KR101821700B1 - Nanodiamond manufacturing apparatus - Google Patents

Nanodiamond manufacturing apparatus Download PDF

Info

Publication number
KR101821700B1
KR101821700B1 KR1020160142959A KR20160142959A KR101821700B1 KR 101821700 B1 KR101821700 B1 KR 101821700B1 KR 1020160142959 A KR1020160142959 A KR 1020160142959A KR 20160142959 A KR20160142959 A KR 20160142959A KR 101821700 B1 KR101821700 B1 KR 101821700B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
container
casing
hole
drain pipe
nanodiamond
Prior art date
Application number
KR1020160142959A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
문지훈
주성욱
이승욱
서홍재
윤원호
Original Assignee
재단법인 경북하이브리드부품연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 재단법인 경북하이브리드부품연구원 filed Critical 재단법인 경북하이브리드부품연구원
Priority to KR1020160142959A priority Critical patent/KR101821700B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101821700B1 publication Critical patent/KR101821700B1/en

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/25—Diamond
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/12—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
    • B01J19/121—Coherent waves, e.g. laser beams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/005—Separating solid material from the gas/liquid stream
    • B01J8/006—Separating solid material from the gas/liquid stream by filtration
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

The present invention relates to a nanodiamond manufacturing apparatus, and more specifically, to the nanodiamond manufacturing apparatus which enables one integrated device to perform a process of using shock waves generated by a pulse laser and a process of separating or purifying a synthesized nanodiamond. The nanodiamond manufacturing apparatus according to the present invention includes: a casing; a laser unit which is installed at an upper side of the casing and constructed to be movable vertically and horizontally; a container which is disposed within the casing such that the container is separated from the laser unit at predetermined intervals, and in which liquid is contained; a target carbon source which is disposed in the liquid; a first drain pipe which is constructed to be connected to one side of a bottom portion of the container such that the first drain pipe is capable of fluid communicating with the container; and a first nozzle part which is formed at one side of the casing and constructed to supply an organic solvent to the container.

Description

나노다이아몬드 제조장치 {NANODIAMOND MANUFACTURING APPARATUS}[0001] NANODIAMOND MANUFACTURING APPARATUS [0002]

본 발명은 나노다이아몬드 제조장치에 관한 것으로서, 펄스 레이저에 의한 충격파를 이용하고, 합성된 나노다이아몬드를 분리 내지는 정제하는 과정을 하나의 통합된 장치에 의해 수행하는 나노다이아몬드 제조장치에 관한 것이다. The present invention relates to a nanodiamond manufacturing apparatus, and more particularly, to a nanodiamond manufacturing apparatus for performing a process of separating or purifying a synthesized nanodiamond by using a pulse laser.

근래에 나노다이아몬드는 그것의 독특한 물리화학적 성질로 인하여 많은 관심을 받고 있다. 나노다이아몬드 분말은 다이아몬드 나노입자로 구성된 것으로서, 평균적으로 4~5nm의 크기를 가지며, 통상적으로 이보다 더 큰 수백 나노미터 크기의 집합체로 수집된다. In recent years, nanodiamonds have attracted much attention due to their unique physicochemical properties. The nanodiamond powders consist of diamond nanoparticles, which on average have a size of 4-5 nm and are typically collected in aggregates of a few hundred nanometers larger than this.

나노다이아몬드는 1960년대에 소비에트 연방에서 방산분야와 관련하여 개발된 기술이나, 다이아몬드의 높은 경도 특성 및 내구성, 전기절연적 특성, 열전달 특성 등으로 인하여 최근에는 미세 연마, 윤활, 코팅, 폴리머, 광전지, 생체의약품 등 다양한 분야에서 이용되고 있다. Nanodiamonds have been developed in the Soviet Union in the 1960s in the field of defense, but due to their high hardness and durability, electrical insulation properties, and heat transfer characteristics of diamonds, they have recently been used for fine grinding, coating, polymers, It is used in various fields such as biomedicine.

나노다이아몬드를 합성하는 방법 중 가장 널리 이용되고 있는 방법은, 금속 컨테이너에서 고체 폭발물을 폭발시켜 분리되고 끓는 산에서 정제하는 방법이 있다. 다만, 이 방법은 컨테이너 재료나 기폭기로부터의 불순물 등으로 인해 희망하는 순도를 획득하기 어렵다. 또한, 이 방법은 위험성이 높고, 환경을 오염시킬 수 있으며, 안전을 위해 설비의 설치를 위하여 추가의 비용이 든다. One of the most widely used methods for synthesizing nanodiamonds is the separation of solid explosives from metal containers and separation from boiling acids. However, this method is difficult to obtain the desired purity due to the impurities from the container material or the agitator. In addition, this method is highly hazardous, can pollute the environment, and is extra cost for installation of the equipment for safety.

이러한 이유 등으로 인하여 나노다이몬드를 합성하는 다른 방법에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있는데, 그 중 하나의 방법은 레이저를 이용한 충격파로 흑연을 다이아몬드로 변환하는 것이다. 액체 내에서 레이저 어블레이션(laser ablation in liquid)에 의해 나노입자를 합성하는 방법은 나노다이아몬드를 제외한 은, 금 등의 다른 나노 입자의 합성에 이용되어 온 방법으로서, 나노다이아몬드 제조에 적용되고 있다. Due to these reasons, research on other methods of synthesizing nano-diamonds is actively under way. One of them is to convert graphite to diamond by laser shock waves. The method of synthesizing nanoparticles by laser ablation in liquid has been applied to the synthesis of other nanoparticles such as silver and gold except nanodiamonds and is being applied to the production of nanodiamonds.

레이저의 충격파에 의한 나노다이아몬드의 합성방법은 전술한 폭발법과는 달리 정제과정에서 산처리 등을 필요로 하지 않으나 나노다이아몬드가 합성된 뒤에 불순물로부터 나노다이아몬드를 분리 또는 정제하는 단계가 뒤따른다. 합성과정과 정제과정을 통합함으로써 나노다이아몬드의 합성과 정제를 일괄적으로 행할 수 있는 장치에 대한 개발이 필요하다.Unlike the explosion method described above, the method of synthesizing nanodiamonds by laser shock waves does not require an acid treatment in the purification process but is followed by a step of separating or purifying nanodiamonds from impurities after synthesizing the nanodiamonds. It is necessary to develop a device capable of collectively synthesizing and purifying nano-diamonds by integrating the synthesis process and the purification process.

대한민국 공개특허공보 제10-2016-0062432호 (공개일자: 2016.06.02)Korean Patent Publication No. 10-2016-0062432 (Publication date: 2016.06.02) 대한민국 등록특허공보 제10-1574318호 (등록일자: 2015.11.27)Korean Registered Patent No. 10-1574318 (Registration date: Nov. 27, 2015) 대한민국 등록특허공보 제10-1203835호 (등록일자: 2012.11.16)Korean Registered Patent No. 10-1203835 (Registration date: November 16, 2012) 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0051040호 (공개일자: 2013.05.20)Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2013-0051040 (Published date: May 20, 2013)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,The present invention has been made to solve the above-mentioned problems,

나노다이아몬드 합성 및 정제과정에 사용될 수 있는 나노다이아몬드 제조장치를 제공하는데 목적이 있다. It is an object of the present invention to provide a nanodiamond manufacturing apparatus that can be used in a nanodiamond synthesis and purification process.

또한, 구동이 용이하고 유지보수를 간소화하는 나노다이아몬드 제조장치를 제공하는데 목적이 있다. Another object of the present invention is to provide a nanodiamond manufacturing apparatus which is easy to drive and simplifies maintenance.

또한, 환경친화적이고 안전성이 높은 나노다이아몬드 제조장치를 제공하는데 목적이 있다. It is also an object of the present invention to provide an environmentally friendly and highly safe nano diamond manufacturing apparatus.

본 발명의 목적은 이상에서 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자(이하 '통상의 기술자')에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that the objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be understood by those skilled in the art to which the present invention belongs .

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 기능을 수행하기 위한, 본 발명의 특징은 다음과 같다. The features of the present invention for achieving the objects of the present invention as described above and performing the characteristic functions of the present invention described below are as follows.

본 발명에 따른 나노다이아몬드 제조장치는 케이싱; 상기 케이싱 상측에 설치되어 상하좌우로 이동가능하도록 구성되는 레이저유닛; 상기 케이싱 내부에 상기 레이저유닛으로부터 미리 설정된 거리만큼 이격되어 배치되고 액체가 담겨 있는 컨테이너; 상기 액체 내에 배치되는 타겟 탄소원; 상기 컨테이너 하부 일측에 유체 연통하도록 연결되도록 구성되는 제1 드레인파이프; 및 상기 케이싱 일측에 형성되고 상기 컨테이너에 유기용매를 공급하도록 구성되는 제1 노즐부;를 포함한다. An apparatus for manufacturing a nano diamond according to the present invention includes: a casing; A laser unit installed above the casing and movable up and down and left and right; A container disposed inside the casing at a predetermined distance from the laser unit and containing liquid; A target carbon source disposed in the liquid; A first drain pipe configured to be fluidly connected to one side of the lower portion of the container; And a first nozzle unit formed at one side of the casing and configured to supply organic solvent to the container.

바람직한 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 나노다이아몬드 제조장치는 상기 컨테이너 하부에 유체 연통하도록 연결되는 제1 드레인 파이프와 상이한 제2 드레인파이프; 및 상기 케이싱 타측에 형성되고 상기 컨테이너에 탈이온수를 제공하도록 구성되는 제2 노즐부;를 더 포함할 수 있다. In a preferred embodiment, the apparatus for manufacturing a nanodiamond according to the present invention comprises a second drain pipe different from the first drain pipe connected in fluid communication with the lower portion of the container; And a second nozzle part formed on the other side of the casing and configured to provide de-ionized water to the container.

바람직한 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 나노다이아몬드 제조장치는 상기 케이싱 상측으로부터 수직방향으로 연장 형성되는 수직프레임; 및 상기 수직프레임에 의해 지지되고 수평방향으로 배치되는 수평프레임;을 더 포함하고, 상기 레이저유닛은 상기 수평프레임 하부면에 타겟 탄소원 측을 향하도록 형성되고 모터에 의해 상하좌우로 이동가능하게 구성될 수 있다. In a preferred embodiment, the apparatus for manufacturing a nano diamond according to the present invention comprises: a vertical frame extending vertically from the upper side of the casing; And a horizontal frame supported by the vertical frame and disposed in a horizontal direction, wherein the laser unit is formed to face the target carbon source side on the lower surface of the horizontal frame and is movable up, down, left, and right by a motor .

바람직하게, 상기 컨테이너 하부면 및 케이싱의 하부면에는 제1 관통드레인홀이 각각 형성되고, 각 관통홀은 일렬로 정렬되어 연통하게 형성될 수 있다. Preferably, first through drain holes are formed in the lower surface of the container and the lower surface of the casing, respectively, and the through holes are aligned and communicated with each other.

바람직하게는, 상기 제1 관통드레인홀에는 제1 드레인파이프가 동심으로 관통 삽입될 수 있다. Preferably, the first drain pipe may be inserted through the first through drain hole in a concentric manner.

바람직하게는, 상기 컨테이너 하부면 및 케이싱의 하부면에 형성되고 상기 제1 관통드레인홀로부터 이격되어 형성되는 제2 관통드레인홀을 더 포함하고, 상기 각 제2 관통드레인홀은 일렬로 정렬되어 연통할 수 있다. Preferably, a second through-hole is formed in the lower surface of the container and the lower surface of the casing, the second through-hole being spaced apart from the first through-hole, and the second through- can do.

바람직하게, 상기 제2 관통드레인홀에는 제2 드레인파이프가 동심으로 관통 삽입될 수 있다. Preferably, the second drain pipe may be inserted through the second through hole in a concentric manner.

바람직하게, 상기 제1 및 제2 관통드레인홀의 외주면에는 실링부재가 형성될 수 있다. Preferably, a sealing member may be formed on outer peripheral surfaces of the first and second through-hole.

본 발명에 따르면, 나노다이아몬드 합성 및 정제과정에 사용될 수 있는 나노다이아몬드 제조장치를 제공한다. According to the present invention, there is provided a nanodiamond manufacturing apparatus that can be used in a nanodiamond synthesis and purification process.

또한, 본 발명에 따르면, 구동이 용이하고 유지보수를 간편하게하는 나노다이아몬드 제조장치가 제공된다. Further, according to the present invention, there is provided a nano-diamond manufacturing apparatus which is easy to drive and simplifies maintenance.

또한, 본 발명에 따르면, 환경친화적이고 안전성이 높은 나노다이아몬드 제조장치가 제공된다. Further, according to the present invention, there is provided an environmentally friendly and highly safe nano diamond manufacturing apparatus.

본 발명의 효과는 전술한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 인식될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those described above, and other effects not mentioned may be clearly recognized by those skilled in the art from the following description.

도 1은 본 발명에 따른 나노다이아몬드 제조장치의 전체도를 도시하고,
도 2는 본 발명에 따른 나노다이아몬드 제조장치의 레이저유닛 및 타겟 탄소원의 개략도를 도시하고,
도 3은 본 발명에 따른 나노다이아몬드 제조장치 컨테이너의 상측에서 바라본 하면을 도시하며,
도 4는 본 발명에 따른 나노다이아몬드 제조장치 컨테이너 및 케이싱의 수직단면도를 도시한다. 1 shows an overall view of an apparatus for producing nanodiamonds according to the present invention,
2 is a schematic view of a laser unit and a target carbon source of a nanodiamond manufacturing apparatus according to the present invention,
FIG. 3 is a top view of a container for preparing a nanodiamond according to the present invention,
4 shows a vertical cross-sectional view of a container and a casing of a nanodiamond manufacturing apparatus according to the present invention.

본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The specific structure or functional description presented in the embodiment of the present invention is merely illustrative for the purpose of illustrating an embodiment according to the concept of the present invention, and embodiments according to the concept of the present invention can be implemented in various forms. And should not be construed as limited to the embodiments described herein, but should be understood to include all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

한편, 본 발명에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다. Meanwhile, in the present invention, the terms first and / or second etc. may be used to describe various components, but the components are not limited to the terms. The terms may be referred to as a second element only for the purpose of distinguishing one element from another, for example, to the extent that it does not depart from the scope of the invention in accordance with the concept of the present invention, Similarly, the second component may also be referred to as the first component.

어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 또는 "직접 접촉되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는"등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.Whenever an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but it should be understood that other elements may be present in between something to do. On the other hand, when it is mentioned that an element is "directly connected" or "directly contacted" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions for describing the relationship between components, such as "between" and "between" or "adjacent to" and "directly adjacent to" should also be interpreted.

명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급되지 않는 한 복수형도 포함된다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자가 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. Like reference numerals designate like elements throughout the specification. It is to be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. &Quot; comprises "and / or" comprising ", as used herein, unless the recited element, step, operation, and / Or additions.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. It is provided to let you know.

도 1은 본 발명에 따른 나노다이아몬드 제조장치의 전체도를 도시하고, 도 2는 레이저유닛 및 타겟 탄소원의 개략도를 도시하고, 도 3은 본 발명에 따른 나노다이아몬드 제조장치 컨테이너의 상측에서 바라본 하면을 도시하고, 도 4는 본 발명에 따른 나노다이아몬드 제조장치 컨테이너 및 케이싱의 수직단면도를 도시한다. 2 is a schematic view of a laser unit and a target carbon source, and FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a bottom surface of the container of the apparatus for manufacturing nanodiamonds according to the present invention. And Fig. 4 shows a vertical cross-sectional view of a container and a casing of a nano diamond manufacturing apparatus according to the present invention.

본 발명에 따른 나노다이몬드 제조장치는 케이싱; 케이싱 상측에 설치되는 레이저; 타겟 탄소원이 배치되는 컨테이너; 컨테이너 내부의 액체를 배출하는 드레인파이프; 및 요구되는 액체를 컨테이너 내에 공급하도록 구성되는 노즐부를 포함하여 구성된다. An apparatus for manufacturing a nano-sized diamond according to the present invention includes: a casing; A laser provided on the upper side of the casing; A container in which a target carbon source is disposed; A drain pipe for discharging the liquid inside the container; And a nozzle portion configured to supply the required liquid into the container.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 나노다이아몬드 제조장치는 케이싱(10)을 포함한다. 케이싱(10)은 상부면이 개방된 원통형상의 내부공간이 형성되는 원통형 케이스일 수 있다. 케이싱(10)의 전면부에는 개폐가능한 도어(18)가 형성된다. 도어(18)는, 바람직하게, 내부의 관찰이 용이하도록 투명한 재료로 형성될 수 있다. 1 and 2, the apparatus for manufacturing a nano diamond according to the present invention includes a casing 10. The casing 10 may be a cylindrical case in which a cylindrical inner space in which an upper surface is opened is formed. A door 18 which can be opened and closed is formed on the front face of the casing 10. [ The door 18 is preferably made of a transparent material so as to facilitate internal observation.

케이싱(10)의 내부공간에는 컨테이너(30)가 배치된다. 컨테이너(30) 내에는 타겟 탄소원(38)이 배치되고, 액체(34)가 채워진다. 타겟 탄소원(38)은 흑연(graphite), 그래핀(graphene), 활성탄(activated carbon), 카본블랙(carbon black), 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT), 탄소나노섬유(carbon nano fiber, CNF), 변형탄소(modified carbon), 탄소복합소재(carbon composite), 소프트카본(soft carbon), 하드카본(hard carbon), 숯 등일 수 있다. 액체(34)는 물 또는 글리세롤일 수 있다. The container (30) is disposed in the inner space of the casing (10). In the container 30, a target carbon source 38 is disposed, and the liquid 34 is filled. The target carbon source 38 may be formed of graphite, graphene, activated carbon, carbon black, carbon nanotube (CNT), carbon nano fiber (CNF) Modified carbon, carbon composite, soft carbon, hard carbon, charcoal, and the like. The liquid 34 may be water or glycerol.

케이싱(10)의 상측에는 레이저유닛(20)이 설치된다. 케이싱(10)에는 케이싱(10)의 상측에서 윗방향으로 연장하는 수직프레임(14)과 수직프레임(14)에 의해 지지되어 수평방향으로 형성되는 수평프레임(16)이 일체로 또는 연결수단에 의한 연결에 의해 별개로 더 형성될 수 있다. 수평프레임(16)은 디스크 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 레이저유닛(20)은 수평프레임(16)의 하부면에 타겟 탄소원(38)을 향하도록 구성될 수 있다. 타겟 탄소원(38)으로부터 펄스 레이저의 레이저빔을 통해 형성된 충격파에 의해 나노다이아몬드가 합성된다.A laser unit 20 is provided on the upper side of the casing 10. The casing 10 is provided with a vertical frame 14 extending upward from the upper side of the casing 10 and a horizontal frame 16 supported by the vertical frame 14 and formed in the horizontal direction, Can be formed separately by connection. The horizontal frame 16 is preferably formed in a disc shape. The laser unit 20 may be configured to direct the target carbon source 38 to the lower surface of the horizontal frame 16. The nano diamond is synthesized from the target carbon source 38 by the shock wave formed through the laser beam of the pulsed laser.

또한, 레이저유닛(20)은 타겟 탄소원(38)에 대한 집속 거리의 조절과, 고정형으로 설치될 경우 타겟 탄소원상의 한 점에 과도한, 심한 충격이 가해지는 것을 방지하기 위해 모터(22)에 의해 상하좌우로 이동가능하게 형성될 수 있고, 모터(22)는 모터제어유닛(24)에 의해 제어된다. In addition, the laser unit 20 is controlled by the motor 22 to adjust the focusing distance with respect to the target carbon source 38 and to prevent excessive shock from being applied to a point on the target carbon source when the laser unit 20 is fixedly mounted. And the motor 22 is controlled by the motor control unit 24. The motor control unit 24 controls the motor 22 so as to be movable in the left and right direction.

본 발명에 따른 나노다이아몬드 제조장치에 따르면, 컨테이너(30)의 하부에는 컨테이너(30)와 유체연통하도록 연결되는 제1 드레인파이프(46)가 연결된다. 컨테이너(30)의 하부에는 컨테이너(30)와 유체연통하도록 연결되는 한 쌍의 드레인파이프(46, 48)가 형성된다. 한 쌍의 드레인파이프(46, 48) 중 어느 하나인 제1 드레인파이프(46)는 레이저유닛(20)에 의한 나노다이아몬드 합성이 끝난 뒤, 액체(34)를 컨테이너(30)로부터 배출하기 위해 형성된다. 액체(34) 내에 존재하는 합성된 나노입자는 설치되는 나노필터 등 필터수단(미도시)에 의해 필터링되어 컨테이너(30) 안에 유지된다. 필터수단은 컨테이너(30) 하부면 전면에 설치되거나 후술할 관통드레인홀 주위에만 설치되도록 구성될 수 있을 것이다. According to the apparatus for manufacturing a nano diamond according to the present invention, a first drain pipe 46 connected to the container 30 in fluid communication is connected to a lower portion of the container 30. A pair of drain pipes 46 and 48 are formed in the lower portion of the container 30 to be connected to the container 30 in fluid communication. The first drain pipe 46 which is one of the pair of drain pipes 46 and 48 is formed to discharge the liquid 34 from the container 30 after the nanodiamond synthesis by the laser unit 20 is completed do. The synthesized nanoparticles present in the liquid 34 are filtered and held in the container 30 by filter means (not shown) such as a nanofilter to be installed. The filter means may be provided on the entire surface of the lower surface of the container 30 or may be configured to be installed only around the penetrating drain hole to be described later.

제1 드레인파이프(46)를 통해 컨테이너(30) 내의 액체(34)가 배출된 뒤, 잔존하는 탄화수소 제거를 위하여 저장된 유기용매탱크(54)로부터 유기용매가 유기용매노즐부인 제1 노즐부(52)를 따라 컨테이너(30)로 공급된다. After the liquid 34 in the container 30 is drained through the first drain pipe 46 and the organic solvent is supplied from the organic solvent tank 54 stored for removal of remaining hydrocarbons to the first nozzle unit 52 To the container 30.

탄화수소 제거 후, 유기용매는 제2 드레인파이프(48)를 통해 배출된다. 그 후, 부선법에 의하여 나노다이아몬드를 분리하기 위하여, 저장된 탈이온수탱크(58)로부터 탈이온수가 제2 노즐부(56)를 통해 공급된다. After the hydrocarbons are removed, the organic solvent is discharged through the second drain pipe 48. Thereafter, deionized water is supplied through the second nozzle portion 56 from the stored deionized water tank 58 to separate the nano diamond by the flotation method.

제1 노즐부(52) 및 제2 노즐부(56)는 케이싱(10)의 외면에 형성된다. 제1 노즐부(52) 및 제2 노즐부(56)는 수직방향으로 연장하는 원통형의 수직부와 수직부의 일단에서 수평방향으로 연장하는 수평부를 포함하여 구성된다. 각 제1 노즐부(52) 및 제2 노즐부(56)에서, 각 수평부는 수직부에 대하여 회전가능하게 형성되고, 각 노즐부는 다단으로 형성되어 신장 또는 축소될 수 있다. The first nozzle portion 52 and the second nozzle portion 56 are formed on the outer surface of the casing 10. The first nozzle unit 52 and the second nozzle unit 56 include a cylindrical vertical portion extending in the vertical direction and a horizontal portion extending in the horizontal direction at one end of the vertical portion. In each of the first nozzle portion 52 and the second nozzle portion 56, each horizontal portion is rotatably formed with respect to the vertical portion, and each nozzle portion is formed in multiple stages and can be stretched or contracted.

도 3에 도시된 바와 같이, 컨테이너(30)의 하부면에는 한 쌍의 관통드레인홀이 형성되어 있다. 이와 유사하게, 케이싱(10)의 하부면에도 한 쌍의 관통드레인홀이 형성된다. 이들 관통드레인홀은 일렬로 정렬되어 유체연통할 수 있게 구성된다. As shown in Fig. 3, a pair of through-holes is formed on the lower surface of the container 30. As shown in Fig. Similarly, a pair of through-hole is formed on the lower surface of the casing 10. [ These through drain holes are arranged in a line so as to be in fluid communication.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 양태에 따르면, 한 쌍의 관통드레인홀 중 어느 하나인 제1 관통드레인홀(42)에는 제1 드레인파이프(46)가 동심으로 관통하여 삽입될 수 있다. 또한, 한 쌍의 관통드레인홀 중 다른 하나, 즉, 제2 관통드레인홀(44)에는 제2 드레인파이프(48)가 동심으로 관통 삽입되도록 구성될 수 있다. 4, according to one aspect of the present invention, a first drain pipe 46 may be inserted through the first through-hole 42, which is one of the pair of through-holes, have. In addition, the second drain pipe 48 may be inserted through the other one of the pair of through-holes, that is, the second through-hole 44, through the center hole.

또한, 본 발명의 일 양태에 따르면, 컨테이너(30)의 관통드레인홀(42, 44)의 외주면에는 액체의 누수를 방지하기 위해 기밀하는 실링부재(50)가 형성될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a sealing member 50 that is hermetic may be formed on the outer circumferential surface of the through-hole 42, 44 of the container 30 to prevent leakage of liquid.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventions. It will be apparent to those of ordinary skill in the art.

10: 케이싱 14: 수직프레임
16: 수평프레임 18: 도어
20: 레이저유닛 22: 모터
24: 모터제어유닛 30: 컨테이너
34: 액체 38: 타겟 탄소원
42: 제1 관통드레인홀 44: 제2 관통드레인홀
46: 제1 드레인파이프 48: 제2 드레인파이프
50: 실링부재 52: 제1 노즐부
54: 유기용매탱크 56: 제2 노즐부
58: 탈이온수탱크10: Casing 14: Vertical frame
16: Horizontal frame 18: Door
20: laser unit 22: motor
24: motor control unit 30: container
34: liquid 38: target carbon source
42: first through drain hole 44: second through drain hole
46: first drain pipe 48: second drain pipe
50: sealing member 52: first nozzle part
54: organic solvent tank 56: second nozzle part
58: deionized water tank

Claims (8)

케이싱;
상기 케이싱 상측에 설치되어 상하좌우로 이동가능하도록 구성되는 레이저유닛;
상기 케이싱 내부에 상기 레이저유닛으로부터 미리 설정된 거리만큼 이격되어 배치되고 액체가 담겨 있는 컨테이너;
상기 액체 내에 배치되는 타겟 탄소원;
상기 컨테이너 하부 일측에 유체 연통하도록 연결되도록 구성되는 제1 드레인파이프; 및
상기 케이싱 일측에 형성되고 상기 컨테이너에 유기용매를 공급하도록 구성되는 제1 노즐부을 포함하며,
상기 컨테이너 하부면 및 케이싱의 하부면에는 제1 관통드레인홀이 각각 형성되고, 각 제1 관통드레인홀은 일렬로 정렬되어 연통하는 것인 나노다이아몬드 제조장치.
Casing;
A laser unit installed above the casing and movable up and down and left and right;
A container disposed inside the casing at a predetermined distance from the laser unit and containing liquid;
A target carbon source disposed in the liquid;
A first drain pipe configured to be fluidly connected to one side of the lower portion of the container; And
And a first nozzle portion formed at one side of the casing and configured to supply organic solvent to the container,
And a first through drain hole is formed in the lower surface of the container and a lower surface of the casing, respectively, and the first through drain holes are aligned and communicate with each other in a line.
청구항 1에 있어서,
상기 컨테이너 하부의 제1 드레인 파이프의 타측에 유체 연통하도록 구성되는 제2 드레인파이프; 및
상기 케이싱 타측에 형성되고 상기 컨테이너에 탈이온수를 제공하도록 구성되는 제2 노즐부;
를 더 포함하는 것인 나노다이아몬드 제조장치.
The method according to claim 1,
A second drain pipe configured to fluidly communicate with the other side of the first drain pipe under the container; And
A second nozzle portion formed on the other side of the casing and configured to provide de-ionized water to the container;
Wherein the nanostructured diamond is a diamond-like diamond.
청구항 1에 있어서,
상기 케이싱 상측으로부터 수직방향으로 연장 형성되는 수직프레임; 및
상기 수직프레임에 의해 지지되고 수평방향으로 배치되는 수평프레임;을 더 포함하고,
상기 레이저유닛은 상기 수평프레임 하부면에 타겟 탄소원 측을 향하도록 형성되고 모터에 의해 상하좌우로 이동가능하게 구성되는 것인 나노다이아몬드 제조장치.
The method according to claim 1,
A vertical frame extending vertically from the upper side of the casing; And
And a horizontal frame supported by the vertical frame and disposed in a horizontal direction,
Wherein the laser unit is formed so as to face the target carbon source side on the lower surface of the horizontal frame and is movable up and down and left and right by a motor.
삭제delete 청구항 1에 있어서, 상기 제1 관통드레인홀에는 제1 드레인파이프가 동심으로 관통 삽입되는 것인 나노다이아몬드 제조장치.
The nano-diamond manufacturing apparatus according to claim 1, wherein a first drain pipe is inserted through the first through-hole in a concentric manner.
청구항 1에 있어서, 상기 컨테이너 하부면 및 케이싱의 하부면에 형성되고 상기 제1 관통드레인홀로부터 이격되어 형성되는 제2 관통드레인홀을 더 포함하고, 상기 각 제2 관통드레인홀은 일렬로 정렬되어 연통하는 것인 나노다이아몬드 제조장치.
[3] The apparatus of claim 1, further comprising a second through-hole formed in the lower surface of the container and the lower surface of the casing, the second through-hole being spaced apart from the first through-hole, Wherein the nanodiamond is in communication with the nanodiamond.
청구항 6에 있어서, 상기 제2 관통드레인홀에는 제2 드레인파이프가 동심으로 관통 삽입되는 것인 나노다이아몬드 제조장치.
7. The nano-diamond manufacturing apparatus according to claim 6, wherein the second drain pipe is inserted through the second through-hole in a concentric manner.
청구항 6에 있어서, 상기 제1 및 제2 관통드레인홀의 외주면에는 실링부재가 형성되는 것인 나노다이아몬드 제조장치.
7. The apparatus for manufacturing a nano-diamond according to claim 6, wherein a sealing member is formed on outer peripheral surfaces of the first and second through-hole.
KR1020160142959A 2016-10-31 2016-10-31 Nanodiamond manufacturing apparatus KR101821700B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160142959A KR101821700B1 (en) 2016-10-31 2016-10-31 Nanodiamond manufacturing apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160142959A KR101821700B1 (en) 2016-10-31 2016-10-31 Nanodiamond manufacturing apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101821700B1 true KR101821700B1 (en) 2018-01-24

Family

ID=61029310

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160142959A KR101821700B1 (en) 2016-10-31 2016-10-31 Nanodiamond manufacturing apparatus

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101821700B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113663624A (en) * 2021-08-04 2021-11-19 北京科技大学 Equipment for preparing superfine cathode ray fluorescent powder
WO2024143805A1 (en) * 2022-12-27 2024-07-04 주식회사 에스더블유케미컬즈 Detonation processing device for explosion synthesis of nanodiamonds

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015000814A (en) 2013-06-12 2015-01-05 国立大学法人京都大学 Light-emitting diamond nanoparticle and method of producing the same

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015000814A (en) 2013-06-12 2015-01-05 国立大学法人京都大学 Light-emitting diamond nanoparticle and method of producing the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113663624A (en) * 2021-08-04 2021-11-19 北京科技大学 Equipment for preparing superfine cathode ray fluorescent powder
WO2024143805A1 (en) * 2022-12-27 2024-07-04 주식회사 에스더블유케미컬즈 Detonation processing device for explosion synthesis of nanodiamonds

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kumar et al. Nanodiamonds: Emerging face of future nanotechnology
KR101821700B1 (en) Nanodiamond manufacturing apparatus
Chen et al. Assembling carbon quantum dots to a layered carbon for high-density supercapacitor electrodes
JP6791965B2 (en) Detachment of layered material by wet jet crushing technology
US7400490B2 (en) Ultracapacitors comprised of mineral microtubules
Tu et al. Portable visible-light photocatalysts constructed from Cu2O nanoparticles and graphene oxide in cellulose matrix
Jindal et al. Sustainable approach for developing graphene-based materials from natural resources and biowastes for electronic applications
US20100000945A1 (en) Filtering Apparatus and Method of Use
US20120228220A1 (en) Molecular Separator
US20140329076A1 (en) Dense material including carbon nanohorns and use thereof
US20170334726A1 (en) Surface treating method using taylor reactor
Li et al. Monopeptide-based powder gelators for instant phase-selective gelation of aprotic aromatics and for toxic dye removal
Xing et al. Near-infrared light-driven yolk@ shell carbon@ silica nanomotors for fuel-free triglyceride degradation
US10315284B2 (en) Removable electro-mechanical device for burnishing and smoothing metal parts
FI126311B (en) Ore treatment device and method
US8343403B2 (en) Method for making a microporous membrane
Nie et al. Titanate nanotubes as superior adsorbents for removal of lead (II) ions from water
CN205442910U (en) A filter equipment for microwave sewage treatment
JP2015147187A (en) Method for separation of nano material
CA2359468A1 (en) Method and apparatus for shaping particles by ultrasonic cavitation
Basha et al. Green synthesis of carbon quantum dots from teak leaves biomass for in situ precipitation and regenerative-removal of methylene blue-dye
CN115784538A (en) Oil-containing wastewater separation and filtration device and method
Korsunsky et al. Pyrite ‘poste restante’: Intra-diatom framboids
RU2009110005A (en) METHOD OF DISPERSION AND SEPARATION OF MATERIALS AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
KR101480544B1 (en) an apparatus for preparing nanostructure suspension with an excellent dispersion stability and a method of preparing nanostructure suspension with an excellent dispersion stability

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant