JP4279556B2 - 二酸化チタンナノパウダーのプラズマ合成、及びパウダードーピング及び表面調整方法 - Google Patents
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Description
・金属塩化物蒸気を反応温度へ至らせる段階は、プラズマを生成する段階と、反応温度の金属塩化物蒸気を生成するために金属塩化物をプラズマへ導入する段階と、を備え;
・金属塩化物を前記プラズマへ導入する段階は、金属塩化物をプラズマ中心又はプラズマの尾部炎へ軸線方向又は放射方向に導入する段階を含み;
・金属塩化物蒸気を酸化ガスと反応させる段階は、酸化ガスをプラズマへ導入する段階を含む。
・TiCl4をプラズマへ導入する前に、ドーピング剤をTiCl4と混合する段階がさらに備えられ;
・TiCl4蒸気が酸素と反応した後に、ドーピング剤をプラズマへ導入する段階がさらに備えられ;
・ドーピング剤を用いてTiO2ナノパウダーをコーティングする段階がさらに備えられる。
・金属化合物蒸気を反応温度へ至らせるためのプラズマ;
・金属化合物蒸気が反応温度で酸化ガスと反応して金属酸化物蒸気を形成する反応チャンバ;及び
・個々の粒子の凝集を促進するとともに金属酸化物粒子の成長を遅らせるために、プラズマの下で高乱流急冷区域を形成する手段。
・金属化合物蒸気及びドーピング剤を反応温度へ至らせるためのプラズマ;
・金属化合物蒸気及びドーピング剤が反応温度で酸化ガスと反応してドープされた金属酸化物を形成する反応チャンバ;及び
・プラズマの下で高乱流急冷区域を形成する手段。
・金属化合物蒸気を反応温度へ至らせるためのプラズマ;
・金属化合物蒸気及びドーピング剤が反応温度で酸化ガスと反応して金属酸化物蒸気を形成する反応チャンバ;
・金属酸化物蒸気を冷却して金属酸化物粒子を製造する、プラズマの下で高乱流急冷区域を形成する手段;及び
・ドーピング剤を用いて金属酸化物粒子をコーティングするインラインドーピングユニット。
20 プラズマ
30 高乱流急冷区域
34 ノズル
Claims (28)
- 金属化合物蒸気から金属酸化物ナノパウダーを合成する方法であって、
前記金属化合物蒸気を反応温度へ至らせる段階と;
金属酸化物蒸気を生成するために前記反応温度で前記金属化合物蒸気を酸化ガスと反応させる段階と;
高乱流ガス急冷区域を形成する段階と;
前記金属酸化物蒸気を前記急冷区域で冷却することによって前記金属酸化物ナノパウダーを生成する段階と;
を備えることを特徴とする金属酸化物ナノパウダーを合成する方法。 - 金属塩化物蒸気から金属酸化物ナノパウダーを合成する方法であって、
前記金属塩化物蒸気を反応温度へ至らせる段階と;
金属酸化物蒸気を生成するために前記反応温度で前記金属塩化物蒸気を酸化ガスと反応させる段階と;
高乱流ガス急冷区域を形成する段階と;
前記金属酸化物蒸気を前記急冷区域で冷却することによって前記金属酸化物ナノパウダーを生成する段階と;
を備えることを特徴とする金属酸化物ナノパウダーを合成する方法。 - 請求項2記載の金属塩化物蒸気から金属酸化物ナノパウダーを合成する方法において、
前記急冷区域から金属酸化物ナノパウダーを収集する段階をさらに備えることを特徴とする方法。 - 請求項2記載の金属塩化物蒸気から金属酸化物ナノパウダーを合成する方法において、
金属塩化物蒸気を反応温度へ至らせる段階は、前記反応温度の前記金属塩化物蒸気を生成するために、プラズマを生成して、金属塩化物を前記プラズマへ導入する段階と、を備えることを特徴とする方法。 - 請求項4記載の金属塩化物蒸気から金属酸化物ナノパウダーを合成する方法において、
金属塩化物を前記プラズマへ導入する段階は、前記金属塩化物を前記プラズマの中心へ軸線方向に導入する段階であることを特徴とする方法。 - 請求項4記載の金属塩化物蒸気から金属酸化物ナノパウダーを合成する方法において、
金属塩化物を前記プラズマへ導入する段階は、前記金属塩化物を前記プラズマへ放射状に導入する段階であることを特徴とする方法。 - 請求項4記載の金属塩化物蒸気から金属酸化物ナノパウダーを合成する方法において、
前記金属塩化物蒸気を酸化ガスと反応させる段階は、前記酸化ガスを前記プラズマへ導入する段階を含むことを特徴とする方法。 - 請求項4記載の金属塩化物蒸気から金属酸化物ナノパウダーを合成する方法において、
前記金属塩化物を前記プラズマへ導入する前に、ドーピング剤を前記金属塩化物と混合する段階をさらに備えることを特徴とする方法。 - 請求項2記載の金属塩化物蒸気から金属酸化物ナノパウダーを合成する方法において、
前記金属塩化物が前記酸化ガスと反応した後に、ドーピング剤を前記プラズマへ導入する段階をさらに備えることを特徴とする方法。 - 請求項2記載の金属塩化物蒸気から金属酸化物ナノパウダーを合成する方法において、 表面コーティング剤を用いて前記金属酸化物ナノパウダーをコーティングする段階をさらに備えることを特徴とする方法。
- 請求項2記載の金属塩化物蒸気から金属酸化物ナノパウダーを合成する方法において、
高乱流ガス急冷区域を形成する段階は、急冷ガスを前記プラズマへ導入する段階を備えることを特徴とする方法。 - 請求項11記載の金属塩化物蒸気から金属酸化物ナノパウダーを合成する方法において、
急冷ガスを前記プラズマへ導入する段階は、半径方向成分及び接線方向成分両方を有するそれぞれの方向に前記急冷ガスの噴出を形成し、これにより急冷ガスの乱流を形成する段階を備えることを特徴とする方法。 - TiCl4蒸気からTiO2ナノパウダーを合成する方法であって、
前記TiCl4蒸気を反応温度へ至らせる段階と;
TiO2蒸気を生成するために加熱されたTiCl4蒸気を酸素と反応させる段階と;
高乱流ガス急冷区域を形成する段階と;
前記TiO2蒸気を前記急冷区域で冷却することによって前記TiO2ナノパウダーを生成する段階と;
を備えることを特徴とする方法。 - 請求項13記載のTiCl4蒸気からTiO2ナノパウダーを合成する方法において、
TiCl4蒸気を反応温度へ至らせる段階は、プラズマを生成する段階と、前記反応温度の前記TiCl4蒸気を生成するためにTiCl4を前記プラズマへ導入する段階と、を備えることを特徴とする方法。 - 請求項13記載のTiCl4蒸気からTiO2ナノパウダーを合成する方法において、
前記TiCl4を前記プラズマへ導入する前に、ドーピング剤を前記TiCl4と混合する段階をさらに備えることを特徴とする方法。 - 請求項13記載のTiCl4蒸気からTiO2ナノパウダーを合成する方法において、
前記TiCl4蒸気が前記酸素と反応した後に、ドーピング剤を前記プラズマへ導入する段階をさらに備えることを特徴とする方法。 - 請求項13記載のTiCl4蒸気からTiO2ナノパウダーを合成する方法において、
ドーピング剤を用いて前記TiO2ナノパウダーをコーティングする段階をさらに備えることを特徴とする方法。 - 請求項13記載のTiCl4蒸気からTiO2ナノパウダーを合成する方法において、
高乱流ガス急冷区域を形成する段階は、急冷ガスを前記プラズマへ導入する段階を備えることを特徴とする方法。 - 請求項18記載のTiCl4蒸気からTiO2ナノパウダーを合成する方法において、
急冷ガスを前記プラズマへ導入する段階は、半径方向成分及び接線方向成分両方を有するそれぞれの方向に前記急冷ガスの噴出を形成し、これにより急冷ガスの乱流を形成する段階を備えることを特徴とする方法。 - 金属塩化物蒸気及びドーピング剤からドープされた金属酸化物をインラインに合成する方法であって、
前記金属塩化物蒸気を反応温度へ至らせる段階と;
金属酸化物蒸気を生成するために前記金属塩化物蒸気を酸化ガスと反応させる段階と;
高乱流ガス急冷区域を形成する段階と;
前記金属酸化物蒸気を前記急冷区域で冷却することによって前記金属酸化物粒子を生成する段階と;
前記ドーピング剤を用いて前記金属酸化物粒子をコーティングすることによってドープされた金属酸化物を形成する段階と;
を備えることを特徴とする方法。 - 請求項20記載の金属塩化物蒸気及びドーピング剤からドープされた金属酸化物をインラインに合成する方法において、
前記ドーピング剤は、メチルメチルアクリレート、テフロン(登録商標)モノマー、クロロフルオロカーボン、及びジエチル亜鉛を含む群より選択されたものであることを特徴とする方法。 - TiCl4蒸気及びドーピング剤からドープされたTiO2をインラインに合成する方法であって、
前記TiCl4蒸気を反応温度へ至らせる段階と;
TiO2蒸気を生成するために加熱されたTiCl4蒸気を酸素と反応させる段階と;
高乱流ガス急冷区域を形成する段階と;
前記TiO2粒子を生成するために前記TiO2蒸気を前記急冷区域で冷却する段階と;
前記ドーピング剤を用いて前記TiO2粒子をコーティングすることによってドープされたTiO2を生成する段階と;
を備えることを特徴とする方法。 - 金属化合物蒸気から金属酸化物ナノパウダーを合成する装置であって、
前記金属化合物蒸気を反応温度へ至らせるためのプラズマと;
前記金属化合物蒸気が前記反応温度で酸化ガスと反応して前記金属酸化物蒸気を形成する反応チャンバと;
急冷ガスが高速で導入される共面の複数の細い急冷ガスノズルを備え、前記プラズマの下で高乱流ガス急冷区域を形成する手段と;を備え、
前記急冷区域は、前記金属酸化物蒸気を冷却して前記金属酸化物ナノパウダーを生成することを特徴とする装置。 - 請求項23記載の金属酸化物ナノパウダーを合成する装置において、
前記反応チャンバは、円柱状であることを特徴とする装置。 - 請求項23記載の金属酸化物ナノパウダーを合成する装置において、
前記細い急冷ガスノズルは、前記反応チャンバの周りに等間隔に配置されていることを特徴とする装置。 - 請求項23記載の金属酸化物ナノパウダーを合成する装置において、
前記細い急冷ガスノズルは、半径方向成分及び接線方向成分両方を有する方向のそれぞれに合わせて配置されていることを特徴とする装置。 - 金属化合物蒸気及びドーピング剤からドープされた金属酸化物ナノパウダーを合成する装置であって、
前記金属化合物蒸気及び前記ドーピング剤を反応温度へ至らせるためのプラズマと;
前記金属化合物蒸気及び前記ドーピング剤が前記反応温度で酸化ガスと反応してドープされた金属酸化物蒸気を形成する反応チャンバと;
急冷ガスが高速で導入される共面の複数の細い急冷ガスノズルを備え、前記プラズマの下で高乱流ガス急冷区域を形成する手段と;を備え、
前記急冷区域は、ドープされた金属酸化物蒸気を冷却してドープされた金属酸化物ナノパウダーを生成することを特徴とする装置。 - 金属化合物蒸気及びドーピング剤からコーティングされた金属酸化物をインラインに合成する装置であって、
前記金属化合物蒸気を反応温度へ至らせるためのプラズマと;
前記金属化合物蒸気及び前記ドーピング剤が前記反応温度で酸化ガスと反応して金属酸化物蒸気を形成する反応チャンバと;
急冷ガスが高速で導入される共面の複数の細い急冷ガスノズルを備え、前記プラズマの下で、前記金属酸化物蒸気を冷却して金属酸化物粒子を形成する高乱流ガス急冷区域を形成する手段と;
前記ドーピング剤の供給源と、前記ドーピング剤が前記金属酸化物粒子へ導入され、これによりドープされた金属酸化物が生成されるドーピング剤導入インレットと、を備え、前記ドーピング剤を用いて前記金属酸化物粒子をコーティングするインラインドーピングユニットと;
を備えることを特徴とする装置。
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