KR101034869B1 - 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막과 이를 이용한 막 필터 - Google Patents
관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막과 이를 이용한 막 필터 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 본 발명은 여과와 투석과정에서 유용한 막에 관한 것으로서, 그 자체로 원통대칭성을 갖는 음극에 대하여 양극산화될 양극을 원통 대칭으로 위치하게 함으로써, 우수한 기공 특성을 갖는 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막과, 여과나 투석 응용을 위하여 많은 수의 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막으로 구성된 원통적재물이나 다발로 이루어진 막 필터를 기술적 요지로 한다. 이에 따라, 종래의 구부러진 기공을 가진 세라믹 필터에 비해 매우 높은 효율과 성능을 가지며, 폴리머 필터에 비해서는 오랜 수명을 가지며, 열적, 화학적으로도 안정하여 심하게 막혔을 때 열적, 화학적으로 깨끗이 세정할 수 있어서, 비용을 절감시키는 이점이 있다.
필터 투석 나노다공질 산화물 세라믹 막 관상 중공사 직관통공
Description
본 발명은 여과와 투석과정에서 유용한 막에 관한 것으로서, 특히 그 자체로 원통대칭의 모양을 갖추고 있는 양극과 음극을 원통대칭성을 적용하여 배치함과 아울러, 이 배치에 따라 다른 부속물을 적절히 변화시킴으로써 내구성 및 효율을 향상시킨 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막과 이를 이용한 막 필터에 관한 것이다.
알루미늄 산화물이나 티타늄 산화물 등과 같은 나노다공질 양극산화 세라믹 막은 필터, 가스센서, 촉매, 혈액투석, 전기투석, 연료전지셀, 나노구조물을 위한 형틀 및 생명과학과 생의학의 응용과 같은 다양한 응용분야에서 많은 관심을 받고 있다.
기존의 다공질 세라믹 막은 다양한 크기의 구부러진 형태의 기공을 가져 기공율도 비교적 낮고, 막힘 현상도 심하게 일어나는데 반하여, 나노다공질 양극산화 세라믹 막은 기공율이 커 여과효율이 매우 높고, 직선으로 관통된 동일한 크기의 기공(직관통공)을 가지고 있어 그 기공보다 적은 크기의 유해물 입자를 크나큰 막 힘 현상 없이 효율적이고 효과적으로 여과할 수 있다. 따라서 기공 채널을 자주 세척할 필요 없이 기존 막보다 훨씬 오랫동안 사용할 수 있다.
더구나 양극산화 세라믹 막에서는 그 기공의 크기를 수 nm에서 수백 nm 사이에서 조절할 수 있는데, 그 크기가 매우 균일하여, 이 막을 적용한 필터의 여과 선택성은 매우 우수하다.
나노다공질 양극산화 세라믹 막의 관통공 크기는 황산, 인산, 옥살산, 말론산, 주석산, 구연산 및 황산과 옥살산의 혼합용액들 중 하나를 전해질로 선택하여 이 전해질에 특별히 대응하는 전압을 인가함으로써 조절할 수 있다. 이러한 직관통공은 두 단계 양극산화공정이나 나노크기의 볼록한 형상의 격자 패턴이 존재하는 도장판(imprint)을 이용함으로써 최밀충진 구조의 배열로 스스로 정렬되게 할 수 있다.
특히, 나노다공질 알루미늄 양극산화 막의 녹는점은 1000℃이기 때문에 600℃의 온도에서까지 사용할 수 있을 것으로 평가되고 있다. 그러나 결정체로의 상 변태를 위해 높은 온도에서 열처리를 한 후에는 1000℃까지의 높은 온도에서도 사용할 수 있다. 상 변태된 것은 화학적으로 매우 안정하여 강염기와 강산의 환경에서도 조차 사용될 수 있다. 이는 높은 온도 하의 산과 염기 분위기의 혹독한 환경에서도 한외여과, 나노필터여과, 역삼투압 여과에 사용될 수 있다는 것을 뜻한다.
또한 나노다공질 알루미늄 양극산화 막은 인체적합성이 우수하여, 막힘 현상이 심각한 문제인 혈액투석과 같은 생명과학 분야에서도 많은 관심을 받고 있다. 특히 그 막의 표면과 기공 내부에 해로운 가스를 흡착할 수 있는 흡착 층이나, 촉 매 층 또는 특별한 기능성을 갖는 층을 코팅한 알루미늄 양극산화 막은 매우 우수한 성능의 필터나 센서로 사용할 수 있다. 따라서 필터와 센서 이용에 있어서 나노다공질 알루미늄 양극산화 막의 중요성은 점점 더 커지고 있는 실정이다.
그리고 다른 크기의 직관통공을 갖는 나노다공질 티타늄 양극산화 막은 다른 전해질을 사용하는 점만 제외하고는 나노다공질 알루미늄 양극산화 막의 제조방법과 비슷한 방법으로 제조할 수 있다. 그 전해질로는 불산, 불화칼륨, 불화나트륨, 황산과 불산이나 크롬산화물과 불산, 황산암모늄과 불화암모늄, 황산암모늄과 불화나트륨 혼합용액을 들 수 있다. 일반적으로 알루미늄 양극산화 막과는 달리, 티타늄 양극산화 막의 두께는 양극산화지속시간과는 무관하다.
티타늄 산화물은 화학적 안정성이 우수하여 심한 알칼리나 산성 분위기에서도 사용될 수 있다. 이 산화물의 세 개의 결정상인 아나타세와 루타일, 브룩카이트는 광촉매성이 있어, 이 막의 표면이나 기공에 다른 촉매물질을 증착하지 않고도 휘발성 유기화합물 가스(VOC)와 NOx, SOx 등과 같은 환경유해가스를 분해하는 필터로 사용할 수 있다. 더구나 이 물질의 용융점이 1870℃로 높아 높은 온도에서도 사용할 수 있다. 그러므로 이 막은 매우 높은 온도의 매우 심한 알칼리나 산성 분위기에서도 사용될 수 있다.
최근까지 단지 필름형태의 평평한 나노다공질 알루미늄 양극산화 막이나 나노다공질 티타늄 양극산화 막 판만이 양질로 제조되어 왔다. 그런데 이러한 판상 막은 비교적 좁은 여과면적 때문에 몇 가지 분야에로만 그 사용 영역이 제한된다. 대부분의 필터는 더 넓은 여과 면적, 그래서 더 높은 여과효율성 때문에 관형태의 막을 요구한다. 심지어 중공사막(hollow fiber membrane)이 더 높은 효율성을 위해 사용되어 왔는데, 가능한 한 여과시간이 짧을 것을 요구하는 혈액투석에도 중공사막이 사용되어 왔다.
그러나 이러한 중공사막은 폴리머에 기반을 둔 물질만으로 만들어져 왔다. 지금까지 다공성 산화물 세라믹 막은 슬립-캐스팅에 기초한 졸-겔법과 같은 종래의 방법으로만 제조되어 왔는데, 이 막에서의 기공 특성은 양극산화 막에서의 특성만큼 좋지 않다. 따라서 관상형 양극산화 산화물 세라믹 막의 출현은 평판형의 양극산화 막의 판상 모양으로부터 비롯되는 모든 단점을 뛰어 넘어 양극산화 막의 많은 분야에의 실제적 적용을 가속화할 것이다. 그러나 지금까지 기공 특성이 우수한 관상형 양극산화 세라믹 막의 제조에 관한 연구보고는 전혀 없었다.
우수한 기공 특성을 갖는 양질의 나노다공질 산화물 세라믹 막은 균일한 크기의 직관통공이 규칙적으로 잘 정렬된 기공률이 큰 것인데, 이러한 양질의 막을 제조하기 위해서는 양극과 음극 사이의 균일한 전기장 분포와 양극산화 동안 발생하는 열의 우수한 방출 능력, 양극산화되는 금속체 표면에서의 전해질의 균일한 흐름 등을 위하여 특별한 주의가 요구된다. 판상의 막을 제조할 때 이러한 요구는 쉽게 해결할 수 있지만, 관상일 때는 쉽지 않다. 그래서 이 관상 양극산화 세라믹 막의 제조는 거의 시도되지 않아 왔다.
상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 그 자체로 원통대칭의 모양을 갖추고 있는 양극과 음극을 원통대칭성을 적용하여 배치함과 아울러, 이 배치에 따라 다른 부속물을 적절히 변화시킴으로써 내구성 및 효율을 향상시킨 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막과 이를 이용한 막 필터의 제공을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 관상의 금속으로써 원통 대칭의 모양을 갖는 양극과, 상기 양극에 대응되는 원통 대칭의 모양을 갖는 음극의 배치에 원통 대칭성을 도입하여, 상기 관상의 금속을 양극산화함으로써 제조한 관상의 산화물 세라믹 막 벽에 나노크기의 직관통공이 형성된 것을 특징으로 하는 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막을 기술적 요지로 한다.
또한, 상기 관상의 금속은, 알루미늄, Cu와 Mn, Si, Mg, Cr, Zn, Zr, Ti 및 Li 원소들 중 하나에서 네 개까지의 원소를 포함하는 알루미늄 합금, 티타늄 및 Al과 V, Mo, Ga, Ge, Ta, Nb, Mn, Fe, Cr, Co, Ni, Cu, Si, C, O 원소들 중 하나에서 네 개까지의 원소를 포함하는 티타늄 합금 중 어느 하나 인 것이 바람직하다.
또한, 상기 관상의 금속은, 기계적 절삭 인발, 긁어내기, 용접 및 리베팅 중의 어느 하나 또는 이들을 복합적으로 이용하여 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막의 외경은 10 nm ~ 20 ㎛이고, 두께는 50 mm ~ 10 ㎛의 범위이며, 1~300 nm 크기 범위의 나노기공을 가지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막은, 상기 관상의 금속 내벽 또는 외벽을 바깥쪽과 안쪽 방향으로 각각 양극산화하거나, 외벽과 내벽을 동시에 모두 양극산화함으로써 제작되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막은 인산, 옥살산, 말론산, 주석산 및 구연산의 혼합용액, 그리고 황산과 옥살산의 혼합용액, 유기산의 혼합용액 중의 어느 하나를 전해질로 사용하여 10~250V의 전압을 인가하여 양극산화하여 제작되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막은 TiO2, V2O3, WO, SnO2 및 ZnO 중 어느 하나의 흡착 또는 촉매물질을 스퍼터링, 증발, 전기증착 및 졸-겔법 중 어느 하나의 코팅방법을 이용하여 코팅한 막을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막은, 기계적 특성 향상을 위한 지지체 및 인접 구조물과의 연결을 위한 조인트 역할을 하는 다수 개의 돌출부와, 1~300 nm 크기의 나노 기공을 갖는 세라믹 막 층으로 구성된 것이 바람직하다.
또한, 상기 지지체 및 상기 돌출부는, 소정 패턴이나 모양을 가지는 것이 바람직하며, 상기 지지체 및 돌출부는 리소그래피, 기계적 절삭, 연마, 인발, 긁어냄, 용접 및 리벳 중의 어느 하나 또는 둘 이상의 복합 가공공정의 수행한 후 양극산화하여 제조되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은, 상기 관상의 나노다공질 세라믹 산화물 막을 단일 또는 복 수개로 이용하여 제조하여 형성된 막 필터를 또 다른 기술적 요지로 한다.
여기에서, 상기 막 필터는, 하나의 동심원 축에 대하여 각기 다른 직경의 상기 관상의 세라믹 산화물 막이 조립된 원통적재물의 형태를 띄는 것이 바람직하며, 상기 관상의 나노다공질 세라믹 산화물 막의 직경이 증가함에 따라 그 기공의 직경이 증가하거나 감소하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 막 필터는, 다수개의 상기 관상의 나노다공질 세라믹 산화물 막으로 묶여진 다발의 형태를 띄는 것이 바람직하다.
상기 과제 해결 수단에 의해 본 발명은 종래의 구부러진 기공을 가진 세라믹필터에 비해 기공율이 커 여과효율이 매우 높고, 직관통공을 가져 막힘 현상이 적어 자주 세정할 필요가 없어 수명이 길고, 두께가 얇아 막 전후에서의 압력 저하가 적고, 기공 크기가 매우 균일하여 여과의 선택성이 높은 반면, 폴리머 중공사막에 비교하여서는 열적, 화학적으로도 안정하여 심하게 막혔을 때 열적, 화학적으로 깨끗이 세정할 수 있어서, 비용을 절감시키는 효과가 있다.
본 발명에 따른 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막을 만드는 간단한 방법은 미리 관 형태로 제작된 관상의 금속을 양극산화하는 것이다. 상기 금속관은 금 속 주괴를 틀에 맞게 만들어 기계적 가공을 거쳐 도면과 같이 만들어 진다. 그 면적은 필터의 사이즈에 따라 크게 변할 수 있다. 직경은 수십 m만큼 크고 또한 수십 ㎛만큼 작아질 수 있다. 수백 ㎛보다 적은 직경의 관은 중공사(hollow fiber)라 명명될 수 있다. 중공사는 매우 작은 직경을 가진 관 중의 하나로써, 여기에서는 이를 포함하여 관이라고 한다.
그러나 긴 시간의 양극산화가 필요하기 때문 아주 두꺼운 막은 바람직하지 않다. 특히 양극산화가 천천히 일어나는 경(mild)양극산화의 경우에는 더욱 그러하다.
상기 금속관은 알루미늄, Cu와 Mn, Si, Mg, Cr, Zn, Zr, Ti 및 Li 원소들 중 하나에서 네 개까지의 원소를 포함하는 알루미늄 합금, 티타늄 또는 Al과 V, Mo, Ga, Ge, Ta, Nb, Mn, Fe, Cr, Co, Ni, Cu, Si, C, O 원소들 중 하나에서 네 개까지의 원소를 포함하는 티타늄 합금을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 금속관을 양극산화함으로써 제조된 관상의 산화물 세라믹 막의 경우, 500 ㎛보다 적은 두께의 것이 바람직하다. 기계적 강도의 관점에서 직관통공 막에서는 200~300 ㎛가 적당한데, 이를 위해서 중(hard)양극산화법을 사용할 경우 2시간 정도면 이 두께를 충분히 만들 수 있다. 그러나 경(mild) 양극산화법을 사용할 경우에는 1~5일 동안 양극산화하여야 한다. 그런데 빈약한 기계적 성질 때문에 20 ㎛ 보다 얇은 두께는 피해야 한다. 20 ㎛ 보다 얇은 막을 다루기 위해서는 특별한 주의를 요한다.
본 발명은 금속관을 양극산화시킬 때, 그 자체로 원통 대칭성을 갖는 양극과 음극의 배열에 원통 대칭을 적용한 것으로 양극산화되는 표면에 따라 두 가지 방법을 제안한다.
한 가지 방법은 금속관의 외부 벽 표면을 양극화하는 것이다. 산화물 세라믹 막 즉, 기공 채널은 안쪽 벽 표면이 완전히 양극산화될 때까지 내부 벽 표면에서부터 안쪽으로 자란다. 또 다른 방법은 내부표면을 양극산화하는 것이다. 후자방법에서 산화물 세라믹 막 즉, 기공채널은 외부 벽 표면이 완전히 양극산화될 때까지 내부표면에서부터 외부로 향하여 자란다.
원칙적으로 본 발명은 금속관을 균일하게 양극산화시키기 위한 것으로, 그 자체가 원통 대칭성을 갖는 양극과 음극을 원통 대칭으로 배열하는 것이다. 그러한 배치는 양극과 음극 사이에 균일한 전기장 분포를 낳아 기공이 밀집된 균일한 분포를 낳을 것으로 기대한다. 이와 아울러 본 발명에서는 금속관 벽 표면과 열 흡수체 사이를 열전도가 잘 되도록 긴밀히 접촉시켜 기공이 한쪽 방향으로만 자라게 하여, 기공이 양쪽 방향으로 자라게 하는 양극산화법을 사용할 경우에 나타나는 기공 채널의 불연속성을 방지하고자 하는 것이다.
도 1은 금속관의 외부 벽면을 양극산화하기 위한 장치의 개략도이다. 도 1을 참조하면 양극인 금속관(10)은 양극산화를 위한 전기화학 셀의 중심에 위치한다. 양극(10)과 음극(20)사이에서 균일한 전기장 분포를 유지하기 위해 원통의 망상조직이나 원통 대칭구조를 갖는 이와 비슷한 형태의 음극(20)이 양극산화되는 금속관(10) 바깥에 원통 대칭되게 위치해 있다. 양극산화되는 동안 발생하는 열을 흡수하여 양극산화가 정상상태에서 진행되도록 금속관의 내부 벽면은 열 흡수체와 긴밀 한 열 접촉을 유지해야 한다. 단지, 금속관(10)의 외부 벽면만이 전해질(30)과 접촉되어 양극산화된다. 양극산화로 인한 부피팽창이 금속관의 내부 벽과 열 흡수체 간의 극도의 긴밀한 접촉을 방해할 경우에는, 전해질(30)이 열 흡수체로의 열 전달 경로의 역할을 수행할 수 있다. 또한 중공의 금속관(10)이 내부 표면까지 철저하게 양극산화되기 위하여 내부 표면은 전극과 양호하게 접촉되어 있어야 한다. 금속관 내부 표면을 넘어 과잉으로 양극산화됨으로부터 전극의 표면과 열 흡수체를 보호하기 위하여 또 다른 금속 층이 필요할 것이다. 전해질(30)은 균일한 농도를 위해 교반되어야 한다. 여기에서, 나노 기공(111)은 안쪽방향으로 자라 직관통공(110)을 형성하여, 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막(100)을 형성한다.
인가전압, 전해질 종류와 양극산화 온도와 같은 양극산화를 위한 공정변수는 행하고자 하는 양극산화의 종류, 기공간 거리, 기공(셀) 배열정도에 따라 기본적으로 변할 것이다. 물론 기공간 거리는 일차적으로는 인가전압에 의존하고 이차적으로는 전류와 온도에 의존한다.
상기 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막의 두께는 양극산화시간에 따라 달라진다. 이러한 막은 특정한 내부 깊이까지 양극산화한 다음 CuCl2와 HCl의 혼합용액과 같은 산성용액을 사용하여 남아있는 알루미늄 또는 티타늄 매트릭스를 제거하거나, 전압펄스를 몇 번 가하여 금속 매트릭스로부터 그것을 분리함으로써 만들어질 수 있다. 그렇지 않으면 내부 벽면까지 철저하게 양극산화하여 만들 수 있다. 그 결과로 생긴 기공은 직관통공이 된다.
상기와 같이 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막의 두께는 양극산화시간의 조절뿐만 아니라, 금속관의 두께의 조절에 의해서도 조절할 수 있다. 금속관의 직경은 수십 ㎛에서 수십 m까지 변할 수 있으므로 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막도 도 1과 같은 구성에 의해서 제조될 수 있다.
그런데 셀이 밀집되어 있는 내부 면과 외부 면의 면적이 서로 다르기 때문에, 기공간의 거리, 즉 셀 크기가, 내부 표면과 외부 표면 사이에서 약간 다를 것으로 기대된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 외부 벽(114) 표면이 좀 더 크기 때문에, 외부 벽(114) 표면에서의 기공(111) 간 거리와 셀(112) 크기가 내부 벽(113) 표면에서의 것보다 약간 더 클 것으로 기대된다. 여기에서 외부 벽에서부터 내부 벽까지 기공을 연결되어 직관통공(110)을 이룸을 알 수 있다.
직경이 수~수백 nm까지 조절될 수 있는 동일한 직관통공을 갖는 막을 이에 대응되는 전해질과 인가전압을 선택하여 양극산화한 후, 기공을 확장하기 위해 H3PO4와 같은 산 용액에서 이를 부가적으로 처리함으로써 제조할 수 있다.
도 3은 내부 벽면을 양극산화함으로써 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막을 제작하기 위한 또 다른 개략도를 보여준다. 이 구성에서는 전해질(30)이 금속관(10) 내부에 담겨있다. 음극(20)과 양극(10) 간에 균일한 전기장 분포를 유지하기 위해 망상형 중공원통이나 원통대칭형 또는 외이어모양의 음극(20)이 양극산화될 금속관(10) 내부의 중심에 위치하고 있다.
도 3에서 보면 전해질(30) 용기가 원 대칭성을 가져 이러한 배열에서 전해질 을 교반하는 것은 도1의 구성에서보다 더욱 균일한 농도를 낳는다. 알루미늄 또는 티타늄, 알루미늄 합금 또는 티타늄 합금 금속관(10)의 외면은 양극산화하는 동안 발생하는 열을 흡수하여 정상상태에서 양극산화를 진행하기 위해 열 흡수체와 우수한 열 접촉을 유지해야 한다. 도 3이 도 1보다 더 넓은 열 접촉영역을 제공하기 때문에 도3의 구성이 도 1보다 열역학적으로 더욱 안정할 것이다.
그러나 이러한 구성에서는 금속관의 직경이 매우 작을 경우, 전해질의 양이 매우 적은 양으로 제한된다는 사실을 알아야 한다. 양극처리로 인한 부피팽창이 금속관의 내부 벽과 열 흡수체의 긴밀한 접촉을 방해할 경우, 전해질은 열 흡수체로의 열 전달 경로의 역할을 수행한다. 금속관의 직경이 매우 작을 경우, 금속관에 담긴 전해질의 양도 매우 적어, 정상상태에서의 양극산화를 위한 전해질을 통한 열전도 냉각이 충분하지 않을 경우가 있는데, 이 경우 일정한 농도와 온도를 갖는 전해질을 빠르게 순환시킬 필요가 있다.
이러한 양극산화는 금속관의 내부 벽면에서부터 시작되어, 기공은 내벽에서 외부방향으로 자란다. 이러한 구성에서는 외부 벽면까지 완전히 양극산화되기 위해서 외부 벽면이 전극과 접촉되어 있어야 한다. 도 3의 장치를 이용하여 양극산화함으로써 얻어진 막의 경우, 도 2의 삽입화면에서 보듯이 외면이 더 크기 때문에, 외부 벽면에서의 기공간 거리와 셀 사이즈는 내부 벽면에서의 것보다 약간 더 크다.
한편, 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막의 기계적 성질이 매우 빈약하므로, 그 관상 막은 기계적 버팀대로써 지지체가 필요하다. 또한 금속에서 금속산화물로 전환된 결과, 격자의 팽창 때문에 생기는 기계적 응력이 클 수 있기 때문에 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막의 크기가 제한될 수 있다. 따라서 기계적으로 강한 크기가 큰 세라믹 막 관을 제조하기 위해서는 전체 금속관을 다 양극산화하는 것이 아니라 전체 판의 기계적 강도를 튼튼히 할 수 있는 골격이나 지지체로 이용할 수 있도록 일정 패튼을 그 두께가 두껍게 하여 돌출부로 남기고, 그 외의 대부분 영역을 선택적으로 양극산화하여, 양극산화되지 않은 돌출부를 기계적 성질 강화를 위한 지지체로 사용할 수 있다. 때때로 이 돌출부는 인접한 구조물과의 연결을 위한 조인트로도 사용할 수 있다.
상기 돌출부는, 기계적 지지와 인접한 구조물의 형태에 따라 소정 패턴이나 모양을 가지게 형성시킬 수 있으며, 상기 돌출부는 리소그래피, 기계적 절삭, 연마, 인발, 긁어냄, 용접 및 리벳 중의 어느 하나 또는 둘 이상의 복합 가공공정의 수행 후 양극산화하여 제조될 수 있다.
관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막은 아주 많은 적용분야가 있다. 막의 기공 크기는 이 막이 한외여과와 나노여과에 적합하도록 만든다. 이 막에서의 고도로 균일한 기공 직경은 여과에 있어 특별한 선택성을 부여하며, 직관통공은 막힘 현상이 매우 적게 일어나도록 하고, 이 얇은 막 사이에서 매우 낮은 압력의 강하만 존재하게 만든다.
따라서 이 막은 매우 높은 효율과 오랜 수명을 가지게 되는데, 종래 구부러진 기공을 가진 폴리머 필터를 혈액투석에 적용할 때 막힘이 심각하여 수명이 오래 가지 못하였다. 더욱이 상기 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막은 많은 시약과 화학적으로 반응하지 않고, 900℃와 같이 고온에서도 안정하기 때문에, 심하게 막 혔을 때 화학적으로나 태워서 깨끗이 세정할 수 있다.
예를 들어 이들은 막힌 고분자 막을 깨끗하게 세정하는데 사용할 수 없는 강산과 강염기용액에 화학적으로 반응하지 않는다. 이들의 열적 안정성은 이들이 고분자 막으로서는 해결할 수 없는 고온에서의 다양한 여과응용에 적합하도록 한다.
다음은 도 1과 3에서 보여준 제조 구성을 사용함으로써 관상이나 중공사 형태의 나노다공질 양극산화 산화물 세라믹 막을 제조하는 실시예와, 응용을 위해 기계적 강도를 향상시킨 막을 제조한 실시예, 그리고 이런 관상 막 몇 개를 조립한 실시예이다.
실시예 1
순도 99.9% 또는 95.0% 알루미늄 주괴를 제조한 후 내부 직경 100 mm, 외부 직경 120 mm, 길이 500 mm 중공실린더로 기계 가공하여 제작하였다. 중공실린더는 내부 직경 10 mm, 외부 직경 11 mm, 길이 5000 mm인 관으로 인발 가공하여 100 mm 길이의 관으로 잘라 아주 고른 표면을 위해 전해연마하였다. 지지체 또는 필요에 의해 돌출부로의 사용을 위해 관 양쪽 끝단 일부분이 양극산화되는 것을 막기 위해 피막을 씌웠다.
그러고 나서 상기 알루미늄 관은 다음과 같이 두 단계의 양극산화법으로 양극산화하였다.
이 관을 도 1 또는 도 3의 양극산화장치의 1 황산(H2SO4)용액에 담가 40 V에 서 15시간 동안 양극산화하였다. 이 공정을 위하여 제조하고자 하는 기공간 거리에 따라 인산, 옥살산, 말론산, 주석산, 구연산, 황산과 옥살산의 혼합액이나 유기산들의 혼합액과 같은 전해질 중의 하나를 선택하고, 그 전해질 사용시 기공의 자체 정렬을 위한 전압을 인가하였다. 양극산화된 층은 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막을 인산용액에 5시간 동안 담가둠으로써 식각하여, 2차 양극산화를 위한 종자(seed)를 준비하였다. 가끔 종자는 양극산화를 하지 않고 알루미늄 관 표면에 나노크기로 잘 배열된 볼록한 패턴을 갖는 도장판을 찍어 준비할 수도 있다.
이 후 식각된 관이나 자국이 찍힌 관을 같은 전압에서 수 시간 내지 수 일 동안 양극산화하여 반대편 벽면이 양극산화될 때까지 양극산화하여 직관통공을 벽면에 형성시켰다.
알루미늄 관이 완전히 양극산화되지 않았을 경우, 양극산화된 몸체를 CuCl2와 HCl 혼합용액에 수십 분간 담가둠으로써 양극산화되지 않은 부분을 제거하였다. 반응하지 않은 알루미늄 층의 제거 후에 나타나는 산화물 장벽층(oxide barrier layer)은 양극산화된 관을 인산용액에 30분간 담금으로써 제거하였다.
이 후 관의 양 끝단을 덮은 피막은 기계적 또는 화학적으로 제거하였다. 그렇게 제조한 나노다공질 알루미늄 산화물 막은 직경이 1~300 nm이고 잘 배열된 직관통공을 포함하고 있었다. 막 자체는 촉매나 물이나 음료와 음식의 정화, 혈액투석과 전기투석을 위한 필터의 부품으로 사용되었다. 가끔 막 표면과 기공을 스퍼터링, 증발, 전기증착 또는 졸-겔법을 사용하여 TiO2, V2O3, WO, SnO2, ZnO 또는 다른 산화물 세라믹이나 중합체 흡착/촉매물질로 코팅하였다.
이렇게 코팅한 막은 미세한 먼지와 VOC, NOx, SOx, 다이옥신, CO2, CO 등의 환경유해가스를 제거하는 가스 정화 필터와 광촉매 필터로 사용되었다.
실시예 2
순도 99.9%를 가진 알루미늄 주괴를 제조하여 내부 직경이 100 mm, 외부 직경이 300 mm, 길이가 500 mm인 중공실린더로 기계가공 하였다. 중공실린더는 내부 직경이 50 ㎛, 외부 직경이 100 ㎛, 길이가 5000 mm인 중공사로 인발 가공하여 100 mm 길이로 잘라 아주 고른 표면을 위해 전해연마하였다. 이후 이 중공사는 실시예 1에서 묘사된 방법과 유사한 방법으로 양극산화하였다. 이렇게 제조한 나노다공질 양극산화 알루미나 중공사는 잘 배열된 직경 1~300 nm의 직관통공 기공을 포함하고 있었다. 막 자체는 촉매나 물이나 음료와 음식의 정화, 혈액투석과 전기투석을 위해 한 묶음의 중공사막으로 구성된 필터 제작을 위해 사용되었다. 가끔 막 표면과 기공을 스퍼터링, 증발, 전기증착 또는 졸-겔법을 사용하여 TiO2, V2O3, WO, SnO2, ZnO 또는 다른 산화물 세라믹이나 중합체 흡착/촉매물질로 코팅하였다. 이렇게 코팅한 막은 수처리 필터와, 미세한 먼지와 VOC, NOx, SOx, 다이옥신, CO2, CO 등의 환경유해가스를 제거하는 가스 정화 필터와 광촉매 필터로 사용되었다.
실시예 3
Cu, Mn, Si, Mg, Cr, Zn, Zr, Ti 중 4개 이하의 원소를 소량 함유하는 알루미늄 합금 주괴를 제조하였는데, 이 소량의 금속원소들은 알루미늄의 기계적 성질을 향상시키기 위해 첨가되었다. 상기 알루미늄 주괴는 실시예 1과 2에서 설명된 절차를 사용하여 알루미늄 관과 중공사를 제조하는데 사용하였다. 알루미늄 관과 중공사는 전해연마 후 실시예 1에서 사용한 것과 비슷한 방법을 사용하여 나노다공질 알루미나 막으로 양극산화하였다.
실시예 4
실시예 3에서 나열한 일원, 이원 또는 삼원 합금 요소 중 하나를 소량 포함한 알루미늄 주괴를 제조한 후, 이를 내부 직경이 100 mm이고 외부 직경 12 mm, 길이가 500 mm 인 중공실린더로 기계가공 하였다. 여기서 알루미늄 관의 두께는 원주를 따른 위치에 따라 변하도록 하였다. 그 후 원주에 따른 위치에 따라 주기적으로 두께가 변하는 두꺼운 부분이 하나의 원 대칭으로 배열된 관으로 인발 가공하였다. 원 주위를 따라 주기적으로 다른 두께를 가지는 관의 예를 도 4에 도시하였다. 이는 4-겹 대칭구조로 4개의 돌출부(120)를 가진 것인데, 더 많은 대칭을 갖는 것도 제조할 수 있었다. 그 부위가 두꺼운 돌출부(120)는 양극산화되는 동안 마스크로 덮여 양극산화되지 않아 지지체나 인접한 구조물과의 연결을 위한 조인트로 사용하기 위해 고안된 것이다. 물론 상기 돌출부(120)는 도 5에서 보여주는 바와 같이 내부 벽 또는 내부 벽과 외부 벽 모두에 위치하도록 할 수 있었다. 막의 강도를 향상시키기 위해 다른 모양의 돌출부(120)를 용접, 적층 또는 리벳방법으로 도 6과 7처 럼 만들 수도 있었다. 도 4~7에서 A로 표시된 돌출부는 z축 방향으로 막을 강화하는 반면, 도 6과7에서 원주방향을 따라 놓여진 C로 표시된 돌출부는 원주방향으로 막을 강화한다. 또한 인접한 양극산화 알루미나 막들과의 연결 부위를 형성하기 위하여 막의 양 끝단에 정사각형이나 직사각형, 또는 다른 모양의 돌출부(120)를 갖는 알루미늄 합금 관을 제조할 수도 있었다.
이 후 돌출부를 가진 금속관을 전해연마한 후 관의 얇은 벽이 완전히 양극산화되어 기공이 한 벽면에서부터 반대편 벽면으로까지 자랄 때까지 실시예 1에서 사용된 방법과 비슷한 방법으로 양극산화하였다. 이런 종류의 형태를 가진 특별한 알루미나 막을 제작하기 위해서는 양극산화 대상물체와 열 흡수체 간에 우수한 열 접촉을 위하여 특별한 관심을 기울여야 한다. 가끔 조인트로 사용될 돌출부를 마스크로 덮어 양극산화되는 것을 막았다.
물론 기공은 양극산화장치에 따라 안쪽 또는 바깥쪽으로 자라게 할 수 있다. 두꺼운 돌출부의 표면에 형성된 산화 막은 산 또는 염기 환경에 대한 보호막 역할을 한다. 그러나 용접과 같은 다양한 방법으로 인접 구조물과의 연결을 위한 조인트로서 사용하기 위하여 돌출된 부분은 양극산화되기 전에 피막으로 덮일 수 있고, 양극산화된 후에는 제거할 수도 있다.
실시예 5
5 mm 두께의 알루미늄 합금 중공원통을 인발가공 또는 기계가공으로 제작하였다. 이 후 도4~7에서 보여주는 관 형태를 다음에 기술할 두 가지 방법으로 제작 하였다. 하나는 리소그래피 기술을 사용하는 것인데, 10 mm 두께의 얇은 관을 만든 다음 도 4~7의 A와 C로 표시된 두껍게 남아 있을 내벽 면과 외벽 면에 포토레지스트를 입힌 다음, 전체 면에 자외선을 쬐인 후 목표로 한 두께까지 부식시켰다. 부식된 관을 전해연마한 후 실시예 1과 비슷한 방법으로 양극산화하였다. 가끔, 돌출된 부분의 표면이 산과 염기에 대한 저항력을 가지기 위하여 포토 마스크를 제거한 후에 양극산화하였다.
두 번째 방법은 도 4~7의 형태를 만들기 위하여 외벽 또는 내벽의 일정부분을 일정 깊이만큼 기계적으로 도려내거나 긁어내는 방법이다.
다음으로 부식시켰거나 기계적으로 도려내었거나 긁어낸 관을 실시예 1과 비슷한 절차를 이용하여 관 벽두께 전체에 직관통공이 형성될 때까지 양극산화시켰다.
실시예 6
두께 5 mm 알루미늄 합금 관을 인발 가공 또는 기계가공으로 제조하였다. 리소그래피나 기계가공, 또는 긁어내는 방법으로 관 내벽 또는 외벽에 지지체와 1~300 nm의 나노기공이 형성되는 막 층으로 구성된 일정 패턴을 만들었다. 그 패턴의 형태는 막의 모양과 목적에 따라 바뀔 수 있다. 이렇게 제작한 관을 전해연마한 다음, 실시예 1에서와 비슷한 방법으로 양극산화하였다. 포토레지스트는 양극산화 전후 아무 때나 제거해도 된다.
실시예 7
내부와 외부의 직경이 서로 다른 5 mm 두께의 알루미늄 합금 관 세 개를 인발가공으로 제조하였다. 각 관의 내외경은 용접, 리벳, 또는 나사 조임을 통해 동심 축을 따라 적재된 관을 연결하는데 적합하도록 조절되었다. 내부와 외부의 직경이 서로 다른 관은 도 7의 모양을 갖도록 패턴되었다. 관들은 각기 다른 기공간 거리를 갖도록 각기 다른 전해질과, 기공의 자체 정렬을 위한 선택된 전해질에 대응하는 전압을 인가하여 실시예 1에서의 방법과 비슷한 방법으로 양극산화하였다. 양극산화된 관은 기공을 키움으로써 높은 기공율을 얻기 위하여 인산용액에서 식각 처리하였다. 그 결과 각각의 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막은 다른 직경의 기공을 가지지만 그 기공율은 거의 같았다.
그리고 금속관의 지름이 클수록 기공의 직경이 크도록 제조하였다. 예를 들어 각 관상 나노다공질 산화물 세라믹 막의 기공 직경은 내경 200 mm, 100 mm, 50 mm인 관에서 각각 200 nm, 50 nm, 10 nm 이었다.
그러고 나서 이들 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막(100)을 도 8에서 보여주는 동심 축을 가진 원통적재물로 조립하였으며, 이들은 가장 작은 지름의 원통의 상단을 제외한 모든 원통의 상하단을 밀봉하여 막 필터(200)를 제조하였다. 이 원통적재물은 표면과 기공채널에 특수한 방식으로 특별한 기능을 가지게 한 후, 물이나 음료, 음식물의 정제나, 혈액투석과 전해투석을 위한 막 필터로 사용하였다.
특수한 방법이란 친수성, 소수성, 친지질성, 흐름율(flow rate) 향상 등을 포함하는 특수한 기능은 부여하기 위하여 산화물 등의 코팅을 의미한다.
가끔 관상 나노다공질 산화물 세라믹 막의 돌출부가 다른 물질로 침적되는 것을 막기 위해 피막층으로 덮었다. 그러고 나서 막의 표면이나 기공을 스퍼터링이나, 증발, 전기증착 또는 졸-겔법으로 TiO2, V2O3, WO, SnO2, ZnO 등의 층으로 코팅하였다. 이 산화물 흡착제 또는 촉매제로 코팅한 관들을 동심축을 가진 원통적재물로 조립하였다. 원통적재물 막은 미세한 먼지와 VOC, NOx, SOx, 다이옥신, CO2, CO 등의 환경유해가스를 제거하는 가스 정화 막 필터와 광촉매 막 필터로 사용되었다.
이러한 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막을 동심축으로 적재된 원통적재물로 이루어진 막 필터는 많은 수의 관상 나노다공질 산화물 세라믹 막을 적재하도록 만들 수 있는데, 여기서 한 벌의 관상 나노다공질 산화물 세라믹 막 또는 여러 벌의 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막이 특정 가스를 정화하도록 제조할 수 있어, 전체 막 필터는 여러 종류의 가스를 동시에 여과할 수 있는 다기능 필터로 사용될 수 있다.
실시예 8
소량의 Cu, 또는 Mn, Si, Mg, Cr, Zn, Zr, Ti, Li 중 네 개 이하의 원소를 소량 함유하는 알루미늄 합금 주괴를 제조하여 중공원통으로 기계가공 하였다. 이 중공원통을 내경 1 mm, 외경 2 mm, 길이 5000 mm인 중공사로 인발가공 하였다. 이 중공사를 도 7에서 보이는 형태로 패턴하여 식각하였다. 이 후 전해연마한 후 실시 예 1에서 묘사한 방법과 비슷한 방법으로 양극산화하였다.
이 중공사 중 몇 개는 그 표면과 기공을 스퍼터링이나 증발, 전기증착, 졸-겔 또는 다른 코팅 방법으로 TiO2, V2O3, WO, SnO2, ZnO 등의 층으로 코팅하였다. 코팅되거나 코팅되지 않은 중공사는 도 9에서 보여주는 형태의 중공사 다발로 조립하여 막 필터(200)를 형성하였다. 도 9는 7개의 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막(100)으로 이루어진 다발을 나타낸다. 모든 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막의 저단은 막힌 반면, 상단은 열려있다. 그리고 이 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막 다발을 물이나 음료, 음식, 화학제품, 가스의 정화와 혈액투석 및 전해투석을 위해 사용하였다.
실시예 9
내경 50 mm, 외경 51 mm, 길이 100 mm인 알루미늄 합금 관을 400 ㎛ 두께로 전해연마한 후 실시예 1과 같은 절차를 거쳐 양극산화하였다. 그리고 이 무정형(amorphous)의 관상 나노다공질 알루미나 막을 안정한 알루미나 결정체로 상변환 시키기 위해 높은 온도에서 열처리하였다. 그러고 나서 나노크기의 TiO2를 포함하는 슬러리 또는 슬립을 코팅한 후 24시간 건조한 다음 높은 분율의 아나타세 상의 (001) 면이 나타나도록 특정 환경 속의 높은 온도에서 열처리 하였다. 그 결과 생성된 TiO2/Al2O3 혼성 막은 전해필터 등과 같이 광촉매 또는 NOx 흡착과 같은 특별한 기능과 아울러 열적, 화학적으로 안정한 막을 요구하는 여러 분야에 사용하였다.
실시예 10
내경 50 mm, 외경 51 mm, 길이 100 mm 인 티타늄 또는 티타늄 합금 관을 400 ㎛ 두께로 전해연마한 후, 다른 전해질이 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1의 알루미늄 양극산화과정과 비슷한 절차를 통하여 양극산화하였다. 이렇게 제조한 나노다공질 양극산화 티타니아 막을 도 8과 9에서 보여주는 형태로 조립하여 NOx, SOx, VOC 등의 여과에 사용하였다.
실시예 11
내경 50 mm, 외경 51 mm, 길이 100 mm인 티타늄 또는 티타늄 합금 관을 400 ㎛ 두께로 전해연마한 후, 그 관의 내부 벽면 또는 외부 벽면을 얇은 알루미늄 층으로 코팅하였다. 이 코팅된 티타늄(합금) 관을 실시예 1에서와 비슷한 절차를 통하여, 모든 티타늄 층이 양극산화되고 일부의 내부 또는 외부 층 티타늄이 양극산화될 때까지 양극산화를 진행하였다. 그러고 나서 양극산화된 모든 티타니아 층이 제거될 때까지 식각하였다. 그 결과 표면이 다음 양극산화를 위한 종자로서 패턴이 된, 약간 양극산화된 티타늄 관을 얻었는데, 이 티타늄 관을 실시예 10과 비슷한 절차로 양극산화하였다.
도 1은 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막을 만들기 위한 대략적인 구성을 보여주는데, 도 1을 참조하면 금속관의 외면이 양극산화되어, 나노 기공은 안쪽으로 자란다.
도 2는 도 1의 구성으로 제조되는 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막의 대략적으로 나타낸 것이다. 삽입화면은 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막 내부 벽과 외부 벽에서의 기공 간 거리와 셀 크기의 차이를 강조하기 위하여 확대하여 도시한 것이다.
도 3은 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막을 제작하기 위한 대략적인 또 다른 구성이다. 금속관의 내 벽면이 양극산화되어 나노 기공은 내 벽면으로부터 바깥쪽 방향으로 자란다.
도 4는 금속관 바깥 벽에 4개의 직사각형 돌출부가 네-겹 대칭으로 z-축 방향을 따라 배치된 금속관인데, 여기서 A는 지지와 연결을 위해 디자인된 직각의 돌출부를 나타내고, B는 양극산화되는 얇은 층 부분을 나타낸다.
도 5는 관 안쪽 벽에 4개의 직사각형 돌출부가 네-겹 대칭으로 z-축 방향을 따라 배치된 금속관인데, 여기서 A는 지지와 연결을 위해 디자인된 직각의 돌출부를 나타내고, B는 양극산화되는 얇은 층 부분을 나타낸다.
도 6은 금속관의 바깥 벽의 중심에서 원주면을 따라 돌출된 직사각형 돌출부와 네-겹 대칭으로 Z-축 방향을 따라 돌출된 4개의 직사각형 돌출부를 가진 금속관이다. A 와 C는 지지와 연결을 위해 제작된 돌출부 영역을 나타내고, B는 양극산화 되는 얇은 층 영역을 나타낸다.
도 7은 관 바깥 벽에 4개의 직사각형 돌출부가 네-겹 대칭으로 z-축 방향을 따라 배치되고, 관 바깥 벽의 양 끝과 중심에서 원주면을 따라 돌출된 또 다른 세 개의 직사각형 돌출부가 배치된 금속관인데, A 와 C는 지지와 연결을 위해 제작된 돌출부 영역을 나타내고, B는 양극산화되는 얇은 층 영역을 나타낸다.
도 8은 동심 축에 대하여 네-겹 대칭으로 z-축 방향으로 배치된 네 개의 직사각형 돌출부를 가진 서로 다른 지름의 3개의 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막이 동심 축을 중심으로 원통형으로 적재되어 막 필터를 형성한 모습을 보여주는데, 가장 작은 지름을 가진 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막의 상단을 제외하고 모든 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막의 상하단이 밀봉되어 있다. 이 구조에서 유체는 측면에서 유입되어 적층된 실린더를 통하여 차례로 여과된 후 가장 작은 지름을 갖는 실린더의 상단을 통해 배출된다.
도 9는 7개의 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막이 다발로 이루어진 막 필터를 나타낸 것이다. 모든 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막의 저단은 막힌 반면, 상단은 열려있다. 이 구조에서 유체는 측면에서 유입되어 적층된 실린더 각각을 통하여 여과된 후 각 실린더의 상단을 통해 배출된다.
<도면에 사용된 주요부호에 대한 설명>
10 : 양극 또는 금속관 20 : 음극
30 : 전해질 100 : 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막
110 : 직관통공 120 :지지체 또는 돌출부
200 : 막 필터
Claims (18)
- 관상의 금속으로써 원통 대칭의 모양을 갖는 양극과, 상기 양극에 대응되는 원통 대칭의 모양을 갖는 음극의 배치에 원통 대칭성을 도입하여, 상기 관상의 금속을 양극산화함으로써 제조한 관상의 산화물 세라믹 막 벽에 나노크기의 직관통공이 형성된 것을 특징으로 하는 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막.
- 제 1항에 있어서, 상기 관상의 금속은, 알루미늄, 알루미늄 합금, 티타늄 및 티타늄 합금 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막.
- 제 2항에 있어서, 상기 관상의 금속은, 기계적 절삭 인발, 긁어내기, 용접 및 리베팅 중의 어느 하나 또는 이들을 복합적으로 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막.
- 제 2항에 있어서, 상기 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막의 외경은 10 nm ~ 20 ㎛이고, 두께는 50 mm ~ 10 ㎛의 범위인 것을 특징으로 하는 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막.
- 제 2항에 있어서, 상기 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막의 외경은 1~300 nm 크기 범위의 나노 기공을 가진 것을 특징으로 하는 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막.
- 제 2항에 있어서, 상기 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막은, 상기 관상의 금속 내벽 또는 외벽을 바깥쪽과 안쪽 방향으로 각각 양극산화하거나, 외벽과 내벽을 동시에 모두 양극산화함으로써 제작되는 것을 특징으로 하는 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막.
- 제 2항에 있어서, 상기 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막은, 상기 관상의 금속이 상기 알루미늄 또는 알루미늄 합금인 경우에는, 인산, 옥살산, 말론산, 주석산 및 구연산의 혼합용액, 그리고 황산과 옥살산의 혼합용액, 유기산의 혼합용액 중의 어느 하나를 전해질로 사용하여 10~250V의 전압을 인가하여 양극산화하여 제작되는 것을 특징으로 하는 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막.
- 제 2항에 있어서, 상기 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막은, 상기 관상의 금속이 상기 티타늄 또는 티타늄 합금인 경우에는, HF, KF, NaF, 그리고 H2SO4와 HF, CrO3과 HF, (NH4)2SO4와 NH4F, (NH4)2SO4와 NaF 혼합용액 중의 어느 하나를 전해 질로 사용하여 이 전해질에 대응하는 10~250V의 전압을 인가하여 양극산화하여 제작되는 것을 특징으로 하는 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막.
- 제 2항에 있어서, 상기 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막은 TiO2, V2O3, WO, SnO2 및 ZnO 중 어느 하나의 흡착 또는 촉매물질을 스퍼터링, 증발, 전기증착 및 졸-겔법 중 어느 하나의 코팅방법을 이용하여 코팅한 막을 포함하는 것을 특징으로 하는 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막.
- 제 2항에 있어서, 상기 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막은, 기계적 특성 향상을 위한 지지체 및 인접 구조물과의 연결을 위한 조인트 역할을 하는 다수 개의 돌출부와, 1~300 nm 크기의 나노 기공을 갖는 세라믹 막 층으로 구성된 것을 특징으로 하는 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막.
- 제 10항에 있어서, 상기 돌출부는, 소정 패턴이나 모양을 가지는 것을 특징으로 하는 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막.
- 삭제
- 제 1항 내지 제 11항 중 어느 하나의 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막을 단일 또는 복수 개로 이용하여 제조한 것을 특징으로 하는 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막을 이용한 막 필터.
- 제 13항에 있어서, 상기 막 필터는, 하나의 동심원 축에 대하여 각기 다른 직경의 상기 관상의 세라믹 산화물 막이 조립된 원통적재물의 형태를 띄는 것을 특징으로 하는 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막을 이용한 막 필터.
- 삭제
- 제 13항에 있어서, 상기 막 필터는, 상기 관상의 세라믹 산화물 막의 직경이 증가함에 따라 그 기공의 직경이 증가하거나 감소하는 것을 특징으로 하는 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막을 이용한 막 필터.
- 제 13항에 있어서, 상기 막 필터는, 다수개의 상기 관상의 세라믹 산화물 막으로 묶여진 다발의 형태를 띄는 것을 특징으로 하는 관상의 나노다공질 산화물 세라믹 막을 이용한 막 필터.
- 삭제
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Cited By (2)
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| CN105537261A (zh) * | 2015-12-22 | 2016-05-04 | 中国石油大学(华东) | 一种电动力-燃料电池耦合装置及污染土壤的修复方法 |
Families Citing this family (9)
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| US9422154B2 (en) * | 2010-11-02 | 2016-08-23 | International Business Machines Corporation | Feedback control of dimensions in nanopore and nanofluidic devices |
| KR101275878B1 (ko) * | 2011-05-16 | 2013-06-18 | 한국세라믹기술원 | 염료감응형 태양전지에 적용 가능한 니오븀산화물 구조체 제조방법 |
| KR101454386B1 (ko) * | 2011-10-20 | 2014-10-24 | 한국전기연구원 | 양끝이 열린 나노크기 직경의 직관통공을 갖는 나노다공질 알루미나 분리막의 제조방법 |
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| KR101335681B1 (ko) * | 2011-11-23 | 2013-12-03 | 한국전기연구원 | 티타늄의 전기화학적 양극 산화를 이용한 나노다공성 필터 제조방법 |
| KR101417988B1 (ko) * | 2012-02-27 | 2014-08-07 | 한국전기연구원 | 금속 메시와 양극산화 나노다공질 금속산화물 분리막으로 구성된 복합 분리막 |
| KR101417991B1 (ko) * | 2012-10-09 | 2014-07-09 | 한국전기연구원 | 리소그라피를 이용하여 요철 패터닝 된 금속을 이용한 금속지지층과 금속산화물 막으로 형성된 복합분리막 및 그 제조방법 |
| CN104649481B (zh) * | 2015-02-05 | 2016-12-07 | 北京神州瑞霖环保科技股份有限公司 | 一种用于处理废乳化液的设备 |
| CN107930415B (zh) * | 2017-12-07 | 2020-02-11 | 山东理工大学 | 表面负载催化剂的横截面为花瓣型的中空纤维陶瓷膜的制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR950000910A (ko) * | 1993-06-24 | 1995-01-03 | 천성순 | 몰리브덴 최소 저함량 및 텅스텐 고함량의 고기능 이상 스테인레스강 |
| KR20000018562A (ko) * | 1998-09-03 | 2000-04-06 | 홍건희 | 내구성이 향상된 원통형 분리막의 제조 방법 |
| JP2005118771A (ja) * | 2003-09-22 | 2005-05-12 | Kyocera Corp | 筒状セラミック多孔質体及びその製造方法ならびにこれを用いたセラミックフィルター |
-
2008
- 2008-11-12 KR KR1020080112450A patent/KR101034869B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR950000910A (ko) * | 1993-06-24 | 1995-01-03 | 천성순 | 몰리브덴 최소 저함량 및 텅스텐 고함량의 고기능 이상 스테인레스강 |
| KR20000018562A (ko) * | 1998-09-03 | 2000-04-06 | 홍건희 | 내구성이 향상된 원통형 분리막의 제조 방법 |
| JP2005118771A (ja) * | 2003-09-22 | 2005-05-12 | Kyocera Corp | 筒状セラミック多孔質体及びその製造方法ならびにこれを用いたセラミックフィルター |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102583230A (zh) * | 2012-03-14 | 2012-07-18 | 中国电子科技集团公司第三十八研究所 | 一种硅纳米孔洞的孔径调节方法 |
| CN102583230B (zh) * | 2012-03-14 | 2014-11-19 | 中国电子科技集团公司第三十八研究所 | 一种硅纳米孔洞的孔径调节方法 |
| CN105537261A (zh) * | 2015-12-22 | 2016-05-04 | 中国石油大学(华东) | 一种电动力-燃料电池耦合装置及污染土壤的修复方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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