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적어도 하나 이상의 FeO6 팔면체 구조(FeO6 octahedral structure)를 포함하는 적어도 두 층 이상의 나노 플레이트렛(nano platelet);상기 적어도 두 층 이상의 나노 플레이트렛 사이에 삽입된 유기 음이온;을 포함하고,상기 적어도 두 층 이상의 나노 플레이트렛은 상기 유기 음이온에 의해 층상 간격을 갖는 것을 특징으로 하는 층상 페릭 러스트(layered ferric rust, LFR) 결정 구조를 갖는 수산화철 나노입자
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제1항에 있어서, 상기 나노 플레이트렛과 상기 유기 음이온은 이좌배위자 가교(bidentate bridging)에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 층상 페릭 러스트(layered ferric rust, LFR) 결정 구조를 갖는 수산화철 나노입자
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제2항에 있어서, 상기 나노 플레이트렛은 이웃한 상기 FeO6 팔면체 구조가 상기 유기 음이온에 의해 지그재그형으로 코너 쉐어링(corner sharing) 및 엣지 쉐어링(edge sharing)을 포함하는 것을 특징으로 하는 층상 페릭 러스트(layered ferric rust, LFR) 결정 구조를 갖는 수산화철 나노입자
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제1항에 있어서, 상기 적어도 두 층 이상의 나노 플레이트렛의 층상 간격은 1
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제1항에 있어서, 상기 적어도 두 층 이상의 나노 플레이트렛은 2개 내지 16개인 것을 특징으로 하는 층상 페릭 러스트(layered ferric rust, LFR) 결정 구조를 갖는 수산화철 나노입자
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제1항에 있어서, 상기 나노 플레이트렛은 FeOOH(Iron(III) oxide-hydroxide)를 포함하는 것을 특징으로 하는 층상 페릭 러스트(layered ferric rust, LFR) 결정 구조를 갖는 수산화철 나노입자
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제1항에 있어서, 상기 유기 음이온은 아세테이트(acetate; CH3COO-)계 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 층상 페릭 러스트(layered ferric rust, LFR) 결정 구조를 갖는 수산화철 나노입자
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제1항에 있어서, 상기 층상 페릭 러스트(layered ferric rust, LFR) 결정 구조를 갖는 수산화철 나노입자는 오염물질 흡착제, 배터리 촉매, OER(oxygen evolution reaction) 촉매, 온열 치료 소재, 바이오 플라스틱, 건설 소재, 안료 및 염료 중 적어도 어느 하나에 포함되는 것을 특징으로 하는 층상 페릭 러스트(layered ferric rust, LFR) 결정 구조를 갖는 수산화철 나노입자
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철 이온 전구체, 환원제 및 용매를 혼합하여 혼합 용액을 제조하는 단계;상기 혼합 용액을 가열하여 층상 페릭 러스트(layered ferric rust, LFR) 결정 구조를 갖는 수산화철 나노입자를 성장시키는 단계;상기 가열된 혼합 용액을 냉각시키는 단계;상기 냉각된 혼합 용액을 세척하여 층상 페릭 러스트(layered ferric rust, LFR) 결정 구조를 갖는 수산화철 나노입자를 수득하는 단계;를 포함하고,상기 층상 페릭 러스트(layered ferric rust, LFR) 결정 구조를 갖는 수산화철 나노입자는 적어도 두 층 이상의 나노 플레이트렛 사이에 삽입된 유기 음이온을 포함하는 것을 특징으로 하는 층상 페릭 러스트(layered ferric rust, LFR) 결정 구조를 갖는 수산화철 나노입자의 제조 방법
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제9항에 있어서, 상기 혼합 용액에 포함되는 상기 용매의 함량에 따라 수산화기/철의 비율이 조절되는 것을 특징으로 하는 층상 페릭 러스트(layered ferric rust, LFR) 결정 구조를 갖는 수산화철 나노입자의 제조 방법
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제10항에 있어서, 상기 용매의 함량은 150mmol 내지 400mmol인 것을 특징으로 하는 층상 페릭 러스트(layered ferric rust, LFR) 결정 구조를 갖는 수산화철 나노입자의 제조 방법
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제9항에 있어서, 상기 혼합 용액을 가열하여 층상 페릭 러스트(layered ferric rust, LFR) 결정 구조를 갖는 수산화철 나노입자를 성장시키는 단계는,상기 혼합 용액을 15분 동안 200℃까지 승온시키는 제1 열처리 단계; 및상기 혼합 용액은 8시간 동안 200℃에서 가열하는 제2 열처리 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 층상 페릭 러스트(layered ferric rust, LFR) 결정 구조를 갖는 수산화철 나노입자의 제조 방법
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제12항에 있어서, 상기 제2 열처리 단계는,상기 혼합 용액 내에 페리하이드라이트 나노결정이 형성되는 단계; 상기 페리하이드라이트 나노결정에서 나노 플레이트렛이 형성되는 단계; 상기 적어도 두 층 이상의 나노 플레이트렛이 서로 다른 각도로 부착되어 층상 페릭 러스트(layered ferric rust, LFR) 결정 구조로 성장되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 층상 페릭 러스트(layered ferric rust, LFR) 결정 구조를 갖는 수산화철 나노입자의 제조 방법
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제12항에 있어서, 상기 혼합 용액은 8시간 동안 200℃에서 가열하는 제2 열처리 단계는,상기 제2 열처리 시간이 30분에 도달하면, 페리하이드라이트(ferrihydrite)가 생성되고,상기 제2 열처리 시간이 1시간에 도달하면, 상기 나노 플레이트렛이 페리하이드라이트 표면에 생성되어, 인접한 나노 플레이트렛이 정렬(orientation) 및 부착(attachment)되며,상기 제2 열처리 시간이 3시간 내지 5시간에 도달하면, 상기 혼합 용액 내에 존재하는 상기 페리하이드라이트가 모두 상기 나노 플레이트렛으로 변환되어 상기 인접한 나노 플레이트렛과 부착(attachment)되면서 a축 및 c축 방향으로 넓어지는 동시에 b축 방향으로 적층되어 층상 페릭 러스트(layered ferric rust, LFR) 결정 구조로 성장되고,상기 제2 열처리 시간이 8시간에 도달하면, 상기 층상 페릭 러스트(layered ferric rust, LFR) 결정 구조의 크기가 안정화되는 것을 특징으로 하는 층상 페릭 러스트(layered ferric rust, LFR) 결정 구조를 갖는 수산화철 나노입자의 제조 방법
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