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다공성 유무기 혼성체의 제조방법

  • 기술번호 : KST2015001355
  • 담당센터 : 대전기술혁신센터
  • 전화번호 : 042-610-2279
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은, 금속전구체, 수용성 첨가제 및 물 또는 물-함유 유기용매를 포함하는 반응혼합물을 30℃ 내지 150℃ 사이의 겔화온도에서 겔화시켜 2 내지 50,000 (cps)의 점도를 갖는 유기겔-함유 용액을 수득하고, 이어서 교반하에 상기 겔화온도에서 숙성시키고, 계속해서 유기겔-함유 용액을 상기 겔화온도 내지 250℃ 사이의 온도에서 가열하여 결정화시키는 것을 특징으로 하는, 다공성 유무기 혼성체의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 제조방법에 따르면, 반응을 물 또는 물-함유 유기용매 중에서 환류조건하에 주위 압력 또는 약간 가압된 압력에서 수행할 수 있으므로 상업적으로 실시할 수 있을 뿐만 아니라, 반응을 1:1 ~ 30:1의 용매 대 금속의 높은 몰비에서도 결정성 및 표면적이 높은 다공성 유무기 혼성체를 적어도 20 kg/m3.day 의 공시간 수율로 대량생산할 수 있게 해준다.
Int. CL B01J 13/00 (2006.01) C01G 23/00 (2006.01) B01J 2/08 (2006.01) C01G 25/00 (2006.01)
CPC
출원번호/일자 1020120059328 (2012.06.01)
출원인 한국화학연구원
등록번호/일자 10-1344698-0000 (2013.12.18)
공개번호/일자 10-2012-0135114 (2012.12.12) 문서열기
공고번호/일자 (20131226) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보 대한민국  |   1020110052990   |   2011.06.01
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2012.06.01)
심사청구항수 20

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국화학연구원 대한민국 대전광역시 유성구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 이우황 대한민국 경기도 광명시 가람일로
2 장종산 대한민국 대전광역시 중구
3 황영규 대한민국 대전광역시 유성구
4 서유경 대한민국 부산광역시 북구
5 세레 크리스찬 프랑스 프랑스 에프-***
6 호카자다 페트리샤 프랑스 프랑스 ***** 샤
7 셰브로 위베르 프랑스 프랑스 *****
8 라곤 플로랑스 프랑스 프랑스 ***** 생
9 드빅 토마스 프랑스 프랑스 ***** 비이

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 특허법인코리아나 대한민국 서울특별시 강남구 강남대로 **길 **(역삼동, 케이피빌딩)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 한국화학연구원 대전광역시 유성구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2012.06.01 수리 (Accepted) 1-1-2012-0441822-97
2 등록결정서
Decision to grant		 2013.12.16 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2013-0869821-48
3 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2017.09.14 수리 (Accepted) 4-1-2017-5149265-52
4 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2017.09.14 수리 (Accepted) 4-1-2017-5149242-13
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번호 청구항
1 1
하기 단계 1) ~ 단계 3) : 1) 금속 이온 또는 산소가 결합된 금속이온 클러스터를 포함하는 금속전구체, 유기 리간드로 작용할 수 있는 화합물, 수용성 첨가제 및 물 또는 물을 포함하는 유기용매를 포함하는 반응혼합물을 수득하는 단계; 2) 상기 반응물 혼합물을 30℃ 내지 150℃ 사이의 겔화온도로 가열하여 2 내지 50,000 (cps)의 점도를 갖는 유기겔-함유 용액으로 겔화시킨 다음, 상기 겔화온도에서 교반 하에 숙성시키는 단계; 및 3) 상기 수득된 유기겔-함유 용액을 상기 겔화온도보다 높은 온도 내지 250℃ 사이의 온도에서 더 가열하여 다공성 유무기 혼성체를 결정화하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하기 화학식 1 의 다공성 유무기 혼성체의 제조방법: [화학식 1]MaObXcLd(상기식에서, M 은 금속 이온 또는 산소가 결합된 금속 이온 클러스터를 나타내고, O 는 산소를 나타내고, X 는 음이온 리간드를 나타내고, L 은 유기 리간드를 나타내고, a 는 1 내지 12 의 유리수를 나타내고, b 는 0 내지 6 의 유리수를 나타내고, c 는 0 내지 18 의 유리수를 나타내고, d 는 1 내지 12 의 유리수를 나타낸다
2 2
제 1 항에 있어서, 전술한 금속은 Al, Cr, Fe, Hf, Mn, Ti, V, Zr, Ca 및 Mg 로 구성된 군에서 선택되는 하나 또는 그 이상의 금속인 것을 특징으로 하는 다공성 유무기 혼성체의 제조 방법
3 3
제 2 항에 있어서, 전술한 금속은 Al, Cr, Fe, Hf, Mn 및 V로 구성된 군에서 선택되는 하나 또는 그 이상의 금속인 것을 특징으로 하는 다공성 유무기 혼성체의 제조 방법
4 4
제 2 항에 있어서, 전술한 금속은 Ti 및 Zr로 구성된 군에서 선택되는 하나 또는 그 이상의 금속인 것을 특징으로 하는 다공성 유무기 혼성체의 제조 방법
5 5
제 1 항에 있어서, 전술한 금속 이온 또는 산소가 결합된 금속 이온 클러스터를 포함하는 화합물은 할라이드 금속염, 옥시 할라이드 금속염, 황산 금속염, 옥시황산 금속염, 질산 금속염, 아세트산 금속염, 금속 카르보닐, 금속 알콕사이드 및 이들의 수화물로 구성된 군에서 선택되는 하나 또는 그 이상의 화합물인 것을 특징으로 하는 다공성 유무기 혼성체의 제조 방법
6 6
제 1 항에 있어서, 단계 1)의 반응혼합물은 음이온 리간드로 작용할 수 있는 화합물로서 OH-, F-, Cl-, Br-, NO3-, BF4-, PF6-, I-, SO42-, HCO3- 또는 RnCOO-(Rn 은 C1-C6 알킬기)를 함유하는 하나 또는 그 이상의 무기 또는 유기 화합물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다공성 유무기 혼성체의 제조 방법
7 7
제 1 항에 있어서, 전술한 유기 리간드로 작용할 수 있는 유기화합물은 벤젠디카르복실산, 나프탈렌디카르복실산, 비페닐디카르복실산, 아조벤젠디카르복실산, 아조벤젠 테트라카르복실산, 1,3,5-트리스(4-카르복시페닐)벤젠, 벤젠트리카르복실산, 벤젠테트라카르복실산, 나프탈렌트리카르복실산, 푸마르산, 뮤콘산, 헥산디오산, 헵탄디오산, 및 시클로헥실디카르복실산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 또는 그 이상의 화합물인 것을 것을 특징으로 하는 다공성 유무기 혼성체의 제조 방법
8 8
제 7 항에 있어서, 전술한 유기 리간드로 작용할 수 있는 유기화합물은, 카르복실산 치환기 이외에, 아민기(NH2), 니트로기(NO3), 히드록시기(OH), 할로겐기(X), 슬폰산기(SO3H)로 구성된 군에서 선택되는 하나 또는 그 이상의 치환기를 추가로 갖는 것을 특징으로 하는 다공성 유무기 혼성체의 제조 방법
9 9
제 1 항에 있어서, 전술한 수용성 첨가제는 염산, 질산, 황산, 인산, 아세트산, 붕산, 및 과염소산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 산인 것을 특징으로 하는 다공성 유무기 혼성체의 제조 방법
10 10
제 1 항에 있어서, 수용성 첨가제가 NaX (X=F-, Cl-, Br-, I-), NaHCO3, Na2CO3, NaOH 및 NH4OH 으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 염 또는 염기 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 다공성 유무기 혼성체의 제조 방법
11 11
제 1 항에 있어서, 전술한 수용성 첨가제는 금속이온 1몰에 대해 0
12 12
제 1 항에 있어서, 전술한 용매는 금속이온 1몰에 대해 1 내지 30몰의 비율로 사용하는 것을 특징으로 하는 다공성 유무기 혼성체의 제조 방법
13 13
제 1 항에 있어서, 전술한 상기 다공성 유무기 혼성체의 공시간 수율이 20 kg/daym3 또는 그 이상인 것을 특징으로 하는 다공성 유무기 혼성체의 제조 방법
14 14
제 1 항에 있어서, 용매가 물이고 겔화온도가 80℃ ~ 100℃ 인 것을 특징으로 하는 다공성 유무기 혼성체의 제조 방법
15 15
제 1 항에 있어서, 단계 3)의 결정화반응은 겔화온도 내지 겔화온도보다 10℃ 높은 온도 사이에서 수행되는 것을 특징으로 하는 다공성 유무기 혼성체의 제조 방법
16 16
제 1 항에 있어서, 상기 단계 2) 및 단계 3)이 대기압 하에 수행되는 것을 특징으로 하는 다공성 유무기 혼성체의 제조 방법
17 17
하나 이상의 4족 금속과 산소가 결합된 금속이온 클러스터와 이 금속이온 클러스터에 배위되는 카르복실레이트 작용기를 갖는 유기리간드로 이루어진 다공성 유무기 혼성체로서, 상기 유기 리간드는 치환기로서 상기 카르복실레이트 작용기 이외에 친수성 작용기를 더 포함하며, 결정 내에서 물분자가 상기 친수성 작용기와 수소결합을 형성하고 있는, 하기의 화학식 2로 표시되는 다공성 유무기 혼성체:MO[[(CO2)2-C6H4-y-(X)y](H2O)m]·n(H2O)(상기 식들에서, M은 Ti 또는 Zr을 나타내고, O는 금속이온 클러스터에 연결된 산소원자를 나타내고, X는 벤젠고리에 치환되어 있고 -NH2, -NO2, -CO2H, 또는 SO3H에서 선택되는 친수성 작용기를 나타내며, y는 1 내지 4의 정수를 나타내고, m은 1 내지 20의 유리수를 나타내고, n은 0 내지 20의 유리수를 나타낸다
18 18
제 17 항에 있어서, 염기성 친수성 작용기를 포함하는, 하기의 화학식 2a 또는 2b로 표시되는 다공성 유무기 혼성체:MO[[(CO2)2-C6H3-NH2](H2O)m]·n(H2O) (화학식 2a), MO[[(CO2)2-C6H3-NO2](H2O)m]·n(H2O) (화학식 2b), 및 (상기 식에서, M은 Ti 또는 Zr을 나타내고, m은 1 내지 20의 유리수, n은 0 내지 20의 유리수를 나타낸다
19 19
제 17 항에 있어서, 산성 친수성 작용기를 포함하는, 하기의 화학식 2c, 2d 또는 2e로 표시되는 다공성 유무기 혼성체:MO[[(CO2)2-C6H3-CO2H)](H2O)m]·n(H2O) (화학식 2c), MO[[(CO2)2-C6H2-(CO2H)2](H2O)m]·n(H2O) (화학식 2d), 및 MO[[(CO2)2-C6H3-SO3H)](H2O)m]·n(H2O) (화학식 2e)(상기 식에서, M은 Ti 또는 Zr을 나타내고, m은 1 내지 20의 유리수, n은 0 내지 20의 유리수를 나타낸다
20 20
하나 이상의 4족 금속과 산소가 결합된 금속이온 클러스터와 이 금속이온 클러스터에 배위되는 카르복실레이트 작용기를 갖는 유기리간드로 이루어진 다공성 유무기 혼성체로서, 상기 유기 리간드는 비페닐-4,4'-디카르복실산 (4,4'-BPDC) 또는 3,3-디클로로-4,4'-아조벤젠디카르복실산 (4,4'-AzoBDC))에서 선택되는, 하기의 화학식 3a 또는 3b로 표시되고 I2/a의 공간군을 갖는 다공성 유무기 혼성체:MO[(CO2)2(C12H8)]·n(solvent) (화학식 3a),MO[(CO2)2(C12H6Cl2N2)]·n(solvent) (화학식 3b),(상기 식에서, M은 Ti 또는 Zr을 나타내고, n은 0 내지 20의 유리수를 나타낸다
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