KR101558189B1 - SINGLE ARRAY SENSOR FOR DETECTING 5 KINDS OF VOCs IN INDOOR AIR AND MANUFACTURING METHOD THEREOF - Google Patents
SINGLE ARRAY SENSOR FOR DETECTING 5 KINDS OF VOCs IN INDOOR AIR AND MANUFACTURING METHOD THEREOF Download PDFInfo
- Publication number
- KR101558189B1 KR101558189B1 KR1020130152116A KR20130152116A KR101558189B1 KR 101558189 B1 KR101558189 B1 KR 101558189B1 KR 1020130152116 A KR1020130152116 A KR 1020130152116A KR 20130152116 A KR20130152116 A KR 20130152116A KR 101558189 B1 KR101558189 B1 KR 101558189B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- solution
- volatile organic
- organic compounds
- single array
- indoor air
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Abstract
본 발명은 다종의 휘발성 유기화합물 감지를 위해 멀티 어레이 기반이 아닌 싱글 어레이에 기반하고, 특히 실내공기내 5종의 휘발성 유기화합물에 대해 향상된 분별과 감도를 갖도록 특화된 센서를 제공할 수 있는 실내공기내 5종 휘발성 유기화합물의 분별 감지를 위한 싱글 어레이 센서의 제작 방법 및 이에 의해 제작된 싱글 어레이 센서를 제공하는데 그 목적이 있다. 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전도성 전극패턴이 형성된 기재를 마련하는 기재 마련 단계; 휘발성유기화합물(VOCs)의 분별성능을 제공하도록 상기 기재에 코팅되는 화학코팅 용액을 마련하는 화학코팅물질 마련 단계; 상기 화학코팅 용액을 교반하는 교반 단계; 상기 교반된 화학코팅 용액을 코팅하는 코팅 단계; 및 상기 화학코팅 용액이 코팅된 기재를 건조시키는 후처리 단계를 포함하는 실내공기내 5종 휘발성 유기화합물의 분별 감지를 위한 싱글 어레이 센서의 제작 방법을 제공한다.The present invention is based on a single array, rather than a multi-array, for the detection of multiple volatile organic compounds, and in particular, to provide a sensor capable of providing a sensor with improved discrimination and sensitivity to five kinds of volatile organic compounds in indoor air The present invention provides a method of manufacturing a single array sensor for sensing the fraction of five volatile organic compounds and a single array sensor manufactured thereby. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: preparing a substrate on which a conductive electrode pattern is formed; Providing a chemical coating solution coated on the substrate to provide fractional performance of volatile organic compounds (VOCs); Stirring the chemical coating solution; A coating step of coating the agitated chemical coating solution; And a post-treatment step of drying the substrate on which the chemical coating solution is coated. The present invention also provides a method of manufacturing a single array sensor for the fractionation detection of volatile organic compounds in indoor air.
Description
본 발명은 실내공기내 5종 휘발성 유기화합물의 분별 감지를 위한 싱글 어레이 센서의 제작 방법 및 그의 제작된 싱글 어레이 센서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다종의 휘발성 유기화합물 감지를 위해 멀티 어레이 기반이 아닌 싱글 어레이에 기반하고, 특히 실내공기내 5종의 휘발성 유기화합물에 대해 향상된 분별과 감도를 갖도록 특화된 센서를 제공할 수 있는 실내공기내 5종 휘발성 유기화합물의 분별 감지를 위한 싱글 어레이 센서의 제작 방법 및 이에 의해 제작된 싱글 어레이 센서에 관한 것이다.
The present invention relates to a method of manufacturing a single array sensor for discriminating five volatile organic compounds in indoor air and a manufactured single array sensor. More particularly, the present invention relates to a single array sensor for detecting volatile organic compounds A method for manufacturing a single array sensor for discrimination of 5 kinds of volatile organic compounds in indoor air, which can provide a sensor based on a single array and specifically designed to have improved discrimination and sensitivity for 5 types of volatile organic compounds in indoor air And a single array sensor fabricated thereby.
현대인들은 공공건물, 지하시설물, 사무실과 같은 실내에서 보내는 시간이 많아지게 되어 실내 공기질을 오염시키는 포름 알데히드, 휘발성 유기화합물, 석면, 라돈, 납 등의 화학물질 중 특히 휘발성 유기화합물(이하 'VOCs'라 칭함)이 인체에 노출되어 건강에 많은 이상 현상을 일으킨다.VOCs, especially volatile organic compounds, such as formaldehyde, volatile organic compounds, asbestos, radon, and lead, which pollute the indoor air quality due to increased time spent in indoor areas such as public buildings, underground facilities, Quot;) is exposed to the human body and causes many abnormalities in health.
이러한 실내공기오염의 주원인은 실외 공기의 유입과 적은 환기 횟수 등이 있으며, 오염물질에 따른 악영향을 막기 위한 대책이 필요하다.The main cause of the indoor air pollution is the inflow of outdoor air and the number of times of ventilation, and it is necessary to take measures to prevent adverse effects due to pollutants.
공동주택에서 5종의 휘발성 유기화합물의 실내공기 오염 기준은 포름알데히드 210㎍/m3 이하, 벤젠 30㎍/m3 이하, 톨루엔 1,000㎍/m3 이하, 에틸벤젠 360㎍/m3 이하, 자일렌 700㎍/m3 이하로 제한되며, 이와 같은 물질이 인체에 노출시 구토, 경련, 의식불명, 천식 등 심하면 사망에 이르기까지 한다.Indoor air quality standard of five kinds of volatile organic compounds in the joint housing is formaldehyde 210㎍ / m 3 or less,
실내공기의 5종 VOCs 오염농도를 검출하기 위한 센서는 인간의 감각기관을 대신하여 정량할 수 없는 농도측정, 경보, 누설감지를 하는 장치이다.The sensor for detecting the contamination concentration of 5 kinds of indoor air VOCs is a device for concentration measurement, alarm, and leakage detection that can not be quantified in place of a human sense organ.
도 1은 기존 반도체식, 고체전해질식, 전기화학식, 접촉연소식 가스센서의 구성을 각각 도시한 도면이다. 가스센서의 주된 검출방법은 그 검출 원리에 따라서 반도체식, 고체전해질식, 전기화학식, 접촉연소식 가스센서 등으로 분류할 수 있다. 각 센서는 그 물성과 현상에 따라 전기 저항식, 비전기 저항식, 혼성진위, 전해전류, 정전위 전지전류, 갈바닉 전지전류 등으로 나뉜다.1 is a view showing the constitution of each of conventional semiconductor type, solid electrolyte type, electrochemical type, and contact combustion type gas sensor. The main detection method of the gas sensor can be classified into a semiconductor type, a solid electrolyte type, an electrochemical type, and a contact combustion type gas sensor according to the detection principle. Each sensor is classified into electric resistance type, non-electric resistance type, hybrid truth, electrolytic current, electrostatic battery current, and galvanic cell current according to its properties and phenomenon.
현재 존재하는 가스센서 중에 반도체식 가스센서는 유독가스, 가연성 가스의 감지할 수 있으며, 센서 제작이 용이하고 저렴하여 검출회로의 구성이 간단하다는 장점이 있지만, 고온에서 작동하는 경우가 대부분이고 선택성이 작아 분별력이 떨어지는 문제점이 있다.Among the existing gas sensors, the semiconductor type gas sensor can detect toxic gas and combustible gas, and it is advantageous in that the construction of the detection circuit is simple because the sensor is easy and cheap to manufacture. However, There is a problem that the power of discrimination is low.
그리고 고체전해질식 가스센서 중 NASICON 전해질을 이용한 대기환경 측정용 SOx센서는 내흡습성을 가지며, 온도변화에 따른 급격한 부피변화가 없다는 장점이 있지만, 500℃ 이상의 고온이 필요하고 장기 안정성에 있어서 불안정하는 단점이 있다.Among the solid electrolyte gas sensors, the SOx sensor for measurement of atmospheric environment using NASICON electrolyte is advantageous in that it has hygroscopicity and does not have a rapid volume change according to the temperature change. However, it requires a high temperature of 500 ° C or higher and is unstable in long- .
또한, 전기화학식 가스센서는 대상 가스를 전기화학적으로 산화 또는 환원하여 그때 외부 회로에 흐르는 전류를 측정하는 장치와 전해질 용액 중에 용해 또는 이온화한 가스상의 이온이 이온전극에 작용하여 생기는 기전력을 이용할 수 있어 저전력으로 구동이 가능하여 소형으로 제작이 가능하고 감도와 정밀도가 좋지만, 정상적 작동을 위한 최소한의 산소(O2)가 요구되며, 촉매나 전해질을 선택하여 전기화학적 최적화 과정이 필요로 하는 문제점이 있다.The electrochemical gas sensor can use an electromagnetically oxidizing or reducing a target gas to measure an electric current flowing in an external circuit at that time and an electromotive force generated by the action of gaseous ions dissolved or ionized in the electrolyte solution acting on the ion electrode It can be operated with low power, and can be manufactured in a small size. Although it is good in sensitivity and precision, it requires a minimum amount of oxygen (O 2 ) for normal operation, and requires an electrochemical optimization process by selecting a catalyst or an electrolyte .
접촉연소식 가스센서는 가연성 가스에 대한 선택성, 온습도 변화에 따른 안정성, 재현성, 출력의 직진성 등이 상대적으로 우수하여 LNG, LPG 및 도시가스 등의 CH계 가스 감지에 탁월하지만 촉매의 수명이 한계가 있고 검지 감도의 한계가 있는 문제점이 있다.The catalytic combustion type gas sensor is excellent in selectivity to combustible gas, stability according to changes in temperature and humidity, reproducibility, and straightness of output, which is excellent for detecting CH-based gas such as LNG, LPG and city gas. However, And there is a problem that there is a limit in the sensitivity of the detection.
결론적으로 기존의 여러 가스센서는 고온에서만 작동하거나 선택성이 작아 분별력이 떨어질 뿐만 아니라 촉매나 전해질을 선택하여 전기화학적 최적화 과정을 필요로 하는 등의 문제점이 있었으며, 고감도, 선택성, 응답속도, 및 경제성 등을 충족시킬 수 있는 센서제조 및 응용기술의 연구가 필요한 실정이다. 종래 관련기술로서 대한민국 등록특허 10-0994779호(2010.11.10.)에는 금속촉매를 센서물질에 첨가한 센서와 제조방법을 제안하고 있다.
As a result, conventional gas sensors operate only at high temperatures or are low in selectivity, and thus have a disadvantage in that they are not only deteriorated but also require an electrochemical optimization process by selecting catalysts or electrolytes, and have problems such as high sensitivity, selectivity, response speed, And to develop a sensor manufacturing and application technology that can satisfy the requirements of the present invention. Korean Patent No. 10-0994779 (Nov. 10, 2010) discloses a sensor and a manufacturing method in which a metal catalyst is added to a sensor material as a related art.
따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 센서의 감도나 선별적 분별능을 개선하기 위해서 나노구조, 촉매 등을 활용한 성분적 변화와 더불어 어레이 형태의 여러 개의 센서를 조합하여 높은 분별능과 실내 공기질을 좌우하는 5종의 VOCs를 선택적으로 감지할 수 있는 5종 휘발성 유기화합물의 분별 감지를 위한 싱글 어레이 센서의 제작 방법 및 이에 의해 제작된 싱글 어레이 센서를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been proposed in order to solve the above-mentioned problems of the prior art. In order to improve the sensitivity and selectivity of the sensor, various sensor elements such as a nanostructure, a catalyst, The present invention provides a method for manufacturing a single array sensor for discrimination of five kinds of volatile organic compounds capable of selectively sensing five kinds of VOCs that depend on high discriminability and indoor air quality in combination, There is a purpose.
다시 말해서, 본 발명은 다종의 휘발성 유기화합물 감지를 위해 멀티 어레이 기반이 아닌 싱글 어레이에 기반하고, 특히 실내공기내 5종의 휘발성 유기화합물에 대해 향상된 분별과 감도를 갖는 특화된 센서를 제공할 수 있는 실내공기내 5종 휘발성 유기화합물의 분별 감지를 위한 싱글 어레이 센서의 제작 방법 및 이에 의해 제작된 싱글 어레이 센서를 제공하는 데 있다.In other words, the present invention is based on a single array, rather than a multi-array, for the detection of various types of volatile organic compounds, and in particular, it is possible to provide a specialized sensor having improved discrimination and sensitivity for five kinds of volatile organic compounds in indoor air There is provided a method of manufacturing a single array sensor for discrimination of five kinds of volatile organic compounds in indoor air and a single array sensor manufactured by the method.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide an apparatus and method for controlling the same.
상기한 목적들 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, 전도성 전극패턴이 형성된 기재를 마련하는 기재 마련 단계; 휘발성유기화합물(VOCs)의 분별성능을 제공하도록 상기 기재에 코팅되는 화학코팅 용액을 마련하는 화학코팅물질 마련 단계; 상기 화학코팅 용액을 교반하는 교반 단계; 상기 교반된 화학코팅 용액을 코팅하는 코팅 단계; 및 상기 화학코팅 용액이 코팅된 기재를 건조시키는 후처리 단계를 포함하는 실내공기내 5종 휘발성 유기화합물의 분별 감지를 위한 싱글 어레이 센서의 제작 방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: preparing a substrate on which a conductive electrode pattern is formed; Providing a chemical coating solution coated on the substrate to provide fractional performance of volatile organic compounds (VOCs); Stirring the chemical coating solution; A coating step of coating the agitated chemical coating solution; And a post-treatment step of drying the substrate on which the chemical coating solution is coated. The present invention also provides a method of manufacturing a single array sensor for the fractionation detection of volatile organic compounds in indoor air.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 기재 마련 단계에서 마련되는 기재는 SiO2/Si의 절연성 기재이며, 상기 기재에 형성되는 전도성 전극패턴은 5개의 전극패턴을 하나의 군(群)으로 하여 하나 이상의 군을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.In one aspect of the present invention, the substrate provided in the substrate preparation step is an insulating substrate of SiO 2 / Si, and the conductive electrode pattern formed on the substrate is formed by grouping five electrode patterns into one or more It is preferable to form a group.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 화학코팅물질 마련 단계는 그래핀계 용액을 마련하는 분별물질 용액 마련 단계; 및 금속산화물 용액을 마련하는 금속산화물 용액 마련 단계를 포함하는 것이 바람직하다.According to an aspect of the present invention, the chemical coating material preparation step may include: preparing a fraction material solution to prepare a graphene solution; And a metal oxide solution preparing step of preparing a metal oxide solution.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 분별물질 용액 마련 단계는 소정 농도의 그래핀옥사이드가 용해된 그래핀옥사이드 수용액으로 마련되고, 상기 금속산화물 용액 마련 단계는 산화아연(ZnO) 함유 용액으로 마련되는 것이 바람직하다.According to an aspect of the present invention, the step of preparing the fraction material solution may be a step of preparing a solution of graphene oxide in which a predetermined concentration of graphene oxide is dissolved, and a step of preparing the metal oxide solution by using a zinc oxide (ZnO) desirable.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 그래핀옥사이드 수용액의 그래핀옥사이드의 농도는 0.5g/L 내지 10g/L의 범위인 것이 바람직하며, 상기 그래핀옥사이드 수용액의 그래핀옥사이드의 농도는 6.2g/L, 5.0g/L, 0.5g/L 중에서 선택되는 것이 바람직하다.In one aspect of the present invention, the graphene oxide concentration of the graphene oxide aqueous solution is preferably in the range of 0.5 g / L to 10 g / L, and the graphene oxide concentration of the graphene oxide aqueous solution is 6.2 g / L, 5.0 g / L, and 0.5 g / L.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 산화아연 함유 용액은 2몰의 산화아연 용액으로 마련되며, 예를 들어 상기 2몰의 산화아연 용액은 아세트산아연(Zinc acetate) 2.1939g, 2-메톡시에탄올(2-methoxyethanol) 50mL, 다이에탄놀아민(DEA: Diethanolamine) 1.05g으로 이루어질 수 있다.In one aspect of the present invention, the zinc oxide-containing solution is prepared with 2 moles of zinc oxide solution. For example, the 2 moles zinc oxide solution may contain 2.1939 g of zinc acetate (Zinc acetate), 2-methoxyethanol 2-methoxyethanol) and 1.05 g of diethanolamine (DEA).
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 교반 단계는 상기 그래핀옥사이드 수용액과 산화아연 함유 용액을 혼합하고, 80℃에서 1시간 교반하며, 교반 후 24시간 상온에서 식히는 것을 특징으로 한다.In one aspect of the present invention, the stirring step is characterized in that the graphene oxide aqueous solution and zinc oxide-containing solution are mixed, stirred at 80 ° C for 1 hour, and agitated for 24 hours at room temperature.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 코팅 단계는 상기 교반 단계에서 교반된 용액을 스핀 코팅법(spin coating) 또는 딥코팅법(dip casting)으로 코팅하는 것이 바람직하다.In one aspect of the present invention, it is preferable that the coating step is performed by spin coating or dip casting the solution stirred in the stirring step.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 후처리 단계는 상기 코팅 단계에서 코팅된 기재를 250℃에서 10분 동안 열분해 시키고, 상기 코팅 단계와 후처리 단계는 3회 반복되며, 상기 후처리 단계는 열분해 완료된 기재를 1시간 동안 600℃에서 가열하며 상온에서 냉각시키는 것을 더 포함하는 것이 바람직하다.In one aspect of the present invention, the post-treatment step comprises pyrolyzing the coated substrate in the coating step at 250 DEG C for 10 minutes, and the coating step and the post-treatment step are repeated three times, and the post- It is preferable that the substrate is further heated at 600 DEG C for one hour and cooled at room temperature.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 휘발성 유기화합물을 분별 감지하기 위한 센서에 있어서, 복수의 전극패턴이 형성된 기재; 및 휘발성 유기화합물(VOCs)의 분별성능을 제공하도록 상기 기재에 코팅되는 화학코팅물질을 포함하고, 상기 화학코팅물질은 그래핀옥사이드 수용액과 산화아연(ZnO) 함유 용액을 혼합 교반한 혼합물이고, 상기 혼합물이 코팅된 상기 기재는 건조처리되어 이루어지는 실내공기내 5종 휘발성 유기화합물의 분별 감지를 위한 싱글 어레이 센서를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a sensor for discriminating and detecting volatile organic compounds, comprising: a substrate having a plurality of electrode patterns formed thereon; And a chemical coating material coated on the substrate to provide discriminating performance of volatile organic compounds (VOCs), wherein the chemical coating material is a mixture of an aqueous solution of graphene oxide and a solution containing zinc oxide (ZnO) The above-mentioned substrate coated with the mixture provides a single array sensor for discriminating the volatile organic compounds in the room air by the drying treatment.
본 발명의 다른 관점에 있어서, 상기 그래핀옥사이드 수용액의 그래핀옥사이드의 농도는 0.5g/L 내지 10g/L의 범위이고, 상기 산화아연 함유 용액은 2몰의 산화아연 용액으로 마련되는 것이 바람직하다.In another aspect of the present invention, it is preferable that the graphene oxide concentration of the graphene oxide aqueous solution is in the range of 0.5 g / L to 10 g / L, and the zinc oxide-containing solution is provided in the zinc oxide solution of 2 mol .
본 발명의 다른 관점에 있어서, 상기 그래핀옥사이드 수용액의 그래핀옥사이드의 농도는 6.2g/L, 5.0g/L, 0.5g/L 중에서 선택되고, 상기 2몰의 산화아연 용액은 아세트산아연(Zinc accetate) 2.1939g, 2-메톡시에탄올(2-methoxyethanol) 50mL, 다이에탄놀아민(DEA: Diethanolamine) 1.05g으로 이루어질 수 있다.In another aspect of the present invention, the concentration of graphene oxide in the graphene oxide aqueous solution is selected from 6.2 g / L, 5.0 g / L and 0.5 g / L, and the 2 molar zinc oxide solution is selected from zinc accetate, 50 mL of 2-methoxyethanol, and 1.05 g of diethanolamine (DEA).
본 발명의 다른 관점에 있어서, 상기 혼합물은 80℃에서 1시간 교반되고, 교반 후 24시간 상온에서 식히는 혼합물로 이루어지고, 상기 혼합물이 코팅된 기재는 250℃에서 10분 동안 열분해된 다음, 1시간 동안 600℃에서 가열하고 상온에서 냉각시켜 이루어지는 것이 바람직하다.
In another aspect of the present invention, the mixture comprises a mixture which is stirred at 80 DEG C for 1 hour and cooled at room temperature for 24 hours after stirring, and the substrate coated with the mixture is pyrolyzed at 250 DEG C for 10 minutes, Lt; RTI ID = 0.0 > 600 C < / RTI > and cooled at ambient temperature.
본 발명에 따른 실내공기내 5종 휘발성 유기화합물의 분별 감지를 위한 싱글 어레이 센서의 제작 방법 및 이에 의해 제작된 싱글 어레이 센서에 의하면, 공기질을 좌우하는 5종의 VOCs에 대한 신뢰성 있는 감도와 명확한 분별력을 제공하고, 응답속도가 뛰어난 센서를 제작할 수 있는 효과가 있다.According to the method of manufacturing a single array sensor for sensing the fraction of five kinds of volatile organic compounds in the indoor air according to the present invention and the single array sensor manufactured by the same, reliable sensitivity and clear discrimination of five kinds of VOCs And a sensor having a high response speed can be manufactured.
또한, 본 발명에 따르면 그래핀을 이용한 센서 개발을 통해서 일본, 유럽 등 해외 기술에 의존하던 기술 의존도를 탈피할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, there is an effect that the reliance on technology that relies on foreign technologies such as Japan and Europe can be avoided through development of a sensor using graphene.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other solutions not mentioned may be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 기존 반도체식, 고체전해질식, 전기화학식, 접촉연소식 가스센서의 구성을 각각 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 휘발성 유기화합물의 분별 감지를 위한 싱글 어레이 센서의 제작 방법을 도시한 플로차트이다.
도 3은 본 발명에 따른 싱글 어레이 센서의 제작 방법을 통해 그래핀옥사이드가 증착되는 과정을 설명하기 위한 실험 예를 촬영한 사진이다.
도 4는 전술한 본 발명에 따른 싱글 어레이 센서의 제작 방법에 의해 제작된 센서의 전극패턴의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 싱글 어레이를 갖는 센서에서 5종의 VOCs에 대하여 분별이 이루어지는 관계를 설명하기 위한 그래프이다.1 is a view showing the constitution of each of conventional semiconductor type, solid electrolyte type, electrochemical type, and contact combustion type gas sensor.
FIG. 2 is a flowchart illustrating a method of fabricating a single array sensor for discriminating the volatile organic compounds according to the present invention.
FIG. 3 is a photograph of an experimental example for explaining a process of depositing graphene oxide through a method of manufacturing a single array sensor according to the present invention.
Fig. 4 is a configuration diagram showing the configuration of an electrode pattern of a sensor fabricated by the above-described method for fabricating a single array sensor according to the present invention.
FIG. 5 is a graph for explaining a discrimination of five kinds of VOCs in a sensor having a single array according to the present invention.
본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다. Further objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description and the accompanying drawings.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Before describing the present invention in detail, it is to be understood that the present invention is capable of various modifications and various embodiments, and the examples described below and illustrated in the drawings are intended to limit the invention to specific embodiments It is to be understood that the invention includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like refer to the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다.Further, terms such as " part, "" unit," " module, "and the like described in the specification may mean a unit for processing at least one function or operation.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In the following description of the present invention with reference to the accompanying drawings, the same components are denoted by the same reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant explanations thereof will be omitted. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 실내공기내 5종 휘발성 유기화합물의 분별 감지를 위한 싱글 어레이 센서의 제작 방법 및 이에 의해 제작된 싱글 어레이에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a method for fabricating a single array sensor for discrimination of five kinds of volatile organic compounds in indoor air according to a preferred embodiment of the present invention and a single array fabricated thereby will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 본 발명에 따른 실내공기내 5종 휘발성 유기화합물의 분별 감지를 위한 싱글 어레이 센서의 제작 방법에 대하여 도 2를 참조하여 설명한다.First, a method of manufacturing a single array sensor for discrimination of five kinds of volatile organic compounds in indoor air according to the present invention will be described with reference to FIG.
도 2는 본 발명에 따른 휘발성 유기화합물의 분별 감지를 위한 싱글 어레이 센서의 제작 방법을 도시한 플로차트이고, 도 3은 본 발명에 따른 싱글 어레이 센서의 제작 방법을 통해 그래핀옥사이드가 증착되는 과정을 설명하기 위한 실험 예를 촬영한 사진이다.FIG. 2 is a flow chart illustrating a method for fabricating a single array sensor for sensing a volatile organic compound according to the present invention. FIG. 3 is a flow chart illustrating a process of depositing graphene oxide through a method for fabricating a single array sensor according to the present invention. FIG. 6 is a photograph of an experimental example for explanation. FIG.
본 발명에 따른 휘발성 유기화합물의 분별 감지를 위한 싱글 어레이 센서의 제작 방법은, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 전도성 전극패턴이 형성된 절연성 기재를 마련하는 기재 마련 단계(S100); 휘발성 유기화합물(VOCs)의 분별성능을 제공하기 위하여 상기 절연기재에 코팅되는 1종 이상의 화학코팅 용액을 마련하는 화학코팅물질 마련 단계(S200); 상기 화학코팅 용액을 교반하는 교반 단계(S300); 상기 교반된 화학코팅 용액을 코팅하는 코팅 단계(S400); 및 상기 화학코팅 용액이 코팅된 기재를 건조시키는 후처리(건조) 단계(S500)를 포함한다.2 and 3, a method of manufacturing a single array sensor for sensing a volatile organic compound according to the present invention includes a substrate preparing step (S100) of preparing an insulating substrate having a plurality of conductive electrode patterns formed thereon; Preparing a chemical coating material (S200) for providing at least one chemical coating solution coated on the insulating substrate to provide discriminating performance of volatile organic compounds (VOCs); Stirring the chemical coating solution (S300); A coating step (S400) of coating the agitated chemical coating solution; And a post-treatment (drying) step (S500) of drying the substrate coated with the chemical coating solution.
상기 기재 마련 단계(S100)에서 마련되는 절연성 기재는 통상의 것을 채용할 수 있으며, 예를 들어 SiO2/SI기재가 바람직하며 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 기재에 형성되는 전도성 전극패턴은 전도성을 갖는 전극소재라면 어떠한 것도 무방하며, 예를 들어 백금(Pt), 골드(Au) 등이 바람직하고, 5개의 전극패턴을 하나의 군(group)으로 하여 하나 이상의 군을 갖도록 형성된다.An insulating substrate is provided in the base material provided step (S100) is not normal may be employed that, for example preferably a SiO 2 / SI and the substrate is not limited thereto. For example, platinum (Pt), gold (Au) or the like is preferable, and the electrode pattern of five electrodes is divided into one group. The conductive electrode pattern formed on the substrate may be any electrode material having conductivity, As shown in FIG.
상기 화학코팅물질 마련 단계(S200)는 소정 농도를 갖는 그래핀 옥사이드 용액을 마련하는 분별물질 용액 마련 단계(S210)와, 금속산화물 용액을 마련하는 금속산화물 용액 마련 단계(S220)를 포함한다.The step of preparing the chemical coating material S200 includes a step S210 of preparing a fraction material solution to prepare a graphene oxide solution having a predetermined concentration and a step S220 of preparing a metal oxide solution to prepare a metal oxide solution.
상기 분별물질 용액 마련 단계(S210)는 소정 농도의 그래핀옥사이드가 용해된 수용액(이하, '그래핀옥사이드 수용액'이라 칭함)으로 마련되고, 상기 금속산화물 용액 마련 단계(S220)는 산화아연(ZnO) 함유 용액으로 마련된다.The metal oxide solution preparing step S220 is a step of preparing zinc oxide (ZnO) by preparing an aqueous solution of graphite oxide (hereinafter, referred to as 'graphene oxide solution' ) Containing solution.
먼저, 상기 그래핀옥사이드 수용액 마련 과정에서 그래핀옥사이드의 농도는 0.5g/L 내지 10g/L의 범위인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 6.2g/L, 5.0g/L, 0.5g/L 중 하나의 농도를 갖는 그래핀옥사이드 수용액으로 마련된다.The concentration of graphene oxide is preferably in the range of 0.5 g / L to 10 g / L, more preferably in the range of 6.2 g / L, 5.0 g / L, and 0.5 g / L in the preparation of the graphene oxide aqueous solution And is provided as an aqueous solution of graphene oxide having one concentration.
이러한 그래핀옥사이드 수용액 농도는 5종의 휘발성유기화합물(VOCs)(즉, 폴름알데히드, 자일렌, 벤젠, 에틸벤젠, 톨루엔)을 주요 대상으로 하여 분별할 수 있게 된다. 즉, 이러한 그래핀옥사이드 수용액 농도의 범위를 갖도록 함으로써 실내 공기질을 좌우하는 5종의 VOCs 감지에 특화된 센싱 소재를 이루게 된다.The concentration of the graphene oxide aqueous solution can be classified into five types of volatile organic compounds (VOCs) (ie, formaldehyde, xylene, benzene, ethylbenzene, and toluene). That is, by having the concentration range of the graphene oxide aqueous solution, it becomes a sensing material specialized for detecting five types of VOCs that determine indoor air quality.
그리고 산화아연 함유 용액은 2몰의 산화아연 용액으로 마련된다. 구체적으로, 아세트산아연(Zinc accetate) 2.1939g, 2-메톡시에탄올(2-methoxyethanol) 50mL, 다이에탄놀아민(DEA: Diethanolamine) 1.05g을 통해 마련되며, 최초 용액 내에 아연이온으로 존재하며 화학 반응을 통해 센서상에 산화아연으로 변환된다.And the zinc oxide-containing solution is prepared with 2 moles of zinc oxide solution. Specifically, it is prepared through 2.1939 g of Zinc accetate, 50 mL of 2-methoxyethanol and 1.05 g of diethanolamine, and is present as a zinc ion in the initial solution, Lt; RTI ID = 0.0 > zinc oxide. ≪ / RTI >
상기 교반 단계(S300)는 상기한 바와 같이 마련된 그래핀옥사이드 수용액과 산화아연 함유 용액을 혼합하고, 소정 온도와 시간에서(약 80℃에서 1시간 가량) 교반하고, 교반 후 24시간 동안 상온에서 식힌다.In the stirring step (S300), the graphene oxide aqueous solution and the zinc oxide-containing solution prepared as described above are mixed, stirred at a predetermined temperature and time (about 80 ° C for about 1 hour), cooled at room temperature for 24 hours after the stirring .
여기에서, 상기 온도와 시간의 조건은 교반시 아세트산아연과 DEA의 반응으로 산화아연의 전구체(precursor)가 잘 생성이 되면서도 이외의 침전물은 생성되지 않는 온도와 시간의 조건이며, 냉각시 투명한 용액상태를 보여야 하는 조건이다.The conditions of the temperature and the time are conditions of temperature and time at which zinc precursor of zinc oxide is well produced by the reaction of zinc acetate with DEA at the time of stirring and other precipitates are not generated, .
상기 코팅 단계(S400)는 상기 교반 단계에서 마련된 혼합 용액을 기재상에 코팅하는 것으로, 예를 들어 스핀 코팅법(spin coating)이나 딥코팅법(dip casting)을 통해 코팅한다.In the coating step (S400), the mixed solution prepared in the stirring step is coated on the substrate, for example, by spin coating or dip casting.
일 예로, 스핀 코팅법을 통해 코팅하는 경우, 교반 단계에서 마련된 혼합 용액을 30초 동안 3000rpm으로 기재에 코팅한다.For example, when coating is carried out by spin coating, the mixed solution prepared in the stirring step is coated on the substrate at 3000 rpm for 30 seconds.
다음으로, 상기 후처리(건조) 단계(S500)는 코팅된 기재를 250℃에서 10분 동안 열분해시킨다. 본 발명에 있어서, 상기 코팅 단계와 후처리 단계는 3회 이상 반복되는 것이 바람직하다.Next, the post-treatment (drying) step (S500) pyrolyzes the coated substrate at 250 DEG C for 10 minutes. In the present invention, it is preferable that the coating step and the post-treatment step are repeated three times or more.
또한, 상기 후처리(건조) 단계(S500)는 열분해까지 완료된 기재를 1시간 동안 600℃에서 가열하고 상온에서 냉각시키는 것을 더 포함한다.In addition, the post-treatment (drying) step (S500) further includes heating the finished substrate to pyrolysis at 600 DEG C for one hour and cooling at room temperature.
여기에서, 코팅된 기재를 열분해하는 것은 산화아연 생성반응 중에 남아있는 잔여 유기화학물질을 열분해를 통해 제거하고, 산화아연의 결정화과정을 촉진하여 냉각과정을 통해 결정을 이룬 산화아연의 변화를 최소화하여 순도를 높이고, 이를 통해 분별센싱특성을 더욱 우수하게 하는 과정이다. 이때 온도와 시간은 이 과정을 통해 최적의 분별센싱특성을 나타내도록 하는 조건이다.The pyrolysis of the coated substrate removes residual organic chemicals remaining in the zinc oxide formation reaction through thermal decomposition and promotes the crystallization process of the zinc oxide to minimize the change of the zinc oxide crystals through the cooling process Increasing the purity, thereby making the fractional sensing characteristic better. At this time, the temperature and the time are conditions for achieving optimal discrimination characteristics through this process.
상기와 같은 과정에서 그래핀옥사이드 수용액의 농도의 차이를 설정함에 따라 그래핀옥사이드의 환원정도가 조절되고, 그에 따라 5종의 VOCs인 포름알데히드, 자일렌, 벤젠, 에틸벤젠에 대해 선택적으로 가스흡착 정도를 조절할 수 있게 된다.In the process described above, the degree of reduction of graphene oxide is controlled by setting the difference in the concentration of the graphene oxide aqueous solution, and thus, the adsorption of 5 kinds of VOCs such as formaldehyde, xylene, benzene, Can be adjusted.
도 4는 전술한 본 발명에 따른 싱글 어레이 센서의 제작 방법에 의해 제작된 센서의 전극패턴의 구성을 나타내는 구성도로서, 일측(상측부)의 3개의 전극패턴은 6.2g/L의 그래핀옥사이드 수용액 농도가 부여된 전극패턴으로, 각각 벤젠과 자일렌 및 에틸벤젠을 분별하도록 이루어진다. 그리고 타측(하측부)의 2개의 전극패턴은 5.0g/L의 그래핀옥사이드 수용액 농도가 부여된 전극패턴으로, 각각 톨루엔과 포름알데히드를 분별하도록 이루어진다.FIG. 4 is a view showing the configuration of an electrode pattern of a sensor fabricated by the method of manufacturing a single array sensor according to the present invention, wherein three electrode patterns on one side (upper side) are formed of 6.2 g / L of graphene oxide And the electrode pattern to which the aqueous solution concentration is applied is made to separate benzene, xylene and ethylbenzene. And the other electrode pattern on the other side (lower side) is an electrode pattern imparted with an aqueous solution concentration of graphene oxide of 5.0 g / L, to separate toluene and formaldehyde, respectively.
도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 싱글 어레이를 갖는 센서에서 5종의 VOCs에 대하여 분별이 이루어지는 관계를 설명하기 위한 그래프로서, 도 5는 상대적 저항변화의 감도(sensitivity) 차이에 의한 분별적 센싱 반응을 나타낸 그래프이고, 도 6은 가스 노출시 반응방향 차이에 의한 분별적 센싱을 나타낸 그래프이며, 도 7은 회복시간의 차이에 의한 반응 변화를 나타낸 그래프이다. FIGS. 5 to 7 are graphs for explaining the relation of discrimination of five types of VOCs in a sensor having a single array according to the present invention. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the sensitivity FIG. 6 is a graph showing differential sensing due to a reaction direction difference when a gas is exposed, and FIG. 7 is a graph showing a reaction variation due to a difference in recovery time.
전극패턴에서 그래핀옥사이드가 동일 농도를 갖더라도 VOC에 따라 다른 분별능을 갖게 되는데, 분별능이라 함은 선택적 분별(selective detection)을 의미하는 것으로, 분별적인 반응의 지표로 나타내는 것은 반응방향(VOCs 반응시 저항감소 혹은 저항증가), 반응시간(저항변화 및 저항의 원상회복에 걸리는 시간), 절대적인 저항의 절대적 변화값[처음저항-나중저항]의 절대치로 표현되는 것으로, 기존 센서들과 달리 고온가열이 필요 없으며, 실온에서 측정할 수 있다.Even if graphene oxide has the same concentration in the electrode pattern, it has different discriminating power depending on VOC. The discriminating ability means selective detection. Indication of the discriminating reaction is the reaction direction (VOCs (Resistance to change in resistance or increase in resistance), reaction time (time required for resistance change and time to recover the original resistance), absolute value of absolute resistance [initial resistance - resistance afterward] No heating is required and can be measured at room temperature.
이와 같이 이루어지는 실내공기내 5종의 VOCs 분별이 가능한 센서는 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이 가스노출시 도달시간과 회복시간, 상대적 저항변화량, 저항의 증가 또는 감소로 표현되는 반응 방향의 상이성으로 인해 각각의 전극패턴에서 5종의 VOCs중 해당 VOC를 분별하게 된다. The sensor capable of classifying the five kinds of VOCs in the room air thus formed is capable of distinguishing between the arrival time and the recovery time in gas exposure, the relative resistance change amount, the phase of reaction direction expressed by an increase or decrease in resistance, Due to the heterogeneity, the VOC of the five kinds of VOCs is discriminated from each electrode pattern.
이와 같은 본 발명에 따른 실내공기내 5종 휘발성 유기화합물의 분별 감지를 위한 싱글 어레이 센서의 제작 방법 및 이에 의해 제작된 싱글 어레이 센서는, 실내 공기질을 좌우하는 5종 VOCs인 포름알데히드, 자일렌, 벤젠, 에틸벤젠을 싱글 어레이에서 검지할 수 있다.The method for manufacturing a single array sensor for sensing the fraction of five kinds of volatile organic compounds in indoor air according to the present invention and the single array sensor manufactured by the method are characterized in that the five kinds of VOCs which are the indoor air quality are formaldehyde, Benzene, and ethylbenzene can be detected in a single array.
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 실내공기내 5종 휘발성 유기화합물의 분별 감지를 위한 싱글 어레이 센서의 제작 방법 및 이에 의해 제작된 싱글 어레이 센서는, 다중 이용시설 이외에 실내공기의 지능형 순환이 필요한 지하철, 터널, 화학물질 생산시설 등의 공간에 적용할 수 있으며, VOCs 종류에 따른 분별 가능 센서기술로 악취 및 바이오 산업 등 VOCs 연관 산업의 센서기술을 구축할 수 있는 이점이 있다.The method of manufacturing a single array sensor for discriminating the five kinds of volatile organic compounds in indoor air according to the present invention and the single array sensor manufactured by the method of the present invention can be applied to a subway system requiring an intelligent circulation of indoor air, Tunnels, chemical production facilities, etc., and it is advantageous to construct sensor technology of VOC-related industries such as odor and bio industry by the discriminable sensor technology according to the kinds of VOCs.
또한, 본 발명에 따르면, 환기시스템 분야의 기초 기술로 하여 지능적인 환기시스템 작동으로 에너지 절감효과를 도모할 수 있고, 그래핀을 이용한 센서 개발을 통해서 일본, 유럽기술에 의존하던 기술 의존도를 탈피할 수 있으며, 핵심기술, 운영노하우 등에 대한 선발자 우위(First Mover Advantage) 확보로 선진국 탈추격형 사업 추진과 해외시장 개척이 가능한 이점이 있다.Further, according to the present invention, as a basic technology of the ventilation system, an energy saving effect can be achieved by operating an intelligent ventilation system, and by developing a sensor using graphene, It has the advantage of being able to pursue the pursuit of developed countries and to open up overseas markets by securing first mover advantage for core technologies and operational know-how.
본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
The embodiments and the accompanying drawings described in the present specification are merely illustrative of some of the technical ideas included in the present invention. Accordingly, the embodiments disclosed herein are for the purpose of describing rather than limiting the technical spirit of the present invention, and it is apparent that the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
S100: 기재 마련 단계
S200: 화학코팅물질 마련 단계
S210: 분별물질 용액 마련 단계
S220: 금속산화물 용액 마련 단계
S300: 교반 단계
S400: 코팅 단계
S500: 후처리(건조) 단계S100:
S200: Preparation step of chemical coating material
S210: Fractional material solution preparation step
S220: metal oxide solution preparing step
S300: stirring step
S400: coating step
S500: post-treatment (drying) step
Claims (17)
휘발성 유기화합물(VOCs)의 분별성능을 제공하도록 상기 기재에 코팅되는 화학코팅 용액을 마련하는 화학코팅물질 마련 단계;
상기 화학코팅 용액을 교반하는 교반 단계;
상기 교반된 화학코팅 용액을 코팅하는 코팅 단계; 및
상기 화학코팅 용액이 코팅된 기재를 건조시키는 후처리 단계
를 포함하고,
상기 후처리 단계는
상기 코팅 단계에서 코팅된 기재를 250℃에서 10분 동안 열분해 시키고,
상기 코팅 단계와 후처리 단계는 3회 반복되며,
상기 후처리 단계는 열분해 완료된 기재를 1시간 동안 600℃에서 가열하며 상온에서 냉각시키는 것을 더 포함하는
실내공기내 5종 휘발성 유기화합물의 분별 감지를 위한 싱글 어레이 센서의 제작 방법.
A substrate preparing step of preparing a substrate on which a conductive electrode pattern is formed;
Providing a chemical coating solution coated on the substrate to provide fractional performance of volatile organic compounds (VOCs);
Stirring the chemical coating solution;
A coating step of coating the agitated chemical coating solution; And
The post-treatment step of drying the coated substrate with the chemical coating solution
Lt; / RTI >
The post-
In the coating step, the coated substrate was pyrolyzed at 250 DEG C for 10 minutes,
The coating and post-treatment steps are repeated three times,
The post-treatment step further comprises heating the pyrolyzed substrate for 1 hour at 600 < 0 > C and cooling at ambient temperature
A Method for the Fabrication of Single Array Sensors for Fractional Detection of Volatile Organic Compounds in Indoor Air.
상기 기재 마련 단계에서 마련되는 기재는 SiO2/Si의 절연성 기재이며,
상기 기재에 형성되는 전도성 전극패턴은 5개의 전극패턴을 하나의 군(group)으로 하여 하나 이상의 군을 갖도록 형성되는
실내공기내 5종 휘발성 유기화합물의 분별 감지를 위한 싱글 어레이 센서의 제작 방법.
The method according to claim 1,
The substrate provided in the substrate preparation step is an SiO 2 / Si insulating substrate,
The conductive electrode pattern formed on the substrate is formed to have at least one group of five electrode patterns as a group
A Method for the Fabrication of Single Array Sensors for Fractional Detection of Volatile Organic Compounds in Indoor Air.
상기 화학코팅물질 마련 단계는
그래핀 옥사이드 용액을 마련하는 분별물질 용액 마련 단계; 및
금속산화물 용액을 마련하는 금속산화물 용액 마련 단계를 포함하는
실내공기내 5종 휘발성 유기화합물의 분별 감지를 위한 싱글 어레이 센서의 제작 방법.
The method according to claim 1,
The chemical coating material preparation step
A fractionating material solution preparing step of preparing a graphene oxide solution; And
And a metal oxide solution preparing step of preparing a metal oxide solution
A Method for the Fabrication of Single Array Sensors for Fractional Detection of Volatile Organic Compounds in Indoor Air.
상기 분별물질 용액 마련 단계는
소정 농도의 그래핀옥사이드가 용해된 그래핀옥사이드 수용액으로 마련되고,
상기 금속산화물 용액 마련 단계는 산화아연(ZnO) 함유 용액으로 마련되는
실내공기내 5종 휘발성 유기화합물의 분별 감지를 위한 싱글 어레이 센서의 제작 방법.
The method of claim 3,
The fractionating material solution preparing step
A graphene oxide aqueous solution in which a predetermined concentration of graphene oxide is dissolved,
The metal oxide solution preparing step may be a step of preparing a solution containing zinc oxide (ZnO)
A Method for the Fabrication of Single Array Sensors for Fractional Detection of Volatile Organic Compounds in Indoor Air.
상기 그래핀옥사이드 수용액의 그래핀옥사이드의 농도는 0.5g/L 내지 10g/L의 범위인
실내공기내 5종 휘발성 유기화합물의 분별 감지를 위한 싱글 어레이 센서의 제작 방법.
5. The method of claim 4,
The concentration of graphene oxide in the graphene oxide aqueous solution is in the range of 0.5 g / L to 10 g / L
A Method for the Fabrication of Single Array Sensors for Fractional Detection of Volatile Organic Compounds in Indoor Air.
상기 그래핀옥사이드 수용액의 그래핀옥사이드의 농도는 6.2g/L, 5.0g/L, 0.5g/L 중에서 선택되는
실내공기내 5종 휘발성 유기화합물의 분별 감지를 위한 싱글 어레이 센서의 제작 방법.
The method according to claim 4 or 5,
The concentration of graphene oxide in the graphene oxide aqueous solution is selected from 6.2 g / L, 5.0 g / L and 0.5 g / L
A Method for the Fabrication of Single Array Sensors for Fractional Detection of Volatile Organic Compounds in Indoor Air.
상기 산화아연 함유 용액은 2몰의 산화아연 용액으로 마련되는
실내공기내 5종 휘발성 유기화합물의 분별 감지를 위한 싱글 어레이 센서의 제작 방법.
5. The method of claim 4,
The zinc oxide containing solution is prepared by adding 2 moles of zinc oxide solution
A Method for the Fabrication of Single Array Sensors for Fractional Detection of Volatile Organic Compounds in Indoor Air.
상기 2몰의 산화아연 용액은
아세트산아연(Zinc accetate) 2.1939g, 2-메톡시에탄올(2-methoxyethanol) 50mL, 다이에탄놀아민(DEA: Diethanolamine) 1.05g으로 이루어지는
실내공기내 5종 휘발성 유기화합물의 분별 감지를 위한 싱글 어레이 센서의 제작 방법.
8. The method of claim 7,
The two moles of zinc oxide solution
2.1939 g of zinc acetylacetate, 50 mL of 2-methoxyethanol and 1.05 g of diethanolamine (DEA)
A Method for the Fabrication of Single Array Sensors for Fractional Detection of Volatile Organic Compounds in Indoor Air.
상기 교반 단계는
상기 그래핀옥사이드 수용액과 산화아연 함유 용액을 혼합하고, 80℃에서 1시간 교반하며, 교반 후 24시간 상온에서 식히는 것을 특징으로 하는
실내공기내 5종 휘발성 유기화합물의 분별 감지를 위한 싱글 어레이 센서의 제작 방법.
5. The method of claim 4,
The stirring step
The graphene oxide aqueous solution and the zinc oxide-containing solution are mixed, stirred at 80 ° C for 1 hour, stirred, and then cooled at room temperature for 24 hours.
A Method for the Fabrication of Single Array Sensors for Fractional Detection of Volatile Organic Compounds in Indoor Air.
상기 코팅 단계는
상기 교반 단계에서 교반된 용액을 스핀 코팅법(spin coating) 또는 딥코팅법(dip casting)으로 코팅하는
실내공기내 5종 휘발성 유기화합물의 분별 감지를 위한 싱글 어레이 센서의 제작 방법.
The method according to claim 1,
The coating step
In the stirring step, the stirred solution is coated by spin coating or dip casting
A Method for the Fabrication of Single Array Sensors for Fractional Detection of Volatile Organic Compounds in Indoor Air.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130152116A KR101558189B1 (en) | 2013-12-09 | 2013-12-09 | SINGLE ARRAY SENSOR FOR DETECTING 5 KINDS OF VOCs IN INDOOR AIR AND MANUFACTURING METHOD THEREOF |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130152116A KR101558189B1 (en) | 2013-12-09 | 2013-12-09 | SINGLE ARRAY SENSOR FOR DETECTING 5 KINDS OF VOCs IN INDOOR AIR AND MANUFACTURING METHOD THEREOF |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20150066732A KR20150066732A (en) | 2015-06-17 |
| KR101558189B1 true KR101558189B1 (en) | 2015-10-08 |
Family
ID=53514973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020130152116A KR101558189B1 (en) | 2013-12-09 | 2013-12-09 | SINGLE ARRAY SENSOR FOR DETECTING 5 KINDS OF VOCs IN INDOOR AIR AND MANUFACTURING METHOD THEREOF |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101558189B1 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102514033B1 (en) * | 2015-10-15 | 2023-03-24 | 엘지전자 주식회사 | Graphene for sensing carbon dioxide and fabrication method thereof |
| KR200491993Y1 (en) | 2020-01-30 | 2020-07-13 | (주)우강산업전기 | Pressure Adjusting Oil Cap For Electric Transformer |
| KR102500257B1 (en) * | 2020-11-24 | 2023-02-16 | 권영옥 | A multiplexed array volatile organic compound sensing device using a mixture of graphene oxide and metal oxide |
-
2013
- 2013-12-09 KR KR1020130152116A patent/KR101558189B1/en active IP Right Grant
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Ahn Hosang et al. 2013 The Electrochemical Society. 224th ECS Meeting, Abstract #2826* |
| Qingwu Huang et al. Nanoscale. 2012, 4, pp.5651-5658* |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20150066732A (en) | 2015-06-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9304102B2 (en) | Amperometric electrochemical sensors, sensor systems and detection methods | |
| Ramaiyan et al. | Editors’ choice—review—recent advances in mixed potential sensors | |
| US20070080074A1 (en) | Multicell ammonia sensor and method of use thereof | |
| JP2008525823A (en) | Method and sensor for detecting ammonia concentration in gas | |
| CN104597095B (en) | Co3V2O8 sensing electrode and three-dimensional three-phase boundary-based YSZ electrode mixed potential NO2 sensor and preparation method thereof | |
| KR101558189B1 (en) | SINGLE ARRAY SENSOR FOR DETECTING 5 KINDS OF VOCs IN INDOOR AIR AND MANUFACTURING METHOD THEREOF | |
| JP2007533986A (en) | FET type sensor for detecting reducing gas or alcohol, manufacturing method and operating method | |
| JP4418672B2 (en) | Solid electrochemical cell for measuring the concentration of a component in a gas mixture | |
| WO2016040963A1 (en) | Amperometric solid electrolyte sensor and method for detecting nh3 and nox | |
| CN105572170B (en) | SnO with environment epidemic disaster self compensation ability2Base hot wire type semiconductor gas sensor | |
| JP2000065789A (en) | Carbon monoxide sensor, its production and its use | |
| US11442034B2 (en) | Dual heater gas sensor module | |
| CN104407034A (en) | Gas sensor chip | |
| KR101751449B1 (en) | GRAPHENE OXIDE AND METALLIC OXIDE-BASED SENSING LAYER SYNTHESIS METHOD FOR SELECTIVE VOCs DETECTION AND SENSOR FABRICATED BY THE SAME | |
| KR101558191B1 (en) | GRAPHENE OXIDE-BASED SENSING LAYER MANUFACTURING METHOD FOR SELECTIVELY DETECTING VOCs AND SENSOR MANUFACTURED BY THE SAME | |
| US20110210013A1 (en) | Selective gas sensor device and associated method | |
| CN104407035A (en) | Gas sensor chip | |
| KR20140148164A (en) | DEVICE FOR SENSING NOx GAS | |
| JP4874764B2 (en) | Ammonia gas sensor and manufacturing method thereof | |
| CN111386457B (en) | Systems and methods for using multiple solid electrolyte sensors for selective, low resolution formaldehyde detectors | |
| JP2004258033A (en) | Sensor element for gas sensor | |
| JP2004333163A (en) | Electrochemical gas sensor | |
| JP2002098665A (en) | Gas sensor and detection method of gas concentration | |
| CN110455890B (en) | Electrolyte based on stabilized zirconia and ZnMoO4All-solid-state low concentration H of sensitive electrode2S gas sensor detection H2Method for producing S gas | |
| Yang et al. | Effects of WO3 electrode microstructure on NO2-sensing properties for a potentiometric sensor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| A302 | Request for accelerated examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20181001 Year of fee payment: 4 |