KR102164089B1 - Apparatus for separating nanoparticles and method of separating nanoparticles using thereof - Google Patents

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김덕종
정소희
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C5/00—Separating dispersed particles from liquids by electrostatic effect
    • B03C5/02—Separators

Abstract

본 발명은 정제 과정 중 유로 내부에 배열된 전극부재를 개별적으로 제어하여 정제효율을 높일 수 있도록 하는 나노입자 정제장치 및 이를 이용한 나노입자 정제방법을 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 나노입자 혼합액과 재분산용 용매가 순차적으로 공급되는 유입구가 일측에 배치되고, 나노입자가 제거된 혼합액과 나노입자가 재분산된 용매가 순차적으로 배출되는 배출구가 타측에 배치되며, 상기 유입구와 상기 배출구를 연결하는 유로; 다공성 구조를 이루며 상기 유로를 따라 서로 이격되게 배치되는 제1 전극부재와 제2 전극부재; 및 상기 제1 전극부재와 상기 제2 전극부재에 서로 다른 극성의 전압을 인가하는 전원공급부;를 포함하고, 상기 제1 전극부재와 상기 제2 전극부재는 상기 유로를 따라 복수개가 서로 교번하여 배열되며, 마주하는 상기 제1 전극부재와 상기 제2 전극부재 사이의 정제공간을 나노입자 혼합액이 통과하는 순간 상기 정제공간에 전압이 상실되도록 상기 제1 전극부재 또는 상기 제2 전극부재를 제어하는 제어부를 포함하는 특징을 개시한다.An object of the present invention is to provide a nanoparticle purification apparatus and a nanoparticle purification method using the same, which can increase purification efficiency by individually controlling electrode members arranged inside a flow path during a purification process. In the present invention for this purpose, an inlet through which a mixture of nanoparticles and a solvent for redistribution are sequentially supplied is disposed on one side, and an outlet through which the mixture from which the nanoparticles are removed and the solvent in which the nanoparticles are redispersed is sequentially discharged is disposed on the other side A flow path connecting the inlet and the outlet; A first electrode member and a second electrode member having a porous structure and disposed to be spaced apart from each other along the flow path; And a power supply for applying voltages of different polarities to the first electrode member and the second electrode member, wherein a plurality of the first electrode members and the second electrode members are arranged alternately with each other along the flow path. And a controller for controlling the first electrode member or the second electrode member so that voltage is lost in the purification space at the moment when the nanoparticle mixture passes through the purification space between the first electrode member and the second electrode member facing each other. It discloses a feature comprising a.

Description

나노입자 정제장치 및 이를 이용한 나노입자 정제방법{APPARATUS FOR SEPARATING NANOPARTICLES AND METHOD OF SEPARATING NANOPARTICLES USING THEREOF}Nanoparticle purification device and nanoparticle purification method using the same{APPARATUS FOR SEPARATING NANOPARTICLES AND METHOD OF SEPARATING NANOPARTICLES USING THEREOF}

본 발명은 나노입자 정제장치 및 이를 이용한 나노입자 정제방법에 관한 것으로, 상세하게는 나노입자 혼합액으로부터 나노입자를 정제할 수 있는 나노입자 정제장치 및 이를 이용한 나노입자 정제방법에 관한 것이다.The present invention relates to a nanoparticle purification apparatus and a nanoparticle purification method using the same, and more particularly, to a nanoparticle purification apparatus capable of purifying nanoparticles from a nanoparticle mixture, and a nanoparticle purification method using the same.

나노기술은 원자나 분자 정도의 작은 크기 단위에서 물질을 합성하고, 조립 제어하며 그 성질을 측정 규명하는 기술로서, 일반적으로 크기가 1 내지 100나노미터 범위인 재료나 대상에 대한 나노기술을 말한다.Nanotechnology is a technology for synthesizing, controlling assembly, and measuring and identifying properties of materials in units of small size, such as atoms or molecules, and generally refers to nanotechnology for materials or objects whose size ranges from 1 to 100 nanometers.

이러한 나노기술은 나노입자의 크기로 인한 독특한 광학적/화학적 특성이 있으며, 기계적/전기적 성질에 있어도 우수한 성질이 있어 다양한 분야에 응용되고 있다.Such nanotechnology has unique optical/chemical properties due to the size of the nanoparticles, and has excellent properties in terms of mechanical/electrical properties, and thus has been applied in various fields.

상기한 바와 같이 근래 들어 나노입자의 뛰어난 특성을 산업적으로 활용하려는 움직임이 본격화되고 있으며, 이에 따라 나노입자를 액상에서 대량으로 합성하는 공정이 활발히 개발되어 왔다.As described above, in recent years, a movement to industrially utilize the excellent properties of nanoparticles has been in earnest, and accordingly, a process for synthesizing nanoparticles in a large amount in a liquid phase has been actively developed.

하지만 나노입자를 합성하고 나면 합성에 투입되었다가 반응이 이뤄지지 않았거나 반응이 진행되다만 물질들이 불순물로 남아 있어, 이를 제거하는 정제 과정을 거쳐야 나노입자 고유의 특성을 잘 살릴 수 있다.However, after synthesizing the nanoparticles, it was introduced into the synthesis and the reaction did not take place or the reaction proceeds, but the substances remain as impurities, so that the unique characteristics of the nanoparticles can be well utilized through a purification process to remove them.

기존에는 정제를 위해 나노입자를 침전하여 수거하고 이를 다시 재분산하는 과정을 반복하는 방법이 주로 활용되어 왔지만, 이 방법을 사용하게 되면 재분산을 반복할 때마다 막대한 양의 유기 용매를 버리게 되어 경제적, 환경적 측면에서 바람직하지 않고 작업자 및 작업 환경에 따라 정제 결과에 편차가 있어 산업적으로 활용하기에는 한계가 있었다.Previously, the method of sedimenting and collecting nanoparticles for purification and repeating the process of redistributing them again has been mainly used, but if this method is used, an enormous amount of organic solvent is discarded every time the redistribution is repeated. However, it is not desirable in terms of the environment, and there is a limit to industrial use due to variations in refining results depending on the operator and work environment.

최근 기존 방법의 문제점을 해결하고자 합성 원액으로부터 원하는 용매로 나노입자를 전기영동 방법으로 이동시키는 방법이 제안되어 가능성을 보인 바 있으나 투입된 나노입자 전부를 정제하기는 어려운 실정이었다.Recently, in order to solve the problems of the existing method, a method of transferring nanoparticles from a synthetic undiluted solution to a desired solvent by an electrophoresis method has been proposed, showing a possibility, but it has been difficult to purify all of the injected nanoparticles.

한편 상기 문제를 해결하고자 유로 내부에 전극을 설치하여 전기영동 방법으로 나노입자를 전극 표면에 부착시킨 후 원하는 용매 흐름에 재분산하는 방법이 제안되었다.Meanwhile, in order to solve the above problem, a method of installing an electrode inside a flow path, attaching nanoparticles to the electrode surface by an electrophoresis method, and redistributing it in a desired solvent flow has been proposed.

하지만 나노입자가 전극에 부착되기 이전에 유로 내부에 채워지는 세척액 재분산용 용매 등의 다른 유체들과 자연스럽게 섞이게 되고, 이렇게 혼합된 영역에서는 전극 표면에 부착되거나 재분산되는 나노입자의 정제효율이 떨어지는 문제가 있다.However, before the nanoparticles are attached to the electrode, they are naturally mixed with other fluids such as a solvent for redistribution of the cleaning solution filled in the flow path, and in this mixed area, the purification efficiency of the nanoparticles attached to or redispersed on the electrode surface decreases. there is a problem.

또한 나노입자를 전극 표면에 부착시킨 다음 원하는 용매 흐름에 재분산하는 사이 전극 표면에 부착되었던 나노입자는 일정시간 대기과정을 거치게 되는데, 이러한 대기시간이 길어져 나노입자가 전기장에 장시간 노출되면 이후 용매를 이용한 재분산이 원활히 이루어지지 못하는 문제가 있다.In addition, while the nanoparticles are attached to the electrode surface and then redispersed in the desired solvent flow, the nanoparticles that have adhered to the electrode surface undergo a waiting process for a certain period of time. There is a problem that the used redistribution cannot be performed smoothly.

대한민국 등록특허 제10-1579870호(2015.12.23.공고)Korean Patent Registration No. 10-1579870 (announced on December 23, 2015)

본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 정제 과정 중 유로 내부에 배열된 전극부재를 개별적으로 제어하여 정제효율을 높일 수 있도록 하는 나노입자 정제장치 및 이를 이용한 나노입자 정제방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve a conventional problem, and the present invention is a nanoparticle purification apparatus for increasing purification efficiency by individually controlling electrode members arranged inside a flow path during a purification process, and a nanoparticle purification method using the same In providing.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 나노입자 정제장치는 나노입자 혼합액과 재분산용 용매가 순차적으로 공급되는 유입구가 일측에 배치되고, 나노입자가 제거된 혼합액과 나노입자가 재분산된 용매가 순차적으로 배출되는 배출구가 타측에 배치되며, 상기 유입구와 상기 배출구를 연결하는 유로; 다공성 구조를 이루며 상기 유로를 따라 서로 이격되게 배치되는 제1 전극부재와 제2 전극부재; 및 상기 제1 전극부재와 상기 제2 전극부재에 서로 다른 극성의 전압을 인가하는 전원공급부;를 포함하고, 상기 제1 전극부재와 상기 제2 전극부재는 상기 유로를 따라 복수개가 서로 교번하여 배열되며, 마주하는 상기 제1 전극부재와 상기 제2 전극부재 사이의 정제공간을 나노입자 혼합액이 통과하는 순간 상기 정제공간에 전압이 상실되도록 상기 제1 전극부재 또는 상기 제2 전극부재를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above-described object of the present invention, the nanoparticle purification apparatus according to the present invention includes an inlet through which a nanoparticle mixture and a solvent for redistribution are sequentially supplied, and the mixture solution and nanoparticles from which the nanoparticles are removed are An outlet through which the redispersed solvent is sequentially discharged is disposed on the other side, and connects the inlet and the outlet; A first electrode member and a second electrode member having a porous structure and disposed to be spaced apart from each other along the flow path; And a power supply for applying voltages of different polarities to the first electrode member and the second electrode member, wherein a plurality of the first electrode members and the second electrode members are arranged alternately with each other along the flow path. And a controller for controlling the first electrode member or the second electrode member so that voltage is lost in the purification space at the moment when the nanoparticle mixture passes through the purification space between the first electrode member and the second electrode member facing each other. It characterized in that it comprises a.

또한 본 발명에 따른 나노입자 정제장치에 있어서, 상기 유입구는 하측에 마련되고, 상기 배출구는 상측에 마련되며, 상기 유로는 수직구조를 이루고, 상기 유로 내부로 공급되는 유체의 밀도는 공급 순서에 따라 점차적으로 커지게 구성할 수 있다.In addition, in the nanoparticle purification apparatus according to the present invention, the inlet is provided at the lower side, the outlet is provided at the upper side, the flow path has a vertical structure, and the density of the fluid supplied to the inside of the flow path is determined according to the supply order. Can be configured to grow gradually.

또한 본 발명에 따른 나노입자 정제장치에 있어서, 상기 유입구는 상측에 마련되고, 상기 배출구는 하측에 마련되며, 상기 유로는 수직구조를 이루며, 상기 유로 내부로 공급되는 유체의 밀도는 공급 순서에 따라 점차적으로 작아지게 구성할 수도 있다.In addition, in the nanoparticle refining apparatus according to the present invention, the inlet is provided on the upper side, the outlet is provided on the lower side, the flow path has a vertical structure, and the density of the fluid supplied into the flow path is determined according to the supply order. It can also be configured to gradually become smaller.

또한 본 발명에 따른 나노입자 정제장치에 있어서, 상기 제어부에는 상기 전원공급부와 상기 제1 전극부재 및 상기 전원공급부와 상기 제2 전극부재를 전기적으로 연결시키거나 차단시키는 스위치모듈을 포함할 수 있다.In addition, in the nanoparticle purification apparatus according to the present invention, the control unit may include a switch module for electrically connecting or blocking the power supply unit and the first electrode member, and the power supply unit and the second electrode member.

또한 본 발명에 따른 나노입자 정제장치에 있어서, 상기 유로 외부로 나노입자가 재분산된 용매를 배출 수거한 후 상기 유로 내부에 채워졌던 재분산용 용매를 재사용하기 위하여 외부로 배출시키는 용매회수부를 더 포함할 수도 있다.In addition, in the nanoparticle purification apparatus according to the present invention, a solvent recovery unit further discharges and collects the solvent in which the nanoparticles are redispersed to the outside of the flow path, and then discharges the redistribution solvent to the outside to reuse the solvent filled in the flow path. It can also be included.

또한 본 발명에 따른 나노입자 정제장치에 있어서, 상기 재분산용 용매가 상기 용매회수부로 배출될 수 있도록 상기 유로 내부에 압력을 제공하는 압축공기공급부를 더 포함할 수 있다.In addition, in the nanoparticle purification apparatus according to the present invention, the compressed air supply unit may further include a compressed air supply unit providing pressure inside the flow path so that the redistribution solvent can be discharged to the solvent recovery unit.

또한 본 발명에 따른 나노입자 정제장치를 이용한 나노입자 정제방법에 있어서, 상기 유로 내부로 나노입자 혼합액을 공급하고 상기 제1 전극부재와 상기 제2 전극부재에 나노입자를 부착시키는 단계; 상기 나노입자 혼합액이 마주하는 상기 제1 전극부재와 상기 제2 전극부재 사이의 정제공간을 통과하는 순간 상기 정제공간의 전압을 상실시키는 단계; 및 상기 유로 내부로 재분산용 용매를 공급하고 상기 제1 전극부재와 상기 제2 전극부재에 부착되었던 나노입자를 재분산시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the nanoparticle purification method using the nanoparticle purification apparatus according to the present invention, the steps of: supplying a mixture of nanoparticles into the passage and attaching the nanoparticles to the first electrode member and the second electrode member; Losing the voltage of the purification space as soon as the nanoparticle mixture passes through the purification space between the first electrode member and the second electrode member facing each other; And supplying a redistribution solvent into the passage and redispersing the nanoparticles attached to the first electrode member and the second electrode member.

또한 본 발명에 따른 나노입자 정제방법에 있어서, 상기 유로 내부로 공급되는 유체의 밀도는 공급 순서에 따라 점차적으로 커지거나 작아지게 구성할 수 있다.In addition, in the nanoparticle purification method according to the present invention, the density of the fluid supplied into the flow path may be gradually increased or decreased according to the supply order.

또한 본 발명에 따른 나노입자 정제방법에 있어서, 상기 유로 내부에 세척액을 통과시켜 불순물을 제거하는 세척단계를 더 포함할 수 있다.In addition, in the nanoparticle purification method according to the present invention, a washing step of removing impurities by passing a washing liquid through the passage may be further included.

또한 본 발명에 따른 나노입자 정제방법에 있어서, 상기 나노입자가 재분산된 재분산용 용매를 수거한 이후, 상기 유로 내부에 채워졌던 나머지 재분산용 용매를 외부로 배출시키는 용매회수단계를 더 포함할 수도 있다.In addition, in the nanoparticle purification method according to the present invention, after collecting the redistribution solvent in which the nanoparticles are redispersed, a solvent recovery step of discharging the remaining redistribution solvent filled in the passageway to the outside is further included. You may.

본 발명에 따른 나노입자 정제장치 및 정제방법은 정제 과정 중에 유로 내부에 배열된 전극부재를 개별적으로 단속해 줌으로써, 전극부재에 부착된 나노입자가 전기장 영역에 장시간 노출되지 않도록 하고, 이로써 나노입자의 재분산 효율을 높일 수 있다.The nanoparticle purification apparatus and purification method according to the present invention prevents the nanoparticles attached to the electrode member from being exposed to the electric field for a long time by controlling the electrode members arranged inside the flow path during the purification process. Redistribution efficiency can be improved.

또한 본 발명에 따른 나노입자 정제장치 및 정제방법은 많은 수로 배열되는 전극부재마다 부착된 나노입자가 항상 균일한 시간동안 전기장 영역에 머무르도록 설정할 수 있기 때문에, 재분산 효율을 높일 수 있고, 대량의 나노입자를 정제하기 위한 대규모 정제장치의 구현이 가능하다.In addition, since the nanoparticle purification apparatus and purification method according to the present invention can be set so that the nanoparticles attached to each electrode member arranged in a large number always stay in the electric field region for a uniform time, redistribution efficiency can be increased, and a large amount It is possible to implement a large-scale purification device for purifying nanoparticles of.

또한 본 발명에 따른 나노입자 정제장치 및 정제방법은 나노입자가 부착될 수 있는 필수시간 동안 전극부재에 전압이 인가되도록 설정할 수 있기 때문에, 정제 비용을 절약할 수 있는 이점도 있다.In addition, since the nanoparticle purification apparatus and purification method according to the present invention can be set so that voltage is applied to the electrode member during an essential time during which the nanoparticles can be attached, there is also an advantage of saving the purification cost.

또한 본 발명에 따른 나노입자 정제장치는 수직구조의 유로를 구현하여 이동하는 나노입자 혼합액의 정확한 이송위치를 확보할 수 있고, 이로써 나노입자 혼합액이 통과하는 전극부재에 대해 보다 정확한 제어가 가능하다.In addition, the nanoparticle refining apparatus according to the present invention can secure an accurate transfer position of the moving nanoparticle mixture by implementing a vertical flow path, thereby enabling more precise control of the electrode member through which the nanoparticle mixture liquid passes.

더불어 본 발명에 따른 나노입자 정제장치 및 정제방법은 유로 내부로 공급되는 유체들의 밀도 차를 구현하여 이동 중인 인접 유체들이 서로 쉽게 섞이는 것을 예방할 수 있고, 이로써 정제 효율을 높일 수 있다.In addition, the nanoparticle purification apparatus and purification method according to the present invention can prevent the adjacent fluids from being easily mixed with each other by realizing a difference in density of fluids supplied into the flow path, thereby improving purification efficiency.

또한 본 발명에 따른 나노입자 정제장치 및 정제방법은 압축공기공급부 및 용매회수부를 이용하여 정제 공정 이후 소비되는 재분산용 용매를 회수할 수 있기 때문에, 용매의 원활한 회수가 가능하고, 정제 비용의 절감 효과도 있다.In addition, since the nanoparticle purification apparatus and purification method according to the present invention can recover the solvent for redistribution consumed after the purification process using the compressed air supply unit and the solvent recovery unit, the solvent can be recovered smoothly and the purification cost is reduced. There is also an effect.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 나노입자 정제장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유입구를 보인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전극부재를 보인 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 정제과정을 순차적으로 보인 개략도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 나노입자 정제방법의 공정 흐름도이다.1 is a schematic diagram of a nanoparticle purification apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing an inlet according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view showing an electrode member according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic diagram sequentially showing a purification process according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart of a nanoparticle purification method according to an embodiment of the present invention.

이하 상술한 해결하고자 하는 과제가 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시예들을 설명함에 있어서 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호를 사용하였다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention in which the above-described problem to be solved can be realized in detail will be described with reference to the accompanying drawings. In describing the present embodiments, the same name and the same reference numerals are used for the same or similar configurations.

한편 후술되는 표현에서 유체가 의미하는 바는 적어도 액체와 기체를 포함하며, 예를 들어 물, 나노입자가 포함된 혼합액, 나노입자가 제거된 혼합액, 재분산용 용매, 재분산된 나노입자가 포함된 용매, 세척액, 불순물이 포함된 세척액, 대기, 압축공기 등을 포함할 수 있다.Meanwhile, in the expression described below, the meaning of fluid includes at least liquid and gas, for example, water, a mixed solution containing nanoparticles, a mixed solution from which nanoparticles have been removed, a redispersed solvent, and redispersed nanoparticles. It may include a solvent, washing liquid, washing liquid containing impurities, atmosphere, compressed air, and the like.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 나노입자 정제장치의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a nanoparticle purification apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 나노입자 정제장치는 나노입자의 정제가 이루어지는 유로(110), 상기 유로(110) 상에 배열되는 적어도 한 쌍의 제1 전극부재(121)와 제2 전극부재(122), 상기 제1 전극부재(121)와 제2 전극부재(122)에 전압을 인가하는 전원공급부(200) 및 제어부(300)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the nanoparticle purification apparatus according to an embodiment of the present invention includes a flow path 110 in which nanoparticles are purified, at least a pair of first electrode members 121 and a first electrode member 121 arranged on the flow path 110. It includes a second electrode member 122, a power supply unit 200 and a control unit 300 for applying voltage to the first electrode member 121 and the second electrode member 122.

실시예에 따른 유로(110)는 정제 영역을 제공하는 것으로, 몸체부(100)에 의해 형성될 수 있다.The flow path 110 according to the embodiment provides a purification region, and may be formed by the body portion 100.

몸체부(100)는 일측에 유체가 유입되는 유입구(101)가 마련되고, 타측에 유체가 배출되는 배출구(102)가 마련되며, 유입구(101)와 배출구(102)를 연결하도록 유입구(101)와 배출구(102) 사이에 유로(110)가 마련될 수 있다.The body portion 100 is provided with an inlet 101 through which fluid is introduced, and an outlet 102 through which fluid is discharged on the other side, and an inlet 101 to connect the inlet 101 and the outlet 102 A flow path 110 may be provided between the and the outlet 102.

유입구(101)에는 혼합액공급부(410), 세척액공급부(420) 및 용매공급부(430)가 연결될 수 있다.A mixed solution supply unit 410, a washing solution supply unit 420, and a solvent supply unit 430 may be connected to the inlet 101.

상기 혼합액공급부(410)는 나노입자가 포함된 혼합액을 유입구(101)로 공급한다.The mixed solution supply unit 410 supplies a mixed solution containing nanoparticles to the inlet 101.

상기 세척액공급부(420)는 세척액을 유입구(101)로 공급한다.The washing liquid supply unit 420 supplies the washing liquid to the inlet 101.

상기 용매공급부(430)는 재분산용 용매를 유입구(101)로 공급한다.The solvent supply unit 430 supplies a solvent for redistribution to the inlet 101.

실시예에 따른 정제장치는 기본적으로 나노입자의 정제를 위한 일련의 유체를 하측에서 상방으로 수직 이동시키는 상방 수직구조를 이루고 있기 때문에, 전술한 혼합액공급부(410), 세척액공급부(420) 및 용매공급부(430)에는 유체의 적정 이송압력을 필요로 한다. 이를 위해 혼합액공급부(410), 세척액공급부(420) 및 용매공급부(430)에는 펌프를 포함할 수 있고, 유입구(101)와 각 유체를 독립적으로 연결시키는 밸브를 포함할 수 있다.Since the purification apparatus according to the embodiment basically has an upward vertical structure that vertically moves a series of fluids for purification of nanoparticles from the lower side to the upper side, the aforementioned mixed solution supply unit 410, the washing solution supply unit 420 and the solvent supply unit 430 requires an appropriate transfer pressure of the fluid. To this end, the mixed solution supply unit 410, the washing solution supply unit 420, and the solvent supply unit 430 may include a pump, and may include a valve for independently connecting the inlet 101 and each fluid.

배출구(102)에는 혼합액수거부(510), 세척액수거부(520) 및 용매수거부(530)가 연결될 수 있다.A mixed solution collection unit 510, a washing solution collection unit 520, and a solvent collection unit 530 may be connected to the discharge port 102.

상기 혼합액수거부(510)는 배출구(102)로부터 배출되는 나노입자가 제거된 혼합액을 수거한다.The mixed liquid collection unit 510 collects the mixed liquid from which the nanoparticles discharged from the discharge port 102 are removed.

상기 세척액수거부(520)는 배출구(102)로부터 배출되는 불순물이 포함된 세척액을 수거한다.The washing liquid collection unit 520 collects the washing liquid containing impurities discharged from the discharge port 102.

상기 용매수거부(530)는 배출구(102)로부터 배출되는 나노입자가 재분산된 용매를 수거한다.The solvent collection unit 530 collects the solvent in which the nanoparticles discharged from the outlet 102 are redispersed.

한편 실시예에 따른 유로(110)에는 나노입자가 재분산된 용매를 외부로 배출시켜 상기 용매수거부(530)에 수거한 다음, 유로(110) 내부에 채워져 있던 나머지 재분산용 용매를 배출 수거하기 위한 용매회수부(600)를 포함할 수 있다.Meanwhile, in the flow path 110 according to the embodiment, the solvent in which the nanoparticles are redispersed is discharged to the outside and collected in the solvent collection unit 530, and then the remaining solvent for redistribution filled in the flow path 110 is discharged and collected. It may include a solvent recovery unit 600 for.

용매회수부(600)는 유로(110)의 하측에 배치될 수 있다. 이렇게 상방 수직구조를 이루는 정제장치의 하측에 배치된 유입구(101)측과 용매회수부(600)를 연결함으로써, 별도 동력 없이도 유로(110) 내부에 채워진 재분산용 용매를 쉽게 수거할 수 있다.The solvent recovery unit 600 may be disposed under the flow path 110. By connecting the inlet 101 side and the solvent recovery unit 600 disposed under the purification apparatus forming the upper vertical structure, the solvent for redistribution filled in the flow path 110 can be easily collected without additional power.

한편 실시예에 따른 유로(110)에는 내부에 채워져 있던 재분산용 용매가 용매회수부(600)로 원활하게 배출될 수 있도록 압력을 제공하는 압축공기공급부(700)를 포함할 수 있다.Meanwhile, the flow path 110 according to the exemplary embodiment may include a compressed air supply unit 700 that provides pressure so that the solvent for redistribution filled therein can be smoothly discharged to the solvent recovery unit 600.

결국 압축공기공급부(700)를 이용하여 유로(110) 내부에 압축공기를 공급해줌으로써, 유로(110) 내부에 채워져 있던 재분산용 용매가 신속 원활하게 용매회수부(600)로 배출된다.Eventually, by supplying compressed air into the flow path 110 using the compressed air supply unit 700, the solvent for redistribution filled in the flow path 110 is quickly and smoothly discharged to the solvent recovery unit 600.

또한 압축공기공급부(700)를 추가적으로 구성함에 따라 용매회수부(600)를 정제장치의 하부에 굳이 배치시킬 필요 없이 유로(110) 내부와 연결된 어떠한 위치에도 용매의 원활한 배출이 가능하다.In addition, as the compressed air supply unit 700 is additionally configured, the solvent recovery unit 600 can be smoothly discharged to any location connected to the inside of the flow path 110 without the need to have the solvent recovery unit 600 disposed under the purification apparatus.

이렇게 용매회수부(600)에 최종 수거된 재분산용 용매는 재분산용 용매공급부(430)로 재 이송되어 이후 나노입자의 정제 과정에서 재사용될 수 있어, 재분산용 용매의 소모를 줄일 수 있다.The redistribution solvent finally collected in the solvent recovery unit 600 is transferred back to the redistribution solvent supply unit 430 and can be reused in the subsequent nanoparticle purification process, thereby reducing consumption of the redistribution solvent. .

한편 유로(110)는 단면이 원형 또는 다각형상일 수 있다. 또한 도시된 바와 달리 유입구(101)와 배출구(102)는 유로(110)와 동일한 단면으로 형성될 수 있다. 다시 말해 유입구(101), 배출구(102), 유로(110)가 모두 동일한 단면 형상의 직관 구조를 이룰 수 있다.Meanwhile, the flow path 110 may have a circular or polygonal cross section. Also, unlike shown, the inlet 101 and the outlet 102 may have the same cross-section as the flow path 110. In other words, the inlet 101, the outlet 102, and the flow path 110 may all form a straight pipe structure having the same cross-sectional shape.

유로(110) 상에 전극부재가 설치되는데, 실시예에 따른 전극부재는 제1 전극부재(121)와 제2 전극부재(122)를 포함한다. 제1 전극부재(121)와 제2 전극부재(122)는 전도성의 블록 구조로 이루어질 수 있다.An electrode member is installed on the flow path 110, and the electrode member according to the embodiment includes a first electrode member 121 and a second electrode member 122. The first electrode member 121 and the second electrode member 122 may have a conductive block structure.

또한 제1 전극부재(121)와 제2 전극부재(122)는 적어도 하나 이상 구비되며, 유로(110) 내부에서 서로 이격되게 설치될 수 있다.In addition, at least one of the first electrode member 121 and the second electrode member 122 may be provided, and may be installed to be spaced apart from each other in the flow path 110.

또한 제1 전극부재(121)와 제2 전극부재(122)는 각각 복수개로 구비될 수 있고, 이렇게 복수개로 구비될 시 제1 전극부재(121)와 제2 전극부재(122)는 유로(110)를 따라 서로 교번하여 배치될 수 있다.In addition, the first electrode member 121 and the second electrode member 122 may be provided in plurality, respectively, and when provided in such a plurality, the first electrode member 121 and the second electrode member 122 are flow path 110 ) Can be arranged alternately with each other.

또한 제1 전극부재(121)와 제2 전극부재(122)는 유로(110) 내부를 통과하는 유체의 이송방향에 수직하게 배치될 수 있다.In addition, the first electrode member 121 and the second electrode member 122 may be disposed perpendicular to the transport direction of the fluid passing through the flow path 110.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전극부재를 보인 사시도이다.3 is a perspective view showing an electrode member according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면 제1 전극부재(121)와 제2 전극부재(122)는 유로(110)가 연속될 수 있도록 복수의 통공(121a)이 형성된 다공성 구조로 이루어질 수 있다. 복수의 통공(121a)은 유로(110)를 통과하는 유체의 이송방향과 나란하게 형성될 수 있다.Referring to FIG. 3, the first electrode member 121 and the second electrode member 122 may have a porous structure in which a plurality of through holes 121a are formed so that the flow path 110 may be continuous. The plurality of through holes 121a may be formed in parallel with the transport direction of the fluid passing through the flow path 110.

이렇게 다공성 구조를 이루는 제1 전극부재(121)와 제2 전극부재(122)는 비표면이 커지게 되며, 이로써 나노입자의 정제효율을 높일 수 있다.The first electrode member 121 and the second electrode member 122 forming a porous structure have a large specific surface, thereby improving the purification efficiency of nanoparticles.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유로(110)를 형성하는 몸체부(100)의 구체적인 실시예를 보인 단면 예시도이다.2 is an exemplary cross-sectional view showing a specific embodiment of the body portion 100 forming the flow path 110 according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면 실시예에 따른 몸체부(100)는 제1 연결블록(105), 제2 연결블록(106) 및 복수의 지지블록(107)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the body part 100 according to the embodiment may include a first connection block 105, a second connection block 106, and a plurality of support blocks 107.

즉, 복수개의 지지블록(107)이 적층되고, 적층된 지지블록(107)의 양측에 제1 연결블록(105)과 제2 연결블록(106)이 결합된다. 이러한 제1 연결블록(105)과 제2 연결블록(106) 및 복수의 지지블록(107)의 결합됨과 동시에 중앙부를 관통하여 유로(110)가 형성되고, 유로(110)의 양단이 개방되도록 함으로써, 일측에는 유입구(101)가 형성되고 타측에는 배출구(102)가 형성된다.That is, a plurality of support blocks 107 are stacked, and the first connection block 105 and the second connection block 106 are coupled to both sides of the stacked support block 107. The first connection block 105, the second connection block 106, and the plurality of support blocks 107 are combined, and at the same time, the flow path 110 is formed through the central portion, and both ends of the flow path 110 are opened. , An inlet 101 is formed on one side and an outlet 102 is formed on the other side.

이때 제1 전극부재(121)와 제2 전극부재(122)는 서로 이웃하는 지지블록(107)들에 의해 고정 지지될 수 있다. 즉, 동일한 폭을 유지하는 지지블록(107)에 의하여 제1 전극부재(121)와 제2 전극부재(122)는 유로(110)를 따라 일정간격을 유지하며 이격 배치된다.At this time, the first electrode member 121 and the second electrode member 122 may be fixedly supported by the support blocks 107 adjacent to each other. That is, the first electrode member 121 and the second electrode member 122 are spaced apart from each other while maintaining a constant interval along the flow path 110 by the support block 107 maintaining the same width.

또한 제1 연결블록(105), 제2 연결블록(106) 및 복수의 지지블록(107)을 관통하여 제1 전극봉(201)과 제2 전극봉(202)이 설치될 수 있으며, 제1 전극봉(201)은 제1 전극부재(121)에 구비된 전극봉 체결공(121b:도 3참조)과 연결될 수 있고, 제2 전극봉(202)은 제2 전극부재(122)에 구비된 전극봉 체결공(121b:도 3참조)에 연결될 수 있다.In addition, the first electrode 201 and the second electrode 202 may be installed through the first connection block 105, the second connection block 106, and the plurality of support blocks 107, and the first electrode ( 201) may be connected to the electrode rod fastening hole 121b (refer to FIG. 3) provided in the first electrode member 121, and the second electrode 202 is an electrode fastening hole 121b provided in the second electrode member 122 : See Fig. 3).

계속해서 도 1을 참조하면 실시예에 따른 전원공급부(200)는 전극부재에 전압을 인가하는 것으로, 제1 전극부재(121)와 제2 전극부재(122)에 서로 다른 전압을 인가할 수 있다. 예를 들어 제1 전극부재(121)에는 양의 전압을 인가하고, 제2 전극부재(122)에는 음의 전압을 인가할 수 있다.Continuing with reference to FIG. 1, the power supply unit 200 according to the embodiment applies a voltage to the electrode member, and different voltages may be applied to the first electrode member 121 and the second electrode member 122. . For example, a positive voltage may be applied to the first electrode member 121 and a negative voltage may be applied to the second electrode member 122.

이렇게 제1 전극부재(121)와 제2 전극부재(122)에 극성이 다른 전압이 인가되면, 유체(나노입자 혼합액) 내 포함된 나노입자의 성질에 따라 제1 전극부재(121) 또는 제2 전극부재(122)에 나노입자가 부착된다.When voltages having different polarities are applied to the first electrode member 121 and the second electrode member 122 in this way, the first electrode member 121 or the second electrode member 121 or the second electrode member 121 or the second electrode member 121 Nanoparticles are attached to the electrode member 122.

이러한 제1 전극부재(121)와 제2 전극부재(122)는 후술되는 제어부(300)를 통해 전원공급부(200)와의 전기적 연결이 단속된다.Electrical connection of the first electrode member 121 and the second electrode member 122 to the power supply unit 200 through the control unit 300 to be described later is regulated.

제어부(300)는 제1 전극부재(121)와 제2 전극부재(122)에 부착된 나노입자가 전기장에 계속해서 노출되는 것을 예방하기 위한 것으로, 유로(110)를 따라 배열된 복수의 제1 전극부재(121)와 제2 전극부재(122)에 인가되는 전압을 제한한다.The control unit 300 is for preventing the nanoparticles attached to the first electrode member 121 and the second electrode member 122 from being continuously exposed to an electric field, and a plurality of first electrode members arranged along the flow path 110 The voltage applied to the electrode member 121 and the second electrode member 122 is limited.

즉, 제어부(300)는 서로 마주하는 제1 전극부재(121)와 제2 전극부재(122)의 사이에 배치된 정제공간(s:도 4참조)을 나노입자 혼합액이 통과하는 순간 상기 정제공간(s)의 전압을 상실시킨다.That is, the control unit 300 is the moment the nanoparticle mixture passes through the purification space (s: see FIG. 4) disposed between the first electrode member 121 and the second electrode member 122 facing each other. The voltage of (s) is lost.

실시예에 따른 제어부(300)는 전원공급부(200)와 제1 전극부재(121) 및 전원공급부(200)와 제2 전극부재(122)를 전기적으로 연결시키거나 차단시키는 스위치모듈(310)을 포함할 수 있다.The control unit 300 according to the embodiment includes a switch module 310 that electrically connects or blocks the power supply unit 200 and the first electrode member 121 and the power supply unit 200 and the second electrode member 122. Can include.

제어부(300)에는 상기 혼합액공급부(410)로부터 유로(110) 내부로 공급되는 나노입자 혼합액의 이송량이 미리 세팅될 수 있고, 유로(110) 내부로 공급되는 나노입자 혼합액의 이송량을 감지하는 센서모듈을 더 포함할 수도 있다. 센서모듈은 유입구(101) 또는 유로(110) 상에 설치되는 펌프, 밸브, 유량계, 압력계들 중 적어도 하나일 수 있다.In the control unit 300, a transfer amount of the nanoparticle mixture liquid supplied into the flow path 110 from the mixed liquid supply unit 410 may be set in advance, and a sensor module that detects the transfer amount of the nanoparticle mixture liquid supplied into the flow path 110 It may further include. The sensor module may be at least one of a pump, a valve, a flow meter, and a pressure gauge installed on the inlet 101 or the flow path 110.

예를 들어 제어부(300)는 유로(110) 내부를 이동하는 나노입자 혼합액의 위치, 속도, 유량 등의 정보를 확인하고, 이에 따라 유로(110) 상에 배열된 복수의 제1 전극부재(121)와 제2 전극부재(122)에 대한 나노입자 혼합액의 실시간 위치정보를 확인할 수 있다.For example, the controller 300 checks information such as the location, speed, and flow rate of the nanoparticle mixture moving inside the flow path 110, and accordingly, a plurality of first electrode members 121 arranged on the flow path 110 ) And real-time location information of the nanoparticle mixture for the second electrode member 122 can be checked.

제어부(300)는 이상과 같이 유로(110) 내부를 이동하는 나노입자 혼합액의 위치정보를 기반으로 스위치모듈(310)의 작동신호를 생성하고, 이로써 전원공급부(200)와 연결된 제1 전극부재(121)와 제2 전극부재(122)에 대한 전압 인가여부를 개별적으로 단속할 수 있다.As described above, the control unit 300 generates an operation signal of the switch module 310 based on the position information of the mixture of nanoparticles moving inside the flow path 110, thereby generating a first electrode member connected to the power supply unit 200 ( Whether or not voltage is applied to the 121 and the second electrode member 122 can be individually controlled.

한편 실시예에 따른 유로(110)는 유입구(101)가 하측에 배치되고, 배출구(102)는 상측에 배치되며, 유입구(101)와 배출구(102)를 연결하는 유로(110)가 수직구조를 이룰 수 있다.Meanwhile, in the flow path 110 according to the embodiment, the inlet 101 is disposed on the lower side, the outlet 102 is disposed on the upper side, and the flow path 110 connecting the inlet 101 and the outlet 102 has a vertical structure. It can be achieved.

만약 유로(110)를 수평하게 구성할 경우에는 일반적으로 유로(110)의 벽면에서 마찰저항이 작용하기 때문에, 벽면에 근접하여 흐르는 유속은 감소되고 유로(110)의 정중앙에서의 유속은 가장 빠르다.If the flow path 110 is configured horizontally, since frictional resistance generally acts on the wall surface of the flow path 110, the flow velocity flowing close to the wall surface is reduced, and the flow velocity at the center of the flow path 110 is the fastest.

이처럼 수평구조의 유로(110)에서는 유로(110)의 단면에서 유속차이가 발생하기 때문에, 유로(110) 내부를 통과하는 나노입자 혼합액의 정확한 이송위치를 감지하거나 세팅하기가 어렵고, 전극부재를 통과하는 시점을 정확하게 감지하기가 어렵다.In this way, in the flow path 110 of the horizontal structure, since the flow velocity difference occurs in the cross section of the flow path 110, it is difficult to detect or set the exact transfer position of the nanoparticle mixture passing through the flow path 110, and pass through the electrode member. It is difficult to accurately detect when to do.

이와 달리 실시예에 따른 상방 수직구조의 유로(110)는 하방에서 순차적으로 공급되는 유체가 유로(110) 내부에 채워지는 형태를 취한다. 다시 말해 수평의 수면을 형성하기 때문에 유로(110) 내부에 수평 상태로 배열된 제1 전극부재(121)와 제2 전극부재(122)를 정확히 대향하면서 이송될 수 있다.In contrast, the flow path 110 having an upper vertical structure according to the embodiment takes a form in which fluids sequentially supplied from the lower side are filled into the flow path 110. In other words, since a horizontal water surface is formed, the first electrode member 121 and the second electrode member 122 arranged in a horizontal state in the flow path 110 can be transferred while accurately facing each other.

결국 상방 수직구조의 유로(110)는 통과하는 나노입자 혼합액의 정확한 이송위치를 감지하거나 세팅할 수 있고, 전극부재를 통과하는 시점을 정확하게 감지할 수 있다.As a result, the flow path 110 having an upper vertical structure can detect or set an accurate transfer position of the nanoparticle mixture solution passing through, and can accurately detect a time point when passing through the electrode member.

한편 도시되진 않았지만 다른 실시예에 따른 유로(110)는 마찬가지 수직구조를 이루되, 유입구(101)를 상측에 배치하고, 배출구(102)는 하측에 배치할 수 있다.On the other hand, although not shown, the flow path 110 according to another embodiment has the same vertical structure, but the inlet 101 may be disposed on the upper side, and the outlet 102 may be disposed on the lower side.

이처럼 다른 실시예에 따른 하방 수직구조의 유로(110)는 유체가 하측으로 낙하되기 때문에, 전술한 바와 같이 나노입자 혼합액의 정확한 이송위치를 감지하거나 세팅하기가 어려울 수 있다.As described above, in the flow path 110 having a vertical downward structure according to another embodiment, since the fluid falls downward, it may be difficult to detect or set the exact transfer position of the nanoparticle mixture as described above.

이를 해결하기 위해 다른 실시예에 따른 하방 수직구조의 유로(110)는 먼저 유로(110) 내부에 압축공기 등의 유체를 미리 채운 상태에서, 나노입자 혼합액을 유로(110) 내부로 공급하는 동시에 내부에 채워졌던 유체를 일정속도로 배출시켜 줄 수 있다.In order to solve this problem, the flow path 110 having a vertical downward structure according to another embodiment is first filled with a fluid such as compressed air in the flow path 110 in advance, while supplying a mixture of nanoparticles into the flow path 110 and It can discharge the fluid filled in at a constant speed.

이로써 하방 수직구조의 유로(110) 역시 전술한 상방 수직구조의 유로(110)와 마찬가지로 나노입자 혼합액의 정확한 이송위치를 감지하거나 세팅할 수 있고, 나노입자 혼합액가 전극부재를 통과하는 시점을 정확하게 감지할 수 있다.Accordingly, the flow path 110 of the lower vertical structure can also detect or set the exact transfer position of the nanoparticle mixture, like the flow path 110 of the upper vertical structure described above, and accurately detect the time when the nanoparticle mixture passes through the electrode member. I can.

한편 유로(110) 내부로 공급되는 유체들은 공급 순서에 따라 밀도 차를 달리할 수 있다. 이 경우 유체들이 서로 혼합되는 것을 예방할 수 있다.Meanwhile, the fluids supplied into the flow path 110 may have a different density difference according to the supply order. In this case, it is possible to prevent the fluids from mixing with each other.

특히 전술한 상방 수직구조의 유로(110) 내부로 공급되는 유체의 밀도는 공급 순서에 따라 점차적으로 작아지게 구성할 수 있다. 다시 말해 상방 수직구조의 유로(110)를 향해 앞서 공급되는 나노입자 혼합액의 밀도를 상대적으로 작게 구성하고, 뒤이어 공급되는 세척액과 재분산용 용매 순으로 밀도를 점차 커지게 구성할 수 있다.In particular, the density of the fluid supplied into the flow path 110 having the above-described upper vertical structure may be configured to gradually decrease according to the supply order. In other words, the density of the mixture of nanoparticles previously supplied toward the flow path 110 of the upper vertical structure may be configured to be relatively small, and the density may be gradually increased in the order of a washing solution and a solvent for redistribution supplied subsequently.

또한 상기 하방 수직구조의 유로(110) 내부로 공급되는 유체의 밀도는 공급 순서에 따라 점차적으로 커지게 구성할 수 있다. 다시 말해 하방 수직구조의 유로(110)를 향해 앞서 공급되는 나노입자 혼합액의 밀도를 상대적으로 크게 구성하고, 뒤이어 공급되는 세척액과 재분산용 용매 순으로 밀도를 점차적으로 작게 구성할 수 있다.In addition, the density of the fluid supplied to the inside of the flow path 110 of the vertical vertical structure may be gradually increased according to the supply order. In other words, the density of the nanoparticle mixture that is previously supplied toward the flow path 110 having the vertical structure below may be configured to be relatively large, and the density may be gradually decreased in the order of a washing solution and a re-dispersing solvent supplied subsequently.

예를 들어 나노입자 혼합액은 주 원액인 옥타데신(Octadecene)의 밀도 789kg/m^3, 및 재분산용 용매의 주 원액인 톨루엔(Toluene)의 밀도(867kg/m^3)을 기준으로, 세척액을 구성하는 에탄올(789kg/m^3), 메탄올(792kg/m^3), 부탄올(810kg/m^3)의 혼합비를 조정함으로써, 나노입자 혼합액, 세척액, 재분산용 용매 순으로 밀도 차가 점차적으로 커지거나 작아지게 형성할 수 있다.For example, the nanoparticle mixture is based on a density of 789kg/m^3 of octadecine, a main stock solution, and toluene (867kg/m^3), a main stock solution for redispersing solvent. By adjusting the mixing ratio of ethanol (789kg/m^3), methanol (792kg/m^3), butanol (810kg/m^3) constituting the nanoparticles, the density difference gradually increases in the order of the nanoparticle mixture, washing liquid, and redispersing solvent. It can be formed to be larger or smaller.

이와 같이 수직구조의 유로(110)에 있어서, 나노입자 혼합액, 세척액, 재분산용 용매의 밀도를 점차 커지거나 작아지게 구성함으로써, 각 유체들이 서로 혼합되는 것을 막을 수 있다.In this way, in the flow path 110 having a vertical structure, the density of the nanoparticle mixture solution, the washing solution, and the redistribution solvent is gradually increased or decreased, thereby preventing the fluids from being mixed with each other.

도 4는 도 1에 있어서, 본 발명의 실시예에 따른 정제과정을 순차적으로 보인 개략도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 나노입자 정제방법의 공정 흐름도이다.4 is a schematic diagram sequentially showing a purification process according to an embodiment of the present invention in FIG. 1, and FIG. 5 is a process flow diagram of a nanoparticle purification method according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 정제방법은 전술한 정제장치를 이용하여 만족된다.The purification method according to the embodiment of the present invention is satisfied using the above-described purification apparatus.

실시예에 따른 정제방법은 크게 유로(110) 내부로 나노입자 혼합액을 공급하여 제1 전극부재(121)와 제2 전극부재(122)에 나노입자를 부착시키는 단계(S100)와, 나노입자의 부착이 완료된 제1 전극부재(121)와 제2 전극부재(122)의 전압 인가를 제한하는 단계(S200)와, 유로(110) 내부로 세척액을 공급하여 유로(110)의 벽면 또는 제1 전극부재(121)와 제2 전극부재(122)에 잔존하는 불순물을 세척하는 단계(S300)와, 유로(110) 내부로 재분산용 용매를 공급하여 제1 전극부재(121)와 제2 전극부재(122)에 부착된 나노입자를 재분산시켜 수거하는 단계(S400)를 포함할 수 있다.The purification method according to the embodiment is largely a step of attaching the nanoparticles to the first electrode member 121 and the second electrode member 122 by supplying a mixture of nanoparticles into the flow path 110 (S100), and Limiting voltage application of the first electrode member 121 and the second electrode member 122 on which the attachment is completed (S200), and supplying a cleaning solution into the flow path 110 to provide a wall surface or a first electrode of the flow path 110 The step of washing the impurities remaining in the member 121 and the second electrode member 122 (S300), and supplying a redistribution solvent into the flow path 110 to provide the first electrode member 121 and the second electrode member. It may include a step (S400) of collecting the nanoparticles attached to 122 by re-dispersing.

구체적으로 도 4 (a)를 참조하면, 정제 공정 전 유로(110) 내부는 대기(Air) 상태를 유지할 수 있고, 이때 제1 전극부재(121)에는 양의 전압이 인가되고, 제2 전극부재(122)에는 음의 전압이 인가될 수 있다.Specifically, referring to FIG. 4 (a), the inside of the flow path 110 before the refining process can be maintained in an air state. At this time, a positive voltage is applied to the first electrode member 121, and the second electrode member A negative voltage may be applied to 122.

이후 도 4 (b)를 참조하면 유로(110) 내부로 나노입자 혼합액(f1)가 공급되면, 최초 마주하는 제1 전극부재(121)와 제2 전극부재(122) 사이의 정제공간(s)에 진입되면서 나노입자의 특성에 따라 제1 전극부재(121)와 제2 전극부재(122)에 전기영동 방식으로 나노입자가 부착된다.(S100 단계)Thereafter, referring to FIG. 4 (b), when the nanoparticle mixture f1 is supplied into the flow path 110, the purification space s between the first electrode member 121 and the second electrode member 122 that faces first While entering the nanoparticles, nanoparticles are attached to the first electrode member 121 and the second electrode member 122 in an electrophoresis method according to the characteristics of the nanoparticles (step S100)

이후 도 4 (c)(d)를 참조하면 나노입자 혼합액(f1)이 제1 전극부재(121)와 제2 전극부재(122) 사이의 정제공간(s)을 통과하는 순간 통과된 정제공간(s)의 전압이 상실되게, 상기 제어부(300)를 통해 정제공간(s)을 형성하는 제1 전극부재(121) 또는 제2 전극부재(122)의 전압 인가를 제한한다.Thereafter, referring to FIG. 4(c)(d), the moment the nanoparticle mixture f1 passes through the purification space s between the first electrode member 121 and the second electrode member 122, the purification space ( The voltage applied to the first electrode member 121 or the second electrode member 122 forming the purification space s through the control unit 300 is restricted so that the voltage of s) is lost.

즉, 제어부(300)는 이동 중인 나노입자 혼합액(f1)이 제1 전극부재(121)와 제2 전극부재(122) 사이의 정제공간(s)을 통과하는 순간, 나노입자 혼합액(f1)으로부터 이격되는 전극부재부터 순차적으로 전압을 OFF 시킨다.(S200)That is, the controller 300 is at the moment when the moving nanoparticle mixture (f1) passes through the purification space (s) between the first electrode member 121 and the second electrode member 122, from the nanoparticle mixture solution (f1). The voltage is sequentially turned off from the electrode members separated from each other (S200).

결국 도 4 (e)에 도시된 바와 같이, 나노입자 혼합액(f1)이 제1 전극부재(121)와 제2 전극부재(122)에 의해 형성된 정제공간(s)을 모두 통과한 이후에는 유로(110) 내부에 배열된 모든 제1 전극부재(121)와 제2 전극부재(122)의 전압이 OFF 상태를 이룬다.As a result, as shown in FIG. 4 (e), after the nanoparticle mixture f1 has passed through both the purification space s formed by the first electrode member 121 and the second electrode member 122, the flow path ( 110) The voltages of all the first electrode members 121 and the second electrode members 122 arranged therein are in an OFF state.

다시 말해 나노입자 혼합액(f1)이 정제공간(s)을 통과한 순간 제1 전극부재(121) 또는 제2 전극부재(122)에 부착된 나노입자가 계속해서 전기장에 노출되지 않도록 제1 전극부재(121) 또는 제2 전극부재(122)에 인가되는 전압을 OFF시켜 전극부재에 부착된 나노입자에 대한 전기장 노출을 최소화시킬 수 있다.In other words, the first electrode member so that the nanoparticles attached to the first electrode member 121 or the second electrode member 122 are not continuously exposed to the electric field the moment the nanoparticle mixture (f1) passes through the purification space (s). (121) Or, by turning off the voltage applied to the second electrode member 122, exposure of the electric field to the nanoparticles attached to the electrode member may be minimized.

이로써 이후 재분산용 용매를 이용한 나노입자의 재분산 효율을 높일 수 있다.As a result, it is possible to increase the efficiency of redistribution of nanoparticles using a solvent for redispersing afterwards.

또한 많은 수로 배열되는 전극부재마다 부착되어 있는 나노입자에 대해 균일한 시간동안 전기장 영역에 머무르도록 설정할 수 있기 때문에, 재분산 효율을 높일 수 있고, 대량의 나노입자를 정제하기 위한 대규모 정제장치에 효율적이다.In addition, since the nanoparticles attached to each electrode member arranged in a large number can be set to stay in the electric field for a uniform period of time, the redistribution efficiency can be increased, and it is suitable for a large-scale purification device for purifying a large amount of nanoparticles. It's efficient.

계속해서 나노입자 혼합액(f1)에 이어서 유로(110) 내부로 세척액(f2)을 공급시켜, 유로(110)의 벽면 또는 제1 전극부재(121)와 제2 전극부재(122)에 잔존하는 불순물을 제거시킨다.(S300 단계)Subsequently, the cleaning solution f2 is supplied into the flow path 110 following the nanoparticle mixture solution f1, and impurities remaining on the wall surface of the flow path 110 or the first electrode member 121 and the second electrode member 122 Remove (S300 step)

이후 세척액(f2)에 이어서 유로(110) 내부로 재분산용 용매(f3)를 공급시키면, 제1 전극부재(121)와 제2 전극부재(122)를 통과하면서 제1 전극부재(121)와 제2 전극부재(122)에 부착되었던 나노입자를 재분산시킨다.(S400 단계)Thereafter, when the re-dispersing solvent f3 is supplied into the flow path 110 following the washing liquid f2, the first electrode member 121 and the first electrode member 121 and the second electrode member 122 pass through the first electrode member 121 and the second electrode member 122. The nanoparticles attached to the second electrode member 122 are redispersed (step S400).

이상과 같이 나노입자 혼합액(f1), 세척액(f2), 재분산용 용매(f3)는 유로(110) 내부를 순차적으로 이동하며, 부착, 세척, 재분산을 순차적으로 수행한 다음, 최종 나노입자가 제거된 혼합액은 혼합액수거부(510)에 배출 수거되고, 세척액은 세척액수거부(520)에 배출 수거되며, 재분산된 나노입자를 포함한 재분산 용매는 용매수거부(530)에 수거된다.As described above, the nanoparticle mixture solution (f1), the washing solution (f2), and the redistribution solvent (f3) are sequentially moved inside the flow path 110, attaching, washing, and redispersing in sequence, and then the final nanoparticles The removed mixed solution is discharged and collected in the mixed solution collection unit 510, the washing solution is discharged and collected in the washing solution collection unit 520, and the redispersed solvent including the redispersed nanoparticles is collected in the solvent collection unit 530.

한편 이상과 같이 일회에 걸친 정제과정에 사용되었던 각 유체들이 수거 완료된 다음, 유로(110) 내부는 재분산용 용매가 채워진 상태를 유지하게 된다. Meanwhile, after the collection of each fluid used in the one-time purification process as described above is completed, the inside of the flow path 110 is maintained in a state filled with the solvent for redistribution.

실시예에 의하면 유로(110) 내부에 채워졌던 재분산용 용매를 재사용하기 위하여 외부로 배출시키는 용매회수단계(S500)를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, a solvent recovery step (S500) of discharging the solvent for redistribution filled in the flow path 110 to the outside in order to reuse it may be further included.

즉, 재분산된 나노입자를 포함한 용매가 용매수거부(530)로 수거된 다음 재분산용 용매의 계속된 공급을 정지시키고, 유로(110) 내부에 채워졌던 재분산용 용매를 상기 용매회수부(600)로 배출시킨다.That is, after the solvent including the redispersed nanoparticles is collected by the solvent collection unit 530, the continued supply of the redistribution solvent is stopped, and the solvent for redistribution filled in the flow path 110 is removed from the solvent collection unit. Discharge to 600.

이때 유로(110) 내부에 있는 재분산용 용매의 배출이 원활하지 않는 경우에는 상기 압축공기공급부(700)를 작동시켜 유로(110) 내부에 압력을 제공하고, 이렇게 제공된 압력으로부터 유로(110) 내부에 채워졌던 재분산용 용매의 배출을 원활히 할 수 있다.At this time, when the discharge of the redistribution solvent in the flow path 110 is not smooth, the compressed air supply unit 700 is operated to provide pressure inside the flow path 110, and the inside of the flow path 110 from the pressure provided in this way. It is possible to smoothly discharge the redistribution solvent that was filled in.

상기 용매회수부(600)에 최종 수거된 재분산용 용매는 재분산용 용매공급부(430)로 재 이송되어 이후 새로운 나노입자의 정제 공정에서 재사용될 수 있어, 재분산용 용매의 소모를 줄일 수 있다.The redistribution solvent finally collected in the solvent recovery unit 600 can be re-transferred to the redistribution solvent supply unit 430 and reused in the subsequent purification process of new nanoparticles, thereby reducing consumption of the redistribution solvent. have.

이렇게 다시 대기(air) 상태를 유지하는 유로(110) 내부로 나노입자 혼합액, 세척액, 재분산용 용매를 순차적으로 공급하면서 새로운 나노입자 정제 공정을 반복 수행하게 된다.As such, a new nanoparticle purification process is repeatedly performed while sequentially supplying the nanoparticle mixture solution, the washing solution, and the redistribution solvent into the flow path 110 that maintains the air state again.

상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.As described above, preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings, but those skilled in the art will variously modify the present invention within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention described in the following claims. Can be modified or changed.

100: 몸체부 101: 유입구
102: 배출구 105: 제1 연결블록
106: 제2 연결블록 107: 지지블록
110: 유로 121: 제1 전극부재
122: 제2 전극부재 121a: 통공
200: 전원공급부 300: 제어부
310: 스위치모듈 410: 혼합액공급부
420: 세척액공급부 430: 용매공급부
510: 혼합액수거부 520: 세척액수거부
530: 용매수거부 600: 용매회수부
700: 압축공기공급부100: body 101: inlet
102: outlet 105: first connection block
106: second connection block 107: support block
110: flow passage 121: first electrode member
122: second electrode member 121a: through hole
200: power supply unit 300: control unit
310: switch module 410: mixed liquid supply unit
420: washing liquid supply unit 430: solvent supply unit
510: mixed solution collection unit 520: washing solution collection unit
530: solvent collection unit 600: solvent recovery unit
700: compressed air supply unit

Claims (10)

나노입자 혼합액과 재분산용 용매가 순차적으로 공급되는 유입구가 일측에 배치되고, 나노입자가 제거된 혼합액과 나노입자가 재분산된 용매가 순차적으로 배출되는 배출구가 타측에 배치되며, 상기 유입구와 상기 배출구를 연결하는 유로;
다공성 구조를 이루며, 상기 유로를 따라 서로 이격되게 배치되고, 상기 유로를 따라 복수개가 서로 교번하여 배열되는 제1 전극부재와 제2 전극부재;
상기 제1 전극부재와 상기 제2 전극부재에 서로 다른 극성의 전압을 인가하는 전원공급부; 및
마주하는 상기 제1 전극부재와 상기 제2 전극부재 사이의 정제공간을 나노입자 혼합액이 통과하는 순간 상기 정제공간의 전압이 상실되도록 상기 제1 전극부재 또는 상기 제2 전극부재를 제어하는 제어부;를 포함하며,
상기 유로 내부로 공급되는 유체의 밀도는 공급 순서에 따라 점차적으로 커지거나 작아지는 것을 특징으로 하는 나노입자 정제장치.An inlet through which the nanoparticle mixture and the solvent for redistribution are sequentially supplied is disposed on one side, and an outlet through which the mixture solution from which the nanoparticles are removed and the solvent from which the nanoparticles are redispersed are sequentially discharged is disposed on the other side, and the inlet and the A flow path connecting the outlet;
A first electrode member and a second electrode member having a porous structure, disposed to be spaced apart from each other along the flow path, and alternately arranged in a plurality of the plurality of electrodes along the flow path;
A power supply for applying voltages of different polarities to the first electrode member and the second electrode member; And
A controller for controlling the first electrode member or the second electrode member so that the voltage of the purification space is lost as soon as the nanoparticle mixture passes through the purification space between the first electrode member and the second electrode member facing each other; Includes,
Nanoparticle purification apparatus, characterized in that the density of the fluid supplied into the flow path gradually increases or decreases according to the supply order. 제1 항에 있어서,
상기 유로 내부로 공급되는 유체의 밀도가 공급 순서에 따라 점차적으로 커질 경우, 상기 유입구는 하측에 마련되고, 상기 배출구는 상측에 마련되며, 상기 유로는 수직구조를 이루는 것을 특징으로 하는 나노입자 정제장치.The method of claim 1,
When the density of the fluid supplied into the flow path gradually increases according to the supply order, the inlet is provided at a lower side, the outlet is provided at an upper side, and the flow path has a vertical structure. . 제1 항에 있어서,
상기 유로 내부로 공급되는 유체의 밀도는 공급 순서에 따라 점차적으로 작아질 경우, 상기 유입구는 상측에 마련되고, 상기 배출구는 하측에 마련되며, 상기 유로는 수직구조를 이루는 것을 특징으로 하는 나노입자 정제장치.The method of claim 1,
Nanoparticle purification, characterized in that when the density of the fluid supplied into the flow path gradually decreases according to the supply order, the inlet is provided at the upper side, the outlet is provided at the lower side, and the flow channel has a vertical structure Device. 제1 항에 있어서,
상기 제어부에는,
상기 전원공급부와 상기 제1 전극부재 및 상기 전원공급부와 상기 제2 전극부재를 전기적으로 연결시키거나 차단시키는 스위치모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 나노입자 정제장치.The method of claim 1,
In the control unit,
And a switch module configured to electrically connect or cut off the power supply unit and the first electrode member and the power supply unit and the second electrode member. 제1 항에 있어서,
상기 유로 외부로 나노입자가 재분산된 용매를 배출 수거한 후 상기 유로 내부에 채워졌던 재분산용 용매를 재사용하기 위하여 외부로 배출시키는 용매회수부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노입자 정제장치.The method of claim 1,
And a solvent recovery unit configured to discharge and collect the solvent in which the nanoparticles are redispersed outside the flow path, and then discharge the redispersed solvent filled in the flow path to the outside in order to reuse the solvent. 제5 항에 있어서,
상기 재분산용 용매가 상기 용매회수부로 배출될 수 있도록 상기 유로 내부에 압력을 제공하는 압축공기공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노입자 정제장치.The method of claim 5,
A nanoparticle purification apparatus comprising a compressed air supply unit providing pressure inside the flow path so that the redistribution solvent can be discharged to the solvent recovery unit. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 나노입자 정제장치를 이용한 나노입자 정제방법에 있어서,
상기 유로 내부로 나노입자 혼합액을 공급하고 상기 제1 전극부재와 상기 제2 전극부재에 나노입자를 부착시키는 단계;
상기 나노입자 혼합액이 마주하는 상기 제1 전극부재와 상기 제2 전극부재 사이의 정제공간을 통과하는 순간 상기 정제공간의 전압을 상실시키는 단계; 및
상기 유로 내부로 재분산용 용매를 공급하고 상기 제1 전극부재와 상기 제2 전극부재에 부착되었던 나노입자를 재분산시키는 단계;를 포함하며,
상기 유로 내부로 공급되는 유체의 밀도는 공급 순서에 따라 점차적으로 커지거나 작아지는 것을 특징으로 하는 나노입자 정제방법.In the nanoparticle purification method using the nanoparticle purification apparatus according to any one of claims 1 to 6,
Supplying a nanoparticle mixture into the flow path and attaching the nanoparticles to the first electrode member and the second electrode member;
Losing the voltage of the purification space as soon as the nanoparticle mixture passes through the purification space between the first electrode member and the second electrode member facing each other; And
Supplying a redistribution solvent into the passage and redispersing the nanoparticles attached to the first electrode member and the second electrode member; includes,
Nanoparticle purification method, characterized in that the density of the fluid supplied into the flow path gradually increases or decreases according to the supply order. 삭제delete 제7 항에 있어서,
상기 유로 내부에 세척액을 통과시켜 불순물을 제거하는 세척단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노입자 정제방법.The method of claim 7,
And a washing step of removing impurities by passing a washing liquid through the passage. 제7 항에 있어서,
상기 나노입자가 재분산된 재분산용 용매를 수거한 이후, 상기 유로 내부에 채워졌던 나머지 재분산용 용매를 외부로 배출시키는 용매회수단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노입자 정제방법.The method of claim 7,
After collecting the redistribution solvent in which the nanoparticles are redispersed, the method further comprises a solvent recovery step of discharging the remaining redistribution solvent filled in the flow path to the outside.
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