KR102395400B1 - Method for manufacturing micro nickel powder using wet reduction method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 습식 환원법을 이용하는 미세 니켈 분말 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 종래 환원법과 상이한 1 스텝 공정으로 마이크로미터 단위 사이즈의 구형 중공 그래핀 형태의 미세 니켈 분말을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing fine nickel powder using a wet reduction method, and more particularly, to a method for manufacturing fine nickel powder in the form of spherical hollow graphene having a micrometer unit size in a one-step process different from the conventional reduction method.
기존 전장산업의 스마트화 시대가 열리며 기기의 소형화, 다기능화, 박형화 등이 새로운 트렌드로 자리잡으면서 에너지원에 대한 소형화를 동반으로 요구하고 있다. 소형화로 인해서 휴대성을 증가시키기 위해서는 핵심 전극 소재의 박막화를 위해 미세 분말을 활용한 적층 기술을 개발해야 한다. 대표적인 MLCC(multi layer ceramic capacitor)전극 소재인 니켈은 기상법 및 환원법을 이용하여 제조되고, 니켈 분말 소재는 작은 부피로 큰 용량을 달성하는 MLCC 제조시에 고가의 팔라듐을 대체하기 위한 전극재료로 널리 이용되고 있다. 더욱이 최근에는 니켈의 우수한 수소 산화반응 특성을 활용하여 연료전지용 전극 촉매 소재로 사용되고 있다.With the opening of the era of smartization of the existing electronics industry, miniaturization, multifunctionality, and thinness of devices are established as new trends, and miniaturization of energy sources is demanded together. In order to increase portability due to miniaturization, it is necessary to develop a lamination technology using fine powder for thinning the core electrode material. Nickel, a typical MLCC (multi-layer ceramic capacitor) electrode material, is manufactured using vapor phase and reduction methods, and nickel powder material is widely used as an electrode material to replace expensive palladium in manufacturing MLCC that achieves large capacity with a small volume. is becoming Moreover, in recent years, nickel has been used as an electrode catalyst material for fuel cells by utilizing the excellent hydrogen oxidation properties of nickel.
그러나 각각 입자의 미세화 및 공정 진행에 따른 불순물 제어에 어려움이 있다. 이에 입자의 미세화를 위하여 대한민국 공개특허 제10-2018-0126453호와 같이 니켈 정석분을 형성하고 해쇄 공정으로 분말을 제조하는 다단 반응에 대한 연구는 지속되고 있다. 기존의 습식분말 제조법의 경우 투자비용 대비 대량생산에 적용되기에 유리하나 공정 단계가 복잡해질수록 고순도의 소재 확보 및 폐수 발생등의 문제를 해결해야 한다. However, it is difficult to refine the particles and control impurities according to the process progress. Accordingly, as in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2018-0126453, research on a multi-stage reaction for forming nickel crystal powder and producing a powder by a crushing process is continued for the refinement of particles. In the case of the existing wet powder manufacturing method, it is advantageous to be applied to mass production compared to the investment cost.
본 발명은 상기와 같은 필요를 해결하기 위하여, 습식 환원법을 이용하는 미세 니켈 분말 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a method for producing a fine nickel powder using a wet reduction method in order to solve the above needs.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,In order to achieve the above object, the present invention
염화니켈 수용액에 암모니아 보란을 분산하여 혼합물을 준비하는 제1단계;A first step of preparing a mixture by dispersing ammonia borane in an aqueous nickel chloride solution;
상기 혼합물을 80~120℃에서 10~12시간 반응시키는 제2단계;a second step of reacting the mixture at 80 to 120° C. for 10 to 12 hours;
상기 반응된 혼합물의 침전물을 분리하고 정제하는 제3단계; 및a third step of separating and purifying the precipitate of the reacted mixture; and
상기 정제된 물질을 50~80℃에서 10~12시간 건조시키는 제4단계;를 포함하고, 상기 염화니켈 수용액과 암모니아 보란은 1:0.1~1:10으로 혼합된, 미세 니켈 분말 제조방법을 제공한다.A fourth step of drying the purified material at 50 to 80° C. for 10 to 12 hours; includes, wherein the aqueous nickel chloride solution and ammonia borane are mixed in a ratio of 1:0.1 to 1:10, providing a fine nickel powder manufacturing method do.
또한 상기 제조방법으로 제조된 미세 니켈 분말, 이를 이용하여 제조된 MLCC를 제공한다.It also provides a fine nickel powder manufactured by the above manufacturing method, and an MLCC manufactured using the same.
본 발명의 습식 환원법을 이용하는 미세 니켈 분말 제조방법은 기존 습식 공정에 대비하여 대량 생산을 위한 공정 단계를 획기적으로 절감함에 따라 에너지 및 폐수를 절감하고, 미세 니켈 분말을 합성하여 MLCC 및 연료전지, 수전해 전극 등에 활용하기 위한 박형 전극 제조 공정에 쉽게 활용할 수 있는 효과가 있다.The method for manufacturing fine nickel powder using the wet reduction method of the present invention reduces energy and wastewater by dramatically reducing the process steps for mass production compared to the existing wet process, and synthesizes fine nickel powder to produce MLCC, fuel cell, and faucet It has the effect that it can be easily used in the manufacturing process of thin electrodes for use in sea electrodes.
도 1은 본 발명 실시예 1의 제조방법에 따른 결정의 SEM 사진이다.
도 2 내지 6은 각각 본 발명 비교예 1 내지 비교예 5의 제조방법에 따른 결정의 SEM 사진이다.
도 7은 본 발명 실시예 1의 제조방법에 따른 결정의 색상과 양을 나타내는 사진이다.
도 8 내지 도 12는 각각 본 발명 비교예 1 내지 비교예 5의 제조방법에 따른 결정의 색상과 양을 나타내는 사진이다.
도 13은 본 발명 비교예 3 내지 5의 제조방법에 따른 질산니켈에 대한 환원 결과 SEM 사진이다.
도 14는 본 발명의 실시예, 비교예 1, 및 비교예 2의 제조방법에 따른 염화니켈에 대한 환원 결과 SEM 사진이다.
도 15는 본 발명 실시예 2의 제조방법에 따른 결정의 SEM 사진이다.
도 16은 본 발명 실시예 2의 제조방법에 따른 결정의 색상과 양을 나타내는 사진이다.
도 17은 NaCl 농도에 따른 니켈 미세 분말의 입자 크기 변화를 나타낸 그래프이다.
도 18은 본 발명 실시예 3의 제조방법에 따른 결정의 SEM 사진이다.
도 19는 KCl 농도에 따른 니켈 미세 분말의 입자 크기 변화를 나타낸 그래프이다.1 is an SEM photograph of a crystal according to the manufacturing method of Example 1 of the present invention.
2 to 6 are SEM photographs of crystals according to the manufacturing methods of Comparative Examples 1 to 5 of the present invention, respectively.
7 is a photograph showing the color and amount of crystals according to the manufacturing method of Example 1 of the present invention.
8 to 12 are photographs showing the color and amount of crystals according to the manufacturing methods of Comparative Examples 1 to 5 of the present invention, respectively.
13 is a SEM photograph of the reduction result of nickel nitrate according to the manufacturing method of Comparative Examples 3 to 5 of the present invention.
14 is a SEM photograph of the reduction result for nickel chloride according to the manufacturing methods of Examples, Comparative Example 1, and Comparative Example 2 of the present invention.
15 is an SEM photograph of a crystal according to the manufacturing method of Example 2 of the present invention.
16 is a photograph showing the color and amount of crystals according to the manufacturing method of Example 2 of the present invention.
17 is a graph showing the change in the particle size of the nickel fine powder according to the NaCl concentration.
18 is an SEM photograph of a crystal according to the manufacturing method of Example 3 of the present invention.
19 is a graph showing the change in the particle size of the nickel fine powder according to the KCl concentration.
이하 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명의 일 측면에 따르면, 염화니켈 수용액에 암모니아 보란을 분산하여 혼합물을 준비하는 제1단계; 상기 혼합물을 80~120℃에서 10~12시간 반응시키는 제2단계; 상기 반응된 혼합물의 침전물을 분리하고 정제하는 제3단계; 및 상기 정제된 물질을 50~80℃에서 10~12시간 건조시키는 제4단계;를 포함하고, 상기 염화니켈 수용액과 암모니아 보란은 1:0.1~1:10로 혼합된, 미세 니켈 분말 제조방법을 제공한다. 본 발명에서는 환원제로 암모니아 보란을 썼을 때만 니켈 분말이 한번에 합성되고, 다른 환원제인 하이드라진(N2H4)이나 수산화칼륨(KOH) 등을 사용했을때는 후처리 공정을 거쳐야지만 니켈로 합성이 되는 것을 알 수 있다.According to an aspect of the present invention, a first step of preparing a mixture by dispersing ammonia borane in an aqueous nickel chloride solution; a second step of reacting the mixture at 80 to 120° C. for 10 to 12 hours; a third step of separating and purifying the precipitate of the reacted mixture; and a fourth step of drying the purified material at 50 to 80° C. for 10 to 12 hours, wherein the nickel chloride aqueous solution and ammonia borane are mixed in a ratio of 1:0.1 to 1:10. to provide. In the present invention, nickel powder is synthesized at once only when ammonia borane is used as a reducing agent, and when other reducing agents such as hydrazine (N 2 H 4 ) or potassium hydroxide (KOH) are used, a post-treatment process is required to synthesize nickel. Able to know.
본 발명에서는 니켈염으로부터 직접 환원시킨 분말을 합성하였다. 기존 환원법 활용 니켈을 합성하기 위해 최소 3단계의 이상의 치환/환원 공정으로 구성되어 폐수 발생 절감 효과를 기대하기 어렵지만 본 발명의 제조방법은 1 스텝(step) 니켈 분말 제조 공정으로 공정단계의 축소, 제조원가 절감에 따라 에너지 및 폐수 절감으로 환경이슈 대응이 가능한 점에 특징이 있다.In the present invention, a powder directly reduced from a nickel salt was synthesized. In order to synthesize nickel using the existing reduction method, it is difficult to expect the effect of reducing wastewater generation because it consists of at least three substitution/reduction processes, but the manufacturing method of the present invention is a one-step nickel powder manufacturing process, reducing the process steps and manufacturing cost It is characterized in that it is possible to respond to environmental issues by reducing energy and wastewater according to the reduction.
염화니켈 수용액은 염화니켈 6수화물, [NiCl2·6H2O]을 증류수와 혼합하여 준비한다. 상기 염화니켈 수용액에 암모니아 보란(BH6N, Ammonia Borane)을 넣어서 분산하고 혼합물을 80~120℃에서 10~12시간 반응시킨다. 보다 바람직하게는 100℃에서 12시간 동안 반응시킬 수 있다.The nickel chloride aqueous solution is prepared by mixing nickel chloride hexahydrate, [NiCl 2 .6H 2 O] with distilled water. Ammonia borane (BH 6 N, Ammonia Borane) is added to the nickel chloride aqueous solution to disperse, and the mixture is reacted at 80 to 120° C. for 10 to 12 hours. More preferably, the reaction may be carried out at 100° C. for 12 hours.
반응된 혼합물의 침전물은 증류수 및 에탄올로 세척하고 필터로 정제하여 분리한다. 그 후 정제된 물질을 50~80℃에서 10~12시간 건조하여 니켈 분말을 얻을 수 있다. 보다 바람직하게는 오븐에서 60℃에서 12시간 동안 건조할 수 있다.The precipitate of the reacted mixture is separated by washing with distilled water and ethanol and purifying with a filter. Thereafter, the purified material is dried at 50 to 80° C. for 10 to 12 hours to obtain nickel powder. More preferably, it may be dried in an oven at 60° C. for 12 hours.
본 발명의 제조방법은 염화니켈 및 암모니아 보란 혼합물에 첨가제를 더 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 첨가제는 염화 나트륨 또는 염화 칼륨일 수 있다. 염화 나트륨 또는 염화 칼륨을 첨가제로 포함하여 니켈 분말의 형태와 크기를 제어할 수 있다. 염화 나트륨을 첨가제로 포함하는 경우 표면이 매끄러운 구형의 분말을 얻을 수 있고, 염화 칼륨을 첨가제로 포함하는 경우 크기가 균일한 구형의 분말을 얻을 수 있다.The manufacturing method of the present invention may further include an additive to the nickel chloride and ammonia borane mixture. More specifically, the additive may be sodium chloride or potassium chloride. The shape and size of the nickel powder can be controlled by including sodium chloride or potassium chloride as an additive. When sodium chloride is included as an additive, a spherical powder with a smooth surface can be obtained, and when potassium chloride is included as an additive, a spherical powder having a uniform size can be obtained.
염화니켈 수용액, 암모니아 보란, 및 첨가제는 1:0.1~1:10로 혼합될 수 있다. 종래 염기 환원제로 사용되는 하이드라진과 수산화칼륨에 비해 니켈 분말의 생산 공정 개량 및 이는 공정단가 감소와 생산량을 쉽게 증대시킬수 있다. 또한 NaCl과 같은 금속염을 첨가제로 사용한다면 도 15와 같이 구형의 사이즈를 쉽게 조절할 수 있다.Nickel chloride aqueous solution, ammonia borane, and additives may be mixed in a ratio of 1:0.1 to 1:10. Compared to hydrazine and potassium hydroxide, which are conventionally used as base reducing agents, the production process of nickel powder is improved, and this can easily reduce process cost and increase production. In addition, if a metal salt such as NaCl is used as an additive, the size of the sphere can be easily adjusted as shown in FIG. 15 .
또한 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 미세 니켈 분말을 제공한다. 본 발명의 미세 니켈 분말은 1 마이크로미터 사이즈의 구형 형태로 무게를 줄이면서 최적화된 도금용 분말 원천 소재로 활용이 가능하다.It also provides a fine nickel powder prepared according to the manufacturing method of the present invention. The fine nickel powder of the present invention can be utilized as a powder source material for optimized plating while reducing the weight in a spherical shape of 1 micrometer size.
또한 본 발명의 미세 니켈 분말을 이용한 MLCC(Multi Layer Ceramic Capacitor)를 제공한다. 구형 중공형의 니켈 분말을 이용함에 따라 박막화, 입자의 미세화를 통해 적층 문제, 밀도 문제를 해결하여 고가의 팔라듐을 대체하기 위한 전극 재료로 이용할 수 있다. 본 발명의 미세 니켈 분말을 이용하는 MLCC는 작은 부피로 큰 용량을 달성할 수 있다.In addition, it provides a Multi Layer Ceramic Capacitor (MLCC) using the fine nickel powder of the present invention. By using the spherical hollow nickel powder, it can be used as an electrode material to replace expensive palladium by solving the stacking problem and density problem through thin film and particle refinement. The MLCC using the fine nickel powder of the present invention can achieve a large capacity with a small volume.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 한편, 해당 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자로부터 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 도시 및 상세한 설명은 간략히 하거나 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. On the other hand, the illustration and detailed description of the configuration and the action and effect thereof, which can be easily known from those of ordinary skill in the art, will be simplified or omitted, and the parts related to the present invention will be described in detail.
<실시예><Example>
실시예 1 - 염화니켈 및 암모니아 보란을 포함하는 습식 환원법Example 1 - Wet reduction method comprising nickel chloride and ammonia borane
염화니켈 6수화물, [NiCl2·6H2O] 0.35M을 용매 50ml 증류수와 혼합한다. 상기 혼합물에 암모니아 보란(BH6N, Ammonia Borane) 0.035M, 0.07M, 0.35M, 0.7M, 1.4M을 각 용액에 넣어서 분산한다. 충분한 분산 후 100℃ 에서 12시간 반응시킨다. 합성된 침전물을 에탄올로 3회 세척 후 필터로 정제하고, 이후 오븐에서 60℃로 12시간 건조하였다.Nickel chloride hexahydrate, [NiCl 2 .6H 2 O] 0.35M is mixed with a solvent of 50 ml distilled water. In the mixture, ammonia borane (BH 6 N, Ammonia Borane) 0.035M, 0.07M, 0.35M, 0.7M, 1.4M was put in each solution and dispersed. After sufficient dispersion, the reaction is carried out at 100°C for 12 hours. The synthesized precipitate was washed with ethanol three times, purified with a filter, and then dried in an oven at 60° C. for 12 hours.
실시예 2 - NaCl 첨가제를 더 포함하는 습식 환원법Example 2 - Wet reduction method further comprising NaCl additive
염화니켈 6수화물, [NiCl26H2O] 0.35M 을 용매 50ml 증류수와 혼합하고, 상기 혼합물에 암모니아 보란 0.35M을 상기 용액에 넣어서 분산시켰다. 암모니아 보란이 분산된 용액에 염화나트륨(NaCl)을 각 0.035M, 1.75M, 0.335M, 1.75M, 3.5M을 넣고 충분한 분산 후 100℃ 에서 12시간 반응시켰다. 합성된 침전물을 증류수 3회, 에탄올로 2회 세척 후 필터로 정제하고, 오븐에서 60℃로 12시간 건조하였다.Nickel chloride hexahydrate, [NiCl 2 6H 2 O] 0.35M was mixed with 50ml distilled water as a solvent, and 0.35M ammonia borane was added to the mixture and dispersed in the solution. 0.035M, 1.75M, 0.335M, 1.75M, and 3.5M of sodium chloride (NaCl) were added to the solution in which ammonia borane was dispersed, and after sufficient dispersion, the reaction was conducted at 100° C. for 12 hours. The synthesized precipitate was washed with distilled water 3 times and ethanol twice, purified with a filter, and dried in an oven at 60° C. for 12 hours.
실시예 3 - KCl 첨가제를 더 포함하는 습식 환원법Example 3 - Wet reduction method further comprising KCl additive
염화칼륨(KCl)을 0.035M, 1.75M, 0.335M, 1.75M, 3.5M을 혼합물에 넣어 분산하는 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 제조하였다.Potassium chloride (KCl) was prepared in the same manner as in Example 2, except for dispersing 0.035M, 1.75M, 0.335M, 1.75M, 3.5M into the mixture.
비교예 1 - 염화니켈 및 하이드라진을 포함하는 환원법Comparative Example 1 - Reduction method including nickel chloride and hydrazine
하이드라진(N2H4, Hydrazine) 0.035M, 0.07M, 0.35M, 0.7M, 1.4M을 혼합물에 넣어 분산하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.Hydrazine (N 2 H 4 , Hydrazine) 0.035M, 0.07M, 0.35M, 0.7M, 1.4M was prepared in the same manner as in Example 1, except for dispersing into the mixture.
비교예 2 - 염화니켈 및 수산화 칼륨을 포함하는 환원법Comparative Example 2 - Reduction Method Containing Nickel Chloride and Potassium Hydroxide
수산화 칼륨(KOH) 0.035M, 0.07M, 0.35M, 0.7M, 1.4M을 혼합물에 넣어 분산하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.Potassium hydroxide (KOH) 0.035M, 0.07M, 0.35M, 0.7M, 1.4M was prepared in the same manner as in Example 1, except for dispersing in the mixture.
비교예 3 - 질산니켈 및 암모니아 보란을 포함하는 환원법Comparative Example 3 - Reduction method including nickel nitrate and ammonia borane
질산니켈 6수화물, [Ni(NO3)26H2O] 0.35M을 용매 50ml 증류수와 혼합한다. 상기 혼합물에 암모니아 보란(BH6N, Ammonia Borane) 0.035M, 0.07M, 0.35M, 0.7M, 1.4M을 각 용액에 넣어서 분산한다. 충분한 분산 후 100℃에서 12시간 반응시킨다. 합성된 침전물을 에탄올로 3회 세척 후 필터로 정제하고, 이후 오븐에서 60℃로 12시간 건조하였다.Nickel nitrate hexahydrate, [Ni(NO 3 ) 2 6H 2 O] 0.35M is mixed with 50 ml distilled water as a solvent. In the mixture, ammonia borane (BH 6 N, Ammonia Borane) 0.035M, 0.07M, 0.35M, 0.7M, 1.4M was put in each solution and dispersed. After sufficient dispersion, the reaction is carried out at 100° C. for 12 hours. The synthesized precipitate was washed with ethanol three times, purified with a filter, and then dried in an oven at 60° C. for 12 hours.
비교예 4 - 질산니켈 및 하이드라진을 포함하는 환원법Comparative Example 4 - Reduction method including nickel nitrate and hydrazine
하이드라진(N2H4, Hydrazine) 0.035M, 0.07M, 0.35M, 0.7M, 1.4M을 혼합물에 넣어 분산하는 것을 제외하고는 비교예 3과 동일하게 제조하였다.Hydrazine (N 2 H 4 , Hydrazine) 0.035M, 0.07M, 0.35M, 0.7M, 1.4M was prepared in the same manner as in Comparative Example 3 except for dispersing into the mixture.
비교예 5 - 질산니켈 및 수산화 칼륨을 포함하는 환원법Comparative Example 5 - Reduction method including nickel nitrate and potassium hydroxide
수산화 칼륨(KOH) 0.035M, 0.07M, 0.35M, 0.7M, 1.4M을 혼합물에 넣어 분산하는 것을 제외하고는 비교예 3과 동일하게 제조하였다.Potassium hydroxide (KOH) 0.035M, 0.07M, 0.35M, 0.7M, 1.4M was prepared in the same manner as in Comparative Example 3, except for dispersing in the mixture.
<결과 및 평가><Results and evaluation>
(1) 니켈 분말 제조(1) Nickel powder manufacturing
도 1은 본 발명 실시예 1의 제조방법에 따른 결정의 SEM 사진이다. 도 1을 참고하여 설명하면 염화니켈과 암모니아 보란을 이용한 실시예 1의 경우 구형에 가까운 모양으로 자성을 띠는 결정, 즉 미세 니켈 분말로 환원되었음을 확인할 수 있다. 도 7은 본 발명 실시예 1의 제조방법에 따른 결정의 색상과 양을 나타내는 사진이다.1 is an SEM photograph of a crystal according to the manufacturing method of Example 1 of the present invention. Referring to FIG. 1 , in the case of Example 1 using nickel chloride and ammonia borane, it can be confirmed that it was reduced to a magnetic crystal having a shape close to a spherical shape, that is, a fine nickel powder. 7 is a photograph showing the color and amount of crystals according to the manufacturing method of Example 1 of the present invention.
도 2 내지 6은 각각 본 발명 비교예 1 내지 비교예 5의 제조방법에 따른 결정의 SEM 사진이다. 도 8 내지 도 12는 각각 본 발명 비교예 1 내지 비교예 5의 제조방법에 따른 결정의 색상과 양을 나타내는 사진이다.2 to 6 are SEM photographs of crystals according to the manufacturing methods of Comparative Examples 1 to 5 of the present invention, respectively. 8 to 12 are photographs showing the color and amount of crystals according to the manufacturing methods of Comparative Examples 1 to 5 of the present invention, respectively.
도 2를 참고하여 설명하면, 염화니켈과 하이드라진을 이용한 비교예 1의 경우 일정한 모양으로 응집된 로드(rod) 모양을 형성하고, 하이드라진의 농도가 높을수록 긴 와이어 형태로 변하는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 2 , it can be seen that, in Comparative Example 1 using nickel chloride and hydrazine, an agglomerated rod shape is formed in a certain shape, and the higher the concentration of hydrazine is, the longer the wire shape is changed.
도 3을 참고하여 설명하면, 염화니켈과 수산화 칼륨을 이용한 비교예 2의 경우 시트(sheet) 모양의 결정이 형성되고 농도가 높을수록 사이즈가 작아지는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 3 , in Comparative Example 2 using nickel chloride and potassium hydroxide, it can be seen that sheet-shaped crystals are formed and the size decreases as the concentration increases.
도 4를 참고하여 설명하면, 질산니켈과 암모니아 보란을 이용한 비교예 3의 경우 약 5μm 크기 정도의 flower-like 형태를 띄다 1.4M에서 입자의 크기가 1 μm로 줄어들고, 와이어가 얽힌 형태로 변하는 것을 확인할 수 있다. 4, in Comparative Example 3 using nickel nitrate and ammonia borane, it has a flower-like shape with a size of about 5 μm. At 1.4M, the size of the particles is reduced to 1 μm, and the wire changes to a tangled shape. can be checked
도 5를 참고하여 설명하면, 질산니켈과 하이드라진을 이용한 비교예 4의 경우, 1~2μm의 판(plate) 형태에서 하이드라진의 농도가 높아지면 모양이 불규칙한 나노 크기의 입자로 변하고, 크기가 작아짐에 따라 시료가 분홍색을 띄는 점을 확인할 수 있었다.5, in the case of Comparative Example 4 using nickel nitrate and hydrazine, when the concentration of hydrazine in the plate form of 1 to 2 μm increases, the shape changes into irregular nano-sized particles, and the size decreases. As a result, it was confirmed that the sample had a pink color.
도 6을 참고하여 설명하면, 질산니켈과 수산화 칼륨을 이용한 비교예 5의 경우 꽃(flower) 모양에서 0.07M부터 나노 크기의 시트(sheet) 모양으로 변하며, 수산화 칼륨의 농도가 높을수록 결정의 사이즈가 작아지고 양이 많아짐을 확인할 수 있었다.Referring to FIG. 6 , in Comparative Example 5 using nickel nitrate and potassium hydroxide, it changes from a flower shape to a nano-sized sheet shape from 0.07M, and the higher the concentration of potassium hydroxide, the larger the crystal size. It can be seen that the smaller and the larger the quantity.
도 13은 질산니켈에 대한 환원 결과 SEM 사진이고, 도 14는 염화니켈에 대한 환원 결과 SEM 사진이다. 도 13 및 비교예 4 내지 비교예 6의 결과를 참고하면, 질산니켈을 환원제 하이드라진, 암모니아 보란, 수산화 칼륨으로 반응시키면 다양한 형태의 Ni Oxide가 만들어지나 Ni로 환원되지는 않음을 확인할 수 있었다. 한편 도 14에 나타난 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2의 결과를 참고하면, 염화니켈의 경우 환원제로 암모니아 보란을 이용한 경우에만 Ni로 환원이 되었음을 확인할 수 있다. 특히 비교예 1에 따른 염화니켈, 하이드라진을 이용한 결과 다공성의 rod 형태가 형성되는 반면, 본 발명의 실시예에 따른 염화니켈, 암모니아 보란을 이용한 결과는 다공성의 구 모양을 가지며 자성을 가지는 Ni로 환원됨을 확인하였다.13 is a SEM picture of the reduction result with respect to nickel nitrate, and FIG. 14 is a SEM picture of the reduction result with respect to nickel chloride. Referring to FIG. 13 and the results of Comparative Examples 4 to 6, when nickel nitrate is reacted with a reducing agent hydrazine, ammonia borane, and potassium hydroxide, various types of Ni oxide are produced, but it was confirmed that it is not reduced to Ni. Meanwhile, referring to the results of Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2 shown in FIG. 14 , it can be confirmed that nickel chloride was reduced to Ni only when ammonia borane was used as a reducing agent. In particular, as a result of using nickel chloride and hydrazine according to Comparative Example 1, a porous rod shape is formed, whereas the result using nickel chloride and ammonia borane according to an embodiment of the present invention has a porous spherical shape and is reduced to magnetic Ni. confirmed to be.
(2) 첨가제에 따른 형태 및 크기 제어(2) Control of shape and size according to additives
NaCl, KCl 첨가제 포함 여부에 따른 니켈 분말의 형태와 크기를 확인하였다.The shape and size of the nickel powder were checked according to whether or not NaCl and KCl additives were included.
도 15는 본 발명 실시예 2의 제조방법에 따른 결정의 SEM 사진이다. 도 15를 참고하여 설명하면 일정 농도(0.35M)까지는 표면이 매끄러운 구형으로 형성되나, 일정 농도(1.75M)를 초과하면 크기가 줄어들며 모양이 찌그러짐을 확인할 수 있었다. 도 16은 본 발명 실시예 2의 제조방법에 따른 결정의 색상과 양을 나타내는 사진이다.15 is an SEM photograph of a crystal according to the manufacturing method of Example 2 of the present invention. Referring to FIG. 15 , it was confirmed that the surface was formed in a smooth spherical shape up to a certain concentration (0.35M), but when it exceeded a certain concentration (1.75M), the size was reduced and the shape was distorted. 16 is a photograph showing the color and amount of crystals according to the manufacturing method of Example 2 of the present invention.
도 17은 NaCl 농도에 따른 니켈 미세 분말의 입자 크기 변화를 나타낸 그래프이다. 또한 구체적인 수치를 하기 표 1에 나타내었다.17 is a graph showing the change in the particle size of the nickel fine powder according to the NaCl concentration. In addition, specific numerical values are shown in Table 1 below.
Particle
Size
[nm]
Particles
Size
[nm]
도 17 및 표 1을 참고하여 설명하면, 염화나트륨 첨가제의 농도가 암모니아 보론과 1:1일 때 가장 니켈 미세 분말의 입경이 가장 커지며, 그 후 작아지면서 1:10일 때 가장 작은 크기가 됨을 확인할 수 있다.17 and Table 1, when the concentration of sodium chloride additive is 1:1 with ammonia boron, the particle size of the nickel fine powder is the largest, and it can be confirmed that it becomes the smallest size when it is 1:10 while decreasing thereafter. there is.
도 18은 본 발명 실시예 3의 제조방법에 따른 결정의 SEM 사진이다. 도 18를 참고하여 설명하면 염화칼륨의 농도와 무관하게 평균 입자 사이즈는 균일하게 나타나지만, 표면에 매끄럽지 않음을 확인할 수 있었다. 염화칼륨 첨가제에 따른 결정의 색상은 염화나트륨과 유사하게 나타났다.18 is an SEM photograph of a crystal according to the manufacturing method of Example 3 of the present invention. Referring to FIG. 18 , it was confirmed that the average particle size appeared uniformly regardless of the concentration of potassium chloride, but the surface was not smooth. The color of the crystals according to the potassium chloride additive was similar to that of sodium chloride.
도 19는 KCl 농도에 따른 니켈 미세 분말의 입자 크기 변화를 나타낸 그래프이다. 또한 구체적인 수치를 하기 표 2에 나타내었다.19 is a graph showing the change in the particle size of the nickel fine powder according to the KCl concentration. In addition, specific numerical values are shown in Table 2 below.
Particle
Size
[nm]
Particles
Size
[nm]
도 19 및 표 2를 참고하여 설명하면, 염화칼륨 첨가제의 농도가 암모니아 보론과 1:1일 때 가장 니켈 미세 분말의 입경이 가장 커지며, 그 후 작아지면서 1:10일 때 가장 작은 크기가 됨을 확인할 수 있다.19 and Table 2, when the concentration of the potassium chloride additive is 1:1 with ammonia boron, the particle size of the nickel fine powder is the largest, and then it becomes smaller and it can be confirmed that the smallest size is 1:10. there is.
전술한 내용은 후술할 발명의 청구범위를 더욱 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 상술하였다. 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The foregoing has outlined rather broadly the features and technical advantages of the present invention so that the following claims may be better understood. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention.
Claims (6)
상기 혼합물에 첨가제를 첨가하고, 80~120℃에서 10~12시간 반응시키는 제2단계;
상기 반응된 혼합물의 침전물을 분리하고 정제하는 제3단계; 및
상기 정제된 물질을 50~80℃에서 10~12시간 건조시키는 제4단계;를 포함하는 미세 니켈 분말 제조방법.A first step of preparing a mixture by dispersing ammonia borane in an aqueous nickel chloride solution by using an aqueous nickel chloride solution and ammonia borane in a volume ratio of 1:0.1 to 1:10;
a second step of adding an additive to the mixture and reacting at 80 to 120° C. for 10 to 12 hours;
a third step of separating and purifying the precipitate of the reacted mixture; and
A fourth step of drying the purified material at 50 to 80° C. for 10 to 12 hours; a method for producing a fine nickel powder comprising a.
상기 첨가제는 염화 나트륨 또는 염화 칼륨인 것을 특징으로 하는 미세 니켈 분말 제조방법.The method of claim 1,
The additive is a method for producing a fine nickel powder, characterized in that sodium or potassium chloride.
상기 첨가제는 염화니켈 수용액과 암모니아 보란이 혼합된 용액에 0.035M 내지 0.35M을 첨가하는 것을 특징으로 하는 미세 니켈 분말 제조방법.3. The method of claim 2,
The additive is a method for producing a fine nickel powder, characterized in that the addition of 0.035M to 0.35M to a solution in which nickel chloride aqueous solution and ammonia borane are mixed.
상기 미세 니켈 분말은 구형 중공 형태인 것을 특징으로 하는 미세 니켈 분말.5. The method of claim 4,
The fine nickel powder is a fine nickel powder, characterized in that the spherical hollow form.
MLCC (Multi Layer Ceramic Capacitor) manufactured using the fine nickel powder according to claim 4 .
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Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030043453A (en) * | 2001-11-28 | 2003-06-02 | (주)케미피아 | A method for preparing sphere and/or plate type micrometal using liquid phase reduction method and micrometal prepared from this method |
| KR20060006627A (en) * | 2004-07-16 | 2006-01-19 | 삼성전기주식회사 | A method for preparing of surface modified metal particles |
| KR20090028019A (en) * | 2007-09-13 | 2009-03-18 | 서강대학교산학협력단 | Preparation of nickel powder using aqueous sodium hypophosphite solution as a reducing agent |
| KR20090030632A (en) * | 2007-09-20 | 2009-03-25 | 한국과학기술원 | Method for fabricating metal nanocomposite powders |
| KR20090048232A (en) * | 2007-11-09 | 2009-05-13 | 삼성전기주식회사 | Method for manufacturing metal nanoparticles |
| KR20100010076A (en) * | 2008-07-22 | 2010-02-01 | 한국기계연구원 | Porous nickel metal powders and method for manufacturing same |
| KR20100016821A (en) * | 2008-08-05 | 2010-02-16 | 삼성전기주식회사 | Preparing method of nickel nanoparticles |
| KR20140148193A (en) * | 2013-06-21 | 2014-12-31 | 삼성전기주식회사 | Manufacturing method of nickel nanopowder and thereby made nickel nanopowder |
| KR20180126453A (en) | 2016-03-18 | 2018-11-27 | 스미토모 긴조쿠 고잔 가부시키가이샤 | Nickel powder, a method for producing nickel powder, and an internal electrode paste using nickel powder and electronic parts |
-
2021
- 2021-07-01 KR KR1020210086181A patent/KR102395400B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030043453A (en) * | 2001-11-28 | 2003-06-02 | (주)케미피아 | A method for preparing sphere and/or plate type micrometal using liquid phase reduction method and micrometal prepared from this method |
| KR20060006627A (en) * | 2004-07-16 | 2006-01-19 | 삼성전기주식회사 | A method for preparing of surface modified metal particles |
| KR20090028019A (en) * | 2007-09-13 | 2009-03-18 | 서강대학교산학협력단 | Preparation of nickel powder using aqueous sodium hypophosphite solution as a reducing agent |
| KR20090030632A (en) * | 2007-09-20 | 2009-03-25 | 한국과학기술원 | Method for fabricating metal nanocomposite powders |
| KR20090048232A (en) * | 2007-11-09 | 2009-05-13 | 삼성전기주식회사 | Method for manufacturing metal nanoparticles |
| KR20100010076A (en) * | 2008-07-22 | 2010-02-01 | 한국기계연구원 | Porous nickel metal powders and method for manufacturing same |
| KR20100016821A (en) * | 2008-08-05 | 2010-02-16 | 삼성전기주식회사 | Preparing method of nickel nanoparticles |
| KR20140148193A (en) * | 2013-06-21 | 2014-12-31 | 삼성전기주식회사 | Manufacturing method of nickel nanopowder and thereby made nickel nanopowder |
| KR20180126453A (en) | 2016-03-18 | 2018-11-27 | 스미토모 긴조쿠 고잔 가부시키가이샤 | Nickel powder, a method for producing nickel powder, and an internal electrode paste using nickel powder and electronic parts |
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