KR20100116923A - Manufacturing method of tin oxide powder and porous tin oxide powder manufactured by the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 주석산화물 분말의 제조방법 및 이에 의해 제조된 주석산화물 분말에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 β-Sn 잉곳 또는 α-Sn 분말이 아닌 α-Sn 샷(shot) 또는 β-Sn 샷(shot)을 이용하여 β-Sn 잉곳보다 용해 공정 시간을 크게 단축시켜 대량 생산이 가능하고, α-Sn 분말보다 반응속도 및 온도를 낮춰 최종 생성되는 분말의 크기가 나노 크기로서 미세하며 다공도(porosity)가 높고, 순도가 높은 SnO2 분말을 제조하는 방법 및 그에 의해 제조된 주석산화물 분말에 관한 것이다. 특히 SnO2 분말의 다공도(porosity)를 높임으로 해서 분말의 분산도를 높일 수 있다.The present invention relates to a method for producing a tin oxide powder and to a tin oxide powder produced by the present invention, and more particularly, α-Sn shot or β-Sn shot other than β-Sn ingot or α-Sn powder. By using), the dissolution process time is shorter than that of β-Sn ingot, and mass production is possible.Reaction rate and temperature are lower than that of α-Sn powder. It relates to a method for producing a high, high purity SnO 2 powder and to a tin oxide powder produced thereby. In particular, by increasing the porosity (porosity) of the SnO 2 powder it is possible to increase the dispersion degree of the powder.
대한민국 특허 제10-0474855호는 주석산화물(SnO2) 나노분말을 제조하는 방 법을 제시하고 있는데, β-Sn 잉곳(ingot)을 산에 용해시켜 SnO2를 제조하는 방법을 제공하고 있다. Korean Patent No. 10-0474855 discloses a method for preparing tin oxide (SnO 2 ) nanopowder, and provides a method for preparing SnO 2 by dissolving β-Sn ingot in an acid.
그러나, β-Sn 잉곳(ingot)의 경우 연성이 높은 금속이므로 분말(powder) 제조의 어려움이 있고, 잉곳(Ingot)을 산에 용해시키기 위해선 오랜 시간이 필요하므로, 대량 생산을 위한 공정으로는 부적합하다. 또한, 용해 반응 시간이 길어짐으로 인해 최종 만들어지는 SnO2 분말(Powder)의 크기를 작게 하는데 한계가 있고 최종 SnO2 분말의 크기가 클 수밖에 없다. However, in the case of β-Sn ingot, since it is a highly ductile metal, it is difficult to manufacture a powder, and since a long time is required to dissolve the ingot in an acid, it is not suitable for a mass production process. Do. In addition, there is a limit in reducing the size of the final SnO 2 powder (Powder) to be made due to the long dissolution reaction time and the size of the final SnO 2 powder is bound to be large.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 β-Sn 잉곳 및 α-Sn 분말이 아닌 α-Sn 샷(shot) 또는 β-Sn 샷(shot)을 이용하여 용해 공정 시간을 단축시키고 공정온도를 낮추어 대량 생산이 가능하고, 최종 생성되는 분말의 다공도(porosity)를 높여 입도분포 및 분산도를 개선하며, 분말의 크기가 나노 크기로서 미세하고 순도가 높은 SnO2 분말을 제조하는 방법을 제공함에 있다. The technical problem to be achieved by the present invention is to shorten the dissolution process time and lower the process temperature by using the α-Sn shot or β-Sn shot rather than the β-Sn ingot and α-Sn powder to reduce mass production. It is possible to improve the particle size distribution and dispersion by increasing the porosity (porosity) of the final powder, and to provide a method for producing a fine and high-purity SnO 2 powder with a nano-size powder.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 BET법으로 측정된 비표면적이 15~25㎡/g이고, BET법으로 측정된 입자의 크기가 30~50㎚인 주석산화물 분말을 제공함에 있다.Another technical problem to be achieved by the present invention is to provide a tin oxide powder having a specific surface area of 15 to 25 m 2 / g measured by the BET method and a particle size of 30 to 50 nm measured by the BET method.
본 발명은, (a) 직경 1∼10㎜ 크기의 α-Sn 샷 및 β-Sn 샷 중에서 선택된 적어도 하나의 물질을 산에 용해시켜 메타스태닉산 형태인 SnO(OH)x (여기서, x는 0보다 큰 실수) 침전물을 형성하는 단계와, (b) SnO(OH)x (여기서, x는 0보다 큰 실수) 침전물이 형성된 결과물을 해쇄 및 탈수시키는 단계와, (c) 해쇄 및 탈수된 결과물을 열처리하여 SnO2 분말을 형성하는 단계 및 (d) 상기 SnO2 분말 입자들이 서로 엉켜서 응집되어 있는 것을 분리시키고 입자 크기를 줄이기 위하여 제트밀 또는 볼밀을 이용하여 해쇄하는 단계를 포함하는 주석산화물 분말의 제조방법을 제공한 다. The present invention (a) at least one substance selected from α-Sn shot and β-Sn shot having a diameter of 1 to 10 mm in diameter is dissolved in an acid to form SnO (OH) x (where x is 0). Greater real) forming a precipitate, (b) crushing and dehydrating the resulting SnO (OH) x (where x is a real number greater than 0) precipitate, and (c) crushing and dehydrating the resulting product. Heat-treating to form SnO 2 powder, and (d) preparing tin oxide powder including crushing the SnO 2 powder particles by entanglement with each other and pulverizing by using a jet mill or a ball mill to reduce particle size. Provide a way.
상기 (d) 단계는, 제트밀을 이용하여 해쇄하고, 상기 제트밀의 공급 속도는 5∼30rpm으로 하고, 메인 압력은 3.5∼7㎏f/㎠으로 하며, 블로워는 2500∼3200rpm으로 하고, 분급 모터 속도는 1000∼4000rpm으로 하여 실시하여, 상기 SnO2 분말을 30∼50㎚의 입자 크기로 해쇄하는 것이 바람직하다. In the step (d), the jet mill is pulverized, the feed speed of the jet mill is set to 5 to 30 rpm, the main pressure is set to 3.5 to 7 kgf / cm 2, the blower is set to 2500 to 3200 rpm, and the classification motor. The speed is preferably 1000 to 4000 rpm, and the SnO 2 powder is preferably crushed to a particle size of 30 to 50 nm.
상기 주석산화물 분말의 제조방법은, 상기 (a) 단계 후 상기 (b) 단계 전에, 염기성 중화제를 이용하여 상기 SnO(OH)x (여기서, x는 0보다 큰 실수) 침전물을 중화 및 세정하는 단계를 더 포함할 수 있다. The method for preparing the tin oxide powder may include neutralizing and cleaning the SnO (OH) x (where x is a real number greater than 0) precipitate using a basic neutralizing agent after the step (a) and before the step (b). It may further include.
상기 (b) 단계는, SnO(OH)x (여기서, x는 0보다 큰 실수) 침전물이 형성된 결과물을 케이크 건조기를 이용하여 입구 온도 100℃∼300℃, 출구 온도 70℃∼170℃로 조절하여 해쇄 및 탈수시키는 것이 바람직하다. Step (b), by adjusting the resultant SnO (OH) x (where x is a real number greater than 0) precipitate is formed at the
상기 주석산화물 분말의 제조방법은, 상기 (a) 단계 후 상기 (b) 단계 전에, SnO(OH)x (여기서, x는 0보다 큰 실수) 침전물이 형성된 결과물을 누체(Nutsche), 필터 프레스(filter press) 또는 원심탈수기를 이용하여 수분 함량을 10∼60％로 줄이는 탈수 단계를 더 포함할 수 있다. The method for producing the tin oxide powder, after the step (a) and before the step (b), SnO (OH) x (where x is a real number greater than 0), the resultant is formed a Nutsche, filter press ( It may further include a dehydration step of reducing the water content to 10 to 60% using a filter press) or a centrifugal dehydrator.
상기 (a) 단계는, 상기 산으로 질산(HNO3)을 사용하고, 상기 α-Sn 샷 및 β-Sn 샷 중에서 선택된 적어도 하나의 물질을 20∼80％ 농도의 질산 수용액에 첨가하여 SnO(OH)2 침전물을 형성하되, α-Sn 샷 및 β-Sn 샷 중에서 선택된 적어도 하 나의 물질과 질산의 몰비는 1:4∼1:10 범위로 설정하는 것이 바람직하다. In the step (a), nitric acid (HNO 3 ) is used as the acid, and at least one material selected from the α-Sn shot and the β-Sn shot is added to an aqueous nitric acid solution having a concentration of 20 to 80% to give SnO (OH). 2 ) A precipitate is formed, and the molar ratio of at least one substance selected from α-Sn shot and β-Sn shot and nitric acid is preferably set in the range of 1: 4 to 1:10.
상기 열처리는 공기 또는 산소 분위기에서 350∼900℃의 온도로 2∼10시간 동안 실시하는 것이 바람직하다. The heat treatment is preferably carried out for 2 to 10 hours at a temperature of 350 ~ 900 ℃ in air or oxygen atmosphere.
상기 α-Sn 샷과 상기 β-Sn 샷의 준비는, β-Sn 잉곳을 저온 상변태를 실시하고, 일정 기간이 경과된 변태 초기에 상기 β-Sn 잉곳의 중심부는 β-Sn 상태를 유지하며 표면부는 α-Sn으로 상변태되며, 표면부의 α-Sn은 중심부의 β-Sn으로부터 떨어져나와 조립자가 형성되고, 중심부의 β-Sn으로부터 떨어져나온 표면부의 α-Sn 조립자를 100~300℃ 범위의 온도에서 열처리하여 미립자를 조대화 시켜 α-Sn 샷을 만들고, α-Sn 조립자가 떨어져나간 중심부로부터 β-Sn 샷을 만드는 것을 포함할 수 있다.In the preparation of the α-Sn shot and the β-Sn shot, the β-Sn ingot is subjected to low-temperature phase transformation, and at the initial stage of transformation, a central portion of the β-Sn ingot maintains the β-Sn state surface. The part is phase-transformed into α-Sn, and the α-Sn of the surface portion is separated from β-Sn at the center portion to form a coarse particle, and the α-Sn granules of the surface portion separated from β-Sn at the center portion at a temperature in the range of 100 to 300 ° C. Heat treatment to coarse the particulates to produce an α-Sn shot, and to produce a β-Sn shot from the center where the α-Sn coarse particles are separated.
또한, 본 발명은, BET법으로 측정된 비표면적이 15∼25㎡/g이고, BET법으로 측정된 입자의 크기가 30∼50㎚인 다공성 주석산화물 분말을 제공한다.The present invention also provides a porous tin oxide powder having a specific surface area of 15 to 25 m 2 / g measured by the BET method and a particle size of 30 to 50 nm measured by the BET method.
본 발명에 의하면, β-Sn 잉곳 아닌 α-Sn 샷(shot) 또는 β-Sn 샷(shot)을 이용하므로 용해 공정 시간을 크게 단축시켜 대량 생산이 가능하고, 제조 공정이 간단하여 생산 비용이 적게 든다는 장점이 있다. According to the present invention, since α-Sn shots or β-Sn shots are used instead of β-Sn ingots, the dissolution process time is greatly shortened and mass production is possible, and the manufacturing process is simple and the production cost is low. It has the advantage of costing.
또한, 본 발명에 의하면, α-Sn 샷(shot) 또는 β-Sn 샷(shot)을 이용하므로 α-Sn 분말을 이용한 공정보다 반응속도는 다소 느리나 반응온도를 낮춤으로서 응 집도가 적고 다공도(porosity)가 높은 SnO2 분말을 제조할 수가 있다. In addition, according to the present invention, since the α-Sn shot or β-Sn shot is used, the reaction rate is slightly slower than the process using the α-Sn powder, but the degree of aggregation is low and the porosity is reduced by lowering the reaction temperature. SnO 2 powder having high porosity can be produced.
또한, 본 발명에 의하면, 나노 크기의 미세한 SnO2 분말을 제조할 수 있다. In addition, according to the present invention, nano-sized fine SnO 2 powder can be prepared.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the following embodiments are provided to those skilled in the art to fully understand the present invention, and may be modified in various forms, and the scope of the present invention is limited to the embodiments described below. It doesn't happen.
도 1은 주석(Sn)의 상평형도를 보여주는 도면이다. 도 1에 나타난 바와 같이 주석(Sn)은 13℃ 이상에서는 금속인 베타상(β-phase)으로 존재하고 결정격자는 정방정계(tetragonal)인 반면에, 13℃ 이하에서는 반도체인 알파상(α-phase)으로 존재하고 결정격자는 입방정계(cubic)의 다이아몬드 구조를 나타낸다. 따라서, 주석 또는 주석합금을 13℃ 이하의 저온으로 장시간 유지하면 주석이 베타상에서 알파상으로 변태가 일어나며, 이를 주석의 저온변태라 한다. 이러한 주석의 저온변태시, 베타상과 알파상의 결정구조 차이로 인해 약 27％의 체적팽창이 수반된다. 따라서, 괴상의 주석 또는 주석합금에서는 균열이 발생되며, 이에 기인되는 파편 또는 샷(shot)의 형태로 괴상이 붕괴된다. 또한, 새로이 생성된 알파상은 베타상에 비해 그 조직이 매우 취약(brittle)하다는 특징이 있다. 일반적으로 상변태는 알파상의 핵이 생성되는 잠복기와, 핵이 성장하여 전체 시편이 알파상으로 변화하는 변태기로 이루어지며, 이 때 변태기의 진행속도를 변태속도라 한다. 따라서, 상변태에 걸리는 총 변태시간은 잠복기와 변태속도에 영향을 받는다. 주석의 저온변태가 일어나기 위해서는 오랜 기간의 잠복기를 거쳐야 하고, 변태속도 역시 매우 느리기 때문에, 총 변태시간은 약 1년 내지 수년 정도로 매우 긴 것으로 알려져 있다. 1 is a diagram showing a phase diagram of tin (Sn). As shown in FIG. 1, tin (Sn) exists as a beta phase (β-phase) which is a metal at 13 ° C. or higher, and the crystal lattice is tetragonal, whereas at the temperature below 13 ° C., the alpha phase (α−) is a semiconductor. phase and the crystal lattice exhibits a cubic diamond structure. Therefore, when tin or tin alloy is kept at a low temperature of 13 ° C. or lower for a long time, tin is transformed from beta to alpha phase, which is referred to as low temperature transformation of tin. During low temperature transformation of tin, volume expansion of about 27% is accompanied by differences in the crystal structure of the beta phase and the alpha phase. Thus, cracks occur in the bulk tin or tin alloy, and the blocks collapse in the form of debris or shots resulting therefrom. In addition, the newly generated alpha phase is characterized by a very brittle tissue compared to the beta phase. In general, phase transformation is composed of the incubation period in which the nucleus of the alpha phase is generated and the metamorphosis in which the entire specimen is changed to the alpha phase by the growth of the nucleus. Therefore, the total metamorphosis time for phase transformation is affected by the latency and metamorphosis rate. The low temperature transformation of tin requires a long incubation period, and the transformation rate is also very slow, so the total transformation time is known to be very long, about one to several years.
본 출원인은 β-Sn 잉곳(ingot)을 이용한 SnO2 분말 제조방법의 문제점을 인식하여, 사용 원료로 β-Sn 잉곳(ingot)이 아닌 알파(α)-Sn 분말(powder)을 이용하므로 용해 공정 시간을 크게 단축시켜 대량 생산이 가능하고, 또한 그에 따라 최종 생성되는 SnO2 분말의 크기를 아주 미세하고 순도가 높은 SnO2 분말을 얻을 수 있는 방법을 대한민국 특허 제10-2008-0033112호에서 제시한 바 있다. 그러나, α-Sn 분말을 이용한 경우 β-Sn 잉곳을 이용한 경우보다 용해 반응 시간을 크게 줄일수 있는 장점이 있어 대량생산에 용이하지만, 급격하게 일어나는 용해 반응속도로 인해 발생되는 용해 반응열로 인하여 용해시 생성된 핵들 간 응집발생을 유발하여 최종 생산제품인 SnO2 분말의 응집정도가 높아 다공도(porosity)가 떨어진다는 문제점을 발견하였다. Applicant recognizes the problem of the SnO 2 powder manufacturing method using a β-Sn ingot, and uses the alpha (α) -Sn powder rather than the β-Sn ingot as a raw material for the dissolution process The method to obtain a very fine and high-purity SnO 2 powder can be obtained by mass production by greatly shortening the time, and the size of the resulting SnO 2 powder is proposed in Korean Patent No. 10-2008-0033112 There is a bar. However, the use of the α-Sn powder has the advantage of greatly reducing the dissolution reaction time than the case of using the β-Sn ingot, but is easy for mass production, but dissolves due to the heat of dissolution reaction generated due to the rapid dissolution rate It was found that the porosity was reduced due to the high degree of aggregation of SnO 2 powder, which is a final product, by causing aggregation between generated nuclei.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 고순도 SnO2 나노 분말 및 그 제조방법을 제시하며, 사용 원료로 β-Sn 잉곳(ingot) 및 알파(α)-Sn 분말(powder)가 아닌 α-Sn 샷(shot) 또는 β(베타)-Sn 샷(shot)을 이용하므로 용해 공정 시간을 크게 단축시켜 대량 생간이 가능하고, 용해속도 및 온도를 낮춤 으로써 응집정도가 덜하고 분말의 다공도(porosity)가 높은 분말을 얻을 수가 있다. 그에 따라 최종 생성되는 SnO2 분말의 크기를 아주 미세하고 순도가 높은 SnO2 분말을 얻을 수 있는 방법을 제시한다. The present invention has been made to solve this problem, and presents a high-purity SnO 2 nanopowder and a method for manufacturing the same, and α- instead of β-Sn ingot and alpha (α) -Sn powder (α) as the raw material used -Sn shot or β (beta) -Sn shot can be used to greatly shorten the dissolution process time, thus allowing mass production, and by lowering the dissolution rate and temperature, the degree of aggregation is reduced and the porosity of the powder is reduced. High powder). Thereto along the very fine size of the final produce SnO 2 powder, and presents a method to obtain a SnO 2 powder with high purity.
본 발명의 바람직한 실시예에서는 β-Sn 잉곳보다는 용해 시간을 단축시키고, α-Sn 분말보다는 분말의 응집도 및 다공도(porosity)를 향상시킬 수 있는 α-Sn 샷(shot) 또는 β-Sn 샷(shot)을 이용한다. 이하에서, 샷(shot)이라 함은 직경 1∼10㎜ 크기의 탄환 모양의 덩어리를 의미하는 것으로 사용하며, 샷(shot)은 분말이라고도 할 수 없고 잉곳(ingot)이라고도 할 수 없는 형태로서 구형의 탄환 형상을 띠고 있는 입자 덩어리이다. 또한, 나노라 함은 나노미터(㎚) 크기를 의미하고, 1~1000㎚ 범위의 크기를 의미하는 것으로 사용한다. In a preferred embodiment of the present invention, α-Sn shot or β-Sn shot, which can shorten the dissolution time rather than β-Sn ingot and improve the cohesion and porosity of the powder rather than the α-Sn powder. ). Hereinafter, the shot is used to mean a bullet-shaped lump having a diameter of 1 to 10 mm, and the shot is not spherical and may not be called an ingot. A lump of particles in the shape of a bullet. In addition, the term nano means nanometer (nm) size and is used to mean a size in the range of 1 to 1000 nm.
이하, α-Sn 샷(shot)과 β-Sn 샷(shot)을 얻는 방법을 설명한다. Hereinafter, a method of obtaining an α-Sn shot and a β-Sn shot will be described.
β-Sn 잉곳(Ingot)을 저온(예컨대, -80℃) 상변태 실시한다. 변태 초기(예컨대, 변태 시작 후 6일 정도 후)에 얻어지는 생성물은 중심부는 β-Sn 상태를 유지하며, 표면부는 미세한 α-Sn 상태로 이루어지며, 표면부의 α-Sn은 중심부의 β-Sn으로부터 떨어져나와 조립자가 형성된다. 이때 중심부의 β-Sn으로부터 떨어져나온 표면부의 α-Sn 조립자들은 별도로 100~300℃ 사이의 온도에서 열처리를 하여 미립자를 조대화 시켜 샷(shot)의 형태를 만들게 되면 이것이 α-Sn 샷(shot)이 된다. 한편, 중심부의 β-Sn은 표면부가 떨어져나옴에 따라 샷 형태를 이루게 되면 이것이 β-Sn 샷(shot)이 된다. The β-Sn ingot is subjected to phase transformation at low temperature (eg, -80 ° C). The product obtained at the beginning of metamorphosis (e.g. about 6 days after the initiation of metamorphosis) has a β-Sn state at the center portion, and a fine α-Sn state at the surface portion, and α-Sn at the surface portion is from β-Sn at the center portion. It falls off and an assembler is formed. At this time, the α-Sn coarse particles separated from β-Sn at the center are heat treated at a temperature between 100 and 300 ° C. to coarse the fine particles to form a shot, which is an α-Sn shot. ) On the other hand, when the beta-Sn in the center forms a shot shape as the surface portion is separated, this becomes a beta-Sn shot.
이하에서, α-Sn 샷(shot) 및 β-Sn 샷(shot) 중에서 선택된 적어도 하나의 물질을 이용하여 SnO2 분말을 제조하는 방법을 설명한다. Hereinafter, a method of manufacturing SnO 2 powder using at least one material selected from α-Sn shot and β-Sn shot will be described.
α-Sn 샷(shot) 및 β-Sn 샷(shot) 중에서 선택된 적어도 하나의 물질을 산에 용해시킨다. 상기 산으로는 주석(Sn)을 용해시키는 질산(HNO3), 염산(HCl), 황산(H2SO4), 아세트산(CH3COOH) 등을 사용할 수 있다. 산에 대한 용해도를 고려하여 α-Sn 샷(shot) 또는 β-Sn 샷(shot)의 직경은 1∼10㎜ 범위의 크기를 갖는 것이 바람직하다. α-Sn 샷(shot) 또는 β-Sn 샷(shot)의 직경이 너무 크면 산에 용해시키는데 시간이 오래 걸리게 되고 심한 경우에는 산에 미처 용해되지 않는 α-Sn 샷(shot) 또는 β-Sn 샷(shot)이 생길 수 있다. 또한 α-Sn 샷(shot) 또는 β-Sn 샷(shot)의 직경이 너무 작게 되면 산과의 용해반응에서 α-Sn 분말(powder)과 마찬가지로 큰 반응 표면적을 갖게 되어 급격한 용해반응이 일어나면서 반응온도가 크게 높아지게 된다. α-Sn 샷(shot) 및 β-Sn 샷(shot) 중에서 선택된 적어도 하나의 물질과 산의 몰비는 조성비를 고려하여 결정하되, 상기 산으로 농도 20~80% 질산을 사용하는 경우에는 α-Sn 샷(shot) 및 β-Sn 샷(shot) 중에서 선택된 적어도 하나의 물질과 질산의 몰비는 1:4~1:10 정도인 것이 바람직하다. α-Sn 샷(shot) 또는 β-Sn 샷(shot)의 산에 대한 용해도를 고려하여 α-Sn 샷(shot) 또는 β-Sn 샷(shot)을 산에 용해하는 것은 20~40℃ 정도의 온도에서 실시하는 것이 바람직하다. At least one material selected from α-Sn shot and β-Sn shot is dissolved in acid. As the acid, nitric acid (HNO 3 ), hydrochloric acid (HCl), sulfuric acid (H 2 SO 4 ), acetic acid (CH 3 COOH), etc. which dissolve tin (Sn) may be used. In consideration of the solubility in acid, the diameter of the α-Sn shot or β-Sn shot preferably has a size in the range of 1 to 10 mm. If the α-Sn shot or β-Sn shot is too large in diameter, it will take a long time to dissolve in the acid and in severe cases, the α-Sn shot or β-Sn shot will not dissolve in the acid. shots can occur. In addition, if the diameter of the α-Sn shot or β-Sn shot is too small, in the dissolution reaction with acid, as in the α-Sn powder, it has a large reaction surface area, resulting in a rapid dissolution reaction and reaction temperature. Becomes significantly higher. The molar ratio of the acid and at least one material selected from the α-Sn shot and the β-Sn shot is determined in consideration of the composition ratio, and in the case of using 20-80% nitric acid as the acid, α-Sn The molar ratio of at least one material selected from the shot and the β-Sn shot and the nitric acid is about 1: 4 to about 1:10. In consideration of the solubility of the α-Sn shot or β-Sn shot in acid, dissolving the α-Sn shot or β-Sn shot in acid is about 20 to 40 ° C. It is preferable to carry out at temperature.
α-Sn 샷(shot) 또는 β-Sn 샷(shot)이 산에 용해되면, 용해된 주석 수용액 으로부터 메타스태닉산(metastannic acid)의 형태인 SnO(OH)x (여기서, x는 0보다 큰 실수) 침전물이 형성된다. 상기 메타스태닉산 형태인 SnO(OH)x 침전물의 x 값은 2인 것이 적당하다. When an α-Sn shot or β-Sn shot is dissolved in acid, SnO (OH) x in the form of metastannic acid from the dissolved tin aqueous solution, where x is a real number greater than zero ) A precipitate is formed. The x value of the SnO (OH) x precipitate in the metastanic acid form is preferably 2.
SnO(OH)x 침전물이 형성된 결과물을 탈수, 건조 및 1차 해쇄(解碎)시킨다. 상기 건조 및 1차 해쇄는 케이크 건조기(Cake Dryer), 분무 건조기(Spray Dryer) 등을 이용하여 수행할 수 있다. The resulting SnO (OH) x precipitates are dehydrated, dried and first disintegrated. The drying and primary disintegration may be performed using a cake dryer, a spray dryer, or the like.
해쇄 및 탈수 공정 전에 SnO(OH)x 침전물이 형성된 결과물을 중화시키는 공정을 수행할 수도 있다. SnO(OH)x 침전물이 형성된 결과물은 강산성을 나타내므로 후속 공정에서의 작업 안전성과 후속 공정에서 사용되는 장치에 무리가 되지 않도록 하기 위해 염기성 중화제를 이용하여 pH 2~9 정도의 범위를 갖도록 중화 및 세정을 실시한다. 상기 중화제로는 염기성을 띠는 암모니아수(NH4OH) 또는 수산화나트륨(NaOH) 등을 사용할 수 있다. 또한, 중화제를 이용한 중화 공정을 수행한 후, 해쇄 및 탈수 공정 전에 누체(Nutsche), 필터 프레스(filter press), 원심탈수기 등을 이용하여 수분 함량을 10~60%로 줄이는 과정을 수행할 수도 있다. It is also possible to carry out a process of neutralizing the resultant formation of SnO (OH) x precipitate prior to the disintegration and dehydration process. The resultant SnO (OH) x precipitates are strongly acidic, so they are neutralized to have a pH in the range of 2 to 9 using a basic neutralizing agent in order to ensure the safety of the work in the subsequent process and the equipment used in the subsequent process. Clean it. As the neutralizing agent, basic ammonia water (NH 4 OH) or sodium hydroxide (NaOH) may be used. In addition, after the neutralization process using a neutralizing agent, before the disintegration and dehydration process, a process of reducing the water content to 10 to 60% by using a Nutsche, a filter press, and a centrifugal dehydrator may be performed. .
케이크 건조기를 이용하여 해쇄 및 탈수시키는 방법을 설명하면, 외부 불순물의 혼입을 방지하여 순도 높은 SnO2 분말을 만들기 위해 케이크 건조기를 이용 입구 온도(inlet temperature) 100~300℃, 출구 온도(outlet temperature) 70~170℃, 로터 스피드(rotor speed) 20~40Hz, 케이크 공급 속도(feeding speed) 5~20Hz, 건 조 존 챔버(drying zone chamber)의 압력 100~200㎜Aq로 조절하여 해쇄 및 탈수시킬 수 있다. 케이크 건조기의 입구 온도가 100℃ 미만일 경우에는 탈수 효과가 좋지 않고 공정 시간이 오래 걸려서 비경제적이고 300℃를 초과하면 탈수 효과는 우수하지만 입자들이 뭉치는 응집 현상이 일어날 수 있다. 케이크 건조기의 출구 온도가 70℃ 미만일 경우에는 탈수 효과가 좋지 않고 170℃를 초과하면 탈수 효과는 우수하지만 입자들이 뭉치는 응집 현상이 일어날 수 있다.The method of pulverizing and dehydrating using a cake drier describes the method of using a cake drier to make SnO 2 powder of high purity by preventing the incorporation of external impurities. Inlet temperature 100-300 ° C.,
상기와 같은 해쇄 공정에 의해 비교적 저온에서 열처리가 이루어질 수 있고, 열처리에 의해 생성되는 SnO2 분말의 크기도 감소시킬 수 있는 장점이 있다. By the disintegration process as described above, heat treatment may be performed at a relatively low temperature, and the size of the SnO 2 powder generated by the heat treatment may be reduced.
해쇄 및 탈수된 결과물을 350~900℃에서 열처리하여 SnO2 분말을 얻는다. 열처리의 온도가 350℃ 미만일 경우에는 열처리에 의한 산화가 잘 이루어지지 않으며, 열처리의 온도가 900℃를 초과하면 열처리에 의한 산화는 잘 이루어지지만 입자들이 응집되는 현상이 과도하게 일어날 수 있으므로 상기 온도의 범위 내에서 적절하게 조절하는 것이 바람직하다. 상기 열처리는 공기 또는 산소 분위기에서 2~10시간 동안 실시하여 수행할 수 있다. 구체적으로 상기 열처리 과정을 설명하면, 건조 및 1차 해쇄된 결과물을 로(furnace)에 로딩(loading)하고, 상기 로의 온도를 목표하는 열처리 온도(350~900℃)까지 상승시킨다. 이때, 로의 가스 분위기는 산화를 위해 공기(Air) 분위기 또는 산소 분위기로 설정한다. 로의 온도가 목표하는 열처리 온도까지 상승하면, 일정 시간 동안 그 온도에서 유지하여 열처리한다. 상기 열처리는 2~10시간 동안 실시하는 것이 바람직하다. 열처리 시간이 너무 작으면 충 분한 산화가 이루어지지 않고, 열처리 시간이 너무 길면 시간이 많이 소요되어 비경제적이고, 또한 입자들이 응집되는 현상이 과도하게 일어날 수 있다. 상기 열처리 공정에 의해 SnO(OH)x이 주석 산화물(SnO2) 분말로 형성된다. 열처리 공정을 수행한 후, 로의 온도를 하강시켜 주석 산화물(SnO2) 분말을 포집한다. The pulverized and dehydrated product is heat-treated at 350-900 ° C. to obtain SnO 2 powder. If the temperature of the heat treatment is less than 350 ℃ oxidation by heat treatment is not performed well, if the temperature of the heat treatment is more than 900 ℃ oxidation by heat treatment is well done, but the phenomenon of aggregation of particles may occur excessively It is preferable to adjust suitably within a range. The heat treatment may be performed by performing for 2 to 10 hours in an air or oxygen atmosphere. Specifically, the heat treatment process will be described. The dried and primary crushed product is loaded into a furnace, and the temperature of the furnace is raised to a target heat treatment temperature (350 to 900 ° C.). At this time, the gas atmosphere of the furnace is set to an air atmosphere or an oxygen atmosphere for oxidation. When the temperature of the furnace rises to the target heat treatment temperature, it is maintained at that temperature for a predetermined time and heat treated. The heat treatment is preferably carried out for 2 to 10 hours. If the heat treatment time is too small, not enough oxidation is performed, if the heat treatment time is too long, it takes a lot of time, it is uneconomical, and the phenomenon of aggregation of particles may occur excessively. SnO (OH) x is formed of tin oxide (SnO 2 ) powder by the heat treatment process. After performing the heat treatment process, the temperature of the furnace is lowered to collect tin oxide (SnO 2 ) powder.
열처리를 통해 얻어진 주석 산화물(SnO2) 분말을 2차 해쇄하여 초고순도 SnO2 나노 분말을 형성한다. 열처리된 주석산화물(SnO2) 분말 입자들은 서로 엉켜서 응집되어 있으므로 입자들을 서로 분리시키면서 미세화하기 위하여 해쇄 공정을 실시한다. 상기 해쇄는 제트밀(Z-Mill) 또는 볼밀(Ball Mill)법을 이용할 수 있다. The tin oxide (SnO 2 ) powder obtained through the heat treatment is secondarily disintegrated to form ultra high purity SnO 2 nanopowder. Since the heat treated tin oxide (SnO 2 ) powder particles are entangled with each other, a disintegration process is performed to refine the particles while separating them from each other. The pulverization may use a jet mill (Z-Mill) or ball mill (Ball Mill) method.
이하 제트밀을 이용하여 해쇄하는 방법을 설명한다. 외부 분순물의 혼입을 억제하고 주석 산화물(SnO2) 분말 응집체를 해쇄하기 위하여 제트밀을 이용하는데, 공급 속도(feeding speed)는 5~30rpm으로 하고, 메인 압력(main pressure)은 3.5~7㎏f/㎠으로 하며, 블로워(blower)는 2500~3200rpm으로 하고, 분급 모터 속도(mortor speed)는 1000~4000rpm으로 하여 실시할 수 있다. 공급 속도가 5rpm 미만이면 공정 시간이 오래 걸리므로 비경제적이고 공급 속도가 30rpm을 초과하면 밀링존(Milling Zone) 내부에 분말이 차지하는 부피가 커져, 분말들 사이에 충분한 충돌 에너지를 얻기 위한 충돌거리 확보가 어려워 지기 때문에 SnO2 분말의 충분한 해쇄 효과를 얻기가 어려워지는 문제점이 있다. 또한 메인 노즐 압력이 3.5㎏f/㎠ 미만이면 입자들간의 충돌 에너지가 너무 낮아져서, 이 역시 해쇄 효과는 감소된 다. 블로워가 2500rpm 미만이면 공정 시간이 오래 걸리고 크기가 큰 입자들의 포짐이 발생될 수 있으며, 3200rpm을 초과하면 분말의 해쇄가 미쳐 끝나기 전에 분말이 포짐되어 SnO2 분말의 입자 크기가 불균일할 수 있다. 분급 모터 속도가 1000rpm 미만이면 해쇄가 미처 끝나지 않은 SnO2 분말 응집체가 포질될 수 있으며, 4000rpm을 초과하면 미세한 SnO2 분말의 입자는 포집될 수는 있으나, 공정시간이 오래 걸리는 단점이 있다. Hereinafter, a method of disintegrating using a jet mill will be described. A jet mill is used to suppress the incorporation of external impurities and to disintegrate tin oxide (SnO 2 ) powder aggregates. The feeding speed is 5 to 30 rpm and the main pressure is 3.5 to 7 kgf. / Cm2, the blower (blower) can be carried out at 2500 ~ 3200rpm, the classification motor speed (mortor speed) to 1000 ~ 4000rpm. If the feed rate is less than 5rpm, the process takes a long time, so it is uneconomical.If the feed rate is more than 30rpm, the powder occupies a large volume inside the milling zone, so that the collision distance to obtain sufficient collision energy between the powders is secured. There is a problem that it becomes difficult to obtain a sufficient disintegration effect of the SnO 2 powder because it becomes difficult. In addition, if the main nozzle pressure is less than 3.5 kgf / ㎠ the collision energy between the particles is too low, this also reduces the crushing effect. If the blower is less than 2500rpm, the process takes a long time and may cause the formation of large particles. If the blower exceeds 3200rpm, the particle size of the SnO 2 powder may be uneven because the powder is bubbled before the powder disintegrates. If the classification motor speed is less than 1000rpm may be agglomerated SnO 2 powder aggregates that are not finished disintegration, finer particles of SnO 2 powder may be collected if exceeding 4000rpm, but the process takes a long time.
이와 같이 제조된 고순도의 주석 산화물(SnO2) 나노 분말은 BET법으로 측정된 비표면적이 15~25㎡/g 정도이고, BET법으로 측정된 입자의 크기가 30~50㎚ 정도이다. The high purity tin oxide (SnO 2 ) nanopowder thus prepared has a specific surface area of about 15-25 m 2 / g measured by the BET method, and a particle size of about 30-50 nm measured by the BET method.
본 발명은 하기의 실시예를 참고로 더욱 상세히 설명되며, 이 실시예가 본 발명을 제한하는 것은 아니다.The invention is described in more detail with reference to the following examples, which do not limit the invention.
<실시예 1>≪ Example 1 >
워터제킷(Water jacket) 반응기에 α-Sn 샷(shot) 및 β-Sn 샷(shot)과 농도 30% 질산을 넣고 상온에서 교반기(Stirrer)를 이용하여 용해시켰다. 이때 α-Sn 샷(shot) 및 β-Sn 샷(shot)과 질산의 몰비는 1:6으로 하였다. α-Sn 샷(shot) 및 β-Sn 샷(shot)이 질산에 용해되면 메타스태닉산(metastannic acid) 상태인 SnO(OH)x 침전물이 형성된다. 이때의 평균 용해속도는 10g/min이며, 용해반응 온도는 30℃로 유지되었다. 용해 후 메타스태닉산(metastannic acid) 상태인 SnO(OH)x 침전물을 6시간 동안 숙성을 시켰다. Α-Sn shot and β-Sn shot and
숙성 후 SnO(OH)x 침전물을 중화제인 NH4OH를 이용하여 pH 7로 조절하여 중화하였다. 중화 후 누체(Nutsche)를 이용하여 수분함량을 30%로 조절한 후, 케이크 건조기(Cake Dryer)를 이용하여 입구 온도(inlet temperature) 220℃, 출구 온도(outlet temperature) 110℃, 로터 스피드(rotor speed) 20~40Hz, 케이크 공급 속도(feeding speed) 5~20Hz, 건조 존 챔버(drying zone chamber)의 압력 100~200㎜Aq로 조절하여 해쇄 및 건조시켰으며, 전기로에서 공기(Air) 분위기로 600℃의 온도에서 3시간 동안 열처리하여 SnO2 분말을 얻었다. After aging, the SnO (OH) x precipitate was neutralized by adjusting to pH 7 using NH 4 OH as a neutralizing agent. After neutralization, the moisture content was adjusted to 30% using Nutsche, and then the cake dryer was used to make the inlet temperature 220 ° C, the outlet temperature 110 ° C, and the rotor speed. speed) 20 ~ 40Hz, cake feeding speed 5 ~ 20Hz, drying
열처리된 주석산화물(SnO2) 분말 입자들은 서로 엉켜서 응집되어 있으므로 입자들을 서로 분리시키면서 미세화하기 위하여 제트밀을 이용하여 해쇄 공정을 실시하였다. 상기 제트밀은, 공급 속도(feeding speed)는 10rpm으로 하고, 메인 압력(main pressure)은 3.5~7㎏f/㎠으로 하며, 블로워(blower)는 2000rpm으로 하고, 분급 모터 속도(mortor speed)는 4000rpm으로 하였다.Since the heat treated tin oxide (SnO 2 ) powder particles were entangled with each other, the disintegration process was performed using a jet mill to refine the particles while separating them from each other. The jet mill has a feeding speed of 10 rpm, a main pressure of 3.5-7 kgf / cm 2, a blower of 2000 rpm, and a classification motor speed. 4000 rpm.
도 2는 이렇게 하여 얻어진 SnO2 분말의 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope; SEM) 사진으로서, 비표면적은 BET법으로 측정한 결과 16~25㎡/g을 얻었으며, BET법으로 측정된 입자크기는 43㎚이었다. 비표면적은 콴타크롬(Quantachrome)사의 AUTOSORB-1-C 제품을 이용하여 BET법으로 측정하였다. FIG. 2 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of the SnO 2 powder thus obtained, and the specific surface area of the SnO 2 powder is measured by BET method to obtain 16-25 m 2 / g, and the particle size measured by BET method is 43 nm. The specific surface area was measured by BET method using Quantachrome's AUTOSORB-1-C product.
도 3은 SnO2 분말의 미세기공량을 BET분석 장비를 이용하여 분석한 결과로 서, 분말의 응집체 내 기공량이 평균 0.107855 cm3/g 이었다.3 is a result of analyzing the micropore amount of SnO 2 powder using a BET analysis equipment, the average pore amount in the aggregate of the powder was 0.107855 cm 3 / g.
<비교예 1>Comparative Example 1
워터제킷(Water jacket) 반응기에 β-Sn 잉곳(ingot)과 농도 30% 질산을 넣고 상온에서 교반기(Stirrer)를 이용하여 용해시켰다. 이때 β-Sn 잉곳과 질산의 몰비는 1:6으로 하였다. β-Sn 잉곳이 질산에 용해되면 메타스태닉산(metastannic acid) 상태인 SnO(OH)x 침전물이 형성된다. 이때의 평균 용해속도는 2g/min이며, 용해반응 온도는 30℃로 유지되었다.Β-Sn ingot and
용해 후 메타스태닉산(metastannic acid) 상태인 SnO(OH)x 침전물을 6시간 동안 숙성을 시켰다. After dissolution, the SnO (OH) x precipitate in metastannic acid was aged for 6 hours.
숙성 후 SnO(OH)x 침전물을 중화제인 NH4OH를 이용하여 pH 7로 조절하여 중화하였다. After aging, the SnO (OH) x precipitate was neutralized by adjusting to pH 7 using NH 4 OH as a neutralizing agent.
중화 후 누체(Nutsche)를 이용하여 수분함량을 30%로 조절한 후, 케이크 건조기(Cake Dryer)를 이용하여 입구 온도(inlet temperature) 220℃, 출구 온도(outlet temperature) 110℃, 로터 스피드(rotor speed) 20~40Hz, 케이크 공급 속도(feeding speed) 5~20Hz, 건조 존 챔버(drying zone chamber)의 압력 100~200㎜Aq로 조절하여 해쇄 및 건조시켰으며, 전기로에서 공기(Air) 분위기로 700℃의 온도에서 3시간 동안 열처리하여 SnO2 분말을 얻었다. After neutralization, the moisture content was adjusted to 30% using Nutsche, and then the cake dryer was used to make the inlet temperature 220 ° C, the outlet temperature 110 ° C, and the rotor speed. speed) 20 ~ 40Hz, cake feeding speed 5 ~ 20Hz, drying
열처리된 주석산화물(SnO2) 분말 입자들은 서로 엉켜서 응집되어 있으므로 입자들을 서로 분리시키면서 미세화하기 위하여 제트밀을 이용하여 해쇄 공정을 실시하였다. 상기 제트밀은, 공급 속도(feeding speed)는 10rpm으로 하고, 메인 압력(main pressure)은 3.5~7㎏f/㎠으로 하며, 블로워(blower)는 2000rpm으로 하고, 분급 모터 속도(mortor speed)는 4000rpm으로 하였다.Since the heat treated tin oxide (SnO 2 ) powder particles were entangled with each other, the disintegration process was performed using a jet mill to refine the particles while separating them from each other. The jet mill has a feeding speed of 10 rpm, a main pressure of 3.5-7 kgf / cm 2, a blower of 2000 rpm, and a classification motor speed. It was 4000 rpm.
도 4는 이렇게 하여 얻어진 SnO2 분말의 주사전자현미경(SEM) 사진으로서, 비표면적은 BET법으로 측정한 결과 16~25㎡/g을 얻었으며, BET법으로 측정된 입자크기는 47㎚이었다. 비표면적은 콴타크롬(Quantachrome)사의 AUTOSORB-1-C 제품을 이용하여 BET법으로 측정하였다. 4 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of the SnO 2 powder thus obtained. The specific surface area of the SnO 2 powder was 16-25 m 2 / g as measured by the BET method, and the particle size measured by the BET method was 47 nm. The specific surface area was measured by BET method using Quantachrome's AUTOSORB-1-C product.
도 5는 SnO2 분말의 미세기공량을 BET분석 장비를 이용하여 분석한 결과로서, 분말의 응집체 내 기공량이 평균 0.086749 cm3/g 이었다.5 is a result of analyzing the micropore amount of SnO 2 powder using a BET analysis equipment, the average pore amount in the aggregate of the powder was 0.086749 cm 3 / g.
<비교예 2>Comparative Example 2
워터제킷(Water jacket) 반응기에 α-Sn 분말과 농도 30% 질산을 넣고 상온에서 교반기(Stirrer)를 이용하여 용해시켰다. 이때 α-Sn 분말과 질산의 몰비는 1:6로 하였다. α-Sn 분말이 질산에 용해되면 메타스태닉산(metastannic acid) 상태인 SnO(OH)x 침전물이 형성된다. 이때의 평균 용해속도는 33g/min이며, 용해반응 온도는 50℃로 유지되었다.Α-Sn powder and 30% nitric acid were added to a water jacket reactor, and dissolved using a stirrer at room temperature. At this time, the molar ratio of α-Sn powder and nitric acid was 1: 6. When the α-Sn powder is dissolved in nitric acid, a SnO (OH) x precipitate is formed which is in a metastannic acid state. The average dissolution rate at this time was 33g / min, and the dissolution reaction temperature was maintained at 50 ℃.
용해 후 메타스태닉산(metastannic acid) 상태인 SnO(OH)x 침전물을 6시간 동안 숙성을 시켰다. After dissolution, the SnO (OH) x precipitate in metastannic acid was aged for 6 hours.
숙성 후 SnO(OH)x 침전물을 중화제인 NH4OH를 이용하여 pH 7로 조절하여 중화하였다. After aging, the SnO (OH) x precipitate was neutralized by adjusting to pH 7 using NH 4 OH as a neutralizing agent.
중화 후 누체(Nutsche)를 이용하여 수분함량을 30%로 조절한 후, 케이크 건조기(Cake Dryer)를 이용하여 입구 온도(inlet temperature) 220℃, 출구 온도(outlet temperature) 110℃, 로터 스피드(rotor speed) 20~40Hz, 케이크 공급 속도(feeding speed) 5~20Hz, 건조 존 챔버(drying zone chamber)의 압력 100~200㎜Aq로 조절하여 해쇄 및 건조시켰으며, 전기로에서 공기(Air) 분위기로 700℃의 온도에서 3시간 동안 열처리하여 SnO2 분말을 얻었다. After neutralization, the moisture content was adjusted to 30% using Nutsche, and then the cake dryer was used to make the inlet temperature 220 ° C, the outlet temperature 110 ° C, and the rotor speed. speed) 20 ~ 40Hz, cake feeding speed 5 ~ 20Hz, drying
열처리된 주석산화물(SnO2) 분말 입자들은 서로 엉켜서 응집되어 있으므로 입자들을 서로 분리시키면서 미세화하기 위하여 제트밀을 이용하여 해쇄 공정을 실시하였다. 상기 제트밀은, 공급 속도(feeding speed)는 10rpm으로 하고, 메인 압력(main pressure)은 3.5~7㎏f/㎠으로 하며, 블로워(blower)는 2000rpm으로 하고, 분급 모터 속도(mortor speed)는 4000rpm으로 하였다.Since the heat treated tin oxide (SnO 2 ) powder particles were entangled with each other, the disintegration process was performed using a jet mill to refine the particles while separating them from each other. The jet mill has a feeding speed of 10 rpm, a main pressure of 3.5-7 kgf / cm 2, a blower of 2000 rpm, and a classification motor speed. It was 4000 rpm.
도 6은 이렇게 하여 얻어진 SnO2 분말의 주사전자현미경(SEM) 사진으로서, 비표면적은 BET법으로 측정한 결과 16~25㎡/g을 얻었으며, BET법으로 측정된 입자크기는 약 53㎚이었다. 비표면적은 콴타크롬(Quantachrome)사의 AUTOSORB-1-C 제품 을 이용하여 BET법으로 측정하였다. 6 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of the SnO 2 powder thus obtained. The specific surface area of the SnO 2 powder was 16-25 m 2 / g as measured by the BET method, and the particle size measured by the BET method was about 53 nm. . The specific surface area was measured by the BET method using Quantachrome's AUTOSORB-1-C product.
도 7은 SnO2 분말의 미세기공량을 BET분석 장비를 이용하여 분석한 결과로서, 분말의 응집체 내 기공량이 평균 0.065317 cm3/g 이었다.7 is a result of analyzing the micropore amount of SnO 2 powder using a BET analysis equipment, the average pore amount in the aggregate of the powder was 0.065317 cm 3 / g.
상기 실시예 1 및 비교예들의 주요 제조조건 및 얻어진 SnO2 분말의 분석 결과를 아래 표 1에 정리하였다. 아래의 표 1에서 탭(Tap) 밀도는 100㎖의 메스실린더(measuring cylinder)에 동일 질량(100g)의 SnO2 분말을 넣고, 메스실린더를 2분 정도 가볍게 두드려서(tap) SnO2 분말이 다져진 부피를 계산하여 밀도를 측정한 것이다. Major preparation conditions of the Example 1 and Comparative Examples and the analysis results of the obtained SnO 2 powder are summarized in Table 1 below. In Table 1 below, the tap density is equal to (100 g) of SnO 2 powder in a 100 ml measuring cylinder, and the volume of the SnO 2 powder compacted by tapping the measuring cylinder for 2 minutes. The density is measured by calculating.
(g/min)Dissolution rate
(g / min)
(㎡/g)BET surface area
(㎡ / g)
위의 표 1에 나타난 바와 같이, 비표면적은 α-Sn 샷(shot) 및 β-Sn 샷(shot)을 이용한 실시예 1의 경우가 β-Sn 잉곳을 이용한 비교예 1 및 α-Sn 분말을 이용한 비교예 2에 비하여 큰 것으로 나타났으며, 또한 SnO2 분말의 입자 크기도 실시예 1의 경우가 비교예 1 및 비교예 2에 비하여 작은 것으로 나타났음을 알 수 있다. 또한, 미세 기공량도 실시예 1의 경우가 비교예 1 및 비교예 2에 비하여 많게 나타났다. 용해속도는 β-Sn 잉곳을 이용한 비교예 1의 경우가 가장 느림을 알 수 있고, α-Sn 분말을 이용한 비교예 2의 경우는 용해속도가 매우 빨랐음을 볼 수 있으며, α-Sn 샷(shot) 및 β-Sn 샷(shot)을 이용한 실시예 1의 경우에는 용해속도가 비교예 1 보다는 빠르고 비교예 2보다는 느린 것으로 나타났다. As shown in Table 1 above, the specific surface area of Example 1 using α-Sn shot and β-Sn shot was shown in Comparative Example 1 and α-Sn powder using β-Sn ingot. It was found to be larger than that of Comparative Example 2 used, and it was also found that the particle size of SnO 2 powder was also smaller than that of Comparative Example 1 and Comparative Example 2. In addition, the amount of fine porosity was also higher in Example 1 than in Comparative Example 1 and Comparative Example 2. It can be seen that the dissolution rate is the slowest in Comparative Example 1 using the β-Sn ingot, the dissolution rate was very fast in Comparative Example 2 using the α-Sn powder, α-Sn shot ( In the case of Example 1 using the shot) and β-Sn shot, it was found that the dissolution rate was faster than that of Comparative Example 1 and slower than that of Comparative Example 2.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described in detail, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation by a person of ordinary skill in the art within the scope of the technical idea of this invention is carried out. This is possible.
도 1은 주석(Sn)의 상평형도를 보여주는 도면이다. 1 is a diagram showing a phase diagram of tin (Sn).
도 2는 실시예 1에 따라 제조된 SnO2 분말의 주사전자현미경(SEM) 사진이다. FIG. 2 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of SnO 2 powder prepared according to Example 1. FIG.
도 3은 실시예 1에 따라 제조된 SnO2 분말의 미세기공량을 BET분석 장비를 이용하여 분석한 결과이다. 3 is a result of analyzing the micropore amount of the SnO 2 powder prepared according to Example 1 using a BET analysis equipment.
도 4는 비교예 1에 따라 제조된 SnO2 분말의 주사전자현미경(SEM) 사진이다. 4 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of SnO 2 powder prepared according to Comparative Example 1.
도 5는 비교예 1에 따라 제조된 SnO2 분말의 미세기공량을 BET분석 장비를 이용하여 분석한 결과이다. 5 is a result of analyzing the micropore amount of the SnO 2 powder prepared according to Comparative Example 1 using a BET analysis equipment.
도 6은 비교예 2에 따라 제조된 SnO2 분말의 주사전자현미경(SEM) 사진이다. 6 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of SnO 2 powder prepared according to Comparative Example 2.
도 7은 비교예 2에 따라 제조된 SnO2 분말의 미세기공량을 BET분석 장비를 이용하여 분석한 결과이다. 7 is a result of analyzing the micropore amount of the SnO 2 powder prepared according to Comparative Example 2 using a BET analysis equipment.
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| KR1020090035583A KR20100116923A (en) | 2009-04-23 | 2009-04-23 | Manufacturing method of tin oxide powder and porous tin oxide powder manufactured by the same |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101334261B1 (en) * | 2011-11-25 | 2013-11-29 | 한국생산기술연구원 | A preparation method of zinc oxide by wet precipitation |
| KR20200133416A (en) * | 2019-05-20 | 2020-11-30 | 강원대학교산학협력단 | POROUS SnO2 NANOPARTICLES COMPRISING TIN ALLOYS AND METHOD FOR PREPARING THE SAME |
| KR20210029540A (en) * | 2019-09-06 | 2021-03-16 | 숭실대학교산학협력단 | SnO2 NANOPARTICLE HAVING POROUS STRUCTURE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME |
| WO2024125695A1 (en) * | 2022-12-12 | 2024-06-20 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Method for producing a substrate material, catalyst material, and electrochemical cell |
-
2009
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| KR20200133416A (en) * | 2019-05-20 | 2020-11-30 | 강원대학교산학협력단 | POROUS SnO2 NANOPARTICLES COMPRISING TIN ALLOYS AND METHOD FOR PREPARING THE SAME |
| KR20210029540A (en) * | 2019-09-06 | 2021-03-16 | 숭실대학교산학협력단 | SnO2 NANOPARTICLE HAVING POROUS STRUCTURE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME |
| WO2024125695A1 (en) * | 2022-12-12 | 2024-06-20 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Method for producing a substrate material, catalyst material, and electrochemical cell |
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