KR100619354B1 - Nano particle filter using aluminum anodizing oxide template and manufacturing method thereof - Google Patents

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KR100619354B1
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이상문
홍명호
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맹일상
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Abstract

본 발명은 양극산화알루미늄 템플레이트를 이용한 나노 입상 필터 및 그 제조방법에 관한 것으로, 통상의 양극산화알루미늄 템플레이트를 이용하여 그 상단에 니켈 도금을 수행한 후 양극산화 피막을 제거하여 형성된 니켈 충전층을 필터로 사용하는 양극산화알루미늄 템플레이트를 이용한 나노 입상 필터 및 그 제조방법을 제공한다.The present invention relates to a nano-granular filter using an anodized aluminum template and a method for manufacturing the same, and to a nickel-filled layer formed by removing the anodized film after performing nickel plating on the top thereof using a common anodized aluminum template. It provides a nano-granular filter using anodized aluminum oxide template and a method of manufacturing the same.

본 발명에 따른 나노 입상 필터는 니켈 충전층의 간격 및 그 크기를 임의로 조절할 수 있어 이방성 구조를 갖는 입자 뿐 아니라 등방성 구조를 갖는 입자를 선택적으로 필터링할 수 있는 이점이 있다.The nano-granular filter according to the present invention can arbitrarily adjust the gap and the size of the nickel filling layer has the advantage of selectively filtering particles having anisotropic structure as well as particles having anisotropic structure.

양극산화알루미늄, 템플레이트, 나노 입상 필터, 니켈 도금, 니켈 충전층, 이방성, 등방성 Aluminum Anodized, Template, Nano Granular Filter, Nickel Plated, Nickel Filled Layer, Anisotropic, Isotropic

Description

양극산화알루미늄 템플레이트를 이용한 나노 입상 필터 및 그 제조방법 {Nano particle filter using aluminum anodizing oxide template and manufacturing method thereof}Nano particle filter using aluminum anodizing oxide template and manufacturing method

도 1a 내지 1e는 종래기술에 따른 양극산화알루미늄 템플레이트의 제작과정을 설명하기 위한 도면이다.1a to 1e are views for explaining the manufacturing process of the anodized aluminum template according to the prior art.

도 2는 종래기술에 따른 양극산화알루미늄 템플레이트의 기공구조를 나타낸 주사전자현미경(SEM) 사진(×500)이다.Figure 2 is a scanning electron microscope (SEM) picture (x500) showing the pore structure of the aluminum oxide template according to the prior art.

도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 입상 필터의 제작과정을 설명하기 위한 도면이다.3A to 3D are views for explaining a manufacturing process of the nanoparticle filter according to an embodiment of the present invention.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※※ Explanation of code about main part of drawing ※

100 : 알루미늄 기판 110 : 양극산화 피막100: aluminum substrate 110: anodized film

120 : 기공 130 : 니켈 도금층120: pore 130: nickel plated layer

130a, 130a` : 상단 니켈층 130b, 130b` : 니켈 충전층130a, 130a`: upper nickel layer 130b, 130b`: nickel filled layer

본 발명은 양극산화알루미늄 템플레이트를 이용한 나노 입상 필터 및 그 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 통상의 양극산화알루미늄 템플레이트를 이용하여 이방적인 구조를 갖는 입자 및 등방적인 구조를 갖는 입자 등을 선택적으로 필터링할 수 있는 나노 입상 필터 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a nano particulate filter using an anodized aluminum template and a method of manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to a nano-granular filter capable of selectively filtering particles having an anisotropic structure, particles having an isotropic structure, and the like, using a common aluminum anodized template, and a method of manufacturing the same.

양극산화알루미늄(Anodic Aluminum Oxide: 이하, AAO라 함)은 알루미늄을 양극 산화시켜 산화된 알루미늄 표면에 규칙적으로 배열된 나노미터크기(30∼100㎚)의 기공이 형성되는 알루미늄 기판을 말한다. 상기 AAO는 나노튜브(nanotube)나 나노와이어(nanowire) 등의 나노 구조를 만드는 틀로서 사용되며, AAO 템플레이트 자체가 나노 마스크로 활용될 수도 있다.Anodized aluminum oxide (hereinafter referred to as AAO) refers to an aluminum substrate in which nanometer-sized pores (30-100 nm) are regularly arranged on an oxidized aluminum surface by anodizing aluminum. The AAO is used as a framework for making nanostructures such as nanotubes or nanowires, and the AAO template itself may be used as a nanomask.

이러한 알루미늄의 양극산화 기술은 오랜 역사를 갖는다. 이미 1923년에 내부 알루미늄의 보호와 장식용을 목적으로 상업적인 알루미늄의 표면을 양극산화시키는 기술이 보고되어 있다. 양극산화 과정에서 자발적으로 생성된 나노기공을 포함하는 구조 또한 알루마이트(alumite)라는 상업화된 이름으로 널리 알려져 있다.This aluminum anodization technology has a long history. Already in 1923 a technique has been reported for anodizing the surface of commercial aluminum for the purpose of protection and decoration of the inner aluminum. Structures containing nanopores spontaneously generated during anodization are also widely known under the commercial name alumite.

최근에는 나노 구조에 대한 산업적인 요구와 관심이 나날이 커지면서, 미세 다층구조, 나노선재, 나노입자 등에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 이들 나노 구조에 대한 전기화학적인 제조법은 경제적인 비용절감과 조작의 간편함 그리고 복잡한 형상에 대한 유연성 때문에 새롭게 각광받고 있다.Recently, as industrial demands and interests on nanostructures have increased, research on fine multilayered structures, nanowires, nanoparticles, and the like has been actively conducted, and electrochemical manufacturing methods for these nanostructures are economical and cost effective. Its simplicity and flexibility for complex geometries are emerging.

이러한 연구동향에 맞추어 AAO는 강산 분위기에서 양극산화된 알루미늄 산화 막으로서 규칙성과 이방성이 큰 나노기공을 보유한 다공성 재료라는 특성 때문에 최근에 새롭게 조명되고 있다. In line with this research, AAO is an aluminum oxide film that is anodized in a strong acid atmosphere and has recently been newly illuminated because of its porous material having nanopores with high regularity and anisotropy.

기공의 직경이 5㎚에서 300㎚, 길이가 1㎛에서 50㎛까지 양극산화 변수를 제어하여 조절이 가능하며, 기공의 밀도도 109∼1011-2로 고밀도 나노선재를 제조할 수 있는 템플레이트 재료이다. 특히 나노기공들이 비교적 규칙적이고 거의 평행하게 배치되어 있어 이방성을 갖는 나노선재를 전기화학적으로 제조하는 데에 가장 이상적인 템플레이트라 할 수 있다. The pore diameter can be adjusted by controlling the anodization variable from 5nm to 300nm, and the length is from 1㎛ to 50㎛, and the density of the pores can also be made of high density nanowire with 10 9 ~ 10 11-2 Template material. In particular, the nanopores are arranged in a relatively regular and almost parallel to the ideal template for the electrochemical production of nanowires having anisotropy.

현재 AAO의 구조와 생성에 대해서는 아직 명확히 정립된 바가 없으며 나노선재의 템플레이트 재료로서 각광받으면서 많은 연구가 진행되고 있다. 전해액 중에서 알루미늄 양극으로 하여 전류를 흘려주면 초기에 Al2O3의 경계층(barrier layer)이 생기고 이때 전압이 충분하면 이 막이 국소적으로 파괴되면서 열이 발생한다. 이 열은 더욱 국소적인 침식을 가속시켜 미세한 다공성의 피막이 되며 전류가 흐른다. 이때 발생되는 산소는 내부의 Al과 결합해 새로운 경계층이 생기고 이러한 과정을 여러 번 반복하면서 피막이 성장한다는 Keller 등의 설명이 설득력 있게 받아들여지고 있다. Keller 등은 정육각형의 셀이 형성되고 그 중심에 한 개의 나노기공이 존재하며 기공의 지름이 전해액에 따라서 정해진다고 하였다.At present, the structure and formation of AAO has not been clearly established and much research is being carried out as it is attracting attention as a template material for nanowires. When current flows to the aluminum anode in the electrolyte, an initial barrier layer of Al 2 O 3 is formed. At this time, if the voltage is sufficient, the film is locally destroyed and heat is generated. This heat accelerates more local erosion resulting in a microporous coating and current. At this time, Keller et al.'S explanation that the generated oxygen combines with Al inside to form a new boundary layer and the film grows by repeating this process several times is convincingly accepted. Keller et al. Said that a regular hexagonal cell was formed, and one nanopore existed at the center thereof, and the pore diameter was determined according to the electrolyte.

이와 관련하여, 도 1a 내지 1e를 참조하여 종래기술에 따른 양극산화알루미늄 템플레이트의 제작과정을 설명하면 다음과 같다.In this regard, the manufacturing process of the anodized aluminum template according to the prior art with reference to Figures 1a to 1e as follows.

우선, 소정의 두께를 갖는 고순도 알루미늄 기판(10)을 전해연마(electro- polishing)를 통해 표면을 경면연마한다(도 1a 참조).First, the surface of the high purity aluminum substrate 10 having a predetermined thickness is mirror polished by electropolishing (see FIG. 1A).

다음, 상기 경면연마된 알루미늄 기판(10)을 전해액을 사용하여 1차 양극산화를 수행하여 나노기공(30)을 갖는 AAO 막(20)을 형성시킨다(도 1b 참조).Next, the mirror polished aluminum substrate 10 is subjected to first anodization using an electrolyte to form an AAO film 20 having nanopores 30 (see FIG. 1B).

이를 NaOH와 같은 통상의 염기성 용액에서 에칭하여 초기 산화막(20; negative oxide)을 제거하고 에칭부(40)를 형성시킨다(도 1c 참조).This is etched in a conventional basic solution such as NaOH to remove the initial oxide film 20 (negative oxide) and to form the etching portion 40 (see Fig. 1c).

다음, 예를 들어, 황산과 같은 전해액을 사용하여 전해질의 종류와 농도를 고정한 후, 온도, 양극산화 전압 등의 변수를 조절하여 AAO 막(50)의 나노기공(60)의 특성을 제어하면서 2차 양극산화를 수행한다(도 1d 참조). 이때 양극산화 시간으로 AAO의 두께, 즉 나노기공(60)의 길이를 결정한다.Next, for example, after fixing the type and concentration of the electrolyte by using an electrolyte such as sulfuric acid, while controlling the characteristics of the nano-pores 60 of the AAO membrane 50 by adjusting variables such as temperature and anodization voltage 2 Secondary anodization is performed (see FIG. 1D). At this time, the thickness of the AAO, that is, the length of the nanopores 60 is determined by the anodization time.

마지막으로, 이를 확장 용액(widening solution)이라고 알려져 있는 일부 산성용액을 이용하여 부분적인 용해를 일으켜 산화막(50)에 형성된 나노기공(60)의 직경을 넓힘으로써 기공(60)의 길이와 산화막(50)의 성질이 동일한 상태에서 직경이 다양한 AAO를 제작한다(도 1e 참조).Finally, this is caused by partial dissolution using some acid solution known as a widening solution to widen the diameter of the nanopores 60 formed in the oxide film 50 and thus the length of the pores 60 and the oxide film 50. AAO having various diameters is manufactured under the same properties as in FIG. 1 (see FIG. 1E).

이로부터 제작되는, 기공구조를 갖는 AAO 템플레이트의 주사현미경 사진(×500)을 도 2에 나타내었다.The scanning microscope photograph (* 500) of the AAO template which has a pore structure produced from this is shown in FIG.

한편, 이러한 AAO 템플레이트는 형성되는 기공의 크기를 조절하면서 기공 내에 금속, 세라믹, 고분자와 같은 물질을 적용 목적에 따라 채워 넣어 나노와이어를 제조하는데 사용될 수 있다. 이렇게 만들어진 나노와이어를 이용한 나노소자는 초고직접 하드디스크, 고집적 메모리 소자, 각종 전자 소자 및 바이오 칩 소자로도 응용될 수 있다.Meanwhile, the AAO template may be used to manufacture nanowires by filling materials such as metals, ceramics, and polymers in the pores according to application purposes while controlling the size of the pores to be formed. The nanodevices using the nanowires may be applied to ultra-high direct hard disks, highly integrated memory devices, various electronic devices, and biochip devices.

또한, 상기 AAO 템플레이트는 최종 크로스 섹션(cross section) 과정 및 알루미늄 에칭 과정을 통해서 기공의 크기를 조절하여 나노 입상 필터로서 사용될 수 있다. 그러나, 이와 같이 AAO 템플레이트를 직접 사용하여 제작된 나노 입상 필터의 경우, 종횡비(aspect ratio)가 크기 때문에 생기는 모세관현상(capillary phenomenon)으로 필터가 액체에 의해 막히는 문제점이 있을 뿐 아니라, 이방성 입자와 등방성 입자를 선택적으로 필터링할 수 없는 단점이 있었다.In addition, the AAO template may be used as a nano-granular filter by controlling the size of the pores through the final cross section process and aluminum etching process. However, in the case of the nano-granular filter fabricated using the AAO template directly, the filter is clogged by the liquid due to the capillary phenomenon caused by the large aspect ratio, and isotropic with the anisotropic particles. The disadvantage was that the particles could not be filtered selectively.

이에 본 발명에서는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 광범위한 연구를 거듭한 결과, 통상의 양극산화알루미늄 템플레이트를 이용하여 그 상단과 기공 내에 니켈 도금을 수행한 후 양극산화 피막을 제거함으로써 우수한 필터링 특성을 갖는 나노 입상 필터를 제조할 수 있었고, 본 발명은 이에 기초하여 완성되었다.Accordingly, in the present invention, as a result of extensive research to solve the above problems, by using a conventional aluminum anodized template to perform nickel plating in the upper and pores of the anodized film having excellent filtering characteristics Nano granular filters could be produced, and the present invention was completed based thereon.

따라서, 본 발명의 목적은 이방적인 구조를 갖는 입자 및 등방적인 구조를 갖는 입자 등을 필요에 따라 선택적으로 필터링할 수 있는, 양극산화알루미늄 템플레이트를 이용한 나노 입상 필터 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a nano-granular filter using an anodized aluminum template and a method for producing the same, which can selectively filter particles having an anisotropic structure, particles having an isotropic structure, and the like as needed.

본 발명의 다른 목적은 필요에 따라 원하는 형상 및 소정의 입경범위를 갖는 입자를 필터링하기 위하여 필터 크기를 원하는 데로 용이하게 변경할 수 있는, 양극산화알루미늄 템플레이트를 이용한 나노 입상 필터 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a nano-granular filter using an anodized aluminum template and a method for manufacturing the same, which can easily change the filter size as desired in order to filter particles having a desired shape and a predetermined particle size range as needed. have.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면,According to an aspect of the present invention for achieving the above object,

(a) 알루미늄 기판을 전해연마(electro-polishing), 양극산화 및 에칭 과정을 수행하여 상기 알루미늄 기판 상에 복수의 나노크기의 기공을 갖는 양극산화 피막이 형성된 통상의 양극산화알루미늄(Anodic Aluminum Oxide: AAO) 템플레이트를 제공하는 단계; (a) Anodic Aluminum Oxide (AAO) in which anodized film having a plurality of nano-sized pores is formed on the aluminum substrate by performing electro-polishing, anodizing, and etching processes on the aluminum substrate. ) Providing a template;

(b) 상기 AAO 템플레이트 상단에 니켈 도금을 수행하여 상기 복수의 기공 내에 니켈을 충전시키는 동시에 그 상단에 니켈층을 형성시키는 단계; 및 (b) performing nickel plating on the top of the AAO template to fill nickel in the plurality of pores and simultaneously form a nickel layer on the top of the AAO template; And

(c) 상기 AAO 템플레이트를 양극산화 피막 에칭용액에 침적시켜 상기 알루미늄 기판 상의 양극산화 피막을 제거하는 단계; (c) depositing the AAO template in an anodized etching solution to remove the anodized film on the aluminum substrate;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 입상 필터의 제조방법이 제공된다.Provided is a method for producing a nano particulate filter comprising a.

여기서, 상기 양극산화 피막 에칭용액은 인산 용액, 황산용액, 크롬산 용액, 수산 용액 및 이들의 혼합 용액으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.Here, the anodized film etching solution is preferably selected from the group consisting of a phosphoric acid solution, sulfuric acid solution, chromic acid solution, hydroxyl solution and a mixture solution thereof.

본 발명에서는 또한 상기 일 측면에 따른 방법으로 제조되며, In the present invention is also prepared by the method according to the above aspect,

상단 니켈층; Top nickel layer;

하단 알루미늄 기판; 및 Bottom aluminum substrate; And

상기 니켈층과 상기 알루미늄 기판에 직교하며 그 사이에서 소정의 간격으로 이격되어 형성된 복수의 기둥형상의 니켈 충전층;A plurality of pillar-shaped nickel filling layers orthogonal to the nickel layer and spaced at a predetermined interval therebetween;

을 갖는 것을 특징으로 하는 나노 입상 필터가 제공된다.There is provided a nano particulate filter comprising:

본 발명의 다른 측면에 따르면, According to another aspect of the invention,

(a) 알루미늄 기판을 전해연마, 양극산화 및 에칭 과정을 수행하여 상기 알루미늄 기판 상에 복수의 나노크기의 기공을 갖는 양극산화 피막이 형성된 통상의 AAO 템플레이트를 제공하는 단계; (a) electrolytic polishing, anodizing and etching an aluminum substrate to provide a conventional AAO template having an anodized film having a plurality of nanosized pores formed on the aluminum substrate;

(b) 상기 AAO 템플레이트 상단에 니켈 도금을 수행하여 상기 복수의 기공 내에 니켈을 충전시키는 동시에 그 상단에 니켈층을 형성시키는 단계; (b) performing nickel plating on the top of the AAO template to fill nickel in the plurality of pores and simultaneously form a nickel layer on the top of the AAO template;

(c) 상기 AAO 템플레이트를 양극산화 피막 에칭용액에 침적시켜 상기 알루미늄 기판 상의 양극산화 피막을 제거하는 단계; 및 (c) depositing the AAO template in an anodized etching solution to remove the anodized film on the aluminum substrate; And

(d) 상기 (c) 단계에서 얻어진 적어도 한 쌍의 구조물을 각 니켈 충전층이 서로 교차하여 배치되도록 포개어 고정시키는 단계; (d) stacking and fixing the at least one pair of structures obtained in step (c) such that each nickel filling layer is disposed to cross each other;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 입상 필터의 제조방법이 제공된다.Provided is a method for producing a nano particulate filter comprising a.

여기서, 상기 양극산화 피막 에칭용액은 인산 용액, 황산용액, 크롬산 용액, 수산 용액 및 이들의 혼합 용액으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.Here, the anodized film etching solution is preferably selected from the group consisting of a phosphoric acid solution, sulfuric acid solution, chromic acid solution, hydroxyl solution and a mixture solution thereof.

본 발명에서는 또한 상기 다른 측면에 따른 방법으로 제조되며, In the present invention it is also prepared by the method according to the other aspect,

상단 니켈층;Top nickel layer;

하단 알루미늄 기판; 및 Bottom aluminum substrate; And

상기 니켈층과 상기 알루미늄 기판에 직교하며 그 사이에서 소정의 간격으로 이격되어 형성된 복수의 기둥형상의 니켈 충전층;A plurality of pillar-shaped nickel filling layers orthogonal to the nickel layer and spaced at a predetermined interval therebetween;

을 갖는 적어도 한쌍의 구조물이 각 니켈 충전층이 서로 교차하여 배치되도 록 포개어져 된 것을 특징으로 하는 나노 입상 필터가 제공된다.At least a pair of structures having a nano-granular filter is provided, characterized in that each of the nickel filling layer is stacked so as to cross each other.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 입상 필터의 제작과정을 설명하기 위한 도면이다.3A to 3D are views for explaining a manufacturing process of the nanoparticle filter according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따르면, 우선, 통상의 AAO 템플레이트 제작방법에 따라, 알루미늄 기판(100)을 전해연마, 양극산화 및 에칭 과정을 수행하여 알루미늄 기판(100) 상에 복수의 나노기공(120)을 갖는 양극산화 피막(110)을 형성시킨다(도 3a 참조).According to the present invention, first, an anode having a plurality of nanopores 120 on an aluminum substrate 100 by electrolytic polishing, anodizing, and etching the aluminum substrate 100 according to a conventional AAO template manufacturing method. An oxide film 110 is formed (see FIG. 3A).

상기 AAO 템플레이트의 제조방법은 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 알려진 방법이라면 특별히 한정되는 것은 아니나, 예시를 위하여 후술되는 (1)∼(4) 과정을 들어 설명한다.The method of manufacturing the AAO template is not particularly limited as long as it is a method known by those skilled in the art, but will be described with reference to (1) to (4) described below for the purpose of illustration.

(1) 전해연마(1) electrolytic polishing

황산, 인산 및 DI(Deionized Water)를 2 : 2 : 3의 부피비로 섞은 후 여기에 알루미늄 기판을 넣고 정전류 방법(20mA/㎠)을 이용하여 전해연마를 실시한다.Sulfuric acid, phosphoric acid, and DI (Deionized Water) are mixed in a volume ratio of 2: 2: 3, and an aluminum substrate is added thereto, followed by electropolishing using a constant current method (20mA / cm 2).

(2) 양극산화(2) anodization

0.3M H3PO4를 사용하여 음극에는 탄소전극을 양극에는 전해연마된 알루미늄 기판을 사용하여 10 내지 20분 동안 양극산화를 실시한다.Anodizing is performed for 10 to 20 minutes using 0.3 MH 3 PO 4 using a carbon electrode on the cathode and an aluminum substrate electrolytically polished on the anode.

(3) 에칭(3) etching

양극산화된 알루미늄판 기을 0.5M H3PO4 용액에 30∼40분 동안 담가서 다공 성 알루미나의 기공을 넓혀준다.Anodized aluminum plate group is soaked in 0.5MH 3 PO 4 solution for 30-40 minutes to widen the pores of porous alumina.

(4) 최종 샘플 크로스 섹션(4) final sample cross section

최종 샘플을 횡단 절단하여 나노크기의 튜브형 기공이 형성된 양극산화 피막을 갖는 AAO 템플레이트를 완성한다.The final sample is cross cut to complete an AAO template having an anodized coating with nanosized tubular pores.

다음, 이와 같이 제작된 통상의 AAO 템플레이트 상단에 니켈 도금을 수행하여 상기 복수의 나노기공(120) 내에 니켈(130)을 충전시키는 동시에 그 상단에 니켈층(130)을 형성시킨다(도 3b 참조).Next, nickel plating is performed on the top of the conventional AAO template manufactured as described above, thereby filling the nickel 130 in the plurality of nanopores 120 and forming a nickel layer 130 on the top thereof (see FIG. 3B). .

이때, 상기 니켈 도금은 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 알려진 도금 방법이라면 특별히 한정되는 것은 아니나, 바람직하게는 약 50℃의 도금온도를 유지하면서 전류밀도 약 0.1∼0.5ASD, 도금시간 30분 내지 1시간 정도의 도금 조건하에서 수행되는 것이 좋다. 이때, 도금액은 잘 알려져 있는 와트(watt)욕(NiSO4 135g/L, NiCl2 22.5g/L, H3BO3 17.5g/L)을 사용하는 것이 바람직하다.In this case, the nickel plating is not particularly limited as long as it is a plating method known by a person of ordinary skill in the art, but preferably a current density of about 0.1 to 0.5ASD and a plating time of 30 while maintaining a plating temperature of about 50 ° C. It is preferably carried out under plating conditions of about 1 minute to about 1 hour. At this time, it is preferable to use a well-known watt bath (NiSO 4 135g / L, NiCl 2 22.5g / L, H 3 BO 3 17.5g / L) as the plating solution.

다음, 상기 AAO 템플레이트를 양극산화 피막 에칭용액에 침적시켜 상기 알루미늄 기판(100) 상의 양극산화 피막(110)을 제거한다(도 3c 참조).Next, the AAO template is deposited on the anodizing film etching solution to remove the anodizing film 110 on the aluminum substrate 100 (see FIG. 3C).

이때, 상기 양극산화 피막 에칭용액으로는 0.3∼0.4M의 인산(H3PO4) 용액, 묽은 황산용액, 크롬산 용액, 수산 용액 및 이들의 혼합용액 등을 사용할 수 있다.In this case, as the anodized film etching solution, a 0.3 to 0.4 M phosphoric acid (H 3 PO 4 ) solution, a dilute sulfuric acid solution, a chromic acid solution, an aqueous solution, and a mixed solution thereof may be used.

상술한 바와 같은 과정을 통해서 제조되는 본 발명의 일 측면에 따른 나노 입상 필터는, 도 3c에 도시된 바와 같이, (ⅰ) 상단 니켈층(130a), (ⅱ) 하단 알루미늄 기판(100), 및 (ⅲ) 상기 니켈층(130a)과 상기 알루미늄 기판(100)에 직교하 며 그 사이에서 소정의 간격으로 이격되어 형성된 복수의 기둥형상의 니켈 충전층(130b)을 갖는다.Nano-granular filter according to an aspect of the present invention manufactured through the process as described above, as shown in Figure 3c, (i) the top nickel layer (130a), (ii) the bottom aluminum substrate 100, and (Iii) A plurality of pillar-shaped nickel filling layers 130b orthogonal to the nickel layer 130a and the aluminum substrate 100 and spaced at a predetermined interval therebetween.

여기서, 상기 니켈 충전층(130b)의 이격 간격 및 충전층(130b) 자체의 두께를 상술한 AAO 제작시의 에칭공정을 통해 자유자재로 조절함으로써 목적하는 바에 따라 다양한 입경의 입자를 필터링할 수 있다.Here, particles of various particle diameters can be filtered as desired by controlling the separation distance of the nickel filling layer 130b and the thickness of the filling layer 130b itself through the above-described etching process during fabrication of AAO. .

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상술한 바와 같이 형성된 적어도 한 쌍의 나노 입상 필터 구조물을 그 니켈 충전층(130b, 130b`)이 서로 교차하여 배치되도록 포개어 고정시킴으로써, 도 3d에 나타낸 바와 같이, 상하단(130a, 100) 및 양측면(100`, 130a`)에서 각각 대향되어 형성된 니켈층(130a, 130a`)과 알루미늄 기판(100, 100`) 사이에서 각 니켈 충전층(130b, 130b`)이 서로 교차되도록 배치되어 보다 정교하고 치밀한 필터링을 수행할 수 있는 나노 입상 필터를 제공한다.Further, according to another aspect of the present invention, by overlapping and fixing the at least one pair of nano-granular filter structures formed as described above so that the nickel filling layers 130b and 130b` are disposed to cross each other, as shown in FIG. 3D. And nickel filling layers 130b and 130b` between the nickel layers 130a and 130a` and the aluminum substrates 100 and 100` which are formed to face the upper and lower ends 130a and 100 and both sides 100 and 130a, respectively. They are arranged to intersect with each other to provide nano-granular filters that can perform finer and more precise filtering.

여기서, 상기 각 니켈 충전층(130b, 130b`)의 이격 간격 및 충전층(130b, 130b`) 자체의 크기를 상술한 AAO 제작시의 에칭공정을 통해 자유자재로 조절함으로써 목적하는 바에 따라 다양한 입경의 입자를 필터링할 수 있다. 뿐만 아니라, 최종 필터가 정사각형의 필터링 구멍을 갖도록 각 AAO 템플레이트를 제작하여 교차로 배치하는 경우에는 이방적인 구조를 갖는 입자와 등방적인 구조를 갖는 입자를 선택적으로 필터링할 수 있는 이점이 있다.Here, by varying the distance between the nickel filling layer (130b, 130b`) and the size of the filling layer (130b, 130b`) itself freely through the above-described etching process during manufacturing AAO, various particle diameters as desired You can filter the particles of. In addition, when manufacturing and arranging each AAO template so that the final filter has a square filtering hole, there is an advantage of selectively filtering particles having anisotropic structure and particles having an isotropic structure.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 AAO 템플레이트를 이용한 나노 입상 필터 및 그 제조방법은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.Although the present invention has been described in detail through specific examples, this is for explaining the present invention in detail, and the nano-granular filter using the AAO template according to the present invention and a method of manufacturing the same are not limited thereto, and the technical idea of the present invention. It is apparent that modifications and improvements are possible by those skilled in the art.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 나노 입상 필터는 통상의 AAO를 이용함으로써 그 제조방법이 비교적 간단할 뿐 아니라, 니켈 충전층의 이격 간격 및 충전층 자체의 크기를 AAO 제작시의 에칭공정을 통해 자유자재로 조절함으로써 이방적인 구조를 갖는 입자 및 등방적인 구조를 갖는 입자 등을 필요에 따라 선택적으로 필터링할 수 있는 이점이 있다.As described above, the nano-granular filter according to the present invention is not only a relatively simple manufacturing method by using a conventional AAO, but also the gap between the nickel filling layer and the size of the filling layer itself through an etching process in manufacturing AAO. By controlling freely, there is an advantage that the particles having anisotropic structure and the particles having the isotropic structure can be selectively filtered as necessary.

아울러, AAO 제작시의 나노기공 크기를 조절함으로써 필터 크기를 원하는 데로 용이하게 변경할 수 있어 필요에 따라 원하는 형상 및 소정의 입경범위를 갖는 입자를 필터링하여 분리, 회수할 수 있는 장점이 있다.In addition, by controlling the size of the nano-pore during AAO fabrication can be easily changed to the filter size as desired, there is an advantage that can be separated and recovered by filtering particles having a desired shape and a predetermined particle size range as needed.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.All modifications and variations of the present invention fall within the scope of the present invention, and the specific scope of protection of the present invention will be apparent from the appended claims.

Claims (6)

(a) 알루미늄 기판을 전해연마(electro-polishing), 양극산화 및 에칭 과정을 수행하여 상기 알루미늄 기판 상에 복수의 나노크기의 기공을 갖는 양극산화 피막이 형성된 통상의 양극산화알루미늄(Anodic Aluminum Oxide: AAO) 템플레이트를 제공하는 단계; (a) Anodic Aluminum Oxide (AAO) in which anodized film having a plurality of nano-sized pores is formed on the aluminum substrate by performing electro-polishing, anodizing, and etching processes on the aluminum substrate. ) Providing a template; (b) 상기 AAO 템플레이트 상단에 니켈 도금을 수행하여 상기 복수의 기공 내에 니켈을 충전시키는 동시에 그 상단에 니켈층을 형성시키는 단계; 및 (b) performing nickel plating on the top of the AAO template to fill nickel in the plurality of pores and simultaneously form a nickel layer on the top of the AAO template; And (c) 상기 AAO 템플레이트를 양극산화 피막 에칭용액에 침적시켜 상기 알루미늄 기판 상의 양극산화 피막을 제거하는 단계; (c) depositing the AAO template in an anodized etching solution to remove the anodized film on the aluminum substrate; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 양극산화알루미늄 템플레이트를 이용한 나노 입상 필터의 제조방법.Method for producing a nano-granular filter using anodized aluminum oxide template comprising a. 제1항에 있어서, 상기 양극산화 피막 에칭용액은 인산 용액, 황산용액, 크롬산 용액, 수산 용액 및 이들의 혼합 용액으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 양극산화알루미늄 템플레이트를 이용한 나노 입상 필터의 제조방법.The method of claim 1, wherein the anodized film etching solution is prepared from the group consisting of phosphoric acid solution, sulfuric acid solution, chromic acid solution, aquatic solution and a mixture solution thereof, the nano-particle filter using an anodized aluminum template Way. 제1항 또는 제2항의 방법에 따라 제조되며, Prepared according to the method of claim 1, 상단 니켈층; Top nickel layer; 하단 알루미늄 기판; 및 Bottom aluminum substrate; And 상기 니켈층과 상기 알루미늄 기판에 직교하며 그 사이에서 소정의 간격으로 이격되어 형성된 복수의 기둥형상의 니켈 충전층;A plurality of pillar-shaped nickel filling layers orthogonal to the nickel layer and spaced at a predetermined interval therebetween; 을 갖는 것을 특징으로 하는 나노 입상 필터.Nano granular filter, characterized in that having a. (a) 알루미늄 기판을 전해연마, 양극산화 및 에칭 과정을 수행하여 상기 알루미늄 기판 상에 복수의 나노크기의 기공을 갖는 양극산화 피막이 형성된 통상의 AAO 템플레이트를 제공하는 단계; (a) electrolytic polishing, anodizing and etching an aluminum substrate to provide a conventional AAO template having an anodized film having a plurality of nanosized pores formed on the aluminum substrate; (b) 상기 AAO 템플레이트 상단에 니켈 도금을 수행하여 상기 복수의 기공 내에 니켈을 충전시키는 동시에 그 상단에 니켈층을 형성시키는 단계; (b) performing nickel plating on the top of the AAO template to fill nickel in the plurality of pores and simultaneously form a nickel layer on the top of the AAO template; (c) 상기 AAO 템플레이트를 양극산화 피막 에칭용액에 침적시켜 상기 알루미늄 기판 상의 양극산화 피막을 제거하는 단계; 및 (c) depositing the AAO template in an anodized etching solution to remove the anodized film on the aluminum substrate; And (d) 상기 (c) 단계에서 얻어진 적어도 한 쌍의 구조물을 각 니켈 충전층이 서로 교차하여 배치되도록 포개어 고정시키는 단계; (d) stacking and fixing the at least one pair of structures obtained in step (c) such that each nickel filling layer is disposed to cross each other; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 양극산화알루미늄 템플레이트를 이용한 나노 입상 필터의 제조방법.Method for producing a nano-granular filter using anodized aluminum oxide template comprising a. 제4항에 있어서, 상기 양극산화 피막 에칭용액은 인산 용액, 황산용액, 크롬산 용액, 수산 용액 및 이들의 혼합 용액으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 양극산화알루미늄 템플레이트를 이용한 나노 입상 필터의 제조방법.The method of claim 4, wherein the anodized film etching solution is prepared from the group consisting of phosphoric acid solution, sulfuric acid solution, chromic acid solution, aquatic solution, and a mixed solution thereof. Way. 제4항 또는 제5항의 방법에 따라 제조되며, Prepared according to the method of claim 4 or 5, 상단 니켈층;Top nickel layer; 하단 알루미늄 기판; 및 Bottom aluminum substrate; And 상기 니켈층과 상기 알루미늄 기판에 직교하며 그 사이에서 소정의 간격으로 이격되어 형성된 복수의 기둥형상의 니켈 충전층;A plurality of pillar-shaped nickel filling layers orthogonal to the nickel layer and spaced at a predetermined interval therebetween; 을 갖는 적어도 한쌍의 구조물이 각 니켈 충전층이 서로 교차하여 배치되도록 포개어져 된 것을 특징으로 하는 나노 입상 필터.At least a pair of structures having a nano-particle filter, characterized in that each of the nickel filling layer is stacked so as to cross each other.
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