90 ℃ The manufacturing method of may be provided.
본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 화학식 2의 아닐린계 화합물이 2-메톡시 아닐린, 3-메톡시 아닐린, 4-메톡시 아닐린, 2-에톡시 아닐린, 3-에톡시 아닐린, 4-에톡시 아닐린, 2,4-디메톡시 아닐린, 2,5-디메톡시 아닐린, 2,4-디에톡시 아닐린, 2,5-디에톡시 아닐린, 2-프로폭시 아닐린, 3-프로폭시 아닐린, 4-프로폭시 아닐린 및 2,4-디프로폭시 아닐린으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는, 1 내지 500μm의 입자크기를 갖는 육면체 아산화구리 분말의 제조방법이 제공될 수 있다.According to another preferred embodiment of the invention, the aniline compound of formula 2 is 2-methoxy aniline, 3-methoxy aniline, 4-methoxy aniline, 2-ethoxy aniline, 3-ethoxy aniline, 4 -Ethoxy aniline, 2,4-dimethoxy aniline, 2,5-dimethoxy aniline, 2,4-diethoxy aniline, 2,5-diethoxy aniline, 2-propoxy aniline, 3-propoxy aniline, 4 -A method for producing a hexahedral cuprous oxide powder having a particle size of 1 to 500 μm, characterized in that at least one selected from the group consisting of propoxy aniline and 2,4-dipropoxy aniline.
본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 화학식 2의 아닐린계 화합물을 아세트산구리 또는 아세트산구리 수화물 l몰부에 대하여 0.01 내지 10몰부로 첨가하는 것을 특징으로 하는, 1 내지 500μm의 입자크기를 갖는 육면체 아산화구리 분말의 제조방법이 제공될 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the hexahedron having a particle size of 1 to 500μm, characterized in that the aniline compound of formula (2) is added in 0.01 to 10 mol parts relative to 1 mol part of copper acetate or copper acetate hydrate A method for producing cuprous oxide powder may be provided.
본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 수용액이 글루코스, 사카라이드, 글리신, 하이드라진, 페닐하이드라진, 1,1-디메틸하이드라진, 1,2-디메틸하이드라진으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 환원제를 화학식 2의 아닐린계 화합물 l몰부에 대하여 0.01 내지 10몰부로 추가로 첨가한 수용액인 것을 특징으로 하는, 1 내지 500μm의 입자크기를 갖는 육면체 아산화구리 분말의 제조방법이 제공될 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the aqueous solution is selected from the group consisting of glucose, saccharides, glycine, hydrazine, phenylhydrazine, 1,1-dimethylhydrazine, 1,2-dimethylhydrazine A method for preparing a hexahedral cuprous oxide powder having a particle size of 1 to 500 μm may be provided, which is an aqueous solution further added in an amount of 0.01 to 10 mol parts based on 1 mol part of the aniline compound of 2.
본 발명에 따르면, 본 발명의 육면체 아산화구리 분말의 제조방법에 따라 제조된, 1 내지 500μm의 입자크기를 갖는 육면체 아산화구리 분말이 제공된다.According to the present invention, there is provided a hexahedral cuprous oxide powder having a particle size of 1 to 500μm, prepared according to the method for producing a hexahedral cuprous oxide powder of the present invention.
상술한 바와 같이 본 발명은 기존의 고전적인 촉매의 문제점인 낮은 표면적으로 인한 저효율의 문제점을 개선함과 동시에 나노 촉매의 문제점인 입자크기가 나노사이즈로 인하여 발생하는 취급 및 공정 시 회수의 곤란성을 제거하기 위하여, 아닐린계 화합물을 구리착이온의 환원제로 사용함으로써, 입자표면에 요철형태의 굴곡을 가져 표면적이 매우 커 사용 시 고효율의 촉매성능을 나타내며, 1 내지 500μm 의 입자크기를 가져 공정 시 취급이 편리하고 회수성이 극히 높은 다공성의 육면체 아산화구리 분말의 대량생산 방법을 제공할 수 있다.As described above, the present invention improves the problem of low efficiency due to the low surface area, which is a problem of the conventional classic catalyst, and at the same time, eliminates the difficulty of recovery and handling during the processing and process that occurs due to the nano size of the particle size, which is a problem of the nano catalyst. To this end, by using an aniline-based compound as a reducing agent for copper complex ions, the surface of the particles has a concave-convex form of curvature, so that the surface area is very large, thereby exhibiting high catalytic performance with a particle size of 1 to 500 μm. It is possible to provide a mass production method of a hexahedral cuprous oxide powder of high porosity which is convenient and extremely recoverable.
이하, 본 발명에 따른 육면체 아산화구리 분말의 제조방법의 바람직한 실시예를 화학식 또는 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하되, 첨부도면을 참조함에 있어서 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the method for preparing hexahedral cuprous oxide powder according to the present invention will be described in detail with reference to the chemical formula or the accompanying drawings, in which the same or corresponding components are given the same reference numerals. Duplicate description thereof will be omitted.
본 발명에서는 기존의 고전적인 촉매의 문제점인 낮은 표면적으로 인한 저효율의 문제점을 개선함과 동시에 나노 촉매의 문제점인 입자크기가 나노사이즈로 인하여 발생하는 공정 시 회수의 곤란성을 극복하기 위하여 아닐린계 화합물을 구리착이온의 환원제로 적용하였다. In the present invention, to improve the problem of low efficiency due to the low surface area, which is a problem of the conventional classic catalyst and at the same time to overcome the difficulty of recovery in the process that occurs due to the nano-size particle size, which is a problem of the nano-catalyst It was applied as a reducing agent of copper complex ion.
이하, 아산화구리에 관한 기본적인 내용을 설명하고, 본 발명의 육면체 아산화구리 분말의 제조방법에 관하여 기술하기로 한다.Hereinafter, the basic content regarding copper nitrous oxide is demonstrated, and the manufacturing method of the hexahedral copper oxide powder of this invention is described.
Cu2O는 산소 이온을 중심으로 4개의 구리이온이 정사면체의 구조를 유지하면서 결합되어 있다. Cu2O의 결정 모양은 정육면체(cube), 정팔면체(octahedron), 속빈 구형, 별 모양 등 다양하다. 일반적으로 수용액에서 Cu2O를 합성 할 때, 반응 시간이 길어질수록 결정크기가 증가함과 동시에 결정 모양도 정육면체에서 팔면체 그 리고 십이면체(dodecahedron)로 변하게 된다. 따라서 반응물의 농도, 반응 온도, 반응 시간, 환원제의 종류 등과 같은 여러 조건들을 변화를 주면서 특정한 결정 모양의 Cu2O를 합성한다. Cu 2 O is bonded to four copper ions centered on oxygen ions while maintaining a tetrahedral structure. The crystal shape of Cu 2 O is various, such as a cube, an octahedron, a hollow sphere, and a star. In general, when synthesizing Cu 2 O in an aqueous solution, the longer the reaction time, the larger the crystal size and at the same time the crystal shape changes from a cube to an octahedron and a dodecahedron. Accordingly, Cu 2 O of a specific crystal shape is synthesized by changing various conditions such as the concentration of the reactant, the reaction temperature, the reaction time, and the type of the reducing agent.
대부분은 염화구리(CuCl2) 또는 황산구리(CuSO4) 등을 주로 사용하여 만든 구리이온의 용액에 NaOH를 첨가한 후에 환원제를 첨가하여 Cu2O를 만드는 방법을 사용한다. 이러한 경우에는 반응온도, 용매의 조건 등을 변화시키면서 반응 조건을 조절하지만, 수용액에 녹아있는 구리이온이 직접 반응에 참여하므로 반응속도를 조절하기가 쉽지 않다. 따라서 다양한 형태의 Cu2O가 동시에 만들어진다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 선구물질을 먼저 합성한 후에 선구물질을 반응시켜서 Cu2O를 합성하는 것이 유리하다. 따라서 Cu2O의 합성에 적합한 선구물질과 환원제를 찾는 것이 매우 중요하다.Most of them use a method of producing Cu 2 O by adding NaOH to a solution of copper ions mainly made of copper chloride (CuCl 2 ) or copper sulfate (CuSO 4 ). In this case, the reaction conditions are controlled by changing the reaction temperature, solvent conditions, etc., but since the copper ions dissolved in the aqueous solution directly participate in the reaction, it is not easy to control the reaction rate. Therefore, various forms of Cu 2 O are made simultaneously. In order to solve such a problem, it is advantageous to synthesize Cu 2 O by first synthesizing a precursor and then reacting the precursor. Therefore, it is very important to find suitable precursors and reducing agents for the synthesis of Cu 2 O.
본 발명에서는, 아닐린계 화합물을 구리착이온의 환원제로 사용함으로써, 입자표면에 요철형태의 굴곡을 가져 표면적이 매우 커 고효율의 촉매성능을 나타내며, 1 내지 500μm 의 입자크기를 가져 사용 시 회수가 극히 용이한 다공성의 육면체 아산화구리 분말을 제조할 수 있다.In the present invention, by using the aniline-based compound as a reducing agent for copper complex ions, the surface of the particles has a concave-convex form of curvature, so that the surface area is very large, high-efficiency catalytic performance, and has a particle size of 1 to 500μm, the recovery is very high Easily porous hexahedral cuprous oxide powder can be prepared.
본 발명에 따르면, 아세트산구리 또는 아세트산구리 수화물, 하기 화학식 1의 아민계 화합물 및 화학식 2의 아닐린계 화합물을 물에 첨가한 수용액을 반응시켜 아산화구리를 제조하는 단계를 포함하는, 1 내지 500μm의 입자크기를 갖는 육 면체 아산화구리 분말의 제조방법이 제공된다.According to the present invention, 1 to 500 μm of particles comprising the step of reacting an aqueous solution of copper acetate or copper acetate hydrate, an amine compound represented by the following Chemical Formula 1, and an aniline compound represented by the following Chemical Formula 2 to water to prepare a cuprous oxide A method for producing a hexahedral cuprous oxide powder having a size is provided.
[화학식 1][Formula 1]
화학식 1에서, R1 내지 R4는 각각 독립적으로, 수소 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬 그룹이며, m은 1 내지 6의 정수이다.In Formula 1, R 1 To R 4 are each independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and m is an integer of 1 to 6;
[화학식 2][Formula 2]
화학식 2에서, R5는 탄소수 1 내지 5의 알킬그룹이고, R6은 탄소수 1 내지 5의 알킬그룹이고, n은 0 또는 1이다. In formula (2), R 5 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, R 6 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, n is 0 or 1.
도 1을 참조하여 설명하면, 아산화구리를 제조하는 단계는 한 번에 아세트산구리 또는 아세트산구리 수화물, 하기 화학식 1의 아민계 화합물 및 화학식 2의 아닐린계 화합물을 물에 첨가하고 도 2의 밀폐형 반응기에서 반응시켜 육면체 아산화구리 분말을 제조할 수 있다.Referring to Figure 1, the step of preparing the cuprous oxide is a copper acetate or copper acetate hydrate, the amine-based compound of formula 1 and the aniline-based compound of formula 2 to the water at a time and in the closed reactor of Figure 2 The reaction can produce a hexahedral cuprous oxide powder.
또한, 아산화구리를 제조하는 단계를 2단계로 분리하여 육면체 아산화구리 분말을 제조할 수 있다.In addition, it is possible to prepare a hexahedral cuprous oxide powder by separating the step of preparing the cuprous oxide in two steps.
도 1에서, 육면체 아산화구리 분말을 제조하는 방법(S10)은 구리착이온을 형성하는 단계(S11) 및 구리착이온 화합물이 포함된 수용액을 100 내지 240℃의 온도 에서 반응시켜 아산화구리를 형성하는 단계(S12)를 포함할 수 있다.In Figure 1, the method for producing a hexahedral cuprous oxide powder (S10) is a step of forming a copper complex ion (S11) and reacting the aqueous solution containing a copper complex ion compound at a temperature of 100 to 240 ℃ to form cuprous oxide Step S12 may be included.
도 1 및 2를 참고하여 설명하면, 본 발명에 따른 구리착이온 화합물이 포함된 수용액을 형성하는 단계(S11)에서, 아세트산구리 또는 아세트산구리 수화물(140), 및 화학식 1의 아민계 화합물(150)을 물(130)에 첨가하고, 스테인레스로 이루어진 외부(110)와 테프론으로 이루어진 내부(120)로 구성된 고압조건에서 사용가능한 반응기(100)에서 반응시켜 구리 착이온 화합물이 포함된 수용액을 형성할 수 있다.1 and 2, in the step (S11) of forming an aqueous solution containing a copper complex ion compound according to the present invention, copper acetate or
여기서, 아세트산구리 또는 아세트산구리 수화물(140), 화학식 1의 아민계 화합물(150), 및, 화학식 2의 아닐린계 화합물(160)을 동시에 물에 첨가하고 스테인레스로 이루어진 외부(110)와 테프론으로 이루어진 내부(120)로 구성된 고압조건에서 사용 가능한 반응기(100)에서 반응시켜 구리 착이온 화합물이 포함된 수용액을 형성할 수도 있다. Here, the copper acetate or copper acetate hydrate 140, the
또한 여기서, 화학식 2의 아닐린계 화합물(160)과 병행하여 글루코스, 사카라이드, 글리신, 하이드라진, 페닐하이드라진, 1,1-디메틸하이드라진 및 1,2-디메틸하이드라진으로부터 선택된 1종 이상의 환원제(170)를 화학식 2의 아닐린계 화합물 l몰부에 대하여 0.01 내지 10몰부로 사용할 수 있으며 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, at least one reducing
본 발명의 육면체 아산화구리 분말의 제조방법의 아세트산구리 수화물은 아세트산구리 일수화물 또는 아세트산구리 이수화물일 수 있으며, 단독 또는 병행하여 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.The copper acetate hydrate of the method for producing the hexahedral cuprous oxide powder of the present invention may be copper acetate monohydrate or copper acetate dihydrate, and may be used alone or in combination, but is not limited thereto.
또한, 아세트산구리 또는 아세트산구리 수화물을 물 100중량부에 대하여 0.1 내지 20중량부로 첨가하는 것이 바람직하다. Moreover, it is preferable to add copper acetate or copper acetate hydrate at 0.1-20 weight part with respect to 100 weight part of water.
또한, 화학식 1의 아민계 화합물이 에틸렌디아민, N-메틸 에틸렌디아민, N,N-디메틸 에틸렌디아민, N,N,N'-트리메틸 에틸렌디아민, N,N,N'-트리에틸 에틸렌디아민, N,N,N'-트리프로필 에틸렌디아민, N,N,N',N'-테트라메틸 에틸렌디아민, N,N,N',N'-테트라에틸 에틸렌디아민, 또는 N,N,N',N'-테트라프로필 에틸렌디아민을 단독 또는 2종 이상 병행하여 사용하는 것이 가능하며, 이에 제한되는 것은 아니다. N,N,N',N'-테트라메틸 에틸렌디아민, N,N,N',N'-테트라에틸 에틸렌디아민, 또는 N,N,N',N'-테트라프로필에틸렌디아민을 사용하는 것이 보다 더욱 바람직하다. In addition, the amine compound of Formula 1 is ethylenediamine, N-methyl ethylenediamine, N, N-dimethyl ethylenediamine, N, N, N'-trimethyl ethylenediamine, N, N, N'-triethyl ethylenediamine, N , N, N'-tripropyl ethylenediamine, N, N, N ', N'-tetramethyl ethylenediamine, N, N, N', N'-tetraethyl ethylenediamine, or N, N, N ', N It is possible to use '-tetrapropyl ethylenediamine alone or in combination of two or more, but is not limited thereto. It is more preferable to use N, N, N ', N'-tetramethyl ethylenediamine, N, N, N', N'-tetraethyl ethylenediamine, or N, N, N ', N'-tetrapropylethylenediamine. More preferred.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 화학식 1의 아민계 화합물을 아세트산구리 또는 아세트산구리 수화물 1몰부에 대하여 0.01 내지 10몰부로 첨가하는 것이 바람직하다.According to a preferred embodiment of the present invention, it is preferable to add the amine compound of the formula (1) in an amount of 0.01 to 10 mole parts with respect to 1 mole part of copper acetate or copper acetate hydrate.
또한, 아세트산구리 또는 아세트산구리 수화물, 및 화학식 1의 아민계 화합물이 포함된 수용액을 10 내지 90℃의 온도에서 반응시켜 구리착이온이 포함된 수용액을 형성하는 것이 바람직하며, 10내지 30℃의 온도가 보다 바람직하다. 이러한 낮은 온도 범위에서 아세트산 구리 또는 아세트산 구리수화물과 아민계화합물이 반응하여 구리착이온이 잘 형성된다.In addition, it is preferable to react an aqueous solution containing copper acetate or copper acetate hydrate and an amine compound of Formula 1 at a temperature of 10 to 90 ℃ to form an aqueous solution containing a copper complex ion, the temperature of 10 to 30 ℃ Is more preferable. In this low temperature range, copper acetate or copper acetate hydrate and the amine compound react to form copper complex ions.
본 발명에 따른 육면체 아산화구리 분말의 제조방법에 있어서, 화학식 2의 아닐린계 화합물로서 2-메톡시 아닐린, 3-메톡시 아닐린, 4-메톡시 아닐린, 2-에톡시 아닐린, 3-에톡시 아닐린, 4-에톡시 아닐린, 2,4-디메톡시 아닐린, 2,5-디메 톡시 아닐린, 2,4-디에톡시 아닐린, 2,5-디에톡시 아닐린, 2-프로폭시 아닐린,3-프로폭시 아닐린, 4-프로폭시 아닐린, 또는 2,4-디프로폭시 아닐린을 단독 또는 2종 이상 병행하여 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 보다 바람직하기는 2-메톡시 아닐린, 3-메톡시 아닐린, 4-메톡시 아닐린, 2-에톡시 아닐린, 3-에톡시 아닐린, 또는 4-에톡시 아닐린을 사용하는 것이 좋다.In the method for preparing a hexahedral cuprous oxide powder according to the present invention, as the aniline-based compound of formula 2, 2-methoxy aniline, 3-methoxy aniline, 4-methoxy aniline, 2-ethoxy aniline, 3-ethoxy aniline , 4-ethoxy aniline, 2,4-dimethoxy aniline, 2,5-dimethoxy aniline, 2,4-diethoxy aniline, 2,5-diethoxy aniline, 2-propoxy aniline, 3-propoxy aniline , 4-propoxy aniline, or 2,4-dipropoxy aniline may be used alone or in combination of two or more, but is not limited thereto. More preferably, 2-methoxy aniline, 3-methoxy aniline, 4-methoxy aniline, 2-ethoxy aniline, 3-ethoxy aniline, or 4-ethoxy aniline may be used.
본 발명에 따른 육면체 아산화구리 분말의 제조방법에 있어서, 화학식 2의 아닐린계 화합물을 아세트산구리 또는 아세트산구리 수화물 l몰부에 대하여 0.01 내지 10몰부로 첨가하는 것이 바람직하고, 여기서, 글루코스, 사카라이드, 글리신, 하이드라진, 페닐하이드라진, 1,1-디메틸하이드라진 또는 1,2-디메틸하이드라진을 단독 또는 2이상 병행하여 화학식 2의 아닐린계 화합물 l몰부에 대하여 0.01 내지 10몰부로 추가로 첨가하여 수용액을 제조하여 반응시켜 본 발명의 1 내지 500μm의 입자크기를 갖는 육면체 아산화구리 분말을 제조할 수 있다.In the method for producing a hexahedral cuprous oxide powder according to the present invention, it is preferable to add the aniline compound of the formula (2) in an amount of 0.01 to 10 mol parts relative to 1 mol part of copper acetate or copper acetate hydrate, and here, glucose, saccharide and glycine , By adding hydrazine, phenylhydrazine, 1,1-dimethylhydrazine or 1,2-dimethylhydrazine alone or in combination of two or more to 0.01 to 10 mol parts relative to 1 mol part of the aniline compound of Formula 2 to prepare an aqueous solution. It is possible to prepare a hexahedral cuprous oxide powder having a particle size of 1 to 500μm of the present invention.
본 발명에 따르면, 본 발명에 바람직한 실시예에 따라 제조된 1 내지 500μm의 입자크기를 갖는 육면체 아산화구리 분말이 제공된다.According to the present invention there is provided a hexahedral cuprous oxide powder having a particle size of 1 to 500 μm prepared according to a preferred embodiment of the present invention.
이하, 실시예를 통하여 본 발명에 따른 1 내지 500μm의 입자크기를 갖는 육면체 아산화구리 분말의 제조방법을 더욱 구체적으로 설명한다. 그러나 이는 예시를 위한 것으로서 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것이 아니다.Hereinafter, the method for preparing hexahedral cuprous oxide powder having a particle size of 1 to 500 μm according to the present invention will be described in more detail. However, this is for illustrative purposes and the scope of the present invention is not limited thereby.
본 발명에서 구현하고자 하는 육면체 아산화구리 분말의 제조방법에 따라 육면체 아산화구리 분말을 제조하였고, 아산화구리를 제조하기위한 화합물의 함량 및 반응 온도를 표 1에 정리하여 기재하였다. 하기 실시예는 본 발명을 구체적으로 예시하기 위한 것으로, 이로써 본 발명이 제한되는 것은 아니다.A hexahedral cuprous oxide powder was prepared according to the method for preparing hexahedral cuprous oxide powder to be implemented in the present invention. Table 1 summarizes the content and reaction temperature of the compound for preparing cuprous oxide. The following examples are intended to specifically illustrate the invention, whereby the invention is not limited.
실시예Example 1 One
아산화구리의 제조방법은 다음과 같다. 100mL 부피의 비이커에 50mL의 H2O, 1mmol의 Cu(CH3COO)2·H2O(aldrich 시약)를 정량하여 넣고 25℃ 에서 10분간 자기 교반하여 완용시켰다. 여기에 테트라에틸 에틸렌다이아민(TEEDA, aldrich 시약) 4mmol을 첨가하고 25℃ 에서 10분간 자기 교반하여 Cu[TEEDA]2 2+의 착이온이 형성시켰다. 이 때 TEEDA는 구리이온과 결합하는 리간드이다. 이와 같이 생성된 구리 착이온 수용액에 1mmol의 2-methoxyaniline(TCI 시약)을 혼합하였다. 혼합 용액을 100mL 부피의 테프론 용기에 넣고, 도 2의 밀폐형 반응기에서 180℃의 온도에서 10시간 반응시켜서 적갈색의 Cu2O 생성물을 얻었다. 얻어진 생성물을 소량의 에탄올로 씻고, 60℃의 건조 오븐에서 12시간 동안 건조시켜 표면적이 매우 큰 다공성의 육면체 아산화구리 분말을 얻었다. The manufacturing method of a cuprous oxide is as follows. 50 mL of H 2 O and 1 mmol of Cu (CH 3 COO) 2 H 2 O (aldrich reagent) were quantified in a 100 mL volume beaker, followed by completion of magnetic stirring at 25 ° C. for 10 minutes. 4 mmol of tetraethyl ethylenediamine (TEEDA, aldrich reagent) was added thereto, followed by magnetic stirring at 25 ° C. for 10 minutes to form a complex ion of Cu [TEEDA] 2 2+ . In this case, TEEDA is a ligand that binds to copper ions. 1 mmol of 2-methoxyaniline (TCI reagent) was mixed with the copper complex ion solution thus produced. The mixed solution was placed in a 100 mL volume Teflon container and reacted for 10 hours at a temperature of 180 ° C. in the closed reactor of FIG. 2 to obtain a reddish brown Cu 2 O product. The obtained product was washed with a small amount of ethanol and dried in a drying oven at 60 ° C. for 12 hours to obtain a porous copper hexahedron powder having a very large surface area.
제조한 육면체 아산화구리 분말의 주사전자 현미경 사진을 도 3 및 4에 도시하였다. X선 회절분석실험 결과를 도 5에 도시하였다.Scanning electron micrographs of the prepared hexahedral cuprous oxide powder are shown in FIGS. 3 and 4. X-ray diffraction analysis results are shown in FIG.
실시예Example 2 2
100mL 부피의 비이커에 50mL의 H2O, 1mmol의 Cu(CH3COO)2·H2O(aldrich 시약)를 정량하여 넣고 25℃ 에서 10분간 자기 교반하여 완용시켰다. 여기에 테트라에 틸 에틸렌다이아민(TEEDA, aldrich 시약) 2mmol을 첨가하고 25℃ 에서 10분간 자기 교반하여 Cu[TEEDA]2 2+의 착이온이 형성시켰다. 이와 같이 생성된 구리 착이온 수용액에 1mmol의 2-methoxyaniline(TCI 시약)을 혼합하였다. 혼합 용액을 100mL 부피의 테프론 용기에 넣고, 도 2의 밀폐형 반응기에서 180℃의 온도에서 10시간 반응시켜서 적갈색의 Cu2O 생성물을 얻었다. 얻어진 생성물을 소량의 에탄올로 씻고, 60℃의 건조 오븐에서 12시간 동안 건조시켜 표면적이 큰 다공성의 육면체 아산화구리 분말을 얻었다.50 mL of H 2 O and 1 mmol of Cu (CH 3 COO) 2 H 2 O (aldrich reagent) were quantified in a 100 mL volume beaker, followed by completion of magnetic stirring at 25 ° C. for 10 minutes. 2 mmol of tetra ethylene ethylenediamine (TEEDA, aldrich reagent) was added thereto, and the mixture was magnetically stirred at 25 ° C. for 10 minutes to form a complex ion of Cu [TEEDA] 2 2+ . 1 mmol of 2-methoxyaniline (TCI reagent) was mixed with the copper complex ion solution thus produced. The mixed solution was placed in a 100 mL volume Teflon container and reacted for 10 hours at a temperature of 180 ° C. in the closed reactor of FIG. 2 to obtain a reddish brown Cu 2 O product. The obtained product was washed with a small amount of ethanol and dried in a drying oven at 60 ° C. for 12 hours to obtain a porous hexahedral cuprous oxide powder having a large surface area.
제조한 육면체 아산화구리 분말의 주사전자 현미경 사진을 도 3에 도시하였다. A scanning electron micrograph of the prepared hexahedral cuprous oxide powder is shown in FIG. 3.
실시예Example 3 3
100mL 부피의 비이커에 50mL의 H2O, 4mmol의 Cu(CH3COO)2·H2O(aldrich 시약)를 정량하여 넣고 25℃ 에서 10분간 자기 교반하여 완용시켰다. 여기에 테트라메틸 에틸렌다이아민(TMEDA, aldrich 시약) 16mmol을 첨가하고 25℃ 에서 10분간 자기 교반하여 Cu[TMEDA]2 2+의 착이온이 형성시켰다. 이와 같이 생성된 구리 착이온 수용액에 1mmol의 2-methoxyaniline(TCI 시약)과 1mmol의 glucose(aldrich 시약)을 혼합하였다. 혼합 용액을 100mL 부피의 테프론 용기에 넣고, 도 2의 밀폐형 반응기에서 180℃의 온도에서 10시간 반응시켜서 적갈색의 Cu2O 생성물을 얻었다. 얻어진 생성물을 소량의 에탄올로 씻고, 60℃의 건조 오븐에서 12시간 동안 건조시켜 표면 적이 큰 다공성의 육면체 아산화구리 분말을 얻었다.50 mL of H 2 O and 4 mmol of Cu (CH 3 COO) 2 H 2 O (aldrich reagent) were quantified in a 100 mL volume beaker, followed by magnetic stirring at 25 ° C. for 10 minutes to complete. 16 mmol of tetramethyl ethylenediamine (TMEDA, aldrich reagent) was added thereto, followed by magnetic stirring at 25 ° C. for 10 minutes to form a complex ion of Cu [TMEDA] 2 2+ . 1 mmol of 2-methoxyaniline (TCI reagent) and 1 mmol of glucose (aldrich reagent) were mixed in the copper complex ion solution thus produced. The mixed solution was placed in a 100 mL volume Teflon container and reacted for 10 hours at a temperature of 180 ° C. in the closed reactor of FIG. 2 to obtain a reddish brown Cu 2 O product. The obtained product was washed with a small amount of ethanol and dried in a drying oven at 60 ° C. for 12 hours to obtain a porous cube hexahedron powder having a large surface area.
제조한 육면체 아산화구리 분말의 주사전자 현미경 사진을 도 3에 도시하였다. A scanning electron micrograph of the prepared hexahedral cuprous oxide powder is shown in FIG. 3.
비교예Comparative example 1 One
100mL 부피의 비이커에 50mL의 H2O, 1mmol의 Cu(CH3COO)2·H2O(aldrich 시약)를 정량하여 넣고 25℃ 에서 10분간 자기 교반하여 완용시켰다. 여기에 디메틸 에틸렌다이아민(DMEDA, aldrich 시약) 2mmol을 첨가하고 25℃ 에서 10분간 자기 교반하여 Cu[DMEDA]2 2+의 착이온이 형성시켰다. 이와 같이 생성된 구리 착이온 수용액에 1mmol의 2-methoxyaniline(TCI 시약)을 혼합하였다. 혼합 용액을 100mL 부피의 테프론 용기에 넣고, 도 2의 밀폐형 반응기에서 180℃의 온도에서 10시간 반응시켜서 적갈색의 Cu2O 생성물을 얻었다. 얻어진 생성물을 소량의 에탄올로 씻고, 60℃의 건조 오븐에서 12시간 동안 건조시켜 아산화구리 분말을 얻었다.50 mL of H 2 O and 1 mmol of Cu (CH 3 COO) 2 H 2 O (aldrich reagent) were quantified in a 100 mL volume beaker, followed by completion of magnetic stirring at 25 ° C. for 10 minutes. 2 mmol of dimethyl ethylenediamine (DMEDA, aldrich reagent) was added thereto, followed by magnetic stirring at 25 ° C. for 10 minutes to form a complex ion of Cu [DMEDA] 2 2+ . 1 mmol of 2-methoxyaniline (TCI reagent) was mixed with the copper complex ion solution thus produced. The mixed solution was placed in a 100 mL volume Teflon container and reacted for 10 hours at a temperature of 180 ° C. in the closed reactor of FIG. 2 to obtain a reddish brown Cu 2 O product. The obtained product was washed with a small amount of ethanol and dried in a drying oven at 60 ° C. for 12 hours to obtain cuprous oxide powder.
제조한 아산화구리 분말의 주사전자 현미경 사진을 도 3에 도시하였다. A scanning electron micrograph of the prepared cuprous oxide powder is shown in FIG. 3.
비교예Comparative example 2 2
100mL 부피의 비이커에 50mL의 H2O, 1mmol의 Cu(CH3COO)2·H2O(aldrich 시약)를 정량하여 넣고 25℃에서 10분간 자기 교반하여 완용시켰다. 여기에 에틸렌다이아민(EDA, aldrich 시약) 2mmol을 첨가하고 25℃ 에서 10분간 자기 교반하여 Cu[EDA]2 2+의 착이온이 형성시켰다. 이와 같이 생성된 구리 착이온 수용액에 1mmol 의 2-methoxyaniline(TCI 시약)을 혼합하였다. 혼합 용액을 100mL 부피의 테프론 용기에 넣고, 도 2의 밀폐형 반응기에서 180℃의 온도에서 10시간 반응시켜서 적갈색의 Cu2O 생성물을 얻었다. 얻어진 생성물을 소량의 에탄올로 씻고, 60℃의 건조 오븐에서 12시간 동안 건조시켜 아산화구리 분말을 얻었다.50 mL of H 2 O and 1 mmol of Cu (CH 3 COO) 2 H 2 O (aldrich reagent) were quantified in a 100 mL volume beaker, followed by magnetic stirring at 25 ° C. for 10 minutes to complete. 2 mmol of ethylenediamine (EDA, aldrich reagent) were added thereto, and magnetic stirring was carried out at 25 ° C. for 10 minutes to form a complex ion of Cu [EDA] 2 2+ . 1 mmol of 2-methoxyaniline (TCI reagent) was mixed with the copper complex ion solution thus produced. The mixed solution was placed in a 100 mL volume Teflon container and reacted for 10 hours at a temperature of 180 ° C. in the closed reactor of FIG. 2 to obtain a reddish brown Cu 2 O product. The obtained product was washed with a small amount of ethanol and dried in a drying oven at 60 ° C. for 12 hours to obtain cuprous oxide powder.
제조한 아산화구리 분말의 주사전자 현미경 사진을 도 3에 도시하였다. A scanning electron micrograph of the prepared cuprous oxide powder is shown in FIG. 3.
비교예Comparative example 3 3
100mL 부피의 비이커에 50mL의 H2O, 4mmol의 Cu(CH3COO)2·H2O(aldrich 시약)를 정량하여 넣고 25℃ 에서 10분간 자기 교반하여 완용시켰다. 여기에 테트라메틸 에틸렌다이아민(TMEDA, aldrich 시약) 16mmol을 첨가하고 25℃ 에서 10분간 자기 교반하여 Cu[TMEDA]2 2+의 착이온이 형성시켰다. 이와 같이 생성된 구리 착이온 수용액에 1mmol의 2-methoxyaniline(TCI 시약)과 8mmol의 glucose(aldrich 시약)을 혼합하였다. 혼합 용액을 100mL 부피의 테프론 용기에 넣고, 도 2의 밀폐형 반응기에서 180℃의 온도에서 10시간 반응시켜서 적갈색의 Cu2O 생성물을 얻었다. 얻어진 생성물을 소량의 에탄올로 씻고 60℃의 건조 오븐에서 12시간 동안 건조시켜 아산화구리 분말을 얻었다.50 mL of H 2 O and 4 mmol of Cu (CH 3 COO) 2 H 2 O (aldrich reagent) were quantified in a 100 mL volume beaker, followed by magnetic stirring at 25 ° C. for 10 minutes to complete. 16 mmol of tetramethyl ethylenediamine (TMEDA, aldrich reagent) was added thereto, followed by magnetic stirring at 25 ° C. for 10 minutes to form a complex ion of Cu [TMEDA] 2 2+ . 1 mmol of 2-methoxyaniline (TCI reagent) and 8 mmol of glucose (aldrich reagent) were mixed in the copper complex ion solution thus produced. The mixed solution was placed in a 100 mL volume Teflon container and reacted for 10 hours at a temperature of 180 ° C. in the closed reactor of FIG. 2 to obtain a reddish brown Cu 2 O product. The obtained product was washed with a small amount of ethanol and dried in a drying oven at 60 ° C. for 12 hours to obtain a cuprous oxide powder.
제조한 아산화구리 분말의 주사전자 현미경 사진을 도 3에 도시하였다. A scanning electron micrograph of the prepared cuprous oxide powder is shown in FIG. 3.
함량
(mmol)Cu (CH 3 COO) 2
content
(mmol)
(mmol)Ligand content
(mmol)
종류reducing agent
Kinds
(mmol)Reducing agent content
(mmol)
(mL)Water content
(mL)
주사전자현미경(Scanning electron microscope SEMSEM ) 실험) Experiment
화합물의 표면 구조의 분석은 SEM(scanning electron microscope, Hitachi S-4300)을 사용하였다. 도3의 실시예 1은 7μm의 입자크기를 갖는 표면적이 매우 큰 다공성 육면체 아산화구리의 주사 전자현미경사진이다. 도4는 도3의 실시예 1의 주사 전자현미경사진을 확대한 것이다. 도3의 실시예 2는 표면적이 큰 다공성의 5μm의 입자크기를 갖는 육면체 아산화구리와 5μm의 입자크기를 갖는 육면체 8개가 결합되어서 10μm의 길이를 가지는 육면체 아산화구리가 함께 존재하는 주사 전자현미경사진이다. 도 3의 실시예 3는 7μm의 육면체 아산화구리의 주사 전자현미경사진이다.Analysis of the surface structure of the compound was performed using a scanning electron microscope (Shitachi S-4300). Example 1 of FIG. 3 is a scanning electron micrograph of a very large porous hexahedron cuprous oxide having a particle size of 7 μm. 4 is an enlarged view of the scanning electron micrograph of Example 1 of FIG. Example 2 of FIG. 3 is a scanning electron micrograph in which hexahedral copper oxide having a large surface area of 5 μm particle size and eight hexahedrons having a particle size of 5 μm are combined to coexist with hexahedral copper oxide having a length of 10 μm. . Example 3 of FIG. 3 is a scanning electron micrograph of 7 micrometer hexahedron cuprous oxide.
X-선 X-ray 회절diffraction 분석( analysis( XRDXRD ) 실험) Experiment
X-선 회절 분석은 SIMENS Diffractometer D5000을 이용하였다. 사용된 조사광은 Cu Kα이고, 측정 범위는 2θ=20~80°로 하였다. 도 5를 참고하면, XRD결과로부터 단일상의 순수한 Cu2O가 합성되며 극소량의 Cu가 합성됨을 알 수 있었다. 이 화합물은 a=b=c=4.26, α=β=γ=90° 격자 상수를 갖는다(JCPDS 5-0667).X-ray diffraction analysis was performed using a SIMENS Diffractometer D5000. The irradiation light used was Cu Kα, and the measurement range was 2θ = 20 to 80 °. Referring to FIG. 5, it can be seen from the XRD results that pure Cu 2 O of a single phase is synthesized and a very small amount of Cu is synthesized. This compound has a lattice constant of a = b = c = 4.26 and α = β = γ = 90 ° (JCPDS 5-0667).
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 육면체 아산화구리 분말의 제조방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing a method for producing a hexahedral cuprous oxide powder according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 육면체 아산화구리 분말의 제조방법에서 사용한 반응기를 개략적으로 나타낸 도면이다.2 is a view schematically showing a reactor used in the preparation method of the hexahedral cuprous oxide powder according to Example 1 of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3에 따라 제조된 아산화구리 분말의 주사전자 현미경 사진을 나타낸 도면이다.3 is a view showing a scanning electron micrograph of the cuprous oxide powder prepared according to Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 육면체 아산화구리 분말의 주사전자 현미경 사진을 확대하여 나타낸 도면이다.4 is an enlarged view of a scanning electron micrograph of a hexahedral cuprous oxide powder prepared according to Example 1 of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 육면체 아산화구리 분말의 X-선 회절분석(XRD)의 결과를 나타낸 도면이다.5 is a view showing the results of X-ray diffraction analysis (XRD) of the hexahedral cuprous oxide powder prepared according to Example 1 of the present invention.
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| KR100797484B1 (en) | 2006-08-29 | 2008-01-23 | 삼성전기주식회사 | Method for manufacturing cubic copper or copper oxide nanoparticles |
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2009
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