KR102555604B1 - Manufacturing method of copper hydroxide powder coated with silica - Google Patents
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Abstract
본 발명은, (a) 용매에 구리 전구체와 하이드록사이드 전구체를 혼합하는 단계와, (b) 상기 구리 전구체와 상기 하이드록사이드 전구체의 혼합용액에 SiO2 전구체를 첨가하여 반응시키는 단계와, (c) 상기 반응에 의해 형성된 침전물을 선택적으로 분리해내는 단계 및 (d) 선택적으로 분리해낸 결과물을 세척하고 건조하는 단계를 포함하는 실리카 코팅 수산화구리 분말의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 원 스텝 공정(one-step process)으로 Cu(OH)2 분말의 합성과 SiO2 코팅을 동시에 진행할 수가 있고, 이러한 원 스텝 공정은 투 스텝 공정에 비하여 제조시간과 생산단가를 낮출 수가 있으며, 열적 안정성이 향상되고 분말 색상의 명암도 조절할 수 있다.The present invention comprises the steps of (a) mixing a copper precursor and a hydroxide precursor in a solvent, (b) reacting by adding a SiO 2 precursor to a mixed solution of the copper precursor and the hydroxide precursor, ( c) selectively separating the precipitate formed by the reaction; and (d) selectively washing and drying the separated product. According to the present invention, the synthesis of Cu(OH) 2 powder and the SiO 2 coating can be performed simultaneously in a one-step process, and this one-step process can reduce manufacturing time and production cost compared to the two-step process. number, thermal stability is improved, and the lightness and darkness of the powder color can be adjusted.
Description
본 발명은 수산화구리 분말의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원 스텝 공정(one-step process)으로 Cu(OH)2 분말의 합성과 SiO2 코팅을 동시에 진행할 수가 있고, 이러한 원 스텝 공정은 투 스텝 공정에 비하여 제조시간과 생산단가를 낮출 수가 있으며, 열적 안정성이 향상되고 분말 색상의 명암도 조절할 수 있는 실리카 코팅 수산화구리 분말의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing copper hydroxide powder, and more particularly, a one-step process capable of simultaneously synthesizing Cu(OH) 2 powder and SiO 2 coating, and such a one-step process It relates to a method for manufacturing silica-coated copper hydroxide powder, which can reduce manufacturing time and production cost compared to the two-step process, improve thermal stability, and control the brightness of powder color.
구리 화합물은 목재 방부제를 구성하는 화합물 중에서 방부효과가 높다. Copper compounds have a high preservative effect among compounds constituting wood preservatives.
그러나, 현재 사용하고 있는 목재방부제인 탄산동(CuCO3·Cu(OH)2)의 경우 CO2 생성으로 인해 문제가 된다. However, in the case of copper carbonate (CuCO 3 ·Cu(OH) 2 ), which is currently used as a wood preservative, it is problematic due to the generation of CO 2 .
수산화구리(Ⅱ)의 경우, 약제 처리하여 목재 표면에 피막을 형성시켜 목재방부제로 사용가능하여 탄산동의 대체원료로 CO2 저감이 가능하다. In the case of copper hydroxide (II), it is treated with chemicals to form a film on the surface of wood and can be used as a wood preservative, thereby reducing CO 2 as an alternative raw material for copper carbonate.
Cu(OH)2는 잘 알려진 청색 안료이며, 색조 화장품 및 잉크 등 여러 분야에서 응용되고 있다. Cu(OH)2의 자기 성질은 매우 민감하며, 음이온의 인터칼레이션(Intercalation) 덕분에 센서 응용프로그램에 사용될 수 있다. 또한, 무기 나노구조의 특성상 합성 시 비용이 저렴하며, 광범위한 잠재적 용도 덕분에 전자 자석 장치나 사진 장치에 응용될 수 있다. 또한, CuO 나노구조 형성의 전구물질로 사용될 수 있다. Cu(OH) 2 is a well-known blue pigment and is applied in various fields such as color cosmetics and ink. The magnetic properties of Cu(OH) 2 are very sensitive and can be used for sensor applications thanks to the intercalation of negative ions. In addition, due to the nature of inorganic nanostructures, they are inexpensive to synthesize, and can be applied to electromagnet devices or photographic devices thanks to their wide range of potential uses. In addition, it can be used as a precursor for the formation of CuO nanostructures.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 원 스텝 공정(one-step process)으로 Cu(OH)2 분말의 합성과 SiO2 코팅을 동시에 진행할 수가 있고, 이러한 원 스텝 공정은 투 스텝 공정에 비하여 제조시간과 생산단가를 낮출 수가 있으며, 열적 안정성이 향상되고 분말 색상의 명암도 조절할 수 있는 실리카 코팅 수산화구리 분말의 제조방법을 제공함에 있다. The problem to be solved by the present invention is that the synthesis of Cu(OH) 2 powder and the SiO 2 coating can be performed simultaneously in a one-step process, and this one-step process reduces manufacturing time and production compared to the two-step process. It is to provide a method for producing a silica-coated copper hydroxide powder capable of lowering the unit price, improving thermal stability, and adjusting the lightness and darkness of the powder color.
본 발명은, (a) 용매에 구리 전구체와 하이드록사이드 전구체를 혼합하는 단계와, (b) 상기 구리 전구체와 상기 하이드록사이드 전구체의 혼합용액에 SiO2 전구체를 첨가하여 반응시키는 단계와, (c) 상기 반응에 의해 형성된 침전물을 선택적으로 분리해내는 단계 및 (d) 선택적으로 분리해낸 결과물을 세척하고 건조하는 단계를 포함하는 실리카 코팅 수산화구리 분말의 제조방법을 제공한다.The present invention comprises the steps of (a) mixing a copper precursor and a hydroxide precursor in a solvent, (b) reacting by adding a SiO 2 precursor to a mixed solution of the copper precursor and the hydroxide precursor, ( c) selectively separating the precipitate formed by the reaction; and (d) selectively washing and drying the separated product.
Cu와 OH의 몰비가 1:2-x(여기서, 0≤x<1)를 이루도록 상기 구리 전구체와 상기 하이드록사이드 전구체의 함량을 조절하여 혼합하는 것이 바람직하다.It is preferable to adjust the contents of the copper precursor and the hydroxide precursor and mix them so that the molar ratio of Cu and OH is 1:2-x (here, 0≤x<1).
상기 구리 전구체는 CuCl2 수화물 및 CuSO4 수화물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.The copper precursor may include at least one material selected from the group consisting of CuCl 2 hydrate and CuSO 4 hydrate.
상기 하이드록사이드 전구체는 염기성 물질을 포함할 수 있다.The hydroxide precursor may include a basic material.
상기 염기성 물질은 NaOH 및 KOH으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.The basic material may include one or more materials selected from the group consisting of NaOH and KOH.
상기 (a) 단계에서 pH가 9~13이 되게 하는 것이 바람직하다.In step (a), it is preferable to set the pH to 9 to 13.
상기 SiO2 전구체는 TEOS(tetraethyl orthosilicate) 및 Na2SiO3로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.The SiO 2 precursor may include one or more materials selected from the group consisting of tetraethyl orthosilicate (TEOS) and Na 2 SiO 3 .
상기 건조 온도를 조절하여 실리카 코팅 수산화구리 분말의 명암을 조절할 수 있다.Contrast of the silica-coated copper hydroxide powder may be adjusted by adjusting the drying temperature.
상기 건조 후에 합성된 실리카 코팅 수산화구리 분말을 열처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.Heat treatment of the silica-coated copper hydroxide powder synthesized after the drying may be further included.
상기 열처리의 온도를 조절하여 실리카 코팅 수산화구리 분말의 명암을 조절할 수 있다.The temperature of the heat treatment may be adjusted to adjust the contrast of the silica-coated copper hydroxide powder.
상기 열처리는 300℃보다 낮은 온도에서 수행하는 것이 바람직하다.The heat treatment is preferably performed at a temperature lower than 300 °C.
본 발명에 의하면, 원 스텝 공정(one-step process)으로 Cu(OH)2 분말의 합성과 SiO2 코팅을 동시에 진행할 수가 있다. 이러한 원 스텝 공정은 투 스텝 공정에 비하여 제조시간과 생산단가를 낮출 수가 있다. According to the present invention, the synthesis of the Cu(OH) 2 powder and the SiO 2 coating can be performed simultaneously in a one-step process. This one-step process can reduce manufacturing time and production cost compared to the two-step process.
또한, 본 발명에 의하면, 추가적인 표면개질제를 첨가하지 않고 pH의 조절을 통해 SiO2 코팅과 Cu(OH)2 합성을 동시에 진행할 수 있다. In addition, according to the present invention, SiO 2 coating and Cu(OH) 2 synthesis can be simultaneously performed by adjusting the pH without adding an additional surface modifier.
Cu(OH)2 분말에 SiO2 코팅을 한 경우에 SiO2 코팅을 하지 않은 경우에 비하여 열적안정성이 우수하다. When SiO 2 coating is applied to Cu(OH) 2 powder, thermal stability is superior to that when SiO 2 is not coated.
또한, Cu(OH)2 분말에 SiO2가 코팅되게 함으로써 SiO2를 코팅하지 않은 경우와 비교하여 건조 또는 열처리 조건에 따라 명암 조절이 가능하다.In addition, since SiO 2 is coated on the Cu(OH) 2 powder, contrast can be adjusted according to drying or heat treatment conditions compared to the case where SiO 2 is not coated.
SiO2가 코팅된 Cu(OH)2 분말을 한 과정으로 바로 합성되게 함으로써 시간 및 공정을 경제적으로 가능하게 함으로써 SiO2를 코팅하지 않은 경우와 비교하여 열적 안정성 향상 및 명암 조절이 가능하다.By directly synthesizing SiO 2 -coated Cu(OH) 2 powder in one process, time and process are economically possible, thereby improving thermal stability and controlling contrast compared to the case where SiO 2 is not coated.
도 1은 실험예 2에 따라 제조된 SiO2가 코팅된 Cu(OH)2 분말의 실험 모식도를 보여주는 도면이다.
도 2는 실험예 3에 따라 제조된 SiO2가 코팅된 Cu(OH)2 분말의 실험 모식도를 보여주는 도면이다.
도 3은 실험예 1에 따라 제조된 Cu(OH)2 분말의 X-선회절(XRD; X-ray diffraction) 패턴을 보여주는 도면이다.
도 4는 실험예 1에 따라 제조된 Cu(OH)2 분말의 투과전자현미경(TEM; transmission electron microscope) 사진이다.
도 5는 실험예 2에 따라 제조된 SiO2가 코팅된 Cu(OH)2 분말의 투과전자현미경(TEM) 사진이다. 도 6은 실험예 3에 따라 제조된 SiO2가 코팅된 Cu(OH)2 분말의 투과전자현미경(TEM) 사진이다.
도 7은 실험예 1에 따라 제조된 Cu(OH)2 분말, 실험예 5에 따라 110℃에서 열처리된 분말, 실험예 6에 따라 250℃에서 열처리된 분말의 색변화, X-선회절(XRD) 패턴 및 투과전자현미경(TEM;transmission electron microscope) 사진을 보여주는 도면이다.
도 8은 실험예 4에 따라 40℃에서 열처리된 분말, 실험예 5에 따라 110℃에서 열처리된 분말, 실험예 6에 따라 250℃에서 열처리된 분말, 실험예 7에 따라 300℃에서 열처리된 분말, 실험예 8에 따라 40℃에서 열처리된 분말, 실험예 9에 따라 110℃에서 열처리된 분말, 실험예 10에 따라 250℃에서 열처리된 분말, 실험예 11에 따라 300℃에서 열처리된 분말의 모습을 보여주는 도면이다. 1 is a schematic diagram showing an experiment of Cu(OH) 2 powder coated with SiO 2 prepared according to Experimental Example 2;
FIG. 2 is a schematic diagram showing an experiment of Cu(OH) 2 powder coated with SiO 2 prepared according to Experimental Example 3. FIG.
3 is a view showing an X-ray diffraction (XRD) pattern of Cu(OH) 2 powder prepared according to Experimental Example 1;
4 is a transmission electron microscope (TEM) photograph of Cu(OH) 2 powder prepared according to Experimental Example 1.
5 is a transmission electron microscope (TEM) photograph of Cu(OH) 2 powder coated with SiO 2 prepared according to Experimental Example 2; 6 is a transmission electron microscope (TEM) photograph of Cu(OH) 2 powder coated with SiO 2 prepared according to Experimental Example 3.
7 is a color change, X-ray diffraction (XRD) of Cu(OH) 2 powder prepared according to Experimental Example 1, powder heat-treated at 110 ° C. ) It is a drawing showing a pattern and a transmission electron microscope (TEM) picture.
8 is powder heat-treated at 40 ° C. according to Experimental Example 4, powder heat-treated at 110 ° C. according to Experimental Example 5, powder heat-treated at 250 ° C. according to Experimental Example 6, powder heat-treated at 300 ° C. according to Experimental Example 7 , Powder heat-treated at 40 ℃ according to Experimental Example 8, powder heat-treated at 110 ℃ according to Experimental Example 9, powder heat-treated at 250 ℃ according to Experimental Example 10, powder heat-treated at 300 ℃ according to Experimental Example 11 is a drawing showing
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the following embodiments are provided to those skilled in the art to sufficiently understand the present invention, and may be modified in many different forms, and the scope of the present invention is limited to the following examples. it is not going to be
발명의 상세한 설명 또는 청구범위에서 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 당해 구성요소만으로 이루어지는 것으로 한정되어 해석되지 아니하며, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.When it is said that any one component "includes" another component in the detailed description or claims of the invention, it is not construed as being limited to only the corresponding component unless otherwise stated, and other components are not further defined. It should be understood that it can include.
이하에서, '실리카 코팅 수산화구리'라 함은 실리카(SiO2)가 코팅된 수산화구리(Cu(OH)2)를 의미하는 것으로 사용한다. Hereinafter, the term 'silica-coated copper hydroxide' refers to copper hydroxide (Cu(OH) 2 ) coated with silica (SiO 2 ).
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실리카 코팅 수산화구리 분말의 제조방법은, (a) 용매에 구리 전구체와 하이드록사이드 전구체를 혼합하는 단계와, (b) 상기 구리 전구체와 상기 하이드록사이드 전구체의 혼합용액에 SiO2 전구체를 첨가하여 반응시키는 단계와, (c) 상기 반응에 의해 형성된 침전물을 선택적으로 분리해내는 단계 및 (d) 선택적으로 분리해낸 결과물을 세척하고 건조하는 단계를 포함한다.A method for producing a silica-coated copper hydroxide powder according to a preferred embodiment of the present invention includes (a) mixing a copper precursor and a hydroxide precursor in a solvent, and (b) mixing the copper precursor and the hydroxide precursor Adding and reacting the SiO 2 precursor to the solution, (c) selectively separating the precipitate formed by the reaction, and (d) selectively washing and drying the separated resultant.
Cu와 OH의 몰비가 1:2-x(여기서, 0≤x<1)를 이루도록 상기 구리 전구체와 상기 하이드록사이드 전구체의 함량을 조절하여 혼합하는 것이 바람직하다.It is preferable to adjust the contents of the copper precursor and the hydroxide precursor and mix them so that the molar ratio of Cu and OH is 1:2-x (here, 0≤x<1).
상기 구리 전구체는 CuCl2 수화물 및 CuSO4 수화물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.The copper precursor may include at least one material selected from the group consisting of CuCl 2 hydrate and CuSO 4 hydrate.
상기 하이드록사이드 전구체는 염기성 물질을 포함할 수 있다.The hydroxide precursor may include a basic material.
상기 염기성 물질은 NaOH 및 KOH으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.The basic material may include one or more materials selected from the group consisting of NaOH and KOH.
상기 (a) 단계에서 pH가 9~13이 되게 하는 것이 바람직하다.In step (a), it is preferable to set the pH to 9 to 13.
상기 SiO2 전구체는 TEOS(tetraethyl orthosilicate) 및 Na2SiO3로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.The SiO 2 precursor may include one or more materials selected from the group consisting of tetraethyl orthosilicate (TEOS) and Na 2 SiO 3 .
상기 건조 온도를 조절하여 실리카 코팅 수산화구리 분말의 명암을 조절할 수 있다.Contrast of the silica-coated copper hydroxide powder may be adjusted by adjusting the drying temperature.
상기 건조 후에 합성된 실리카 코팅 수산화구리 분말을 열처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.Heat treatment of the silica-coated copper hydroxide powder synthesized after the drying may be further included.
상기 열처리의 온도를 조절하여 실리카 코팅 수산화구리 분말의 명암을 조절할 수 있다.The temperature of the heat treatment may be adjusted to adjust the contrast of the silica-coated copper hydroxide powder.
상기 열처리는 300℃보다 낮은 온도에서 수행하는 것이 바람직하다.The heat treatment is preferably performed at a temperature lower than 300 °C.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실리카 코팅 수산화구리 분말의 제조방법을 더욱 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a method for producing a silica-coated copper hydroxide powder according to a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail.
Cu(OH)2는 화학적 및 열적으로 매우 불안정하기 때문에 합성한 분말의 건조온도가 60℃ 이상에선 CuO로 상변화가 일어나게 된다. 따라서, 낮은 온도에서 건조하여 CuO로 상변화가 일어나지 않게 하면서 높은 순도의 수산화구리(Ⅱ)를 합성해야 한다. Since Cu(OH) 2 is chemically and thermally very unstable, a phase change to CuO occurs when the drying temperature of the synthesized powder is 60° C. or higher. Therefore, it is necessary to synthesize copper (II) hydroxide of high purity while drying at a low temperature so that the phase change to CuO does not occur.
그러나, Cu(OH)2 분말에 SiO2가 코팅하면 열적안정성을 높일 수가 있다. SiO2를 코팅하지 않은 경우와 비교하여 명암 조절이 가능하다. Cu(OH)2 분말을 합성하고 합성된 분말에 SiO2를 코팅을 하는 투 스텝 공정(two-step process)을 사용하여 SiO2가 코팅된 Cu(OH)2 분말을 제조할 수 있지만, 본 발명에서는 원 스텝 공정(one-step process)으로 Cu(OH)2 분말의 합성과 SiO2 코팅을 동시에 진행하여 투 스텝 공정에 비하여 제조시간과 생산단가를 낮출 수가 있는 실리카 코팅 수산화구리 분말의 제조방법의 제시한다. 본 발명에 의하면, 추가적인 표면개질제를 첨가하지 않고 pH의 조절을 통해 SiO2 코팅과 Cu(OH)2 합성을 동시에 진행할 수 있다. However, thermal stability can be improved by coating Cu(OH) 2 powder with SiO 2 . Contrast control is possible compared to the case where SiO 2 is not coated. Although Cu(OH) 2 powder coated with SiO 2 can be prepared using a two-step process of synthesizing Cu(OH) 2 powder and coating SiO 2 on the synthesized powder, the present invention In the one-step process, the synthesis of Cu(OH) 2 powder and the SiO 2 coating are performed simultaneously to reduce the manufacturing time and production cost compared to the two-step process. present. According to the present invention, SiO 2 coating and Cu(OH) 2 synthesis can be simultaneously performed by adjusting the pH without adding an additional surface modifier.
이를 위해 용매에 구리 전구체와 하이드록사이드 전구체를 혼합한다. Cu와 OH의 몰비가 1:2-x(여기서, 0≤x<1)를 이루도록 상기 구리 전구체와 상기 하이드록사이드 전구체의 함량을 조절하여 혼합하는 것이 바람직하다. 상기 혼합은 교반 공정을 이용할 수 있다. 상기 교반은 100~1500rpm, 더욱 바람직하게는 200~1000rpm 정도로 수행하는 것이 바람직하다. To this end, a copper precursor and a hydroxide precursor are mixed in a solvent. It is preferable to adjust the contents of the copper precursor and the hydroxide precursor and mix them so that the molar ratio of Cu and OH is 1:2-x (here, 0≤x<1). The mixing may use a stirring process. The stirring is preferably performed at about 100 to 1500 rpm, more preferably about 200 to 1000 rpm.
상기 용매는 물(H2O), 에탄올과 같은 알콜류, 이들의 혼합물 등일 수 있다.The solvent may be water (H 2 O), alcohols such as ethanol, mixtures thereof, and the like.
상기 구리 전구체는 CuCl2 수화물 및 CuSO4 수화물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다. The copper precursor may include at least one material selected from the group consisting of CuCl 2 hydrate and CuSO 4 hydrate.
상기 하이드록사이드 전구체는 염기성 물질을 포함할 수 있다. 상기 염기성 물질은 NaOH 및 KOH으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.The hydroxide precursor may include a basic material. The basic material may include one or more materials selected from the group consisting of NaOH and KOH.
상기 구리 전구체와 상기 하이드록사이드 전구체의 혼합용액은 pH가 9~13이 되게 하는 것이 바람직하다. 예컨대, SiO2로 코팅하기 위해서는 TEOS(tetraethyl orthosilicate)와 같은 SiO2 전구체의 가수분해(hydrolysis) 과정이 요구되는데, pH 제어를 통해 TEOS의 축합(condensation) 반응과 가수분해(hydrolysis) 반응의 상대적인 속도를 조절할 수 있다. pH가 높은 염기성 조건에서 상대적으로 축합반응의 속도가 가수분해반응 속도보다 빠르지만, pH 12 부근에선 상대적인 속도가 유사하여 염기성 물질의 양을 조절하며 pH 제어를 통해 SiO2로 코팅된 Cu(OH)2를 한 과정(one-step)으로 합성이 가능하다. 별도의 표면개질제를 첨가하지 않고 합성과 동시에 SiO2가 코팅된 Cu(OH)2를 합성하는 본 발명을 통해 시간 및 공정을 경제적으로 가능하게 한다. The mixed solution of the copper precursor and the hydroxide precursor preferably has a pH of 9 to 13. For example, in order to coat with SiO 2 , a hydrolysis process of a SiO 2 precursor such as TEOS (tetraethyl orthosilicate) is required, and the relative speed of the condensation reaction and hydrolysis reaction of TEOS through pH control can be adjusted. Although the rate of condensation reaction is relatively faster than the rate of hydrolysis reaction under basic conditions with high pH, the relative rate is similar around pH 12, controlling the amount of basic material and Cu(OH) coated with SiO 2 through pH control 2 can be synthesized in one step. Through the present invention, which synthesizes Cu(OH) 2 coated with SiO 2 at the same time without adding a separate surface modifier, time and process are economically possible.
상기 구리 전구체와 상기 하이드록사이드 전구체의 혼합용액에 SiO2 전구체를 첨가하여 반응시킨다. 상기 반응은 교반하면서 수행하는 것이 바람직하다. 상기 교반은 100~1500rpm, 더욱 바람직하게는 200~1000rpm 정도로 수행하는 것이 바람직하다. A SiO 2 precursor is added to the mixed solution of the copper precursor and the hydroxide precursor to react. It is preferable to carry out the reaction while stirring. The stirring is preferably performed at about 100 to 1500 rpm, more preferably about 200 to 1000 rpm.
상기 SiO2 전구체는 TEOS(tetraethyl orthosilicate) 및 Na2SiO3로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다. The SiO 2 precursor may include one or more materials selected from the group consisting of tetraethyl orthosilicate (TEOS) and Na 2 SiO 3 .
상기 반응에 의해 형성된 침전물을 선택적으로 분리해낸다. 선택적 분리는 원심분리기 등을 이용할 수 있다.The precipitate formed by the reaction is selectively separated. For selective separation, a centrifuge or the like may be used.
선택적으로 분리해낸 결과물을 세척하고 건조한다. 상기 건조 온도를 조절하여 실리카 코팅 수산화구리 분말의 명암을 조절할 수 있다. 상기 건조는 300℃보다 낮은 온도, 더욱 바람직하게는 20∼250℃ 정도의 온도에서 진행하는 것이 바람직하다. Cu(OH)2는 화학적 및 열적으로 매우 불안정하기 때문에 SiO2로 코팅하지 않은 분말의 건조 온도가 60℃ 이상에선 CuO로 상변화가 일어나게 된다. 따라서, 낮은 온도에서 건조하여 CuO로 상변화가 일어나지 않게 하는 것이 필요하다. 그러나, SiO2로 코팅된 Cu(OH)2 분말은 250℃에서 건조하더라도 상변화가 일어나지 않았다. 상기 건조는 회전증발기(Rotary evaporator) 등을 이용하여 진행하여 CuO로의 상변화를 억제시켜 화학적 안정성을 증가시키는 것이 바람직하다.The selectively separated product is washed and dried. Contrast of the silica-coated copper hydroxide powder may be adjusted by adjusting the drying temperature. The drying is preferably carried out at a temperature lower than 300 ° C, more preferably at a temperature of about 20 to 250 ° C. Since Cu(OH) 2 is chemically and thermally very unstable, a phase change into CuO occurs when the drying temperature of the powder not coated with SiO 2 is 60° C. or higher. Therefore, it is necessary to dry at a low temperature so that the phase change to CuO does not occur. However, even when the Cu(OH) 2 powder coated with SiO 2 was dried at 250° C., phase change did not occur. The drying is preferably performed using a rotary evaporator or the like to suppress the phase change to CuO to increase chemical stability.
상기 건조 후에 합성된 실리카 코팅 수산화구리 분말을 열처리할 수도 있다. 상기 열처리의 온도를 조절하여 실리카 코팅 수산화구리 분말의 명암을 조절할 수 있다. 상기 열처리는 300℃보다 낮은 온도에서 수행하는 것이 바람직하다. 상기 열처리는 300℃보다 낮은 온도, 더욱 바람직하게는 20∼250℃ 정도의 온도에서 진행하는 것이 바람직하다. 실리카 코팅 수산화구리 분말은 청녹색을 띠는데, 열처리 온도가 높아질 수록 청녹색이 짙어져서 색의 명암을 조절할 수가 있다. 실리카 코팅 수산화구리 분말을 열처리를 열처리할 경우에는 청녹색이 검정색으로 변하는 실험결과를 얻었다. 후술하는 실험예에 의하면, SiO2가 코팅된 Cu(OH)2 분말을 40℃, 110℃, 250℃에서 열처리하더라도 청녹색을 유지하는 것을 확인할 수 있다. SiO2가 코팅된 Cu(OH)2 분말을 40℃에서 열처리한 경우에는 청녹색을 띠고, SiO2가 코팅된 Cu(OH)2 분말을 110℃와 250℃에서 열처리한 경우에도 청녹색을 띠지만 40℃에서 열처리한 경우에 비하여 명암이 짙어진 것을 확인할 수 있다. 후술하는 실험예에 의하면, SiO2가 코팅된 Cu(OH)2 분말에 대한 열처리 온도가 높아질 수록 명암이 점점 짙어지는 청녹색으로 변하는 것을 확인할 수 있었다. After the drying, the synthesized silica-coated copper hydroxide powder may be heat treated. The temperature of the heat treatment may be adjusted to adjust the contrast of the silica-coated copper hydroxide powder. The heat treatment is preferably performed at a temperature lower than 300 °C. The heat treatment is preferably performed at a temperature lower than 300 ° C, more preferably at a temperature of about 20 to 250 ° C. The silica-coated copper hydroxide powder has a blue-green color, and the higher the heat treatment temperature, the darker the blue-green color, so the color contrast can be adjusted. When the silica-coated copper hydroxide powder was subjected to heat treatment, an experimental result was obtained in which the blue-green color was changed to black. According to an experimental example to be described later, it can be confirmed that the Cu(OH) 2 powder coated with SiO 2 maintains a bluish green color even when heat-treated at 40°C, 110°C, and 250°C. When SiO 2 -coated Cu(OH) 2 powder is heat-treated at 40 ° C , it is bluish-green . It can be seen that the contrast has become thicker compared to the case of heat treatment at ° C. According to an experimental example to be described later, as the heat treatment temperature for the Cu(OH) 2 powder coated with SiO 2 increases, it can be confirmed that the color changes to a bluish-green color with progressively darker contrast.
실험예 3에 따라 제조된 SiO2가 코팅된 Cu(OH)2 분말을 300℃에서 열처리한 경우에 붉은 색 및 검정색을 띄는 CuO로 상변화가 일어났다. When Cu(OH) 2 powder coated with SiO 2 prepared in Experimental Example 3 was heat-treated at 300° C., a phase change into red and black CuO occurred.
실험예 3에 따라 제조된 SiO2가 코팅된 Cu(OH)2 분말의 경우에 열처리 온도 250℃까지는 상변화가 없으며, 열적 안정성이 우수한 것으로 나타났다. In the case of Cu(OH) 2 powder coated with SiO 2 prepared according to Experimental Example 3, there was no phase change up to a heat treatment temperature of 250° C., and thermal stability was excellent.
Cu(OH)2는 화학적 및 열적으로 매우 불안정한데, SiO2로 코팅하지 않은 분말을 60℃ 이상에 열처리할 경우에 CuO로 상변화가 일어나게 된다. 따라서, 낮은 온도에서 열처리하여 CuO로 상변화가 일어나지 않게 하는 것이 필요하지만, 후술하는 실험예에 의하면 SiO2로 코팅된 Cu(OH)2 분말은 250℃에서 열처리하더라도 상변화가 일어나지 않았다. Cu(OH) 2 is chemically and thermally very unstable, and when a powder not coated with SiO 2 is heat-treated at 60° C. or higher, a phase change into CuO occurs. Therefore, it is necessary to heat-treat at a low temperature to prevent phase change to CuO, but according to experimental examples described later, Cu(OH) 2 powder coated with SiO 2 did not undergo phase change even when heat-treated at 250 °C.
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 원 스텝 공정(one-step process)으로 Cu(OH)2 분말의 합성과 SiO2 코팅을 동시에 진행할 수가 있다. 이러한 원 스텝 공정은 투 스텝 공정에 비하여 제조시간과 생산단가를 낮출 수가 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 추가적인 표면개질제를 첨가하지 않고 pH의 조절을 통해 SiO2 코팅과 Cu(OH)2 합성을 동시에 진행할 수 있다. As described above, in the present invention, the synthesis of the Cu(OH) 2 powder and the SiO 2 coating can be performed simultaneously in a one-step process. This one-step process can reduce manufacturing time and production cost compared to the two-step process. In addition, according to the present invention, SiO 2 coating and Cu(OH) 2 synthesis can be simultaneously performed by adjusting the pH without adding an additional surface modifier.
Cu(OH)2 분말에 SiO2 코팅을 한 경우에 SiO2 코팅을 하지 않은 경우에 비하여 열적안정성이 우수하다. When SiO 2 coating is applied to Cu(OH) 2 powder, thermal stability is superior to that when SiO 2 is not coated.
또한, Cu(OH)2 분말에 SiO2가 코팅되게 함으로써 SiO2를 코팅하지 않은 경우와 비교하여 건조 또는 열처리 조건에 따라 명암 조절이 가능하다.In addition, since SiO 2 is coated on the Cu(OH) 2 powder, contrast can be adjusted according to drying or heat treatment conditions compared to the case where SiO 2 is not coated.
SiO2가 코팅된 Cu(OH)2 분말을 한 과정으로 바로 합성되게 함으로써 시간 및 공정을 경제적으로 가능하게 함으로써 SiO2를 코팅하지 않은 경우와 비교하여 열적 안정성 향상 및 명암 조절이 가능하다.By directly synthesizing SiO 2 -coated Cu(OH) 2 powder in one process, time and process are economically possible, thereby improving thermal stability and controlling contrast compared to the case where SiO 2 is not coated.
이하에서, 본 발명에 따른 실험예들을 구체적으로 제시하며, 다음에 제시하는 실험예들에 본 발명이 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, experimental examples according to the present invention are specifically presented, and the present invention is not limited to the experimental examples presented below.
<실험예 1> <Experimental Example 1>
구리 전구체와 하이드록사이드 전구체인 염기성 물질을 혼합하였다. 상기 구리 전구체는 CuCl2·2H2O를 사용하였다. 상기 하이드록사이드 전구체는 NaOH를 사용하였다. Cu와 OH의 몰비가 1:2를 이루도록 상기 구리 전구체와 하이드록사이드 전구체의 함량을 조절하여 혼합하였다. A copper precursor and a basic material, which is a hydroxide precursor, were mixed. CuCl 2 ·2H 2 O was used as the copper precursor. NaOH was used as the hydroxide precursor. The contents of the copper precursor and the hydroxide precursor were adjusted and mixed so that the molar ratio of Cu and OH was 1:2.
구리 전구체와 하이드록사이드 전구체인 염기성 물질 NaOH를 혼합하여 pH 12가 되게 하고, 상온(실온)에서 교반하였다. 상기 교반은 1000rpm 정도의 회전속도로 2시간 동안 수행하였다. A copper precursor and a basic material NaOH, which is a hydroxide precursor, were mixed to a pH of 12, and stirred at room temperature (room temperature). The stirring was performed for 2 hours at a rotational speed of about 1000 rpm.
교반된 결과물을 원심분리기를 이용하여 8000rpm으로 원심분리하여 침전물을 선택적으로 분리해내고, 선택적으로 분리해낸 침전물을 증류수로 3회 세척하였다. 그 후 회전증발기(Rotary evaporator)를 이용하여 35℃의 온도에서 30분 동안 건조하여 Cu(OH)2 분말을 수득하였다.The agitated product was centrifuged at 8000 rpm using a centrifuge to selectively separate the precipitate, and the selectively separated precipitate was washed three times with distilled water. After that, it was dried for 30 minutes at a temperature of 35° C. using a rotary evaporator to obtain Cu(OH) 2 powder.
<실험예 2> <Experimental Example 2>
실험예 1에 따라 제조된 Cu(OH)2 분말 0.2g을 증류수 50㎖와 에탄올 50㎖의 혼합액에 첨가하고, 소니케이터(Sonicator)를 이용하여 약 10분 동안 분산시켜 입자간 코팅이 잘 되도록 분산시켰다. 0.2 g of Cu(OH) 2 powder prepared according to Experimental Example 1 was added to a mixture of 50 ml of distilled water and 50 ml of ethanol, and dispersed for about 10 minutes using a sonicator to ensure good coating between particles. dispersed
Cu(OH)2 분말이 첨가된 혼합액에 하이드록사이드 전구체인 NH4OH 300㎕를 첨가한 후, 15분 동안 교반하였다. 상기 교반은 300rpm정도의 회전속도로 수행하였다. After adding 300 μl of NH 4 OH as a hydroxide precursor to the mixed solution to which the Cu(OH) 2 powder was added, the mixture was stirred for 15 minutes. The stirring was performed at a rotational speed of about 300 rpm.
NH4OH가 혼합된 결과물에 TEOS(tetraethyl orthosilicate) 400㎕를 첨가하고, 상온(실온)에서 교반하면서 반응시켰다. 상기 교반은 300rpm 정도의 회전속도로 24시간 동안 수행하였다. 400 μl of tetraethyl orthosilicate (TEOS) was added to the mixture of NH 4 OH, and the mixture was reacted with stirring at room temperature (room temperature). The stirring was performed for 24 hours at a rotational speed of about 300 rpm.
반응 결과물을 원심분리기를 이용하여 8000rpm으로 원심분리하여 침전물을 선택적으로 분리해내고, 선택적으로 분리해낸 침전물을 증류수와 에탄올 혼합액으로 3회 세척하고, 회전증발기(Rotary evaporator)를 이용하여 35℃의 온도에서 30분 동안 건조하여 SiO2가 코팅된 Cu(OH)2 분말을 수득하였다. The reaction product was centrifuged at 8000 rpm using a centrifuge to selectively separate the precipitate, and the selectively separated precipitate was washed three times with a mixture of distilled water and ethanol, and a rotary evaporator was used to remove the precipitate at a temperature of 35 ° C. was dried for 30 minutes to obtain SiO 2 -coated Cu(OH) 2 powder.
<실험예 3><Experimental Example 3>
구리 전구체와 하이드록사이드 전구체인 염기성 물질을 혼합하였다. 상기 구리 전구체는 CuCl2·2H2O를 사용하였다. 상기 하이드록사이드 전구체는 NaOH를 사용하였다. Cu와 OH의 몰비가 1:2를 이루도록 상기 구리 전구체와 하이드록사이드 전구체의 함량을 조절하여 혼합하였다. A copper precursor and a basic material, which is a hydroxide precursor, were mixed. CuCl 2 ·2H 2 O was used as the copper precursor. NaOH was used as the hydroxide precursor. The contents of the copper precursor and the hydroxide precursor were adjusted and mixed so that the molar ratio of Cu and OH was 1:2.
구리 전구체와 하이드록사이드 전구체인 염기성 물질 NaOH를 혼합하여 pH 12가 되게 하고, 상온(실온)에서 교반하였다. 상기 교반은 1000rpm 정도의 회전속도로 2시간 동안 수행하였다. A copper precursor and a basic material NaOH, which is a hydroxide precursor, were mixed to have a pH of 12, and stirred at room temperature (room temperature). The stirring was performed for 2 hours at a rotational speed of about 1000 rpm.
교반된 결과물과 에탄올이 1:1의 부피비를 이루도록 에탄올을 첨가한 후, TEOS(tetraethyl orthosilicate) 400㎕를 첨가하고, 상온(실온)에서 교반하면서 반응시켰다. 상기 교반은 300rpm 정도의 회전속도로 2시간 동안 수행하였다. Ethanol was added so that the stirred product and ethanol had a volume ratio of 1:1, and then 400 μl of TEOS (tetraethyl orthosilicate) was added and reacted while stirring at room temperature (room temperature). The stirring was performed for 2 hours at a rotational speed of about 300 rpm.
반응 결과물을 원심분리기를 이용하여 8000rpm으로 원심분리하여 침전물을 선택적으로 분리해내고, 선택적으로 분리해낸 침전물을 증류수와 에탄올 혼합액으로 3회 세척하고, 회전증발기(Rotary evaporator)를 이용하여 35℃의 온도에서 30분 동안 건조하여 SiO2가 코팅된 Cu(OH)2 분말을 수득하였다. The reaction product was centrifuged at 8000 rpm using a centrifuge to selectively separate the precipitate, and the selectively separated precipitate was washed three times with a mixture of distilled water and ethanol, and a rotary evaporator was used to remove the precipitate at a temperature of 35 ° C. was dried for 30 minutes to obtain SiO 2 -coated Cu(OH) 2 powder.
<실험예 4> <Experimental Example 4>
실험예 1에 따라 제조된 Cu(OH)2 분말을 40℃에서 1시간 동안 열처리를 수행하였다. 상기 열처리는 산화 분위기, 더욱 구체적으로는 공기(air) 분위기에서 수행하였다. Heat treatment was performed on the Cu(OH) 2 powder prepared according to Experimental Example 1 at 40° C. for 1 hour. The heat treatment was performed in an oxidizing atmosphere, more specifically, in an air atmosphere.
<실험예 5> <Experimental Example 5>
실험예 1에 따라 제조된 Cu(OH)2 분말을 110℃에서 1시간 동안 열처리를 수행하였다. 상기 열처리는 산화 분위기, 더욱 구체적으로는 공기(air) 분위기에서 수행하였다. Heat treatment was performed on the Cu(OH) 2 powder prepared according to Experimental Example 1 at 110° C. for 1 hour. The heat treatment was performed in an oxidizing atmosphere, more specifically, in an air atmosphere.
<실험예 6> <Experimental Example 6>
실험예 1에 따라 제조된 Cu(OH)2 분말을 250℃에서 1시간 동안 열처리를 수행하였다. 상기 열처리는 산화 분위기, 더욱 구체적으로는 공기(air) 분위기에서 수행하였다. The Cu(OH) 2 powder prepared according to Experimental Example 1 was heat-treated at 250° C. for 1 hour. The heat treatment was performed in an oxidizing atmosphere, more specifically, in an air atmosphere.
<실험예 7> <Experimental Example 7>
실험예 1에 따라 제조된 Cu(OH)2 분말을 300℃에서 1시간 동안 열처리를 수행하였다. 상기 열처리는 산화 분위기, 더욱 구체적으로는 공기(air) 분위기에서 수행하였다. Heat treatment was performed on the Cu(OH) 2 powder prepared according to Experimental Example 1 at 300° C. for 1 hour. The heat treatment was performed in an oxidizing atmosphere, more specifically, in an air atmosphere.
<실험예 8> <Experimental Example 8>
실험예 3에 따라 제조된 SiO2가 코팅된 Cu(OH)2 분말을 40℃에서 1시간 동안 열처리를 수행하였다. 상기 열처리는 산화 분위기, 더욱 구체적으로는 공기(air) 분위기에서 수행하였다. The Cu(OH) 2 powder coated with SiO 2 prepared according to Experimental Example 3 was heat-treated at 40° C. for 1 hour. The heat treatment was performed in an oxidizing atmosphere, more specifically, in an air atmosphere.
<실험예 9> <Experimental Example 9>
실험예 3에 따라 제조된 SiO2가 코팅된 Cu(OH)2 분말을 110℃에서 1시간 동안 열처리를 수행하였다. 상기 열처리는 산화 분위기, 더욱 구체적으로는 공기(air) 분위기에서 수행하였다. SiO 2 coated Cu(OH) 2 powder prepared according to Experimental Example 3 was heat treated at 110° C. for 1 hour. The heat treatment was performed in an oxidizing atmosphere, more specifically, in an air atmosphere.
<실험예 10> <Experimental Example 10>
실험예 3에 따라 제조된 SiO2가 코팅된 Cu(OH)2 분말을 250℃에서 1시간 동안 열처리를 수행하였다. 상기 열처리는 산화 분위기, 더욱 구체적으로는 공기(air) 분위기에서 수행하였다. The Cu(OH) 2 powder coated with SiO 2 prepared according to Experimental Example 3 was heat-treated at 250° C. for 1 hour. The heat treatment was performed in an oxidizing atmosphere, more specifically, in an air atmosphere.
<실험예 11> <Experimental Example 11>
실험예 3에 따라 제조된 SiO2가 코팅된 Cu(OH)2 분말을 300℃에서 1시간 동안 열처리를 수행하였다. 상기 열처리는 산화 분위기, 더욱 구체적으로는 공기(air) 분위기에서 수행하였다. The Cu(OH) 2 powder coated with SiO 2 prepared according to Experimental Example 3 was heat-treated at 300° C. for 1 hour. The heat treatment was performed in an oxidizing atmosphere, more specifically, in an air atmosphere.
도 1은 실험예 2에 따라 제조된 SiO2가 코팅된 Cu(OH)2 분말의 실험 모식도를 보여주는 도면이고, 도 2는 실험예 3에 따라 제조된 SiO2가 코팅된 Cu(OH)2 분말의 실험 모식도를 보여주는 도면이다.1 is a schematic diagram showing an experiment of Cu(OH) 2 powder coated with SiO 2 prepared according to Experimental Example 2, and FIG. 2 is a schematic diagram showing SiO 2 coated Cu(OH) 2 powder prepared according to Experimental Example 3 It is a diagram showing a schematic diagram of the experiment.
도 1 및 도 2를 참조하면, 실험예 1에 따라 Cu(OH)2 분말을 합성하고 실험예 2에 따라 SiO2를 코팅할 수도 있지만, 실험예 3에 따라 pH 조절을 통해 Cu(OH)2 분말 합성과 동시에 SiO2를 코팅하는 방법을 발명하여 시간 및 공정을 경제적으로 절약할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2, Cu(OH) 2 powder may be synthesized according to Experimental Example 1 and SiO 2 may be coated according to Experimental Example 2, but Cu(OH) 2 By inventing a method of coating SiO 2 simultaneously with powder synthesis, time and process can be economically saved.
도 3은 실험예 1에 따라 제조된 Cu(OH)2 분말의 X-선회절(XRD; X-ray diffraction) 패턴을 보여주는 도면이다.3 is a view showing an X-ray diffraction (XRD) pattern of Cu(OH) 2 powder prepared according to Experimental Example 1;
도 3을 참조하면, 실험예 1 따라 제조된 Cu(OH)2 분말은 Cu(OH)2 결정상이 주 피크(peak)를 이루는 것으로 확인하여 고순도의 Cu(OH)2가 합성된 것으로 판단된다. 단, 실험예 2 및 실험예 3에 따라 제조된 SiO2가 코팅된 Cu(OH)2 분말은 Cu(OH)2 결정상이 주 피크(peak)를 이루는 것은 동일하지만, 실리카의 비정질 피크를 동반하기 때문에 실험예 1에 따라 제조된 Cu(OH)2 분말 결정상 피크(peak)의 세기(Intensity)보다 훨씬 작게 나타난다.Referring to FIG. 3, it is determined that Cu(OH) 2 powder prepared according to Experimental Example 1 is synthesized with high purity Cu(OH) 2 by confirming that the Cu(OH) 2 crystal phase forms a main peak. However, Cu(OH) 2 powder coated with SiO 2 prepared according to Experimental Example 2 and Experimental Example 3 has the same Cu(OH) 2 crystalline phase as the main peak, but is accompanied by an amorphous peak of silica. Therefore, it appears much smaller than the intensity of the peak of the Cu(OH) 2 powder crystalline phase prepared according to Experimental Example 1.
도 4는 실험예 1에 따라 제조된 Cu(OH)2 분말의 투과전자현미경(TEM; transmission electron microscope) 사진이고, 도 5는 실험예 2에 따라 제조된 SiO2가 코팅된 Cu(OH)2 분말의 투과전자현미경(TEM) 사진이며, 도 6은 실험예 3에 따라 제조된 SiO2가 코팅된 Cu(OH)2 분말의 투과전자현미경(TEM) 사진이다.4 is a transmission electron microscope (TEM) photograph of Cu(OH) 2 powder prepared according to Experimental Example 1, and FIG. 5 is a Cu(OH) 2 coated with SiO 2 prepared according to Experimental Example 2. A transmission electron microscope (TEM) photograph of the powder, and FIG. 6 is a transmission electron microscope (TEM) photograph of the SiO 2 -coated Cu(OH) 2 powder prepared according to Experimental Example 3.
도 7은 실험예 1에 따라 제조된 Cu(OH)2 분말, 실험예 5에 따라 110℃에서 열처리된 분말, 실험예 6에 따라 250℃에서 열처리된 분말의 색변화, X-선회절(XRD) 패턴 및 투과전자현미경(TEM;transmission electron microscope) 사진을 보여주는 도면이다. 도 7에서 (a)는 실험예 1에 따라 제조된 Cu(OH)2 분말로서 열처리를 수행하지 않은 경우에 대한 것이고, (b)는 실험예 5에 따라 110℃에서 열처리한 경우에 대한 것이며, (c)는 실험예 6에 따라 250℃에서 열처리한 경우에 대한 것이다. 7 is a color change, X-ray diffraction (XRD) of Cu(OH) 2 powder prepared according to Experimental Example 1, powder heat-treated at 110 ° C. ) It is a drawing showing a pattern and a transmission electron microscope (TEM) picture. In FIG. 7, (a) is for the case where heat treatment is not performed on the Cu(OH) 2 powder prepared according to Experimental Example 1, (b) is for the case where heat treatment is performed at 110 ° C. according to Experimental Example 5, (c) is for the case of heat treatment at 250 ℃ according to Experimental Example 6.
도 7을 참조하면, 실험예 1에 따라 제조된 Cu(OH)2 분말로서 열처리를 수행하지 않은 경우에는 청녹색을 띠고 Cu(OH)2 결정상만을 갖는다. 실험예 5에 따라 110℃에서 열처리한 경우에는 진한 청녹색을 띠고 Cu(OH)2 결정상과 CuO 결정상을 갖는다. 실험예 6에 따라 250℃에서 열처리한 경우에는 검정색을 띠고 CuO 결정상만을 갖는다. 실험예 1에 따라 제조된 Cu(OH)2 분말, 실험예 5에 따라 110℃에서 열처리된 분말, 실험예 6에 따라 250℃에서 열처리된 분말의 입자 형태도 각각 서로 다른 것으로 판단된다. 이러한 점들을 고려하면, 열처리 조건에 따라 결정상 변화, 입자 형태 및 명암조절이 가능하다는 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 7 , when the Cu(OH) 2 powder prepared according to Experimental Example 1 is not subjected to heat treatment, it has a bluish green color and only has a Cu(OH) 2 crystalline phase. In the case of heat treatment at 110 ° C. according to Experimental Example 5, it has a deep bluish green color and has a Cu(OH) 2 crystal phase and a CuO crystal phase. In the case of heat treatment at 250 ° C according to Experimental Example 6, it has a black color and only CuO crystal phase. It is determined that the particle shapes of the Cu(OH) 2 powder prepared according to Experimental Example 1, the powder heat-treated at 110 ° C. according to Experimental Example 5, and the powder heat-treated at 250 ° C. according to Experimental Example 6 are also different from each other. Considering these points, it can be seen that crystal phase change, particle shape, and contrast control are possible depending on heat treatment conditions.
도 8은 실험예 4에 따라 40℃에서 열처리된 분말, 실험예 5에 따라 110℃에서 열처리된 분말, 실험예 6에 따라 250℃에서 열처리된 분말, 실험예 7에 따라 300℃에서 열처리된 분말, 실험예 8에 따라 40℃에서 열처리된 분말, 실험예 9에 따라 110℃에서 열처리된 분말, 실험예 10에 따라 250℃에서 열처리된 분말, 실험예 11에 따라 300℃에서 열처리된 분말의 모습을 보여주는 도면이다. 도 8에서 (a)는 실험예 4에 따라 40℃에서 열처리된 분말에 대한 것이고, (b)는 실험예 5에 따라 110℃에서 열처리된 분말에 대한 것이며, (c)는 실험예 6에 따라 250℃에서 열처리된 분말에 대한 것이고, (d)는 실험예 7에 따라 300℃에서 열처리된 분말에 대한 것이고, (e)는 실험예 8에 따라 40℃에서 열처리된 분말에 대한 것이고, (f)는 실험예 9에 따라 110℃에서 열처리된 분말에 대한 것이며, (g)는 실험예 10에 따라 250℃에서 열처리된 분말에 대한 것이고, (h)는 실험예 11에 따라 300℃에서 열처리된 분말에 대한 것이다.8 is powder heat-treated at 40 ° C. according to Experimental Example 4, powder heat-treated at 110 ° C. according to Experimental Example 5, powder heat-treated at 250 ° C. according to Experimental Example 6, powder heat-treated at 300 ° C. according to Experimental Example 7 , Powder heat-treated at 40 ℃ according to Experimental Example 8, powder heat-treated at 110 ℃ according to Experimental Example 9, powder heat-treated at 250 ℃ according to Experimental Example 10, powder heat-treated at 300 ℃ according to Experimental Example 11 is a drawing showing In Figure 8, (a) is for the powder heat-treated at 40 ℃ according to Experimental Example 4, (b) is for the powder heat-treated at 110 ℃ according to Experimental Example 5, (c) according to Experimental Example 6 For the powder heat-treated at 250 ℃, (d) is for the powder heat-treated at 300 ℃ according to Experimental Example 7, (e) is for the powder heat-treated at 40 ℃ according to Experimental Example 8, (f ) is for the powder heat-treated at 110 ℃ according to Experimental Example 9, (g) is for the powder heat-treated at 250 ℃ according to Experimental Example 10, (h) is for the heat-treated powder at 300 ℃ according to Experimental Example 11 It's about powder.
도 8을 참조하면, (a) 내지 (d)는 SiO2 코팅을 수행하지 않고 실험예 1에 따라 제조된 Cu(OH)2 분말을 열처리한 경우에 해당하고, (e) 내지 (h)는 실험예 3에 따라 제조된 SiO2가 코팅된 Cu(OH)2 분말을 열처리한 경우에 해당한다. Referring to FIG. 8, (a) to (d) correspond to the case where the Cu(OH) 2 powder prepared according to Experimental Example 1 is heat treated without SiO 2 coating, and (e) to (h) are This corresponds to the case where the Cu(OH) 2 powder coated with SiO 2 prepared in Experimental Example 3 was heat-treated.
실험예 3에 따라 제조된 SiO2가 코팅된 Cu(OH)2 분말을 40℃, 110℃, 250℃에서 열처리하더라도 청녹색을 유지하는 것을 확인할 수 있다. SiO2가 코팅된 Cu(OH)2 분말을 40℃에서 열처리한 경우에는 청녹색을 띠고, SiO2가 코팅된 Cu(OH)2 분말을 110℃와 250℃에서 열처리한 경우에도 청녹색을 띠지만 40℃에서 열처리한 경우에 비하여 명암이 짙어진 것을 확인할 수 있다. SiO2가 코팅된 Cu(OH)2 분말에 대한 열처리 온도가 높아질 수록 명암이 점점 짙어지는 청녹색으로 변하는 것을 확인할 수 있었다. It can be confirmed that the Cu(OH) 2 powder coated with SiO 2 prepared according to Experimental Example 3 maintains a bluish green color even when heat-treated at 40°C, 110°C, and 250°C. When SiO 2 -coated Cu(OH) 2 powder is heat-treated at 40 ° C , it is bluish-green . It can be seen that the contrast has become thicker compared to the case of heat treatment at ° C. As the heat treatment temperature for the SiO 2 -coated Cu(OH) 2 powder increased, it was confirmed that the color changed to a bluish-green color with progressively darker contrast.
실험예 3에 따라 제조된 SiO2가 코팅된 Cu(OH)2 분말을 300℃에서 열처리한 경우에 붉은 색 및 검정색을 띄는 CuO로 상변화가 일어났다. When Cu(OH) 2 powder coated with SiO 2 prepared in Experimental Example 3 was heat-treated at 300° C., a phase change into red and black CuO occurred.
실험예 3에 따라 제조된 SiO2가 코팅된 Cu(OH)2 분말의 경우에 열처리 온도 250℃까지는 상변화가 없으며, 열적 안정성이 우수한 것으로 나타났다. In the case of Cu(OH) 2 powder coated with SiO 2 prepared according to Experimental Example 3, there was no phase change up to a heat treatment temperature of 250° C., and thermal stability was excellent.
SiO2가 코팅되지 않은 Cu(OH)2 분말을 열처리한 경우에는 110℃부터 색이 변하고, CuO로 상변화가 진행되는 것으로 판단된다. 이로부터 SiO2가 코팅되지 않은 Cu(OH)2 분말의 경우에 열적 안정성이 좋지 않은 것으로 판단된다. SiO2가 코팅되지 않은 Cu(OH)2 분말을 40℃에서 열처리한 경우에는 청녹색을 띠지만, SiO2가 코팅되지 않은 Cu(OH)2 분말에 대한 열처리 온도가 높아질 수록 명암이 짙은 검정색으로 변하는 것을 확인할 수 있었다. SiO2가 코팅되지 않은 Cu(OH)2 분말에 대한 열처리 온도가 높아질 수록 명암이 짙은 검정색으로 변하는 것을 확인할 수 있었다. When the Cu(OH) 2 powder not coated with SiO 2 is subjected to heat treatment, it is determined that the color changes from 110° C. and the phase change to CuO proceeds. From this, it is determined that thermal stability is not good in the case of Cu(OH) 2 powder not coated with SiO 2 . When the SiO 2 -coated Cu(OH) 2 powder is heat-treated at 40 °C, it has a bluish-green color, but as the heat-treatment temperature increases, the contrast changes to dark black. could confirm that As the heat treatment temperature for the Cu(OH) 2 powder not coated with SiO 2 increased, it was confirmed that the contrast changed to dark black.
이를 통해 SiO2 코팅을 한 경우에 SiO2 코팅을 하지 않은 경우에 비하여 열적안정성이 우수한 것을 확인할 수 있다. Through this, it can be confirmed that the thermal stability is excellent when the SiO 2 coating is applied, compared to the case where the SiO 2 coating is not applied.
또한, Cu(OH)2 분말에 SiO2가 코팅되게 함으로써 SiO2를 코팅하지 않은 경우와 비교하여 열처리 조건에 따라 명암 조절이 가능하다.In addition, since SiO 2 is coated on Cu(OH) 2 powder, contrast can be adjusted according to heat treatment conditions compared to the case where SiO 2 is not coated.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.In the above, the preferred embodiment of the present invention has been described in detail, but the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible by those skilled in the art.
Claims (11)
(b) 상기 구리 전구체와 상기 하이드록사이드 전구체의 혼합용액에 SiO2 전구체를 첨가하여 반응시키는 단계;
(c) 상기 반응에 의해 형성된 침전물을 선택적으로 분리해내는 단계; 및
(d) 선택적으로 분리해낸 결과물을 세척하고 건조하는 단계를 포함하며,
Cu와 OH의 몰비가 1:2-x(여기서, 0≤x<1)를 이루도록 상기 구리 전구체와 상기 하이드록사이드 전구체의 함량을 조절하여 혼합하는 것을 특징으로 하는 실리카 코팅 수산화구리 분말의 제조방법.
(a) mixing a copper precursor and a hydroxide precursor in a solvent;
(b) reacting by adding a SiO 2 precursor to a mixed solution of the copper precursor and the hydroxide precursor;
(c) selectively separating the precipitate formed by the reaction; and
(d) optionally washing and drying the separated product;
Method for producing silica-coated copper hydroxide powder, characterized in that the content of the copper precursor and the hydroxide precursor are adjusted and mixed so that the molar ratio of Cu and OH is 1: 2-x (here, 0≤x<1) .
The method of claim 1, wherein the copper precursor comprises at least one material selected from the group consisting of CuCl 2 hydrate and CuSO 4 hydrate.
The method of claim 1, wherein the hydroxide precursor comprises a basic material.
The method of claim 4, wherein the basic material includes at least one material selected from the group consisting of NaOH and KOH.
The method of claim 1, wherein the pH is set to 9 to 13 in step (a).
The method of claim 1, wherein the SiO 2 precursor comprises at least one material selected from the group consisting of tetraethyl orthosilicate (TEOS) and Na 2 SiO 3 .
The method of claim 1, wherein the drying temperature is adjusted to adjust the contrast of the silica-coated copper hydroxide powder.
The method of claim 1, further comprising heat-treating the silica-coated copper hydroxide powder synthesized after the drying.
10. The method of claim 9, wherein the temperature of the heat treatment is adjusted to adjust the contrast of the silica-coated copper hydroxide powder.
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