KR100716059B1 - A continuous hydrothermal synthesizing equipment using microwave - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연속식 마이크로파 수열합성 장치, 더 상세하게는 연속식 마이크로파 수열합성방식의 촉매 제조장치에 관한 것으로서 촉매 생성 반응물 공급기; 상기 촉매 생성 반응물 공급기에 일단이 연결되고 마이크로파에 불활성인 재료로 된 스크류 타입의 밀폐형 반응관; 상기 반응관이 장착되도록 양 측벽의 일부에 연통공이 형성되고 마이크로파를 조사하도록 각각 마그네트론이 장착되고 전자파가 차폐된 일련의 다수 마이크로파 조사실; 상기 반응관의 타단이 연결된 촉매 수집기; 및 이들을 제어하는 제어수단을 포함하는 연속식 마이크로파 수열합성 장치를 제공한다. 본 발명 장치는 마이크로파 장치를 연속식으로 배치하여 마이크로파에 의한 수열합성 촉매 제조와 마이크로파를 이용한 졸-겔 금속 산화물 제조, 이중 금속산화물 시스템, 제조된 촉매의 고분산 등 다양한 촉매 소재 제조와 개발에 활용하며 유기전구물질의 사용량을 저감하는 친환경 공정으로 도약하고 나아가 마이크로파를 이용한 유기화합물의 대량생산에 활용한다. The present invention relates to a continuous microwave hydrothermal synthesis apparatus, and more particularly, to a catalyst production apparatus for continuous microwave hydrothermal synthesis, comprising: a catalyst-generating reactant feeder; A screw-type closed reaction tube of one end connected to the catalyst generating reactant feeder and made of a material that is inert to microwaves; A series of microwave irradiation chambers in which communication holes are formed in portions of both side walls to mount the reaction tubes, and magnetrons are mounted and electromagnetic waves are shielded to irradiate microwaves; A catalyst collector connected to the other end of the reaction tube; And it provides a continuous microwave hydrothermal synthesis apparatus including a control means for controlling them. The apparatus of the present invention is used to manufacture and develop various catalyst materials such as the preparation of hydrothermal synthesis catalyst by microwave, the preparation of sol-gel metal oxide by using microwave, the double metal oxide system, and the high dispersion of the prepared catalyst. In addition, it leaps forward as an eco-friendly process to reduce the amount of organic precursors and furthermore, it is used for mass production of organic compounds using microwaves.

기존의 수열 반응기는 초당 1100W의 전력을 소비할 뿐 아니라 최소 3일-5일 정도 반응이 지속되어야 하는 데 반하여 본 발명의 연속식 마이크로파 수열합성 장치는 10분에서 2시간 정도로 반응시간을 단축할 수 있어 높은 생산성과 에너지 효율성을 가지게 되며 제조 장치의 유지 관리가 간편하여 촉매 생산의 경쟁력을 높일 수 있다. Conventional hydrothermal reactors consume 1100W of power per second, and the reaction should be continued for at least 3 days to 5 days, while the continuous microwave hydrothermal apparatus of the present invention can shorten the reaction time by 10 minutes to 2 hours. This provides high productivity, energy efficiency, and easy maintenance of the manufacturing equipment, thereby increasing the competitiveness of catalyst production.

마이크로파 조사실, 마그네트론 Microwave Lab, Magnetron

Description

연속식 마이크로파 수열합성 장치{A continuous hydrothermal synthesizing equipment using microwave}A continuous hydrothermal synthesizing equipment using microwave

도 1 은 본 발명에 의한 연속식 마이크로파 촉매 제조 장치의 개략적인 단면도이다1 is a schematic cross-sectional view of a continuous microwave catalyst production apparatus according to the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호설명** Description of Signs of Main Parts of Drawings *

① 주조작반 ② 호퍼 ③ 마그네트론 ① Foundry ② ② Hopper ③ Magnetron

④ 마이크로파 조사실 ⑤ 반응관 모터 ⑥ 테프론 반응관④ Microwave irradiation chamber ⑤ Reaction tube motor ⑥ Teflon reaction tube

⑧ 촉매생성물 취출 탱크 ⑨ 릴리프 밸브 ⑩ 온도 센서 ⑧ Take off catalyst product tank ⑨ Relief valve ⑩ Temperature sensor

본 발명은 연속식 마이크로파 수열합성 장치에 관한 것이다. 본 발명은 특히 연속식 마이크로파 수열합성 방식을 이용한 나노 세공촉매, 이중금속 산화물 시스템, 고분산 촉매, 나노입자, 다양한 나노 소재 촉매 및 이를 이용한 유기화합물을 제조하기 위한 장치에 관한 것이다. 석유화학 및 정밀화학 산업의 발전으로 인하여 촉매의 사용량이 점차적으로 증가함에 따라 이들 나노 촉매를 효과적으로 제조하기 위한 합성기술의 필요성이 점차로 증가하고 있다. The present invention relates to a continuous microwave hydrothermal synthesis apparatus. The present invention relates in particular to nanopore catalysts, bimetal oxide systems, highly dispersed catalysts, nanoparticles, various nanomaterial catalysts, and devices for producing organic compounds using the same using a continuous microwave hydrothermal synthesis method. As the amount of the catalyst is gradually increased due to the development of the petrochemical and fine chemical industries, the necessity of the synthesis technology for effectively preparing these nanocatalysts is gradually increasing.

한편, 마이크로파 가열에 사용되는 마이크로파는 비이온화된 복사에너지로서 300-30000MHz의 주파수 범위이며 그 중에서도 4가지 주파수 (915, 2450, 5800, 22125MHz), 특히 2450MHz가 가장 널리 사용되고 있다. 마이크로파 시스템의 전형적인 에너지 출력은 600-700Watt로서 5분 내에 약 43,000cal가 시료의 가열에 적용된다. 마이크로파의 원리는 마이크로파 영역에서 극성분극화 (dipolar polarization)와 계면분극화(interfacial polarization)가 발생되며, 쌍극자가 마이크로파 전기장의 변화에 시간 지연을 가지며 변화하고 이 때 발생된 열은 일종의 마찰열이라 할 수 있으며 극성을 띄는 액체의 가열이 주로 이 메커니즘에 따른다. 극성분자들은 마이크로파의 전기적 성분에 의해 회전을 하게 되는데 이들 극성분자들은 이웃한 다른 분자와 충돌하게 되면 운동에너지를 얻게 되어 온도가 상승하게 된다. On the other hand, the microwave used for microwave heating is a non-ionized radiant energy in the frequency range of 300-30000 MHz, and among these, four frequencies (915, 2450, 5800, 22125 MHz), especially 2450 MHz, are the most widely used. The typical energy output of a microwave system is 600-700 Watts, with about 43,000 cal applied to heating the sample within 5 minutes. The principle of microwaves is that polarization and interfacial polarization occur in the microwave region, and the dipole changes with time delay in the change of microwave electric field, and the heat generated is a kind of frictional heat. The heating of borne liquids mainly follows this mechanism. The polar molecules are rotated by the electric component of the microwave. When the polar molecules collide with other neighboring molecules, they get kinetic energy and the temperature rises.

마이크로파의 장점으로는 시간과 에너지 비용의 절감과 속성제조, 짧은 시간 내의 온도조절로 인한 선택적인 결정물질의 합성, 전체적으로 균일한 가열과 개선된 물질의 특성이 있으며 나노촉매 제조에 적용될 경우 새로운 성능의 촉매 개발과 선택적인 부분에 마이크로파 도입을 통하여 개선된 나노 물질의 합성이 가능하다. The advantages of microwaves include time and energy cost savings and rapid manufacturing, the synthesis of selective crystalline materials due to temperature control in a short time, the overall uniform heating and improved properties of the material. Improved synthesis of nanomaterials is possible through catalyst development and optional introduction of microwaves.

기존의 촉매 제조 방법인 수열합성의 경우 반응시간이 길고 과량의 유기 주형물질과 반응 후의 세척 공정 때문에 과량의 환경오염물질을 유발시킨데 반해 마이크로파는 에너지 소비량이 200분의 1 정도 밖에 되지 않으며 마이크로파의 선택적인 가열에 의해 사용되는 유기 주형물질을 비롯한 세척제 등의 오염 물질을 저감할 수 있다.In the case of hydrothermal synthesis, which is a conventional method for preparing a catalyst, the reaction time is long and excessive environmental pollutants are caused by the excess organic template and the washing process after the reaction, whereas the microwave consumes only about one in 200 energy. It is possible to reduce contaminants such as cleaning agents including organic template materials used by selective heating.

마이크로파를 이용한 나노 세공촉매의 제조에 대해서 국제적으로는 1988년 미국 모빌사의 연구진에서 마이크로파를 이용한 제올라이트 NaA와 ZSM-5를 처음으로 합성하여 마이크로파가 열전달체로 효과적임을 처음으로 제시하였다. 네덜란드의 베컴(Bekkum) 일행은 제올라이트 Y와 ZSM-5를 30분 이내에 마이크로파로 속성 합성하여 마이크로파가 유기주형물질의 분해를 막고 선택적으로 원하는 결정물질만을 형성한다는 것을 발견하였다. 영국의 쿤디(Cundy) 일행는 제올라이트 베타, ZSM-5, 제올라이트 Y(EMT)를 합성하였으며 처음으로 제올라이트 베타를 종자핵과 함께 사용하여 14시간 만에 합성하는데 성공하였다. 카로(Caro) 일행은 코발트가 치환된 AlPO4-5 물질을 마이크로파로 합성하였다. 베인(Bein) 일행은 메조세공의 촉매합성에 마이크로파를 이용에서 메조세공의 Si, Al-MCM-41을 1시간 내에 속성제조가 가능함을 제시하였다. 선(Sun) 일행은 MCM-41을 몇 가지 반응 경로를 통하여 1-30분 이내에 합성하였다. 최근 코마네니(Komarneni) 연구진에 의하여 열적으로 안정한 SBA-15를 2시간 이내에 제조한 것을 보고하였으며 현재 마이크로파를 이용한 다양한 나노세공 물질들이 전 세계적으로 개발되고 있다. For the preparation of nanopore catalysts using microwaves, the international team of Mobil researchers in 1988 first synthesized microwave-based zeolites NaA and ZSM-5 for the first time, suggesting that microwaves are effective heat transfer agents. Bekkum and colleagues in the Netherlands found that microwaves synthesized zeolite Y and ZSM-5 in microwaves within 30 minutes to prevent the decomposition of organic template materials and optionally form only the desired crystals. The British company, Cohndi, synthesized zeolite beta, ZSM-5 and zeolite Y (EMT), and for the first time successfully synthesized zeolite beta with seed nuclei in 14 hours. Caro (Caro) party was synthesized AlPO 4 -5 material is a cobalt substituted with microwave. A group of vanes suggested that it is possible to rapidly produce mesoporous Si and Al-MCM-41 within 1 hour by using microwave for the catalytic synthesis of mesoporous. Sun group synthesized MCM-41 within 1-30 minutes via several reaction routes. A recent report by Komarneni researchers reported the manufacture of a thermally stable SBA-15 within 2 hours, and various nanoporous materials using microwaves are being developed worldwide.

국내적으로는 안(Ahn) 일행은 마이크로파 조건 하에서 NaA, NaY, ZSM-5 및 제올라이트 베타를 짧은 시간 내에 합성하는 방법을 보고하였다. Domestically, Ahn reported a method of synthesizing NaA, NaY, ZSM-5 and zeolite beta in a short time under microwave conditions.

본 발명의 발명자인 박상언 일행은 마이크로파 합성 기술을 도입하여 다양한 미세세공 구조 물질인 ZSM-5, Beta, 다공성 니켈포스페이트, 제올라이트 Y 등을 마이크로파를 이용하여 속성 제조하였으며 다양한 합성경로와 전이금속이 치환된 ZSM-5를 5 분 이내에 합성하는데 성공하였다. 한국특허 제411194호에는 연속적인 마이크로파 장치를 개시하고 있다. 이를 통해 합성된 ZSM-5의 물성은 기존의 상업용 제올라이트와 큰 차이를 보이지 않음이 확인되었다. The inventors of the present invention Park Sang-un and his colleagues introduced microwave synthesis technology to prepare various microporous structural materials ZSM-5, Beta, porous nickel phosphate, zeolite Y, etc. using microwave, and various synthetic routes and transition metals were substituted. ZSM-5 was successfully synthesized within 5 minutes. Korean Patent No. 411194 discloses a continuous microwave device. It was confirmed that the physical properties of the synthesized ZSM-5 did not show a significant difference from conventional commercial zeolites.

일반적인 마이크로파 합성은 수열반응기의 원리와 비슷한 내부 구조를 가지고 있으며 가열시 마이크로파를 이용하느냐 아니면 일반적으로 가열된 열을 사용하느냐에 따라 달라진다. ZSM-5 합성의 경우 TPAOH, 알루미늄원, 실리카원, 물로 구성된 전구 물질을 제조하고 이를 고온 고압용 테프론 용기에 담은 다음 300W의 출력을 이용하여 10분 동안 가열하여 제조한다. 이는 기존의 수열합성보다는 제조 속도가 우수하나 합성량이 적어 대량으로 생산하기에는 아직 개선해야 할 점이 많다. General microwave synthesis has an internal structure similar to that of hydrothermal reactors, and depends on whether microwaves are used for heating or generally heated heat. In the case of ZSM-5 synthesis, a precursor made of TPAOH, an aluminum source, a silica source, and water is prepared and placed in a high-temperature, high-pressure Teflon container and heated for 10 minutes using an output of 300W. This is faster than conventional hydrothermal synthesis, but due to the small amount of synthesis, there is still much to be improved for mass production.

본 발명의 발명자인 박상언 일행의 한국특허 제411194호에는 ZSM-5의 합성의 경우 연속식을 사용하였으며 그림과 같은 튜브 모양의 반응관을 지그재그 모양으로 거치하였으며 300W 출력의 마이크로파 1대를 이용하고 펌핑속도를 조절하여 연속성을 가지도록 하였다. 그러나 반응관의 튜브를 코일처럼 감는 것이 불가피해 테프론 튜브가 얇고 반응관 내부에서 생성된 ZSM-5의 침적 때문에 튜브의 손상이 발생하는 등 반응관의 제조와 관리가 어려운 문제점이 있었다. 또한 촉매 제조량이 작다. In Korean Patent No. 411194 of Park Sang-un, the inventor of the present invention, a continuous type was used for the synthesis of ZSM-5, and a tube-shaped reaction tube was mounted in a zigzag form as shown in the figure. The speed was adjusted to have continuity. However, because it is inevitable to wind the tube of the reaction tube like a coil, the Teflon tube is thin and the deposition of ZSM-5 generated inside the reaction tube has a problem that it is difficult to manufacture and manage the reaction tube. In addition, the catalyst production amount is small.

본 발명은 원가 절감 및 대량생산이 가능한 연속식 마이크로파 수열합성 장치를 제공하기 위한 것이다. The present invention is to provide a continuous microwave hydrothermal synthesis apparatus capable of cost reduction and mass production.

또한 본 발명은 제조비가 싸고 유지 관리가 용이한 연속식 마이크로파 촉매 제조장치를 제공하기 위한 것이다. It is another object of the present invention to provide a continuous microwave catalyst production apparatus which is low in cost and easy to maintain.

또한 본 발명은 오염물 발생이 적고 자원절약, 에너지 절약을 동시에 기대할 수 있는 연속식 마이크로파 촉매 제조장치를 제공하기 위한 것이다. In another aspect, the present invention is to provide a continuous microwave catalyst production apparatus that can be expected to reduce the generation of contaminants, resource saving, energy saving at the same time.

본 발명은, 촉매 생성 반응물 공급기; 상기 촉매 생성 반응물 공급기에 일단이 연결되고 마이크로파 불활성 재료로 된 밀폐형 반응관; 상기 반응관이 장착되도록 양 측벽의 일부에 연통공이 형성되고 마이크로파를 조사하도록 각각 마그네트론이 장착되고 전자파가 차폐된 일련의 다수 마이크로파 조사실; 상기 반응관의 타단이 연결된 촉매 생성물 수집기; 이들을 제어하는 제어수단으로 된 연속식 마이크로파 수열합성 장치를 제공한다.The present invention provides a catalyst generating reactant feeder; A hermetic reaction tube having one end connected to the catalyst generating reactant supply and made of a microwave inert material; A series of microwave irradiation chambers in which communication holes are formed in portions of both side walls to mount the reaction tubes, and magnetrons are mounted and electromagnetic waves are shielded to irradiate microwaves; A catalyst product collector connected to the other end of the reaction tube; Provided is a continuous microwave hydrothermal synthesis apparatus comprising control means for controlling them.

상기 밀폐형 반응관는 일반적으로 테프론 재질로 된 튜브와 웜기어 또는 스크류로 만들어진다. 유입된 전구물질의 반응성을 원할히 하기 위해 반응기는 고온 고압에도 내구성을 가지는 대략 외경 50 내지 100mm의 파이프가 바람직하다. The hermetic reaction tube is generally made of a tube made of Teflon and a worm gear or screw. In order to facilitate the reactivity of the introduced precursor, the reactor is preferably a pipe having an outer diameter of about 50 to 100 mm, which is durable even at high temperature and high pressure.

상기 마그네트론은 예를 들면 0.5 내지 2.0kw 싱글모드 마그네트론을 사용할 수 있다. 가장 바람직하게는 범용 1kw 싱글모드 마그네트론을 사용한다. 바람직하게는 3 내지 6조의 마그네트론이 사용되고 3 내지 6조의 마이크로파 조사실이 서로 연결된다. The magnetron may use, for example, 0.5 to 2.0 kw single mode magnetron. Most preferably a general purpose 1kw single mode magnetron is used. Preferably 3 to 6 sets of magnetrons are used and 3 to 6 sets of microwave irradiation chambers are connected to each other.

상기 촉매 생성 반응물 공급기에 바람직하게는 10bar에서 50bar까지 조절이 가능한 정압펌프가 설치되고 상기 교반 이송기의 상기 타단에는 10bar에서 50bar까지 조절이 가능한 릴리프 밸브가 설치되어 반응물의 취출량을 조절한다.The catalyst generating reactant feeder is preferably provided with a constant pressure pump that can be adjusted from 10bar to 50bar, and a relief valve that is adjustable from 10bar to 50bar is installed at the other end of the stirring feeder to adjust the amount of the reactant taken out.

나노세공형 촉매 또는 나노입자형 촉매를 제조하기 위하여 유기 전구물질과 용매 및 다양한 무기 골격원을 혼합한 용액을 정액펌프를 통하여 반응관에 공급하 고 반응관은 일련의 마이크로파 조사실로 이송하여 일련의 마그네트론에 의하여 연속적으로 마이크로파를 조사하되 반응물질이 충분히 마이크로파를 흡수할 수 있도록 적당한 펌핑 속도로 반응 속도가 조절되도록 가열한다. 이러한 반응은 고온 고압 반응이므로 반응의 위험성을 미리 감지하고 알맞은 반응 조건을 도모하기 위해 반응기 내부에 압력 센서와 온도 센서를 부착하는 것이 바람직하다. 촉매 반응물은 산도에 크게 영향을 받지는 않으나 바람직하게는 염기성 또는 중성 용액이다.In order to prepare a nanoporous catalyst or a nanoparticle catalyst, a solution containing an organic precursor, a solvent, and various inorganic skeletal sources is supplied to a reaction tube through a semen pump, and the reaction tube is transferred to a series of microwave irradiation chambers. The microwaves are continuously irradiated with magnetron and heated to adjust the reaction rate at an appropriate pumping speed so that the reactants can sufficiently absorb the microwaves. Since this reaction is a high temperature and high pressure reaction, it is preferable to attach a pressure sensor and a temperature sensor inside the reactor in order to detect the danger of the reaction in advance and to achieve appropriate reaction conditions. The catalyst reactant is not significantly affected by acidity but is preferably a basic or neutral solution.

상기 반응관에는 모터가 연결되어 원활한 촉매제조를 위한 혼합과 이송의 동력을 제공한다. 상기 마이크로파 조사실에는 측면 반응관 연통공을 제외하고 전면에 전자파 차단판을 설치하여 반응물질에 흡수되지 않고 반사된 마이크로파를 차단하도록 한다. The reaction tube is connected to a motor to provide power for mixing and conveying for smooth catalyst production. The microwave irradiation chamber is provided with an electromagnetic wave shielding plate on the front surface except for the side reaction tube communication hole to block the microwaves that are not absorbed by the reactants.

원 소재의 정액펌프의 압력의 설정과 반응관 내의 반응물의 온도와 압력을 감지하고 마이크로파의 가열 세기를 간편하게 조절할 수 있도록 제어수단으로 주조작반을 설치하는 것이 바림직하다.It is advisable to install a casting table as a control means to detect the temperature of the raw material semen pump and the temperature and pressure of the reactants in the reaction tube and to easily adjust the heating intensity of the microwave.

이하 도면에 의하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이러한 설명은 본 발명을 예시하기 위한 것으로 본 발명의 보호범위를 제한하는 것으로 해석하여서는 아니 된다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. These descriptions are intended to illustrate the invention and should not be construed as limiting the protection scope of the invention.

설계기준은 1cm 당 0~20Kg의 압력을 가하고 마이크로파에 의한 온도를 일반적인 나노촉매 제조 온도인 실온에서 200℃까지로 설계하고 주입되는 촉매의 양을 시간당 4 Kg으로 하였다. 반응관 관의 직경은 70mm 마이크로파 조사실의 쳄버 사이즈는 340mm × 340mm × 210mm로 제작하고 쳄버 배열은 각각 50 mm의 유격을 두 고 4組를 배치하였다. 또한 50mm 부분에 테프론 파이프 팽창 방지용 고리를 끼우고 온도 센서를 부착하여 안정성을 도모하였다. The design criterion was to apply a pressure of 0 ~ 20Kg per cm, and the temperature by microwave was designed from room temperature, which is a general nanocatalyst production temperature, to 200 ° C, and the amount of catalyst injected was 4 Kg per hour. The diameter of the reaction tube was 70 mm and the chamber size of the microwave irradiation chamber was 340 mm × 340 mm × 210 mm, and the array of chambers was placed 4 mm with a 50 mm clearance. In addition, the 50mm part was fitted with a teflon pipe expansion prevention ring and a temperature sensor was attached for stability.

나노입자형 촉매를 제조하기 위하여 유기 전구물질과 용매 및 무기 골격원을 혼합한 용액을 호퍼②는 정액펌프를 통하여 반응관⑥에 공급하고 반응관⑥은 마이크로파 조사실④로 이송하여 1 Kw 싱글모드 마그네트론③에 의하여 연속적으로 마이크로파를 조사하되 반응물질이 충분히 마이크로파를 흡수할 수 있도록 적당한 펌핑 속도로 반응 속도가 조절되도록 가열한다. 이러한 반응은 고온 고압 반응이므로 반응의 위험성을 미리 감지하고 알맞은 반응 조건을 도모하기 위해 반응관⑥에 압력 센서와 온도 센서⑩를 부착한다. 주조작반①을 설치하여 원 소재의 정압펌프⑪의 압력과 반응관⑥ 내의 반응물의 온도와 압력을 감지하고 마이크로파의 가열 세기를 간편하게 조절할 수 있도록 하였다. 촉매 생성 반응물 공급기②에 10bar에서 50bar까지 조절이 가능한 정압펌프⑪가 설치되고 상기 교반 이송기의 상기 타단에는 10bar에서 50bar까지 조절이 가능한 릴리프 밸브⑨가 설치되어 촉매수집기⑧로 배출되는 촉매반응물의 취출량을 조절한다.In order to prepare a nanoparticle catalyst, a solution containing an organic precursor, a solvent, and an inorganic skeletal source is supplied to a reaction tube ⑥ through a sperm pump, and the reaction tube ⑥ is transferred to a microwave irradiation chamber ④ to produce a 1 Kw single-mode magnetron. 3. Irradiate the microwave continuously by ③, and heat the reaction rate to adjust the proper pumping speed so that the reactant can absorb the microwave sufficiently. Since this reaction is a high temperature and high pressure reaction, a pressure sensor and a temperature sensor 에 are attached to the reaction tube ⑥ in order to detect the danger of the reaction in advance and to achieve appropriate reaction conditions. By installing the casting board ①, the pressure of the constant pressure pump 의 of the raw material and the temperature and pressure of the reactants in the reaction tube ⑥ were detected so that the heating intensity of the microwave could be easily adjusted. A positive pressure pump 이 adjustable from 10 bar to 50 bar is installed in the catalyst-producing reactant feeder ②, and the other end of the stirring feeder is provided with a relief valve ⑨ adjustable from 10 bar to 50 bar to take out the catalyst reactant discharged to the catalyst collector ⑧. Adjust the amount.

본 발명에 의한 연속식 마이크로파 수열합성 장치는 기존의 수열법에 비해 높은 생산성과 에너지 효율성을 가지게 되며 제조 장치가 간편하여 시작품 제작비와 에너지를 절약할 수 있으므로 촉매 생산가격의 경쟁력이 높아진다. 반응 전 전구 물질의 유입과 반응 후 결정화된 생성물은 정액펌프와 반응관를 통해 생성물이 원활하게 이동하고 또한 온도센서와 압력센서를 각각 부착하여 조작의 안정성의 확보가 가능하며 주조작반을 설치하여 각 부분의 제어가 가능하도록 함으로서 작동의 편리함을 달성할 수 있다. The continuous microwave hydrothermal synthesis apparatus according to the present invention has higher productivity and energy efficiency than the conventional hydrothermal method, and the production apparatus is simple, which saves prototype cost and energy, thereby increasing the competitiveness of the catalyst production price. The product crystallized before and after the reaction of the precursors before the reaction, the product smoothly moves through the semen pump and reaction tube, and it is possible to secure the stability of the operation by attaching the temperature sensor and the pressure sensor, respectively, by installing a casting board The convenience of operation can be achieved by enabling the control of.

Claims (4)

촉매 생성 반응물 공급기; 상기 촉매 생성 반응물 공급기에 일단이 연결되고 마이크로파 불활성 재료로 된 스크류 타입의 밀폐형 반응관; 상기 반응관이 장착되도록 양 측벽의 일부에 연통공이 형성되고 마이크로파를 조사하도록 각각 마그네트론이 장착되고 전자파가 차폐된 일련의 다수 마이크로파 조사실; 상기 반응관의 타단이 연결된 촉매 생성물 수집기; 및 제어수단을 포함하는 연속식 마이크로파 수열합성 장치Catalyst generating reactant feeder; A screw-type closed reaction tube of one end connected to the catalyst generating reactant feeder and made of a microwave inert material; A series of microwave irradiation chambers in which communication holes are formed in portions of both side walls to mount the reaction tubes, and magnetrons are mounted and electromagnetic waves are shielded to irradiate microwaves; A catalyst product collector connected to the other end of the reaction tube; And a hydrothermal synthesis apparatus including control means 제1항에 있어서, 상기 스크류 타입의 밀폐형 반응관이 테프론 재질로 된 튜브와 스크류 또는 원기어를 포함하는 연속식 마이크로파 수열합성 장치The continuous microwave hydrothermal synthesis apparatus according to claim 1, wherein the screw-type hermetic reaction tube comprises a tube made of Teflon and a screw or a gear. 제2항에 있어서, 상기 촉매가 나노세공형 촉매 또는 나노입자형 촉매인 연속식 마이크로파 수열합성 장치The continuous microwave hydrothermal apparatus according to claim 2, wherein the catalyst is a nanoporous catalyst or a nanoparticulate catalyst. 제3항에 있어서 상기 마그네트론이 3 내지 6조의 0.5 내지 2.0 KW 마그네트론이고 상기 마이크로파 조사실이 3 내지 6조로 구성되고 상기 촉매 생성 반응물 공급기에는 10bar에서 50bar까지 조절이 가능한 정압펌프가 설치되고 상기 반응관에는 압력센서와 온도센서가 부착되고 상기 반응관의 상기 타단에는 10bar에서 50bar까지 조절이 가능한 릴리프 밸브가 설치되어 반응물의 취출량을 조절하는 연 속식 마이크로파 수열합성 장치According to claim 3, wherein the magnetron is 3 to 6 sets of 0.5 to 2.0 KW magnetron and the microwave irradiation chamber is composed of 3 to 6 sets, the catalyst generating reactant feeder is adjustable from 10 bar to 50 bar is installed in the reaction tube Continuous microwave hydrothermal synthesis apparatus is attached to the pressure sensor and temperature sensor and the other end of the reaction tube is provided with a relief valve that can be adjusted from 10bar to 50bar
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