동적환경에서 수분 흡착특성이 우수한 수분흡착소재 및 이의 제조방법
Moisture adsorption material with excellent moisture adsorption characteristics in a dynamic environment and method for manufacturing the same
특허 요약
본 발명은 기체가 흐르는 동적환경에서 기체에 포함된 수분을 흡착하는 특성이 우수한 수분흡착소재에 관한 것이다. 본 발명에 따른 금속-유기골격체를 포함하는 수분흡착소재는, 상기 금속-유기골격체의 표면 및/또는 내부에는 상기 금속-유기골격체를 구성하는 금속이 아닌 다른 금속 이온이 전기적으로 결합되어 있다.
청구항
번호청구항
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금속-유기골격체를 포함하는 수분흡착소재로,상기 금속-유기골격체의 표면 및/또는 내부에는 상기 금속-유기골격체를 구성하는 금속이 아닌 다른 금속 이온이 전기적으로 결합되어 있는, 수분흡착소재.

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제 1 항에 있어서,상기 금속-유기 골격체는 Al 및 Zr로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 금속 이온과, 4,4'-비페닐디카르복실산(4,4'-biphenyldicarboxilic acid), 벤젠-1,4-디카르복실산(benzene-1,4-dicarboxylic acid), 9,10-안트라센디카르복실산(9,10-anthracenedicarboxylic acid), 비페닐-3,3,5,5'-테트라카르복실산(biphenyl-3,3,5,5'-tetracarboxylic acid), 비페닐-3,4',5-트리카르복실산(biphenyl-3,4',5-tricarboxylic acid), 5-브로모이소프탈산(5-bromoisophthalic acid), 5-시아노-1,3-벤젠디카르복실산(5-cyano-1,3-benzenedicarboxylic acid), 2,2-디아미노-4,4'-스틸벤디카르복실산(2,2-diamino-4,4'-stilbenedicarboxylic acid), 2,5-디아미노테레프탈산(2,5-diaminoterephthalic acid), 1,1,2,2-테트라(4-카르복실페닐)에틸렌(1,1,2,2-tetra(4-carboxylphenyl)ethylene), 2,5-디하이드록시테레프탈산(2,5-dihydroxyterephthalic acid), 2,2-디니트로-4,4-스틸벤디카르복실산(2,2-dinitro-4,4-stilbenedicarboxylic acid), 5-에티닐-1,3-벤젠디카르복실산(5-ethynyl-1,3-benzenedicarboxylic acid), 2-하이드록시테레프탈산(2-hydroxyterephthalic acid), 2,6-나프탈렌디카르복실산(2,6-naphthalenedicarboxylic acid), 1,2,4,5-테트라키스(4-카르복시페닐)벤젠(1,2,4,5-tetrakis(4-carboxyphenyl)benzene), 4,4,4˝-s-트리아진-2,4,6-트리일-트리벤조산(4,4,4˝-s-triazine-2,4,6-triyl-tribenzoic acid), 1,3,5-트리카르복시벤젠(1,3,5-tricarboxybenzene), 1,4,7,10-테트라아자시클로도데칸-N,N',N'',N'''-테트라아세트산(1,4,7,10-tetraazacyclododecane-N,N',N'',N'''-tetraacetic acid), 1,3,5-트리스(4-카르복시[1,1'-비페닐]-4-일)벤젠(1,3,5-tris(4-carboxy[1,1'-비페닐]-4-yl)benzene), 1,3,5-트리스(4-카르복시페닐)벤젠(1,3,5-tris(4-carboxyphenyl)benzene), 1,3,5-트리스카르복시페닐에티닐벤젠(1,3,5-triscarboxyphenylethynylbenzene)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 유기 리간드를 포함하는, 수분흡착소재.

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제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 다른 금속 이온은 Ra, Ba, Pb, Si, Cu, Ca, Zn, Fe, Mg, Ni, Cd, Ti, Ag, Cs, Rb, K, Na, Li 중에서 선택된 1종 이상의 금속의 이온인, 수분흡착소재.

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제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 다른 금속 이온은 Ca, Na, Mg 및 Li 중에서 선택된 1종 이상의 이온을 포함하는, 수분흡착소재.

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제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 금속-유기 골격체는 MOF-808 (Zr6O4(OH)4(BTC)2(HCOO)6)를 포함하는, 수분흡착소재.

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제 2 항에 있어서,상기 다른 금속 이온은 상기 금속-유기 골격체를 구성하는 Al 또는 Zr 1 mol에 대해 0.1 ~ 0.6mol의 비율로 부착되어 있는, 수분흡착소재.

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제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 다른 금속 이온이 전기적으로 결합되어 있는 금속-유기골격체의 재활성화 온도는 200℃ 이하인, 수분흡착소재.

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제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 수분흡착소재를 포함하는 장치.

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(a) 금속-유기골격체를 준비하는 단계;(b) pH가 염기성으로 조절된 용액에 상기 금속-유기골격체를 투입하여 상기 금속-유기골격체의 표면 전위를 음(-)의 상태로 만드는 단계; 및(c) 상기 용액에 금속 양이온을 투입하여 상기 표면 전위가 음(-)의 상태로 만들어진 금속-유기골격체에 금속 양이온을 전기적으로 결합시키는 단계;를 포함하는, 수분흡착소재의 제조방법.

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(a) 금속-유기골격체를 준비하는 단계; 및(b) pH가 염기성으로 조절되고 금속 양이온이 용해된 용액에 상기 금속-유기골격체를 투입하여 상기 금속-유기골격체의 표면 전위를 음(-)의 상태로 만들면서, 상기 금속 양이온을 상기 금속-유기골격체에 전기적으로 결합시키는 단계;를 포함하는, 수분흡착소재의 제조방법.

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제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,상기 pH는 7.5 ~ 11.5 로 조절되는, 수분흡착소재의 제조방법.

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제 9 항에 있어서,상기 금속 양이온은 금속 화합물의 용해액 형태로 투입되는, 수분흡착소재의 제조방법.

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제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,상기 금속 양이온은 Ca, Na, Mg 및 Li 중에서 선택된 1종 이상의 이온을 포함하는, 수분흡착소재의 제조방법.

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제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,pH 조절에 사용되는 화합물에 포함된 금속의 이온은 상기 금속 양이온에 비해 이온 선택성이 낮은 물질인, 수분흡착소재의 제조방법.