KR20240124660A - Method of recovering valuable metals from waste cathode materials or complex metal compounds - Google Patents
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Abstract
본원은 폐 양극 재료 또는 복합 금속 화합물로부터 유가 금속을 회수하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for recovering valuable metals from waste cathode materials or composite metal compounds.
Description
본원은 폐 양극 재료 또는 복합 금속 화합물로부터 유가 금속을 회수하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for recovering valuable metals from waste cathode materials or composite metal compounds.
리튬 이온 배터리(lithium ion battery; LIB)는 양극, 음극, 분리막, 및 전해질로 구성되며 리튬 이온의 삽입과 박리 반응을 통해 충전 및 방전이 이루어지는 이차전지이다. 리튬 이온 배터리는 에너지 밀도가 높고, 높은 용량을 발휘할 수 있어서 전자 기기는 물론이고 자동차의 동력원으로도 사용되고 있다.A lithium ion battery (LIB) is a secondary battery composed of a cathode, anode, a separator, and an electrolyte, and is charged and discharged through the insertion and delamination reactions of lithium ions. Lithium ion batteries have high energy density and can exhibit high capacity, so they are used as a power source for electronic devices as well as automobiles.
전기차의 증대와 함께 리튬 이온 배터리의 수요도 함께 급증하고 있다. 복합 산화물로 이루어진 양극재는 전체 배터리 제조 비용의 60% 이상을 차지할 정도로 중요하다. 따라서, 양극을 구성하는 주요 금속인 리튬, 니켈, 망간, 및 코발트의 수요가 폭발적으로 증가하고 있다. 그러나, 상기 주요 금속의 매장량은 제한적이기 때문에 사용한 리튬 이온 배터리의 재사용(reuse) 또는 재활용(recycle)은 경제적인 측면에서 점점 중요한 이슈가 되고 있다. 그 중에서도 재활용은 폐기된 배터리를 해체 후 고가의 주요 금속 성분들을 추출해서, 새로운 리튬 이온 배터리 제조를 위한 원료로 사용할 수 있기 때문에 재활용 기술이 점차적으로 중요해지고 있다.With the increase in electric vehicles, the demand for lithium-ion batteries is also rapidly increasing. The cathode material composed of a composite oxide is important enough to account for more than 60% of the total battery manufacturing cost. Accordingly, the demand for lithium, nickel, manganese, and cobalt, which are the main metals that make up the cathode, is increasing explosively. However, since the reserves of the above main metals are limited, the reuse or recycling of used lithium-ion batteries is becoming an increasingly important issue from an economic perspective. Among them, recycling technology is gradually becoming important because it can extract expensive main metal components after dismantling discarded batteries and use them as raw materials for manufacturing new lithium-ion batteries.
폐 배터리의 재활용 방법은 직접 재활용(direct recycling), 건식 야금(pyro-metallurgy), 및 습식 야금(hydro-metallurgy)의 3 가지로 나눌 수 있다. 그 중에서도 습식 야금 방식은 활성 금속만을 선택적으로 분리할 수 있고 에너지 비용이 적게 들기 때문에 현재 널리 사용하고 있는 기술이다. 현재 습식 야금 공정은 폐기된 배터리를 해체한 후에 주요 금속 성분들을 포함하고 있는 양극재를 재활용하는데 주안점을 두고 있다.The recycling methods of spent batteries can be divided into three types: direct recycling, pyro-metallurgy, and hydro-metallurgy. Among them, the hydro-metallurgy method is a widely used technology because it can selectively separate only active metals and requires low energy costs. The current hydro-metallurgy process focuses on recycling cathode materials containing major metal components after dismantling spent batteries.
양극재는 리튬과 금속 전구체의 고체 반응을 통하여 합성된 복합 산화물로서, 금속 성분의 조합에 따라 종류와 성능이 달라진다. 현재 가장 대표적으로 사용되는 양극 재료로는 LiCoO2 구조에서 니켈, 망간, 코발트가 코발트 자리에 모두 고용된, LiNi1-x-yMnxCoyO2(lithium nickel manganese cobalt oxide; NMC)으로 표시되는 재료이다. Ni:Mn:Co의 비율이 1:1:1인 경우 'NMC-111'로 표시되며, Ni:Mn:Co의 비율이 8:1:1인 경우 'NMC-811'로 표시된다. 이외에도, 니켈-코발트-알루미늄(nickel cobalt aluminum; NCA), 및 리튬-철-인산(lithium iron phosphate; LFP) 조성을 갖는 복합 산화물 양극재가 사용되고 있다. Cathode materials are composite oxides synthesized through a solid-state reaction of lithium and a metal precursor, and their type and performance vary depending on the combination of metal components. The most representative cathode material currently used is a material denoted as LiNi 1 -xy Mn x Co y O 2 (lithium nickel manganese cobalt oxide; NMC), in which nickel, manganese, and cobalt are all dissolved in the cobalt position in the LiCoO 2 structure. When the ratio of Ni:Mn:Co is 1:1:1, it is denoted as 'NMC-111', and when the ratio of Ni:Mn:Co is 8:1:1, it is denoted as 'NMC-811'. In addition, composite oxide cathode materials with nickel cobalt aluminum (NCA) and lithium iron phosphate (LFP) compositions are being used.
습식 야금 방식은 양극 재료에서 원하는 금속을 추출하기 위해 일반적으로 산성 수용액을 사용한다. 특히, 황산 또는 염산과 같은 강산으로 양극 내의 분말을 모두 녹이고, 상기 녹은 용액에서 철이나 알루미늄과 같은 전극 재료와 무관한 성분들을 침전을 통해서 정제한 후, pH를 증가시켜가며 활성 금속들을 순차적으로 회수한다. 공정마다 조금씩 상이하나, 일반적으로는 망간, 코발트, 및 니켈 순서로 선택적 침전 방식을 통해서 분리한다. 리튬은 탄산리튬으로 전환한 후, 증발 및 농축 과정을 통하여 수산화리튬으로서 회수한다. The wet metallurgical method generally uses an acidic aqueous solution to extract the desired metal from the cathode material. In particular, all the powder in the cathode is dissolved with a strong acid such as sulfuric acid or hydrochloric acid, and components unrelated to the electrode material such as iron or aluminum are purified through precipitation from the molten solution, and then the active metals are sequentially recovered while increasing the pH. Although it is slightly different for each process, manganese, cobalt, and nickel are generally separated in that order through a selective precipitation method. Lithium is converted to lithium carbonate, and then recovered as lithium hydroxide through an evaporation and concentration process.
지금까지 보고된 추출 시약 중에서 비교적 널리 사용되고 있는 조합은 황산과 과산화수소(H2SO4/H2O2)이다. 시약의 최적 추출 효율을 달성하기 위해 많은 연구가 이루어지고 있으며, 주요 변수로는 산의 농도, 추출 시간, 추출 온도, 고체-액체 비율, 및 환원제 첨가가 포함된다. 많은 선행 연구에 따르면, 첨가제로서 과산화수소를 사용했을 때 추출 효율이 증가하는 것이 확인되었다. 여기서, 과산화수소는 불용성인 Co(Ⅲ) 물질을 가용성인 Co(Ⅱ)로 전환시키는 환원제의 역할을 하는 것으로 알려져 있다.Among the extraction reagents reported so far, a relatively widely used combination is sulfuric acid and hydrogen peroxide (H 2 SO 4 /H 2 O 2 ). Many studies have been conducted to achieve the optimal extraction efficiency of the reagent, and the main variables include acid concentration, extraction time, extraction temperature, solid-liquid ratio, and reducing agent addition. Many previous studies have confirmed that the extraction efficiency increases when hydrogen peroxide is used as an additive. Here, hydrogen peroxide is known to act as a reducing agent that converts insoluble Co(Ⅲ) material into soluble Co(Ⅱ).
습식 야금 공정은 비교적 쉬운 산 처리 공정을 통해서 활성 유가 금속을 추출해낼 수 있는 장점에도 불구하고, 황산과 같은 강산을 다량 사용하는 점, 및 추가적인 분리를 위해서 다양한 용매를 사용하기 때문에 환경에 치명적인 폐수가 많이 발생하는 점 등의 문제가 있다. 따라서, 강산의 과도한 사용과 용매의 종류나 양을 억제하면서 유용한 금속을 추출할 수 있는 새로운 방법을 개발한다면, 폐기한 리튬 이온 배터리를 좀 더 친환경적이고 경제적으로 재활용할 수 있을 것으로 기대된다.Although the wet metallurgical process has the advantage of being able to extract active valuable metals through a relatively easy acid treatment process, it has problems such as using a large amount of strong acid such as sulfuric acid and generating a lot of wastewater that is harmful to the environment because various solvents are used for additional separation. Therefore, if a new method is developed that can extract useful metals while suppressing the excessive use of strong acid and the type or amount of solvent, it is expected that discarded lithium-ion batteries can be recycled in a more environmentally friendly and economical way.
본원은 폐 양극 재료 또는 복합 금속 화합물로부터 유가 금속을 회수하는 방법을 제공하고자 한다.The present invention provides a method for recovering valuable metals from waste cathode materials or composite metal compounds.
그러나, 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problems that the present invention seeks to solve are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
본원의 제 1 측면은, 폐 양극 재료 또는 복합 금속 화합물; 질산; 이산화탄소; 및 수소를 촉매 반응시켜 금속 및 암모니아 화합물을 수득하는 것을 포함하는, 유가 금속의 회수 방법을 제공한다.The first aspect of the present invention provides a method for recovering valuable metals, comprising catalytically reacting waste cathode material or a composite metal compound; nitric acid; carbon dioxide; and hydrogen to obtain metal and ammonia compounds.
본원의 제 2 측면은, 하기 화학식 Ⅰ로서 표시되며, 단사정계 구조를 갖는, 루테늄 산화물 촉매로서, 제 1 측면에 따른 유가 금속의 회수 방법에 사용되는, 루테늄 산화물 촉매를 제공한다:The second aspect of the present invention provides a ruthenium oxide catalyst, which is represented by the following chemical formula Ⅰ and has a monoclinic crystal structure, and is used in the method for recovering a valuable metal according to the first aspect:
[화학식 Ⅰ][Chemical Formula I]
HxRuO2;H x RuO 2 ;
상기 화학식 Ⅰ에서, 0< x ≤4임.In the above chemical formula I, 0< x ≤4.
본원의 구현예들에 따른 유가 금속의 회수 방법은 과량의 강산을 사용하지 않기 때문에 종래의 회수 방법과 비교하여 폐수 발생량을 감소시켜, 친환경적 공정을 구현할 수 있다.The method for recovering valuable metals according to the embodiments of the present invention can implement an environmentally friendly process by reducing the amount of wastewater generated compared to conventional recovery methods because it does not use an excessive amount of strong acid.
본원의 구현예들에 따른 유가 금속의 회수 방법은 천연 광석으로부터 공급받는 유가 금속의 부족현상을 보완할 수 있다.The method for recovering valuable metals according to the embodiments of the present invention can supplement the shortage of valuable metals supplied from natural ores.
본원의 구현예들에 따른 유가 금속의 회수 방법은 종래의 습식 야금 공정과 비교하여, 고품질의 유가 금속을 폐 양극 재료 또는 복합 금속 화합물로부터 단일 공정을 통하여 회수할 수 있다.The method for recovering valuable metals according to the embodiments of the present invention can recover high-quality valuable metals from waste cathode materials or composite metal compounds through a single process, compared to conventional wet metallurgical processes.
본원의 구현예들에 따른 유가 금속의 회수 방법은 부수적으로 고가의 암모니아 화합물을 제조할 수 있다.The method for recovering valuable metals according to the embodiments of the present invention may produce expensive ammonia compounds as a side effect.
본원의 구현예들에 따른 유가 금속의 회수 방법을 이용하여 수득할 수 있는 유가 금속의 수득 비율은 약 60% 이상, 약 70% 이상, 약 80% 이상, 약 85% 이상, 약 90% 이상, 약 95% 이상, 약 98% 이상, 또는 약 99% 이상일 수 있다.The yield ratio of the valuable metal that can be obtained using the method for recovering the valuable metal according to the embodiments of the present invention may be about 60% or more, about 70% or more, about 80% or more, about 85% or more, about 90% or more, about 95% or more, about 98% or more, or about 99% or more.
본원의 구현예들에 따른 유가 금속의 회수 방법에 사용되는 촉매는 반응 중 녹거나 구조가 붕괴되지 않아, 장시간 반응이 수행될 수 있고, 반응 후 분리 및 회수되어 재사용될 수 있으므로, 경제적이다.The catalyst used in the method for recovering valuable metals according to the embodiments of the present invention is economical because it does not melt or lose its structure during the reaction, so the reaction can be performed for a long time, and can be separated and recovered after the reaction and reused.
본원의 구현예들에 따른 유가 금속의 회수 방법은 포집된 이산화탄소를 반응물로 사용하여 이산화탄소를 저감할 수 있다.The method for recovering valuable metals according to the embodiments of the present invention can reduce carbon dioxide by using captured carbon dioxide as a reactant.
도 1은, 본원의 일 실시예에 있어서, LiCoO2를 포함하는 질산, 이산화탄소, 및 수소를 촉매 반응시켜 탄산 리튬, 탄산 코발트, 및 암모니아 화합물을 수득하는 반응의 모식도이다.
도 2는, 본원의 실시예 1에 따라 제조된 탄산 리튬(Li2CO3)의 분말 X-선 회절 분석(powder X-ray diffraction) 그래프이다.
도 3은, 본원의 실시예 1에 따라 제조된 탄산 코발트(CoCO3)의 분말 X-선 회절 분석 그래프이다.
도 4는, 본원의 실시예 1에 따라 제조된 탄산수소암모늄(ammonium bicarbonate; NH4HCO3)의 분말 X-선 회절 분석 그래프이다.
도 5는, 본원의 실시예 2에 따라 분리된 침전물의 분말 X-선 회절 분석 그래프이다.
도 6은, 본원의 실시예 5에 따라 제조된 NH4FePO4·H2O의 분말 X-선 회절 분석 그래프이다.FIG. 1 is a schematic diagram of a reaction for obtaining lithium carbonate, cobalt carbonate, and ammonia compounds by catalytically reacting nitric acid, carbon dioxide, and hydrogen including LiCoO 2 in one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a powder X-ray diffraction graph of lithium carbonate (Li 2 CO 3 ) manufactured according to Example 1 of the present invention.
Figure 3 is a powder X-ray diffraction analysis graph of cobalt carbonate (CoCO 3 ) manufactured according to Example 1 of the present invention.
FIG. 4 is a powder X-ray diffraction analysis graph of ammonium bicarbonate (NH 4 HCO 3 ) manufactured according to Example 1 of the present invention.
Figure 5 is a powder X-ray diffraction analysis graph of a precipitate separated according to Example 2 of the present invention.
Figure 6 is a powder X-ray diffraction analysis graph of NH 4 FePO 4 ·H 2 O manufactured according to Example 5 of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예 및 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, with reference to the attached drawings, the implementation examples and embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily practice the present invention. However, the present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the implementation examples and embodiments described herein. In addition, in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts that are not related to the description are omitted, and similar parts are assigned similar drawing reference numerals throughout the specification.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. Throughout this specification, when a part is said to be "connected" to another part, this includes not only the case where it is "directly connected" but also the case where it is "electrically connected" with another element in between.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when it is said that an element is "on" another element, this includes not only cases where the element is in contact with the other element, but also cases where there is another element between the two elements.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout this specification, whenever a part is said to "include" a component, this does not exclude other components, but rather includes other components, unless otherwise specifically stated.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. The terms “about,” “substantially,” and the like, as used in this specification, are used in a meaning that is at or close to the numerical value when manufacturing and material tolerances inherent in the meanings mentioned are presented, and are used to prevent unscrupulous infringers from unfairly utilizing the disclosure in which exact or absolute values are mentioned to aid the understanding of the present application.
본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~ 하는 단계" 또는 "~의 단계"는 "~를 위한 단계"를 의미하지 않는다.The terms “step of” or “step of” as used throughout this specification do not mean “step for”.
본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합(들)"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.Throughout this specification, the term "combination(s) thereof" included in the expressions in the Makushi format means one or more mixtures or combinations selected from the group consisting of the components described in the Makushi format, and means including one or more selected from the group consisting of said components.
본원 명세서 전체에서, "A 및/또는 B"의 기재는, "A 또는 B, 또는 A 및 B"를 의미한다.Throughout this specification, references to “A and/or B” mean “A or B, or A and B.”
이하, 본원의 구현예를 상세히 설명하였으나, 본원이 이에 제한되지 않을 수 있다.Below, the implementation examples of the present invention are described in detail, but the present invention may not be limited thereto.
본원의 제 1 측면은, 폐 양극 재료 또는 복합 금속 화합물; 질산; 이산화탄소; 및 수소를 촉매 반응시켜 금속 및 암모니아 화합물을 수득하는 것을 포함하는, 유가 금속의 회수 방법을 제공한다.The first aspect of the present invention provides a method for recovering valuable metals, comprising catalytically reacting waste cathode material or a composite metal compound; nitric acid; carbon dioxide; and hydrogen to obtain metal and ammonia compounds.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 폐 양극 재료는 본 기술분야에 사용되고 있거나 본 기술분야의 발전에 따라 확장되는 양극 재료에 적용될 수 있는 물질이라면, 본 발명이 적용될 수 있는 범위에서 확장될 수 있다. 예를 들어, 상기 폐 양극 재료는 Li, Ni, Co, Mn, Al 및 Fe에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있으며, NCM(니켈-코발트-망간), NCA(니켈-코발트-알루미늄), 또는 LFP(리튬-인산-철)일 수 있다. In one embodiment of the present invention, if the waste cathode material is a material that can be applied to a cathode material that is used in the present technical field or is expanded according to the development of the present technical field, the scope to which the present invention can be applied can be expanded. For example, the waste cathode material can include at least one selected from Li, Ni, Co, Mn, Al, and Fe, and can be NCM (nickel-cobalt-manganese), NCA (nickel-cobalt-aluminum), or LFP (lithium-iron phosphate).
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 복합 금속 화합물은 Li, Ni, Co, Mn, Al 및 Fe에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있으며, 비제한적인 예로서 산화물, 인산화물, 또는 황화물일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the complex metal compound may include at least one selected from Li, Ni, Co, Mn, Al, and Fe, and may be, for non-limiting examples, an oxide, a phosphate, or a sulfide.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 금속은 단일 원소 또는 이온 상태의 화합물로 수득되는 것일 수 있다. 상기 화합물은 염(salt)으로 수득될 수 있으며, 그 종류는 특별히 제한되지 않는다. 비제한적 예로서, 상기 화합물은 탄산염, 인산염, 또는 황화염일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the metal may be obtained as a single element or an ionic compound. The compound may be obtained as a salt, and its type is not particularly limited. As a non-limiting example, the compound may be a carbonate, a phosphate, or a sulfate.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 복합 금속 화합물에 포함되는 금속 및 상기 수득되는 금속은, 본 기술분야에 사용되고 있거나 본 기술분야의 발전에 따라 확장되는 양극 재료에 적용될 수 있는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 복합 금속 화합물에 포함되는 금속 및 상기 수득되는 금속은 Li, Ni, Mn, Co, Fe, 및 Al에서 선택되는 하나 이상의 금속을 포함하는 것일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the metal included in the composite metal compound and the metal obtained may include a material that can be applied to a cathode material used in the present technical field or expanded with the development of the present technical field. For example, the metal included in the composite metal compound and the metal obtained may include one or more metals selected from Li, Ni, Mn, Co, Fe, and Al.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 질산의 농도는 약 0.1 M 내지 약 5 M인 것일 수 있다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 질산의 농도는 약 0.1 M 내지 약 5 M, 약 0.1 M 내지 약 4 M, 약 0.1 M 내지 약 3 M, 약 0.1 M 내지 약 2 M, 약 0.1 M 내지 약 1 M, 약 1 M 내지 약 5 M, 약 1 M 내지 약 4 M, 약 1 M 내지 약 3 M, 약 1 M 내지 약 2 M, 약 2 M 내지 약 5 M, 약 2 M 내지 약 4 M, 약 2 M 내지 약 3 M, 약 3 M 내지 약 5 M, 약 3 M 내지 약 4 M, 또는 약 4 M 내지 약 5 M인 것일 수 있다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 질산의 농도가 약 0.1 M 미만인 경우에는 탄산 금속 화합물의 형성 속도가 느려지고, 약 5 M 초과인 경우에는 높은 산성도로 인하여 반응이 진행되지 않을 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, the concentration of the nitric acid can be from about 0.1 M to about 5 M. In one embodiment of the present invention, the concentration of the nitric acid can be from about 0.1 M to about 5 M, from about 0.1 M to about 4 M, from about 0.1 M to about 3 M, from about 0.1 M to about 2 M, from about 0.1 M to about 1 M, from about 1 M to about 5 M, from about 1 M to about 4 M, from about 1 M to about 3 M, from about 1 M to about 2 M, from about 2 M to about 5 M, from about 2 M to about 4 M, from about 2 M to about 3 M, from about 3 M to about 5 M, from about 3 M to about 4 M, or from about 4 M to about 5 M. In one embodiment of the present invention, when the concentration of the nitric acid is less than about 0.1 M, the formation rate of the carbonate metal compound is slow, and when it exceeds about 5 M, the reaction may not proceed due to high acidity, but is not limited thereto.
본원의 일 구현예에 있어서, 촉매는 타이타늄(Ti), 바나듐(V), 크로뮴(Cr), 망가니즈(Mn), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 구리(Cu), 아연(Zn), 몰리브데넘(Mo), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 텅스텐(W), 레늄(Re), 오스뮴(Os), 이리듐(Ir), 백금(Pt), 및 금(Au)에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 금속, 합금 또는 산화물에서 선택되는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the catalyst may be selected from a metal, alloy or oxide including at least one selected from titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), manganese (Mn), iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), copper (Cu), zinc (Zn), molybdenum (Mo), ruthenium (Ru), rhodium (Rh), palladium (Pd), silver (Ag), tungsten (W), rhenium (Re), osmium (Os), iridium (Ir), platinum (Pt), and gold (Au).
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 촉매는 하기 화학식 Ⅰ로서 표시되는 루테늄 산화물을 포함하는 것일 수 있다:In one embodiment of the present invention, the catalyst may include ruthenium oxide represented by the following chemical formula Ⅰ:
[화학식 Ⅰ][Chemical Formula I]
HxRuO2;H x RuO 2 ;
상기 화학식 Ⅰ에서, 0< x ≤4임.In the above chemical formula I, 0< x ≤4.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 촉매의 입자의 직경이 약 10 nm 이하인 경우, 반응 활성이 증진될 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 촉매의 입자의 직경은 약 10 nm 이하, 약 8 nm 이하, 약 6 nm 이하, 또는 약 4 nm 이하일 수 있다.In one embodiment of the present invention, when the diameter of the particles of the catalyst is about 10 nm or less, the reaction activity may be enhanced, but may not be limited thereto. In one embodiment of the present invention, the diameter of the particles of the catalyst may be about 10 nm or less, about 8 nm or less, about 6 nm or less, or about 4 nm or less.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 촉매는 반응 중 녹거나 구조가 붕괴되지 않아, 장시간 동안 반응이 수행될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the catalyst does not melt or its structure collapse during the reaction, so the reaction can be performed for a long period of time.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 촉매는 반응이 완료된 후 분리 및 회수되어 재사용될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the catalyst can be separated and recovered after the reaction is completed and reused.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 반응은 상기 화학식 Ⅰ로서 표시되는 루테늄 산화물을 포함하는 촉매를 사용하는 것이 활성 및/또는 안정성 측면에서 바람직하나, 보조 촉매로서 다른 금속 또는 금속염을 추가적으로 사용할 수 있다.In one embodiment of the present invention, it is preferable in terms of activity and/or stability to use a catalyst including ruthenium oxide represented by the chemical formula I for the reaction, but another metal or metal salt may be additionally used as an auxiliary catalyst.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 촉매는 상기 폐 양극 재료 또는 상기 복합 금속 화합물 100 중량부에 대하여 약 0.1 중량부 내지 약 50 중량부로 사용되는 것일 수 있다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 촉매는 상기 폐 양극 재료 또는 상기 복합 금속 화합물 100 중량부에 대하여 약 0.1 중량부 내지 약 50 중량부, 약 0.1 중량부 내지 약 40 중량부, 약 0.1 중량부 내지 약 30 중량부, 약 0.1 중량부 내지 약 20 중량부, 약 0.1 중량부 내지 약 10 중량부, 약 1 중량부 내지 약 50 중량부, 약 1 중량부 내지 약 40 중량부, 약 1 중량부 내지 약 30 중량부, 약 1 중량부 내지 약 20 중량부, 약 1 중량부 내지 약 10 중량부, 약 10 중량부 내지 약 50 중량부, 약 10 중량부 내지 약 40 중량부, 약 10 중량부 내지 약 30 중량부, 약 10 중량부 내지 약 20 중량부, 약 20 중량부 내지 약 50 중량부, 약 20 중량부 내지 약 40 중량부, 약 20 중량부 내지 약 30 중량부, 약 30 중량부 내지 약 50 중량부, 약 30 중량부 내지 약 40 중량부, 또는 약 40 중량부 내지 약 50 중량부로 사용되는 것일 수 있다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 폐 양극 재료 또는 상기 복합 금속 화합물에 대하여 상기 촉매의 중량 비율이 약 0.1 이하인 경우 반응이 완료될 때까지 24 시간 이상 소요될 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the catalyst may be used in an amount of about 0.1 part by weight to about 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the waste cathode material or the composite metal compound. In one embodiment of the present invention, the catalyst is present in an amount of from about 0.1 part by weight to about 50 parts by weight, from about 0.1 part by weight to about 40 parts by weight, from about 0.1 part by weight to about 30 parts by weight, from about 0.1 part by weight to about 20 parts by weight, from about 0.1 part by weight to about 10 parts by weight, from about 1 part by weight to about 50 parts by weight, from about 1 part by weight to about 40 parts by weight, from about 1 part by weight to about 30 parts by weight, from about 1 part by weight to about 20 parts by weight, from about 1 part by weight to about 10 parts by weight, from about 10 part by weight to about 50 parts by weight, from about 10 part by weight to about 40 parts by weight, from about 10 part by weight to about 30 parts by weight, from about 10 part by weight to about 20 parts by weight, from about 20 part by weight to about 50 parts by weight, from about 20 parts by weight The catalyst may be used in an amount of about 20 parts by weight to about 30 parts by weight, about 30 parts by weight to about 50 parts by weight, about 30 parts by weight to about 40 parts by weight, or about 40 parts by weight to about 50 parts by weight. In one embodiment of the present invention, when the weight ratio of the catalyst to the waste cathode material or the composite metal compound is about 0.1 or less, it may take 24 hours or more until the reaction is completed, but may not be limited thereto.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 촉매 반응은 약 20℃ 내지 약 150℃의 온도 범위에서 수행되는 것일 수 있다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 촉매 반응은 약 20 ℃내지 약 150℃, 약 20℃ 내지 약 140℃, 약 20℃ 내지 약 130℃, 약 30℃ 내지 약 150℃, 약 30℃ 내지 약 140℃, 약 30℃ 내지 약 130℃, 약 40℃ 내지 약 150℃, 약 40℃ 내지 약 140℃, 약 40℃ 내지 약 130℃, 약 50℃ 내지 약 150℃, 약 50℃ 내지 약 140℃, 또는 약 50℃ 내지 약 130℃의 온도 범위에서 수행되는 것일 수 있다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 촉매 반응은 약 60℃ 내지 약 120℃의 온도 범위에서 수행되는 것이 가장 바람직할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the catalytic reaction may be performed at a temperature range of about 20° C. to about 150° C. In one embodiment of the present invention, the catalytic reaction may be performed at a temperature range of about 20° C. to about 150° C., about 20° C. to about 140° C., about 20° C. to about 130° C., about 30° C. to about 150° C., about 30° C. to about 140° C., about 30° C. to about 130° C., about 40° C. to about 150° C., about 40° C. to about 140° C., about 40° C. to about 130° C., about 50° C. to about 150° C., about 50° C. to about 140° C., or about 50° C. to about 130° C. In one embodiment of the present invention, it may be most preferable that the catalytic reaction is performed at a temperature range of about 60°C to about 120°C.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 촉매 반응은 수열반응기에서 수행되는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the catalytic reaction may be performed in a hydrothermal reactor.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 이산화탄소의 압력은 약 0.1 MPa 내지 약 5 MPa인 것일 수 있다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 이산화탄소의 압력은 약 0.1 MPa 내지 약 5 MPa, 약 0.1 MPa 내지 약 4 MPa, 약 0.1 MPa 내지 약 3 MPa, 약 0.1 MPa 내지 약 2 MPa, 약 0.1 MPa 내지 약 1 MPa, 약 0.3 MPa 내지 약 5 MPa, 약 0.3 MPa 내지 약 4 MPa, 약 0.3 MPa 내지 약 3 MPa, 약 0.3 MPa 내지 약 2 MPa, 또는 약 0.3 MPa 내지 약 1 MPa인 것일 수 있다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 이산화탄소의 압력은 약 0.5 MPa인 것이 가장 바람직할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the pressure of the carbon dioxide may be from about 0.1 MPa to about 5 MPa. In one embodiment of the present invention, the pressure of the carbon dioxide may be from about 0.1 MPa to about 5 MPa, from about 0.1 MPa to about 4 MPa, from about 0.1 MPa to about 3 MPa, from about 0.1 MPa to about 2 MPa, from about 0.1 MPa to about 1 MPa, from about 0.3 MPa to about 5 MPa, from about 0.3 MPa to about 4 MPa, from about 0.3 MPa to about 3 MPa, from about 0.3 MPa to about 2 MPa, or from about 0.3 MPa to about 1 MPa. In one embodiment of the present invention, the pressure of the carbon dioxide may be most preferably about 0.5 MPa.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 수소의 압력은 약 0.1 MPa 내지 약 10 MPa인 것일 수 있다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 수소의 압력은 약 0.1 MPa 내지 약 10 MPa, 약 0.1 MPa 내지 약 9 MPa, 약 0.1 MPa 내지 약 8 MPa, 약 0.1 MPa 내지 약 7 MPa, 약 0.1 MPa 내지 약 6 MPa, 약 0.1 MPa 내지 약 5 MPa, 약 0.1 MPa 내지 약 4 MPa, 약 0.1 MPa 내지 약 3 MPa, 약 1 MPa 내지 약 10 MPa, 약 1 MPa 내지 약 9 MPa, 약 1 MPa 내지 약 8 MPa, 약 1 MPa 내지 약 7 MPa, 약 1 MPa 내지 약 6 MPa, 약 1 MPa 내지 약 5 MPa, 약 1 MPa 내지 약 4 MPa, 약 1 MPa 내지 약 3 MPa, 약 1.5 MPa 내지 약 10 MPa, 약 1.5 MPa 내지 약 9 MPa, 약 1.5 MPa 내지 약 8 MPa, 약 1.5 MPa 내지 약 7 MPa, 약 1.5 MPa 내지 약 6 MPa, 약 1.5 MPa 내지 약 5 MPa, 약 1.5 MPa 내지 약 4 MPa, 또는 약 1.5 MPa 내지 약 3 MPa인 것일 수 있다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 수소의 압력은 약 2 MPa인 것이 가장 바람직할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the pressure of the hydrogen may be from about 0.1 MPa to about 10 MPa. In one embodiment of the present invention, the pressure of the hydrogen is from about 0.1 MPa to about 10 MPa, from about 0.1 MPa to about 9 MPa, from about 0.1 MPa to about 8 MPa, from about 0.1 MPa to about 7 MPa, from about 0.1 MPa to about 6 MPa, from about 0.1 MPa to about 5 MPa, from about 0.1 MPa to about 4 MPa, from about 0.1 MPa to about 3 MPa, from about 1 MPa to about 10 MPa, from about 1 MPa to about 9 MPa, from about 1 MPa to about 8 MPa, from about 1 MPa to about 7 MPa, from about 1 MPa to about 6 MPa, from about 1 MPa to about 5 MPa, from about 1 MPa to about 4 MPa, from about 1 MPa to about 3 MPa, from about 1.5 MPa to about 10 MPa, from about 1.5 MPa to about 9 MPa, about 1.5 MPa to about 8 MPa, about 1.5 MPa to about 7 MPa, about 1.5 MPa to about 6 MPa, about 1.5 MPa to about 5 MPa, about 1.5 MPa to about 4 MPa, or about 1.5 MPa to about 3 MPa. In one embodiment of the present disclosure, the pressure of the hydrogen may be most preferably about 2 MPa.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 촉매 반응은 용매를 포함하는 용액 조건에서 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the catalytic reaction may be performed under solution conditions containing a solvent, but may not be limited thereto.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 용매는 증류수, 메탄올, 및 에탄올에서 선택되는 것일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the solvent may be selected from distilled water, methanol, and ethanol.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 금속은 상기 용액의 침전물로서 여과를 통하여 수득되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 암모니아는 상기 용액에 산을 첨가하여 암모니아 화합물 형태로 수득되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, the metal may be obtained as a precipitate of the solution through filtration, but is not limited thereto. In one embodiment of the present invention, the ammonia may be obtained in the form of an ammonia compound by adding an acid to the solution, but is not limited thereto.
본원의 제 2 측면은, 하기 화학식 Ⅰ로서 표시되며, 단사정계 구조를 갖는, 루테늄 산화물 촉매로서, 제 1 측면에 따른 유가 금속의 회수 방법에 사용되는, 루테늄 산화물 촉매를 제공한다:The second aspect of the present invention provides a ruthenium oxide catalyst, which is represented by the following chemical formula Ⅰ and has a monoclinic crystal structure, and is used in the method for recovering a valuable metal according to the first aspect:
[화학식 Ⅰ][Chemical Formula I]
HxRuO2;H x RuO 2 ;
상기 화학식 Ⅰ에서, 0< x ≤4 임.In the above chemical formula I, 0< x ≤4.
본원의 제 1 측면과 중복되는 부분들에 대해서는 상세한 설명을 생략하였으나, 본원의 제 1 측면에 대해 설명한 내용은 본원의 제 2 측면에서 그 설명이 생략되었더라도 동일하게 적용될 수 있다. Detailed descriptions of parts that overlap with the first aspect of the present application have been omitted, but the contents described for the first aspect of the present application may be applied equally even if the description is omitted for the second aspect of the present application.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 화학식 Ⅰ에 대하여, x (수소의 원자비)는 0 초과 4 이하, 약 0.1 내지 약 3.5, 약 0.1 내지 약 3, 약 0.1 내지 약 2.5, 약 0.1 내지 약 2, 약 0.1 내지 약 1.5, 약 0.1 내지 약 1.2, 약 0.2 내지 약 3.5, 약 0.2 내지 약 3, 약 0.2 내지 약 2.5, 약 0.2 내지 약 2, 약 0.2 내지 약 1.5, 약 0.2 내 지 약 1.2, 약 0.3 내지 약 3.5, 약 0.3 내지 약 3, 약 0.3 내지 약 2.5, 약 0.3 내지 약 2, 약 0.3 내지 약 1.5, 약 0.3 내지 약 1.2, 약 0.4 내지 약 3.5, 약 0.4 내지 약 3, 약 0.4 내지 약 2.5, 약 0.4 내지 약 2, 약 0.4 내지 약 1.5, 또는 약 0.4 내지 약 1.2일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, for the chemical formula I, x (atomic ratio of hydrogen) is greater than 0 and less than or equal to 4, about 0.1 to about 3.5, about 0.1 to about 3, about 0.1 to about 2.5, about 0.1 to about 2, about 0.1 to about 1.5, about 0.1 to about 1.2, about 0.2 to about 3.5, about 0.2 to about 3, about 0.2 to about 2.5, about 0.2 to about 2, about 0.2 to about 1.5, about 0.2 to about 1.2, about 0.3 to about 3.5, about 0.3 to about 3, about 0.3 to about 2.5, about 0.3 to about 2, about 0.3 to about 1.5, about 0.3 to about 1.2, about 0.4 to about 3.5, about 0.4 to about 3, about 0.4 to about 2.5, about 0.4 to about 2, about 0.4 to about 1.5, or about 0.4 to about 1.2, but is not limited thereto.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 화학식 Ⅰ에 대하여, x (수소의 원자비)가 약 1에 가까울수록 상기 단사정계 구조의 루테늄 산화물을 생성하기 용이할 수 있다. 구체적으로, 상기 수소의 비율이 약 0.6 내지 약 1.4 이면, 상기 단사정계 구조의 루테늄 산화물을 생성하기 더 용이할 수 있다. 여기에서, 상기 화학식 Ⅰ에서 x가 0이면, 정방정계 금홍석 (rutile) 구조의 루테늄 산화물로의 구조 전이가 일어날 수 있어, 수소 함량을 유지하는 것이 바람직하다.In one embodiment of the present invention, with respect to the chemical formula I, the closer x (atomic ratio of hydrogen) is to about 1, the easier it is to produce the monoclinic ruthenium oxide. Specifically, when the ratio of hydrogen is about 0.6 to about 1.4, the monoclinic ruthenium oxide may be easier to produce. Here, when x is 0 in the chemical formula I, a structural transition into a tetragonal rutile structure ruthenium oxide may occur, and therefore it is preferable to maintain the hydrogen content.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 화학식 Ⅰ에 포함된 수소의 원자비는 열 무게 분석(thermo-gravimetric analysis; TGA)에 의해 계산될 수 있다. 구체적으로, 상기 열 무게 분석을 이용한 분석에서, 고체 시료를 백금 용기에 넣은 후 온도를 올려주면서 무게 변화를 측정할 수 있다. 상기 단사정계 루테늄 산화물 (HxRuO2)에 포함된 수소는 모두 제거되고, 정방정계 루테늄 산화물 (RuO2)로 전환된다. 온도에 따른 무게 변화로부터 수소의 양을 정량적으로 분석할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the atomic ratio of hydrogen included in the chemical formula I can be calculated by thermo-gravimetric analysis (TGA). Specifically, in the analysis using the thermo-gravimetric analysis, a solid sample can be placed in a platinum container and the weight change can be measured while increasing the temperature. All hydrogen included in the monoclinic ruthenium oxide (H x RuO 2 ) is removed and converted to tetragonal ruthenium oxide (RuO 2 ). The amount of hydrogen can be quantitatively analyzed from the weight change according to the temperature.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 루테늄 산화물은 X-선 분말 회절 측정 (Cu Kα 선)에 의해 입사각 (2θ)이 18.38°< 2θ <18.42°, 25.45°< 2θ <25.51°, 26.26°< 2θ <26.32°, 33.45°< 2θ <33.51°, 35.28°< 2θ <35.34°, 36.24°< 2θ <36.30°, 37.32°< 2θ <37.38°, 39.55°< 2θ <39.61°, 40.61°< 2θ <40.67°, 41.46°< 2θ <41.52°, 49.17°< 2θ <49.23°, 52.31°< 2θ <52.37°, 54.03°< 2θ <54.09°, 54.70°< 2θ <54.76°, 55.95°< 2θ <56.01°, 59.97°< 2θ <60.03°, 60.40°< 2θ <60.46°, 61.92°< 2θ <61.98°, 63.94°< 2θ <64.00°, 65.79°< 2θ <65.85° 및 69.13°< 2θ <69.19°인 각 위치에서 회절피크가 관측되는 것일 수 있다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 루테늄 산화물은 X-선 분말 회절 측정 (Cu Kα 선)에 의해 결정되는 입사각 (2θ)은 18.40°, 25.48°, 26.29°, 33.48°, 35.31°, 36.27°, 37.35°, 39.58°, 40.64°, 41.49°, 49.20°, 52.34°, 54.06°, 54.73°, 55.98°, 58.00°, 60.43°, 61.95° 63.97°, 65.82° 및 69.16°인 각 위치에서 회절 피크가 관측되는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the ruthenium oxide has an incident angle (2θ) of 18.38°<2θ <18.42°, 25.45°<2θ <25.51°, 26.26°<2θ <26.32°, 33.45°<2θ <33.51°, 35.28°<2θ <35.34°, 36.24°<2θ <36.30°, 37.32°<2θ <37.38°, 39.55°<2θ <39.61°, 40.61°<2θ <40.67°, 41.46°<2θ <41.52°, 49.17°<2θ Diffraction peaks can be observed at each position: <49.23°, 52.31°< 2θ <52.37°, 54.03°< 2θ <54.09°, 54.70°< 2θ <54.76°, 55.95°< 2θ <56.01°, 59.97°< 2θ <60.03°, 60.40°< 2θ <60.46°, 61.92°< 2θ <61.98°, 63.94°< 2θ <64.00°, 65.79°< 2θ <65.85°, and 69.13°< 2θ <69.19°. In one embodiment of the present invention, the ruthenium oxide may have diffraction peaks observed at positions where the incident angles (2θ) are 18.40°, 25.48°, 26.29°, 33.48°, 35.31°, 36.27°, 37.35°, 39.58°, 40.64°, 41.49°, 49.20°, 52.34°, 54.06°, 54.73°, 55.98°, 58.00°, 60.43°, 61.95° 63.97°, 65.82°, and 69.16°, as determined by X-ray powder diffraction measurement (Cu Kα line).
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 루테늄 산화물은 단사정계의 공간군 P21/c, C2/m, P2/c, C2/c, P2/m, 또는 P21/m의 구조일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, the ruthenium oxide may have a structure of a monoclinic space group P2 1 /c, C2/m, P2/c, C2/c, P2/m, or P2 1 /m, but is not limited thereto.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 단사정계 루테늄 산화물의 단사정계 결정 구조의 단위 격자 (unit cell)는 하기 도면과 같이 나타낼 수 있으며, 격자 상수 a 내지 c, 및 모서리 사이의 각도는 하기와 같이 정의될 수 있다:In one embodiment of the present invention, the unit cell of the monoclinic crystal structure of the monoclinic ruthenium oxide can be represented as shown in the drawing below, and the lattice constants a to c and the angles between the edges can be defined as follows:
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 단사정계 구조에서, 5 Å≤ a ≤6 Å, 5 Å≤ b ≤6 Å, 및 5 Å≤ c ≤6 Å이고, 베타(β) 각은 약 110° 내지 약 120°인 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 a 내지 c는 각각 독립적으로, 약 5 Å 내지 약 6 Å, 약 5.1 Å 내지 약 6 Å, 약 5.2 Å 내지 약 6 Å, 약 5.3 Å 내지 약 6 Å, 약 5 Å 내지 약 5.8 Å, 약 5.1 Å 내지 약 5.8 Å, 약 5.2 Å 내지 약 5.8 Å, 약 5.3 Å 내지 약 5.8 Å, 약 5 Å 내지 약 5.6 Å, 약 5.1 Å 내지 약 5.6 Å, 약 5.2 Å 내지 약 5.6 Å, 약 5.3 Å 내지 약 5.6 Å, 약 5 Å 내지 약 5.4 Å, 약 5.1 Å 내지 약 5.4 Å, 약 5.2 Å 내지 약 5.4 Å, 약 5.3 Å 내지 약 5.4 Å 또는 약 5.35 Å 내지 약 5.4 Å일 수 있으며, 상기 b는 약 5 Å 내지 약 6 Å, 약 5 Å 내지 약 5.8 Å, 약 5 Å 내지 약 5.6 Å, 약 5 Å 내지 약 5.4 Å, 약 5 Å 내지 약 5.2 Å 또는 약 5 Å 내지 약 5.1 Å일 수 있으며, 상기 베타(β) 각은 약 110° 내지 약 120°, 약 112° 내지 약 120°, 약 114° 내지 약 120°, 약 110° 내지 약 118°, 약 112 ° 내지 약 118°, 약 114° 내지 약 118°, 약 110° 내지 약 116°, 약 112° 내지 약 116° 또는 약 114° 내지 약 116°일 수 있다.In one embodiment of the present invention, in the monoclinic structure, 5 Å≤ a ≤6 Å, 5 Å≤ b ≤6 Å, and 5 Å≤ c ≤6 Å, and the beta (β) angle may be about 110° to about 120°. For example, each of a to c is independently about 5 Å to about 6 Å, about 5.1 Å to about 6 Å, about 5.2 Å to about 6 Å, about 5.3 Å to about 6 Å, about 5 Å to about 5.8 Å, about 5.1 Å to about 5.8 Å, about 5.2 Å to about 5.8 Å, about 5.3 Å to about 5.8 Å, about 5 Å to about 5.6 Å, about 5.1 Å to about 5.6 Å, about 5.2 Å to about 5.6 Å, about 5.3 Å to about 5.6 Å, about 5 Å to about 5.4 Å, about 5.1 Å to about 5.4 Å, about 5.2 Å to about 5.4 Å, about 5.3 Å to can be about 5.4 Å or about 5.35 Å to about 5.4 Å, wherein b can be about 5 Å to about 6 Å, about 5 Å to about 5.8 Å, about 5 Å to about 5.6 Å, about 5 Å to about 5.4 Å, about 5 Å to about 5.2 Å or about 5 Å to about 5.1 Å, and wherein the beta (β) angle is about 110° to about 120°, about 112° to about 120°, about 114° to about 120°, about 110° to about 118°, about 112° to about 118°, about 114° to about 118°, about 110° to about 116°, about 112° to about 116° or about 114° to about It could be 116°.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 단사정계 구조에서, a=5.3533 Å, b=5.0770 Å, c=5.3532 Å이고, 베타(β) 각은 115.9074°일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, in the monoclinic structure, a = 5.3533 Å, b = 5.0770 Å, c = 5.3532 Å, and the beta (β) angle may be 115.9074°, but may not be limited thereto.
이하, 본원에 대하여 실시예를 이용하여 좀더 구체적으로 설명하지만, 하기 실시예는 본원의 이해를 돕기 위하여 예시하는 것일 뿐, 본원의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail using examples. However, the following examples are provided only to help understand the present invention, and the contents of the present invention are not limited to the following examples.
[실시예][Example]
실시예 1Example 1
0.2 g의 LiCoO2 (2.04 mmol), 촉매로서 10 mg의 HxRuO2 (0.075 mmol)(x는 0< x ≤4임), 및 1 M의 HNO3 2 mL를 수열반응기에 넣고, 상기 수열반응기의 내부를 0.5 MPa의 이산화탄소 및 2.0 MPa의 수소 압력으로 채운 후, 100℃에서 20 시간 동안 반응을 진행하였다. 반응이 완료된 후, 상기 수열반응기를 상온으로 냉각하고 생성된 침전물과 잔류 용액을 분리하였다. 0.2 g of LiCoO 2 (2.04 mmol), 10 mg of H x RuO 2 (0.075 mmol) as a catalyst (x is 0< x ≤4), and 2 mL of 1 M HNO 3 were placed in a hydrothermal reactor, and the inside of the hydrothermal reactor was filled with 0.5 MPa of carbon dioxide and 2.0 MPa of hydrogen pressure, and the reaction was performed at 100°C for 20 hours. After the reaction was completed, the hydrothermal reactor was cooled to room temperature, and the generated precipitate and residual solution were separated.
Li2CO3은 물에 녹여 CoCO3와 분리하였으며, 건조 후 수득한 Li2CO3의 질량은 0.731 g(0.99 mmol)이며, LiCoO2을 기준으로 계산한 Li2CO3의 수득 비율은 95.1%이다. 수득한 CoCO3의 질량은 0.234 g(1.97 mmol)이며, LiCoO2을 기준으로 계산한 CoCO3의 수득 비율은 91.6%이다. 상기 침전물은 X-선 분말 회절 분석법(powder X-ray diffraction)을 통하여 탄산 리튬(Li2CO3)과 탄산 코발트(CoCO3)임을 확인하였다 (도 2 및 3 참조).Li 2 CO 3 was dissolved in water and separated from CoCO 3 . The mass of Li 2 CO 3 obtained after drying was 0.731 g (0.99 mmol) and the yield of Li 2 CO 3 calculated based on LiCoO 2 was 95.1%. The mass of CoCO 3 obtained was 0.234 g (1.97 mmol) and the yield of CoCO 3 calculated based on LiCoO 2 was 91.6%. The precipitate was confirmed to be lithium carbonate (Li 2 CO 3 ) and cobalt carbonate (CoCO 3 ) through powder X-ray diffraction analysis (see Figs. 2 and 3).
반응 후 잔류 용액을 자외선 가시광선 분광법(ultraviolet-visible spectroscopy)으로 분석한 결과, 질소 산화물 이온(NO3 - 및 NO2 -)은 확인되지 않았으며, 이를 통하여 질산 이온은 모두 암모니아 또는 질소로 환원된 것을 확인하였다. 상기 잔류 용액에 아세톤을 넣은 후 분리 및 건조시켜 흰색 분말을 수득하였으며, 상기 흰색 분말은 X-선 분말 회절 분석을 통하여 탄산수소암모늄(ammonium bicarbonate; NH4HCO3)으로 확인되었다 (도 4 참조). 수득한 NH4HCO3의 질량은 0.095 g(0.72 mmol)이며, 질산을 기준으로 계산한 NH4HCO3의 수득 비율은 81.7%이다.After the reaction, the residual solution was analyzed by ultraviolet-visible spectroscopy, and nitrogen oxide ions (NO 3 - and NO 2 - ) were not confirmed, confirming that all nitrate ions were reduced to ammonia or nitrogen. Acetone was added to the residual solution, followed by separation and drying to obtain a white powder, which was confirmed to be ammonium bicarbonate (NH 4 HCO 3 ) through X-ray powder diffraction analysis (see Fig. 4). The mass of the obtained NH 4 HCO 3 is 0.095 g (0.72 mmol), and the yield of NH 4 HCO 3 calculated based on nitric acid is 81.7%.
<반응물 변경><Change reactant>
실시예 2Example 2
반응물로서 LiNi0.33Mn0.33Co0.33O2 (0.197 g, 2.04 mmol)를 사용하여 반응시킨 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 반응을 수행하였다. 반응이 완료된 후, 침전물에 포함된 Li2CO3은 물에 녹여 다른 탄산 화합물과 분리하였으며, X-선 회절 분석에 따른 결정 구조 확인을 통하여, 분리된 침전물은 NiCO3, MnCO3, 및 CoCO3으로 확인되었다 (도 5 참조). LiNi0.33Mn0.33Co0.33O2 기준으로 생성된 Li2CO3의 수득 비율은 90.1%이며, NiCO3, MnCO3, 및 CoCO3의 수득 비율은 84.8%이다. 반응 후, 잔류 용액에 아세톤을 넣은 후 분리 및 건조시켜 흰색 분말을 수득하였으며, 상기 흰색 분말은 X-선 분말 회절 분석을 통하여 NH4HCO3로 확인되었다.Except that LiNi 0.33 Mn 0.33 Co 0.33 O 2 (0.197 g, 2.04 mmol) was used as a reactant, the same method as in Example 1 was carried out. After the reaction was completed, the Li 2 CO 3 included in the precipitate was dissolved in water and separated from other carbonate compounds, and the crystal structure was confirmed by X-ray diffraction analysis, and the separated precipitates were identified as NiCO 3 , MnCO 3 , and CoCO 3 (see Fig. 5). The yield ratio of Li 2 CO 3 produced based on LiNi 0.33 Mn 0.33 Co 0.33 O 2 was 90.1%, and the yield ratios of NiCO 3 , MnCO 3 , and CoCO 3 were 84.8%. After the reaction, acetone was added to the residual solution, which was then separated and dried to obtain a white powder, which was confirmed to be NH 4 HCO 3 through X-ray powder diffraction analysis.
실시예 3Example 3
반응물로서 LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2(0.198 g, 2.04 mmol)를 사용하여 반응시킨 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 반응을 수행하였다. 반응이 완료된 후, 침전물에 포함된 Li2CO3은 물에 녹여 다른 탄산 화합물과 분리하였으며, X-선 회절 분석에 따른 결정 구조 확인을 통하여, 분리된 침전물은 NiCO3, MnCO3, 및 CoCO3으로 확인되었다. LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2 기준으로 생성된 Li2CO3의 수득 비율은 93.1%이며, NiCO3, MnCO3, 및 CoCO3의 수득 비율은 80.1%이다. 반응 후, 잔류 용액에 아세톤을 넣은 후 분리 및 건조시켜 흰색 분말을 수득하였으며, 상기 흰색 분말은 X-선 분말 회절 분석을 통하여 NH4HCO3로 확인되었다.The reaction was performed in the same manner as in Example 1, except that LiNi 0.8 Mn 0.1 Co 0.1 O 2 (0.198 g, 2.04 mmol) was used as a reactant. After the reaction was completed, the Li 2 CO 3 included in the precipitate was dissolved in water and separated from other carbonate compounds. The crystal structure was confirmed by X-ray diffraction analysis, and the separated precipitates were identified as NiCO 3 , MnCO 3 , and CoCO 3 . The yield ratio of Li 2 CO 3 produced based on LiNi 0.8 Mn 0.1 Co 0.1 O 2 was 93.1%, and the yield ratios of NiCO 3 , MnCO 3 , and CoCO 3 were 80.1%. After the reaction, acetone was added to the residual solution, which was then separated and dried to obtain a white powder, which was confirmed to be NH 4 HCO 3 through X-ray powder diffraction analysis.
실시예 4Example 4
반응물로서 LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2(0.198 g, 2.04 mmol)를 사용하여 반응시킨 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 반응을 수행하였다. 반응이 완료된 후, 침전물에 포함된 Li2CO3은 물에 녹여 다른 탄산 화합물과 분리하였으며, X-선 회절 분석에 따른 결정 구조 확인을 통하여, 분리된 침전물은 NiCO3, MnCO3, 및 CoCO3으로 확인되었다. LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2 기준으로 생성된 Li2CO3의 수득 비율은 92.1%이며, NiCO3, MnCO3, 및 CoCO3의 수득 비율은 82.8%이다. 반응 후, 잔류 용액에 아세톤을 넣은 후 분리 및 건조시켜 흰색 분말을 수득하였으며, 상기 흰색 분말은 X-선 분말 회절 분석을 통하여 NH4HCO3로 확인되었다.Except that LiNi 0.6 Mn 0.2 Co 0.2 O 2 (0.198 g, 2.04 mmol) was used as a reactant, the same method as in Example 1 was carried out. After the reaction was completed, the Li 2 CO 3 included in the precipitate was dissolved in water and separated from other carbonate compounds. The crystal structure was confirmed by X-ray diffraction analysis, and the separated precipitates were identified as NiCO 3 , MnCO 3 , and CoCO 3 . The yield ratio of Li 2 CO 3 produced based on LiNi 0.6 Mn 0.2 Co 0.2 O 2 was 92.1%, and the yield ratios of NiCO 3 , MnCO 3 , and CoCO 3 were 82.8%. After the reaction, acetone was added to the residual solution, which was then separated and dried to obtain a white powder, which was confirmed to be NH 4 HCO 3 through X-ray powder diffraction analysis.
실시예 5 Example 5
반응물로서 LiFePO4(0.322 g, 2.04 mmol)를 사용하여 반응시킨 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 반응을 수행하였다. 반응이 완료된 후, X-선 회절 분석에 따른 결정 구조 확인을 통하여, 침전물은 Li2CO3와 NH4FePO4·H2O의 결정상을 가짐을 확인하였다 (도 6 참조). LiFePO4 기준으로 생성된 Li2CO3의 수득 비율은 95.1%이다. The reaction was performed in the same manner as in Example 1, except that LiFePO 4 (0.322 g, 2.04 mmol) was used as a reactant. After the reaction was completed, the crystal structure was confirmed by X-ray diffraction analysis, and it was confirmed that the precipitate had a crystal phase of Li 2 CO 3 and NH 4 FePO 4 ·H 2 O (see Fig. 6). The yield of Li 2 CO 3 produced based on LiFePO 4 was 95.1%.
실시예 6Example 6
반응물로서 폐 배터리를 사용하여 반응시킨 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 반응을 수행하였다. 상기 폐 배터리는 반응 전 800℃에서 10 시간 동안 열처리되었으며, 이후 원소 분석을 통하여 미량의 알루미늄이 포함된 Li0.98Ni0.60Mn0.19Co0.17O2의 조성을 가짐을 확인하였다. 반응이 완료된 후, 침전물에 포함된 Li2CO3은 물에 녹여 다른 탄산 화합물과 분리하였으며, X-선 회절 방법을 통하여, 분리된 침전물은 NiCO3, MnCO3, 및 CoCO3으로 확인되었다 (도 7 참조). 폐 배터리 원소 분석을 기준으로 하여 수득된 Li2CO3의 수득 비율은 86.7%이며, NiCO3, MnCO3, 및 CoCO3의 수득 비율은 78.8%이다. 반응 후, 잔류 용액에 아세톤을 넣은 후 분리 및 건조시켜 흰색 분말을 수득하였으며, 상기 흰색 분말은 X-선 분말 회절 분석을 통하여 NH4HCO3로 확인되었다.Except that the reaction was performed using a spent battery as a reactant, the reaction was performed in the same manner as in Example 1. The spent battery was heat-treated at 800°C for 10 hours before the reaction, and then elemental analysis confirmed that it had a composition of Li 0.98 Ni 0.60 Mn 0.19 Co 0.17 O 2 containing a trace amount of aluminum. After the reaction was completed, the Li 2 CO 3 contained in the precipitate was dissolved in water and separated from other carbonate compounds, and the separated precipitate was confirmed to be NiCO 3 , MnCO 3 , and CoCO 3 through an X-ray diffraction method (see Fig. 7). Based on the elemental analysis of the spent battery, the yield ratio of the obtained Li 2 CO 3 was 86.7%, and the yield ratios of NiCO 3 , MnCO 3 , and CoCO 3 were 78.8%. After the reaction, acetone was added to the residual solution, which was then separated and dried to obtain a white powder, which was confirmed to be NH 4 HCO 3 through X-ray powder diffraction analysis.
<촉매의 종류 변경> <Change the type of catalyst>
실시예 7Example 7
촉매로서 루테늄 분말(7.6 mg, 0.075 mmol)을 사용하여 반응시킨 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 반응을 수행하였다. 반응이 완료된 후, 수득된 탄산 화합물(Li2CO3 및 CoCO3)의 수득 비율은 5% 미만으로써, 상기 탄산 화합물은 매우 소량 생성된 것으로 추정된다.The reaction was performed in the same manner as in Example 1, except that ruthenium powder (7.6 mg, 0.075 mmol) was used as a catalyst. After completion of the reaction, the yield ratio of the obtained carbonate compounds (Li 2 CO 3 and CoCO 3 ) was less than 5%, so it is estimated that the carbonate compounds were produced in very small amounts.
실시예 8Example 8
촉매로서 백금 분말(14.6 mg, 0.075 mmol)을 사용하여 반응시킨 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 반응을 수행하였다. 반응이 완료된 후, 침전물에 포함된 Li2CO3은 물에 녹여 다른 탄산 화합물과 분리하였으며, X-선 회절 방법을 통하여 분리된 침전물은 CoCO3으로 확인되었다. Li2CO3의 수득 비율은 25.8%이고, 및 CoCO3의 수득 비율은 32.5%이다. 반응 후, 잔류 용액에 아세톤을 넣은 후 분리 및 건조시켜 흰색 분말을 수득하였으며, 상기 흰색 분말은 X-선 분말 회절 분석을 통하여 NH4HCO3로 확인되었다.Except that platinum powder (14.6 mg, 0.075 mmol) was used as a catalyst, the reaction was performed in the same manner as in Example 1. After the reaction was completed, Li 2 CO 3 included in the precipitate was dissolved in water and separated from other carbonate compounds, and the separated precipitate was identified as CoCO 3 through an X-ray diffraction method. The yield of Li 2 CO 3 was 25.8%, and the yield of CoCO 3 was 32.5%. After the reaction, acetone was added to the residual solution, followed by separation and drying to obtain a white powder, which was identified as NH 4 HCO 3 through X-ray powder diffraction analysis.
실시예 9Example 9
촉매로서 팔라듐 분말(8.0 mg, 0.075 mmol)을 사용하여 반응시킨 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 반응을 수행하였다. 반응이 완료된 후, 수득된 탄산 화합물(Li2CO3 및 CoCO3)의 수득 비율은 5% 미만으로써, 상기 탄산 화합물은 매우 소량 생성된 것으로 추정된다.The reaction was performed in the same manner as in Example 1, except that palladium powder (8.0 mg, 0.075 mmol) was used as a catalyst. After completion of the reaction, the yield ratio of the obtained carbonate compounds (Li 2 CO 3 and CoCO 3 ) was less than 5%, so it is estimated that the carbonate compounds were produced in very small amounts.
실시예 10Example 10
촉매로서 니켈 분말(7.1 mg, 0.075 mmol)을 사용하여 반응시킨 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 반응을 수행하였다. 반응이 완료된 후, 수득된 탄산 화합물(Li2CO3 및 CoCO3)의 수득 비율은 5% 미만으로써, 상기 탄산 화합물은 매우 소량 생성된 것으로 추정된다.The reaction was performed in the same manner as in Example 1, except that nickel powder (7.1 mg, 0.075 mmol) was used as a catalyst. After completion of the reaction, the yield ratio of the obtained carbonate compounds (Li 2 CO 3 and CoCO 3 ) was less than 5%, so it is estimated that the carbonate compounds were produced in very small amounts.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수도 있다.The above description of the present invention is for illustrative purposes only, and those skilled in the art will understand that the present invention can be easily modified into other specific forms without changing the technical idea or essential features of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single component may be implemented in a distributed manner, and likewise, components described as distributed may be implemented in a combined manner.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위, 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present application is indicated by the claims described below rather than the detailed description above, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present application.
Claims (15)
유가 금속의 회수 방법.
Comprising a process for catalytically reacting a waste cathode material or a composite metal compound; nitric acid; carbon dioxide; and hydrogen to obtain a metal and ammonia compound.
Method for recovering valuable metals.
상기 촉매는 타이타늄(Ti), 바나듐(V), 크로뮴(Cr), 망가니즈(Mn), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 구리(Cu), 아연(Zn), 몰리브데넘(Mo), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 텅스텐(W), 레늄(Re), 오스뮴(Os), 이리듐(Ir), 백금(Pt), 및 금(Au)에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 금속, 합금 또는 산화물에서 선택되는 것인, 유가 금속의 회수 방법.
In paragraph 1,
A method for recovering a valuable metal, wherein the catalyst is selected from a metal, alloy or oxide comprising at least one selected from titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), manganese (Mn), iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), copper (Cu), zinc (Zn), molybdenum (Mo), ruthenium (Ru), rhodium (Rh), palladium (Pd), silver (Ag), tungsten (W), rhenium (Re), osmium (Os), iridium (Ir), platinum (Pt), and gold (Au).
상기 촉매는 하기 화학식 Ⅰ로서 표시되는 루테늄 산화물을 포함하는 것인, 유가 금속의 회수 방법:
[화학식 Ⅰ]
HxRuO2;
상기 화학식 Ⅰ에서, 0< x ≤4임.
In the second paragraph,
A method for recovering valuable metals, wherein the catalyst comprises ruthenium oxide represented by the following chemical formula Ⅰ:
[Chemical Formula I]
H x RuO 2 ;
In the above chemical formula I, 0< x ≤4.
상기 촉매는 상기 폐 양극 재료 또는 상기 복합 금속 화합물 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 50 중량부로 사용되는 것인, 유가 금속의 회수 방법.
In paragraph 1,
A method for recovering valuable metals, wherein the catalyst is used in an amount of 0.1 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the waste cathode material or the composite metal compound.
상기 촉매 반응은 20℃ 내지 150℃의 온도 범위에서 수행되는 것인, 유가 금속의 회수 방법.
In paragraph 1,
A method for recovering valuable metals, wherein the above catalytic reaction is performed at a temperature range of 20°C to 150°C.
상기 촉매 반응은 수열반응기에서 수행되는 것인, 유가 금속의 회수 방법.
In paragraph 1,
A method for recovering valuable metals, wherein the above catalytic reaction is performed in a hydrothermal reactor.
상기 이산화탄소의 압력은 0.1 MPa 내지 5 MPa인 것인, 유가 금속의 회수 방법.
In paragraph 1,
A method for recovering valuable metals, wherein the pressure of the carbon dioxide is 0.1 MPa to 5 MPa.
상기 수소의 압력은 0.1 MPa 내지 10 MPa인 것인, 유가 금속의 회수 방법.
In paragraph 1,
A method for recovering valuable metals, wherein the pressure of the hydrogen is 0.1 MPa to 10 MPa.
상기 촉매 반응은 용매를 포함하는 용액 조건에서 수행되는 것인, 유가 금속의 회수 방법.
In paragraph 1,
A method for recovering valuable metals, wherein the above catalytic reaction is performed under solution conditions containing a solvent.
상기 용매는 증류수, 메탄올, 및 에탄올에서 선택되는 것인, 유가 금속의 회수 방법.
In Article 9,
A method for recovering valuable metals, wherein the solvent is selected from distilled water, methanol, and ethanol.
단사정계 구조를 갖는, 루테늄 산화물 촉매로서,
제 1 항에 따른 유가 금속의 회수 방법에 사용되는, 루테늄 산화물 촉매:
[화학식 Ⅰ]
HxRuO2;
상기 화학식 Ⅰ에서, 0< x ≤4임.
It is represented by the following chemical formula I,
As a ruthenium oxide catalyst having a monoclinic structure,
Ruthenium oxide catalyst used in the method for recovering valuable metal according to Article 1:
[Chemical Formula I]
H x RuO 2 ;
In the above chemical formula I, 0< x ≤4.
상기 루테늄 산화물 촉매는 X-선 분말 회절 측정 (Cu Kα 선)에 의해 입사각 (2θ)이 18.38°< 2θ <18.42°, 25.45°< 2θ <25.51°, 26.26°< 2θ <26.32°, 33.45°< 2θ <33.51°, 35.28°< 2θ <35.34°, 36.24°< 2θ <36.30°, 37.32°< 2θ <37.38°, 39.55°< 2θ <39.61°, 40.61°< 2θ <40.67°, 41.46°< 2θ <41.52°, 49.17°< 2θ <49.23°, 52.31°< 2θ <52.37°, 54.03°< 2θ <54.09°, 54.70°< 2θ <54.76°, 55.95°< 2θ <56.01°, 59.97°< 2θ <60.03°, 60.40°< 2θ <60.46°, 61.92°< 2θ <61.98°, 63.94°< 2θ <64.00°, 65.79°< 2θ <65.85° 및 69.13°< 2θ <69.19°인 각 위치에서 회절 피크가 관측되는 것인, 루테늄 산화물 촉매.
In Article 11,
The above ruthenium oxide catalyst was measured by X-ray powder diffraction (Cu Kα line) and had the following incident angles (2θ): 18.38°<2θ <18.42°, 25.45°<2θ <25.51°, 26.26°<2θ <26.32°, 33.45°<2θ <33.51°, 35.28°<2θ <35.34°, 36.24°<2θ <36.30°, 37.32°<2θ <37.38°, 39.55°<2θ <39.61°, 40.61°<2θ <40.67°, 41.46°<2θ <41.52°, 49.17°<2θ <49.23°, A ruthenium oxide catalyst, wherein diffraction peaks are observed at respective positions of 52.31°<2θ <52.37°, 54.03°<2θ <54.09°, 54.70°<2θ <54.76°, 55.95°<2θ <56.01°, 59.97°<2θ <60.03°, 60.40°<2θ <60.46°, 61.92°<2θ <61.98°, 63.94°<2θ <64.00°, 65.79°<2θ <65.85°, and 69.13°<2θ <69.19°.
상기 루테늄 산화물 촉매는 단사정계의 공간군 P21/c, C2/m, P2/c, C2/c, P2/m, 또는 P21/m의 구조인 것인, 루테늄 산화물 촉매.
In Article 11,
The above ruthenium oxide catalyst is a ruthenium oxide catalyst having a structure of a monoclinic space group P2 1 /c, C2/m, P2/c, C2/c, P2/m, or P2 1 /m.
상기 단사정계 구조에서,
5 Å≤ a ≤6 Å, 5 Å≤ b ≤6 Å 및 5 Å≤ c ≤6 Å이고,
베타(β) 각은 110° 내지 120°인 것인, 루테늄 산화물 촉매.
In Article 11,
In the above monoclinic structure,
5 Å≤ a ≤6 Å, 5 Å≤ b ≤6 Å, and 5 Å≤ c ≤6 Å,
A ruthenium oxide catalyst having a beta (β) angle of 110° to 120°.
상기 단사정계 구조에서,
a=5.3533 Å, b=5.0770 Å, c=5.3532 Å이고, 베타(β) 각은 115.9074° 인 것인, 루테늄 산화물 촉매.In Article 11,
In the above monoclinic structure,
A ruthenium oxide catalyst having a=5.3533 Å, b=5.0770 Å, c=5.3532 Å, and the beta (β) angle is 115.9074°.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20230209 |
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PA0201 | Request for examination |
Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 20240221 Comment text: Request for Examination of Application |
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PG1501 | Laying open of application |