KR20110036475A - Method of manufacturing a magnesium oxide nanoparticle and magnesium oxide nanoparticle using the same - Google Patents

Method of manufacturing a magnesium oxide nanoparticle and magnesium oxide nanoparticle using the same Download PDF

Info

Publication number
KR20110036475A
KR20110036475A KR1020090094162A KR20090094162A KR20110036475A KR 20110036475 A KR20110036475 A KR 20110036475A KR 1020090094162 A KR1020090094162 A KR 1020090094162A KR 20090094162 A KR20090094162 A KR 20090094162A KR 20110036475 A KR20110036475 A KR 20110036475A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
magnesium oxide
magnesium
oxide mixture
mixture
nanoparticles
Prior art date
Application number
KR1020090094162A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김센
장학정
Original Assignee
장학정
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 장학정 filed Critical 장학정
Priority to KR1020090094162A priority Critical patent/KR20110036475A/en
Publication of KR20110036475A publication Critical patent/KR20110036475A/en

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F5/00—Compounds of magnesium
    • C01F5/02—Magnesia
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Abstract

PURPOSE: A method for manufacturing magnesium oxide nano-particles and the magnesium oxide nano-particles manufactured thereby are provided to simplify manufacturing processes without ultrahigh temperature circumstance. CONSTITUTION: A magnesium compound is mixed with weak acid, oxidized alkaline earth metal, and an organic solvent to form a magnesium oxide mixture(S100). The magnesium compound includes at least one of magnesium acetate, magnesium nitrate, and magnesium. The oxidized alkaline earth metal includes either of a barium oxide and a strontium oxide. A mixing process is implemented in an electric furnace of temperature between 400 and 600 degrees Celsius. The magnesium oxide mixture is dried(S300). The dried magnesium oxide mixture is heated(S400). The heated magnesium oxide mixture is cooled(S500).

Description

산화 마그네슘 나노입자의 제조방법 및 이에 의해 제조된 산화 마그네슘 나노입자{METHOD OF MANUFACTURING A MAGNESIUM OXIDE NANOPARTICLE AND MAGNESIUM OXIDE NANOPARTICLE USING THE SAME}METHOD OF MANUFACTURING A MAGNESIUM OXIDE NANOPARTICLE AND MAGNESIUM OXIDE NANOPARTICLE USING THE SAME

본 발명은 산화 마그네슘 나노입자의 제조방법 및 이에 의해 제조된 산화 마그네슘 나노입자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정화용 전극, 가스분해용 전극, 태양전지의 전극, 발광장치의 전극 등에 사용될 수 있는 산화 마그네슘 나노입자의 제조방법 및 이에 의해 제조된 산화 마그네슘 나노입자에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing magnesium oxide nanoparticles and to magnesium oxide nanoparticles produced by the present invention, and more particularly, magnesium oxide that can be used for purification electrodes, gas decomposition electrodes, solar cell electrodes, light emitting electrodes, and the like. It relates to a method for producing nanoparticles and to magnesium oxide nanoparticles produced thereby.

최근 제품의 소형화, 박막화, 고용량화의 요구에 따라 원재료를 나노 사이즈의 초미립화하는 공정이 중요한 기술로 각광받고 있다.Recently, in order to miniaturize, thinner, and higher capacity of a product, a process of refining nano-size ultra-fine raw materials has been spotlighted as an important technology.

그러나, 현재 나노 사이즈의 초미립자를 제조하기 위해서는 800℃ 이상의 초고온의 제조환경을 필요로 한다. 또한, 제조된 상기 나노입자는 입자의 크기가 균일해야 사용하고자 하는 장비에 적용할 수 있다. However, in order to manufacture nano-size ultrafine particles, an ultra high temperature manufacturing environment of 800 ° C. or more is required. In addition, the prepared nanoparticles can be applied to the equipment to be used should be a uniform particle size.

아울러, 상기 나노입자를 제조하는 공정은 다수의 공정을 거쳐야하며, 생산에 투하되는 비용이 크다는 문제점이 있다.In addition, the process of manufacturing the nanoparticles have to go through a number of processes, there is a problem that the cost of dropping in production is large.

이에 따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 제1 과제는 초고온의 제조환경을 필요로 하지 않고 제조 공정이 간편한 산화 마그네슘 나노입자의 제조방법을 제공하는 것이다.Accordingly, a first problem to be solved by the present invention is to provide a method for producing magnesium oxide nanoparticles, which does not require an ultra high temperature manufacturing environment and is easy to manufacture.

본 발명이 해결하고자 하는 제2 과제는 이러한 제조방법에 의해 제조된 산화 마그네슘 나노입자를 제공하는 것이다.The second problem to be solved by the present invention is to provide a magnesium oxide nanoparticles prepared by such a manufacturing method.

본 발명의 일 실시예에 의한 산화 마그네슘 나노입자의 제조방법은 마그네슘 화합물을 약산, 산화된 알카리토금속(2족) 및 유기용제와 혼합하여 산화 마그네슘 혼합물을 형성하는 단계, 상기 산화 마그네슘 혼합물을 건조시키는 단계 및 건조된 상기 산화 마그네슘 혼합물을 가열하는 단계를 포함한다.Method for producing a magnesium oxide nanoparticles according to an embodiment of the present invention comprises the steps of mixing a magnesium compound with a weak acid, oxidized alkali metal (Group 2) and an organic solvent to form a magnesium oxide mixture, drying the magnesium oxide mixture And heating the dried magnesium oxide mixture.

상기 산화 마그네슘 혼합물을 형성하는 단계는 상기 마그네슘 화합물에 ⅰ)약산, ⅱ)산화된 알카리토금속, 및 ⅲ)유기용제를 순서대로 혼합하여 수행될 수 있다.The step of forming the magnesium oxide mixture may be performed by mixing the magnesium compound in order, iii) weak acid, ii) oxidized alkaline earth metal, and iii) organic solvent.

상기 산화 마그네슘 혼합물을 건조시키기 전, 상기 산화 마그네슘 혼합물을 분쇄 및 혼합하는 단계를 더 포함할 수 있다.Before drying the magnesium oxide mixture, the method may further include grinding and mixing the magnesium oxide mixture.

상기 산화 마그네슘 혼합물을 가열하는 단계는 상기 산화 마그네슘 혼합물이 400℃ ~ 600℃의 온도를 갖는 전기로에서 가열됨으로써 수행될 수 있다. 상기 산화 마그네슘을 가열한 후, 가열된 상기 산화 마그네슘을 실온에서 냉각하는 단계를 더 포함할 수 있다.The heating of the magnesium oxide mixture may be performed by heating the magnesium oxide mixture in an electric furnace having a temperature of 400 ° C to 600 ° C. After heating the magnesium oxide, the method may further include cooling the heated magnesium oxide at room temperature.

상기 마그네슘 화합물은 마그네슘 아세트산염(Magnesuim acetate), 질산 마그네슘(Magnesuim nitrate) 및 마그네슘(Magnesuim) 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.The magnesium compound may include at least one of magnesium acetate, magnesium nitrate, and magnesium.

상기 산화 마그네슘 혼합물은 2 ~ 8 중량%의 마그네슘 아세트산염을 함유할 수 있다. 상기 산화 마그네슘 혼합물은 0.4 ~ 2 중량%의 질산 마그네슘을 함유할 수 있다. 상기 산화 마그네슘 혼합물은 0.1 ~ 0.3 중량%의 마그네슘을 함유할 수 있다.The magnesium oxide mixture may contain 2 to 8 wt% magnesium acetate. The magnesium oxide mixture may contain 0.4 to 2 wt% magnesium nitrate. The magnesium oxide mixture may contain 0.1 to 0.3 wt% magnesium.

상기 산화된 알카리토금속은 산화 바륨(Barium oxide), 산화 스트론튬(strontium oxide)중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 산화 마그네슘 혼합물은 0.01 ~ 0.5 중량%의 상기 산화된 알카리토금속을 함유할 수 있다. 상기 유기용제는 증류수 및 알콜 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The oxidized alkaline earth metal may include at least one of barium oxide and strontium oxide. The magnesium oxide mixture may contain 0.01 to 0.5% by weight of the oxidized alkaline earth metal. The organic solvent may include at least one of distilled water and alcohol.

상기 산화 마그네슘 혼합물을 형성하는 단계는 상기 나노입자가 균일하게 분산되어 형성되게 하는 첨가제를 혼합하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 산화 마그네슘 혼합물은 0.02 ~ 0.3 중량%의 상기 첨가제를 함유할 수 있다.Forming the magnesium oxide mixture may include mixing an additive that allows the nanoparticles to be uniformly dispersed and formed. The magnesium oxide mixture may contain 0.02 to 0.3 wt% of the additive.

본 발명의 일 실시예에 의한 산화 마그네슘 나노입자는 상기 산화 마그네슘 제조방법에 의해 제조된다.Magnesium oxide nanoparticles according to an embodiment of the present invention is prepared by the method for producing magnesium oxide.

본 발명에 의한 산화 마그네슘 나노입자의 제조방법 및 이에 의해 제조된 산화 마그네슘 나노입자는 초고온의 제조환경을 필요로 하지 않고 제조 공정이 간편 하여 비용절감 및 생산량을 향상시킬 수 있다.The method for producing magnesium oxide nanoparticles according to the present invention and the magnesium oxide nanoparticles produced thereby do not require an ultra high temperature manufacturing environment and can simplify the manufacturing process to improve cost and yield.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.As the inventive concept allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "having" are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof described in the specification, and that one or more other features It should be understood that it does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of numbers, steps, actions, components, parts or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않 는다.Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art, and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. I do not.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings.

<나노 입자 제조><Nano particle manufacturing>

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 산화 마그네슘 나노입자 제조방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 2는 도 1의 산화 마그네슘 혼합물을 형성하는 단계를 구체적으로 설명하기 위한 순서도이다.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing magnesium oxide nanoparticles according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a flow chart illustrating in detail the step of forming the magnesium oxide mixture of FIG.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 산화 마그네슘 나노입자 제조방법에 의하면, 먼저 마그네슘 화합물을 약산, 산화된 알카리토금속(2족) 및 유기용제와 혼합하여 산화 마그네슘 혼합물을 형성한다(S100). 이어서, 상기 산화 마그네슘 혼합물을 건조시킨다(S300). 이어서, 건조된 상기 산화 마그네슘 혼합물을 가열한다(S400). 이하, 각 단계를 나누어 구체적으로 설명한다.Referring to FIG. 1, according to the method for preparing magnesium oxide nanoparticles according to an embodiment of the present invention, first, a magnesium compound is mixed with a weak acid, oxidized alkali metal (Group 2), and an organic solvent to form a magnesium oxide mixture ( S100). Subsequently, the magnesium oxide mixture is dried (S300). Subsequently, the dried magnesium oxide mixture is heated (S400). Hereinafter, each step will be described in detail.

도 1 및 도 2를 참조하면, 산화 마그네슘 혼합물을 형성(S100)하기 위해, 마그네슘 화합물에 약산을 가한다(S110). 여기서, 상기 마그네슘 화합물은 마그네슘(Magnesuim), 아세트산 마그네슘(Magnesuim acetate), 황산 마그네슘(Magnesium sulfate), 염화 마그네슘(Magnesium chloride) 및 질산 마그네슘(Magnesuim nitrate)등의 활성 마그네슘염 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 본발명의 일구체예에 따르면, 상기 산화 마그네슘 혼합물은 2 ~ 8 중량%의 마그네슘 아세트산염, 0.4 ~ 2 중량%의 질산 마그네슘, 0.1 ~ 0.3 중량%의 마그네슘을 포함할 수 있다1 and 2, in order to form a magnesium oxide mixture (S100), a weak acid is added to the magnesium compound (S110). The magnesium compound may include at least one of active magnesium salts such as magnesium, magnesium acetate, magnesium sulfate, magnesium chloride, magnesium nitrate, and the like. . According to an embodiment of the present invention, the magnesium oxide mixture may include 2 to 8 wt% magnesium acetate, 0.4 to 2 wt% magnesium nitrate, and 0.1 to 0.3 wt% magnesium

상기 약산은 아세트산(Acetic acid)을 포함한 카르복실기(R-COOH) 화함물, 플로오르화산(Hydrofluoric acid), 사이안화수소산(Hydrocyanic acid)중 적어도 어느 하나를 포함한다.The weak acid may include at least one of a carboxyl group (R-COOH) compound including acetic acid, hydrofluoric acid, and hydrocyanic acid.

이어서, 상기 마그네슘 화합물에 산화된 알카리토금속을 섞는다(S120). 상기 산화된 알카리토금속은 주기율표상의 2족의 원소가 산화된 화합물을 포함한다. 예컨대, 상기 산화된 알카리토금속은 산화 베릴륨(Beryllium oxide), 산화 칼슘(Calcium oxide), 산화 스트론튬(Strontium oxide), 산화 바륨(Barium oxide), 라듐(Raduim oxide)를 포함한다. 본발명의 일구체예에 따르면, 상기 산화 마그네슘 혼합물은 0.01 ~ 0.5 중량%의 상기 산화된 알카리토금속을 함유할 수 있다.Subsequently, the oxidized alkaline earth metal is mixed with the magnesium compound (S120). The oxidized alkaline earth metal includes a compound in which an element of Group 2 on the periodic table is oxidized. For example, the oxidized alkaline earth metal includes beryllium oxide, calcium oxide, strontium oxide, barium oxide, and radium oxide. According to one embodiment of the present invention, the magnesium oxide mixture may contain 0.01 to 0.5% by weight of the oxidized alkaline earth metal.

여기서, 상기 마그네슘 화합물을 상기 산화된 알카리토금속을 섞기 전, 제조하고자 하는 산화 마그네슘 나노입자가 응집되거나 불균일하게 형성되는 것을 방지하는 첨가제를 부가하여 혼합할 수 있다(S130). 예컨대, 상기 첨가제는 GBC-110; 디스퍼빅(Disperbyk)190, 185y 156(빅 케미(Byk Chemie)), 부스퍼스(Busperse)39, (베크만(Beckman))등을 포함한다. 본발명의 일구체예에 따르면,상기 산화 마그네슘 혼합물은 0.02 ~ 0.3 중량%의 상기 첨가제를 함유할 수 있다.Here, before the magnesium compound is mixed with the oxidized alkaline earth metal, an additive which prevents the magnesium oxide nanoparticles to be formed from being aggregated or formed unevenly may be added and mixed (S130). For example, the additive may be GBC-110; Disperbyk 190, 185y 156 (Byk Chemie), Busperse 39, (Beckman) and the like. According to one embodiment of the present invention, the magnesium oxide mixture may contain 0.02 to 0.3% by weight of the additive.

이어서, 상기 마그네슘 화합물에 유기용제를 가한다(S140). 여기서, 유기용제는 낮은 온도에서도 휘발성이 강한 알코올, 증류수, 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, 아세톤, 아세트나이트릴, 에틸아세테이트를 포함한다.Next, an organic solvent is added to the magnesium compound (S140). Here, the organic solvent includes alcohol, distilled water, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, acetone, acetonitrile and ethyl acetate, which are highly volatile even at low temperatures.

상기 마그네슘 화합물에 상기 약산, 상기 산화된 알카리토금속 및 상기 유기용제와 혼합할 때, 혼합되는 물질의 강도와 성질을 고려하여 분쇄기와 혼합기를 사 용하여 분쇄 및 혼합할 수 있다(S200). 아울러, 상기 마그네슘 화합물에 상기 약산, 상기 산화된 알카리토금속 및 상기 유기용제를 혼합한 후, 분쇄기와 혼합기를 사용하여 분쇄 및 혼합하여 상기 산화 마그네슘 혼합물을 얻을 수 있다.When mixed with the weak acid, the oxidized alkaline earth metal and the organic solvent to the magnesium compound, in consideration of the strength and properties of the material to be mixed may be ground and mixed using a grinder and a mixer (S200). In addition, the magnesium oxide may be obtained by mixing the weak acid, the oxidized alkali metal and the organic solvent with the magnesium compound, followed by grinding and mixing using a grinder and a mixer.

이어서, 상기 산화 마그네슘 혼합물을 건조시킨다(S300). 상기 산화 마그네슘을 건조시키는 단계는 실온에서 건조하거나 40℃ ~200℃의 범위내에서 건조시킬 수 있다. 이때, 상기 산화 마그네슘 혼합물에 포함된 유기용제가 대기중에 증발된다.Subsequently, the magnesium oxide mixture is dried (S300). Drying the magnesium oxide may be dried at room temperature or in the range of 40 ° C to 200 ° C. At this time, the organic solvent contained in the magnesium oxide mixture is evaporated in the atmosphere.

이어서, 상기 산화 마그네슘을 가열한다(S400). 예를 들면, 상기 산화 마그네슘 혼합물을 400℃ ~ 600℃의 온도를 갖는 전기로에서 가열시킬 수 있다. Next, the magnesium oxide is heated (S400). For example, the magnesium oxide mixture may be heated in an electric furnace having a temperature of 400 ℃ to 600 ℃.

이상에서 열거한 소정의 제조방법에 따라 제조하고자 하는 상기 산화 마그네슘 나노입자를 얻을 수 있다. 이어서, 가열된 상기 산화 마그네슘 나노입자를 실온에서 식힌다(S500). The magnesium oxide nanoparticles to be prepared can be obtained according to the predetermined production methods listed above. Subsequently, the heated magnesium oxide nanoparticles are cooled at room temperature (S500).

- 실험 예Experimental Example

실험 용기에 400g의 아세트산 마그네슘, 150g의 질산 마그네슘 및 15g의 마그네슘 금속을 넣는다. 이어서, 상기 실험용기에 400ml의 아세트산을 가하여 희석한다. 이어서, 산화 바륨을 20g을 첨가한다. 이어서, 첨가제로서 부스퍼스39를 15g 첨가한다. 이어서, 10ml의 증류수와 600ml의 알코올을 혼합하여 첨가한다. 400 g of magnesium acetate, 150 g of magnesium nitrate and 15 g of magnesium metal are placed in an experimental container. Subsequently, 400 ml of acetic acid is added to the test vessel and diluted. Next, 20 g of barium oxide is added. Subsequently, 15 g of Bust 39 is added as an additive. Next, 10 ml of distilled water and 600 ml of alcohol are mixed and added.

이어서, 상기와 같이 혼합된 산화 마그네슘 혼합물을 분쇄기 및 혼합기를 이용하여 분쇄 및 혼합을 수행한다. 상기 산화 마그네슘 혼합물을 분쇄 및 혼합하는 시간은 20 ~ 30분 동안 수행한다. 여기서, 상기 산화 마그네슘 혼합물은 아래의 표 1과 같은 성분함량을 갖는다.Subsequently, the mixed magnesium oxide mixture is pulverized and mixed using a grinder and a mixer. The time for grinding and mixing the magnesium oxide mixture is carried out for 20 to 30 minutes. Here, the magnesium oxide mixture has a component content as shown in Table 1 below.

성분 물질Ingredient 함량(중량%)Content (% by weight) 아세트산 마그네슘Magnesium acetate 3.3중량%3.3 wt% 질산 마그네슘Magnesium nitrate 1.0중량%1.0 wt% 마그네슘 금속Magnesium metal 0.2중량%0.2 wt% 아세트산Acetic acid 1.2중량%1.2 wt% 산화 바륨Barium oxide 0.2중량%0.2 wt% 부스퍼스39Booth 39 0.15중량%0.15% by weight 증류수Distilled water 4.5중량%4.5 wt% 알코올Alcohol 89.45중량%89.45 wt%

이어서, 상기 산화 마그네슘 혼합물을 40℃의 온도에서 5분 동안 건조시킨다. 이때, 상기 산화 마그네슘 혼합물에 포함된 알코올이 증발된다.The magnesium oxide mixture is then dried at a temperature of 40 ° C. for 5 minutes. At this time, the alcohol contained in the magnesium oxide mixture is evaporated.

이어서, 건조된 상기 산화 마그네슘 혼합물을 450℃의 온도를 유지하는 가열기에서 한다. 상기 가열시로부터 20분 후에 제조하고자 하는 산화 마그네슘 나노입자를 획득할 수 있다.The dried magnesium oxide mixture is then subjected to a heater maintaining a temperature of 450 ° C. Magnesium oxide nanoparticles to be prepared 20 minutes after the heating can be obtained.

가열하여 얻어진 상기 산화 마그네슘 나노입자를 실온에서 2시간 동안 식힌다.The magnesium oxide nanoparticles obtained by heating are cooled for 2 hours at room temperature.

<나노 박막 제조><Nano thin film manufacturing>

산화 마그네슘 나노 박막 제조방법을 설명한다.The manufacturing method of a magnesium oxide nano thin film is demonstrated.

실험 용기에 400g의 아세트산 마그네슘, 150g의 질산 마그네슘 및 15g의 마그네슘 금속을 넣는다. 이어서, 상기 실험용기에 400ml의 아세트산을 가하여 희석한다. 이어서, 산화 바륨을 20g을 첨가한다. 이어서, 첨가제로서 부스퍼스39를 15g 첨가한다. 이어서, 10ml의 증류수와 600ml의 알코올을 혼합하여 첨가한다.400 g of magnesium acetate, 150 g of magnesium nitrate and 15 g of magnesium metal are placed in an experimental container. Subsequently, 400 ml of acetic acid is added to the test vessel and diluted. Next, 20 g of barium oxide is added. Subsequently, 15 g of Bust 39 is added as an additive. Next, 10 ml of distilled water and 600 ml of alcohol are mixed and added.

이어서, 상기와 같이 혼합된 산화 마그네슘 혼합물을 분쇄기 및 혼합기를 이용하여 분쇄 및 혼합을 수행한다. 상기 산화 마그네슘 혼합물을 분쇄 및 혼합하는 시간은 20 ~ 30분 동안 수행한다. 여기서, 상기 산화 마그네슘 혼합물은 아래의 표 1과 같은 성분함량을 갖는다.Subsequently, the mixed magnesium oxide mixture is pulverized and mixed using a grinder and a mixer. The time for grinding and mixing the magnesium oxide mixture is carried out for 20 to 30 minutes. Here, the magnesium oxide mixture has a component content as shown in Table 1 below.

성분 물질Ingredient 함량(중량%)Content (% by weight) 아세트산 마그네슘Magnesium acetate 3.3중량%3.3 wt% 질산 마그네슘Magnesium nitrate 1.0중량%1.0 wt% 마그네슘 금속Magnesium metal 0.2중량%0.2 wt% 아세트산Acetic acid 1.2중량%1.2 wt% 산화 바륨Barium oxide 0.2중량%0.2 wt% 부스퍼스39Booth 39 0.15중량%0.15% by weight 증류수Distilled water 4.5중량%4.5 wt% 알코올Alcohol 89.45중량%89.45 wt%

이어서, 상기 산화 마그네슘 혼합물을 분무기에 담는다. 상기 분무기를 사용하여 내구성이 높은 고체표면에 상기 산화 마그네슘 혼합물을 분무한다. 이후, 상기 산화 마그네슘 혼합물이 상기 고체표면에 균일하게 묻어날 수 있도록, 상기 고체 표면을 좌·우로 서서히 기울인다.The magnesium oxide mixture is then placed in a nebulizer. The atomizer is used to spray the magnesium oxide mixture onto a highly durable solid surface. Thereafter, the solid surface is tilted gradually left and right so that the magnesium oxide mixture is evenly deposited on the solid surface.

이어서, 상기 산화 마그네슘 혼합물이 분무된 상기 고체표면을 40℃의 온도에서 5분 동안 건조시킨다. 이때, 상기 산화 마그네슘 혼합물에 포함된 알코올이 증발된다.The solid surface sprayed with the magnesium oxide mixture is then dried at a temperature of 40 ° C. for 5 minutes. At this time, the alcohol contained in the magnesium oxide mixture is evaporated.

이어서, 건조된 상기 산화 마그네슘 혼합물을 450℃의 온도를 유지하는 가열기에서 가열한다. 상기 가열시로부터 20분 후에 제조하고자 하는 산화 마그네슘 나노박막을 획득할 수 있다.The dried magnesium oxide mixture is then heated in a heater maintaining a temperature of 450 ° C. Magnesium oxide nano thin film to be prepared 20 minutes after the heating can be obtained.

<나노 전극 제조>Nano electrode manufacturing

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 캐소드 전극의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 4는 도 3의 산화 마그네슘 혼합물을 형성하는 단계를 구체적으로 설명하기 위한 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a cathode electrode according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a flowchart illustrating a step of forming the magnesium oxide mixture of FIG. 3 in detail.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 캐소드 전극의 제조방법은 마그네슘 화합물을 약산, 산화된 알카리토금속(2족) 및 유기용제와 혼합하여 산화 마그네슘 혼합물을 형성하고(S100), 이어서, 혼합된 상기 산화 마그네슘 혼합물을 분쇄 및 혼합한다(S200). 이어서 상기 산화 마그네슘 혼합물을 전극 프레임에 코팅한다(S300). 이하, 각 단계를 나누어 구체적으로 설명한다.Referring to FIG. 1, in the method of manufacturing a cathode electrode according to an embodiment of the present invention, a magnesium compound is mixed with a weak acid, an oxidized alkali metal (Group 2), and an organic solvent to form a magnesium oxide mixture (S100). , The mixed magnesium oxide mixture is ground and mixed (S200). Subsequently, the magnesium oxide mixture is coated on the electrode frame (S300). Hereinafter, each step will be described in detail.

도 1 및 도 2를 참조하면, 산화 마그네슘 혼합물을 형성(S600)하기 위해, 마그네슘 화합물에 약산을 가한다(S610). 여기서, 상기 마그네슘 화합물은 마그네슘(Magnesuim), 아세트산 마그네슘(Magnesuim acetate), 황산 마그네슘(Magnesium sulfate), 염화 마그네슘(Magnesium chloride) 및 질산 마그네슘(Magnesuim nitrate)등의 활성 마그네슘염 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 상기 약산은 아세트산(Acetic acid)을 포함한 카르복실기(R-COOH) 화함물, 플로오르화산(Hydrofluoric acid), 사이안화수소산(Hydrocyanic acid)을 포함한다.1 and 2, in order to form a magnesium oxide mixture (S600), a weak acid is added to the magnesium compound (S610). The magnesium compound may include at least one of active magnesium salts such as magnesium, magnesium acetate, magnesium sulfate, magnesium chloride, magnesium nitrate, and the like. . The weak acid includes a carboxyl group (R-COOH) compound including acetic acid, hydrofluoric acid, and hydrocyanic acid.

이어서, 상기 마그네슘 화합물에 산화된 알카리토금속을 섞는다(S620). 상기 산화된 알카리토금속은 주기율표상의 2족의 원소가 산화된 화합물을 포함한다. 예컨대, 상기 산화된 알카리토금속은 산화 베릴륨(Beryllium oxide), 산화 칼슘(Calcium oxide), 산화 스트론튬(Strontium oxide), 산화 바륨(Barium oxide), 라듐(Raduim oxide)를 포함한다.Subsequently, the oxidized alkaline earth metal is mixed with the magnesium compound (S620). The oxidized alkaline earth metal includes a compound in which an element of Group 2 on the periodic table is oxidized. For example, the oxidized alkaline earth metal includes beryllium oxide, calcium oxide, strontium oxide, barium oxide, and radium oxide.

여기서, 상기 마그네슘 화합물을 상기 산화된 알카리토금속을 섞기 전, 제조하고자 하는 산화 마그네슘 나노입자가 응집되거나 불균일하게 형성되는 것을 방지하는 첨가제를 부가하여 혼합할 수 있다(S630). 예컨대, 상기 첨가제는 GBC-110; 디스퍼빅(Disperbyk)190, 185y 156(빅 케미(Byk Chemie)), 부스퍼스(Busperse)39, (베크만(Beckman))등을 포함한다.Here, before the magnesium compound is mixed with the oxidized alkaline earth metal, an additive which prevents the magnesium oxide nanoparticles to be formed from being aggregated or formed unevenly may be added and mixed (S630). For example, the additive may be GBC-110; Disperbyk 190, 185y 156 (Byk Chemie), Busperse 39, (Beckman) and the like.

이어서, 상기 마그네슘 화합물에 유기용제를 가한다(S640). 여기서, 유기용제는 낮은 온도에서도 휘발성이 강한 알코올, 증류수, 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, 아세톤, 아세트 나이트릴, 에틸아세테이트를 포함한다.Next, an organic solvent is added to the magnesium compound (S640). Here, the organic solvent includes alcohol, distilled water, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, acetone, acet nitrile and ethyl acetate, which are highly volatile even at low temperatures.

상기 마그네슘 화합물에 상기 약산, 상기 산화된 알카리토금속 및 상기 유기용제와 혼합할 때, 혼합되는 물질의 강도와 성질을 고려하여 분쇄기와 혼합기를 사용할 수 있다. 아울러, 상기 마그네슘 화합물에 상기 약산, 상기 산화된 알카리토금속 및 상기 유기용제를 혼합한 후, 분쇄기와 혼합기를 사용하여 분쇄 및 혼합하여 상기 산화 마그네슘 혼합물을 얻을 수 있다.When mixing the magnesium compound with the weak acid, the oxidized alkaline earth metal and the organic solvent, a grinder and a mixer may be used in consideration of the strength and properties of the mixed material. In addition, the magnesium oxide may be obtained by mixing the weak acid, the oxidized alkali metal and the organic solvent with the magnesium compound, followed by grinding and mixing using a grinder and a mixer.

이어서, 혼합된 상기 산화 마그네슘 혼합물을 분쇄기와 혼합기를 사용하여 분쇄 및 혼합할 수 있다(S700). 여기서, 상기 분쇄 및 혼합은 상기 산화 마그네슘 혼합물이 얻고자하는 균일한 크기 및 형상을 갖는지 확인하기 위해, 입도분석을 수행할 수 있다.Subsequently, the mixed magnesium oxide mixture may be ground and mixed using a grinder and a mixer (S700). Here, the grinding and mixing may be performed to determine the particle size of the magnesium oxide mixture to have a uniform size and shape to obtain.

도 5는 도 3의 전극 프레임을 코팅하는 단계를 구체적으로 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 및 도 8은 도 3의 제조방법에 따라 제조된 캐소드 전극의 사시도이다.5 is a view for explaining in detail the step of coating the electrode frame of Figure 3, Figures 7 and 8 is a perspective view of a cathode electrode manufactured according to the manufacturing method of FIG.

도 5, 도 7 및 도 8을 참조하면, 우선, 캐소드 전극(120)의 기본 구조를 갖는 전극 프레임(121)을 도체 섬유(122a)로 감싼다(S810). 여기서, 전극 프레임(121)은 원통, 육면체, 막대형, 구형, 아치형, 판상형등 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 전극 프레임(121)은 길이가 50mm ~ 400mm이며 내부의 지름이 10mm ~ 30mm인 원통형상을 가질 수 있다. 상기 전극 프레임(121)은 강철, 알루미늄, 텅스텐 등의 내구성을 갖는 도전성 소재로 형성될 수 있다. 한편, 상기 캐소드 전극은 상기 전극 프레임(121)과 대응하는 형상 또는 다른 형상으로 형성될 수도 있다. 따라서, 상기 캐소드 전극은 원통, 육면체, 막대형, 구형, 아치형, 판상형등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.5, 7 and 8, first, the electrode frame 121 having the basic structure of the cathode electrode 120 is wrapped with the conductor fiber 122a (S810). Here, the electrode frame 121 may have various shapes such as a cylinder, a hexahedron, a rod, a sphere, an arc, and a plate. For example, the electrode frame 121 may have a cylindrical shape having a length of 50 mm to 400 mm and an inner diameter of 10 mm to 30 mm. The electrode frame 121 may be formed of a conductive material having durability such as steel, aluminum, and tungsten. The cathode electrode may be formed in a shape corresponding to the electrode frame 121 or in a different shape. Accordingly, the cathode electrode may be formed in various shapes such as a cylinder, a cube, a rod, a sphere, an arc, and a plate.

상기 도체 섬유(122)는 내열성, 내충격성, 화학약품에 강한 도전성 소재이다. 상기 도체 섬유는 탄소 섬유 및 금속소재섬유 중 적어도 하나와 유전체섬유의 복합체로 구성할 수 있다. 구체적인 예로서, 상기 도체 섬유(122)는 상기 탄소 섬유와 상기 유리섬유를 서로 감은 하나의 실의 형상을 갖을 수 있다. 옷감으로 사용되는 일반 섬유와 같이 상기 도체 섬유(122)는 외면에 다수의 돌출부(122a)가 형성되어 상기 일반 섬유의 보플과 같은 형상을 갖을 수 있다. 상기 도체 섬유(122)는 상기 전극 프레임(121)이 외면에서 보이지 않을 정도로 촘촘히 감을 수 있다. 이상에서 설명한, 전극 프레임(121)에 도체 섬유(122)를 감싸는 단계(S810)는 상기 산화 마그네슘 혼합물을 형성하는 단계(S600)와 순서와 상관없이 수행되거나 각각 별도로 수행될 수 있다.The conductor fiber 122 is a conductive material resistant to heat resistance, impact resistance, and chemicals. The conductor fiber may be composed of a composite of at least one of carbon fiber and metal material fiber and dielectric fiber. As a specific example, the conductor fiber 122 may have a shape of one thread wound around the carbon fiber and the glass fiber. Like the general fiber used as cloth, the conductor fiber 122 may have a plurality of protrusions 122a formed on an outer surface thereof to have a shape like a baffle of the general fiber. The conductor fiber 122 may be closely wound so that the electrode frame 121 is not visible from the outer surface. As described above, the step (S810) of wrapping the conductive fiber 122 in the electrode frame 121 may be performed in any order or separately from the step (S600) of forming the magnesium oxide mixture.

이어서, 도체 섬유(122)가 감긴 상기 전극 프레임(121)을 분쇄 및 혼합된 상기 산화 마그네슘 혼합물로 덮는다(S820). 구체적으로, 상기 산화 마그네슘 혼합물이 담긴 실험 용기에 상기 전극 프레임(121)은 침지 시켰다가 빼어낼 수 있다. 또는, 상기 산화 마그네슘 혼합물이 담긴 분무기를 이용하여 상기 전극 프레임(121)에 반복하여 분무할 수 있다. 상기 전극 프레임(121)에 상기 산화 마그네슘 혼합물을 덮은 후, 상기 산화 마그네슘 혼합물이 상기 전극 프레임(121)에 골고루 분산되어 묻어날 수 있도록 상기 전극 프레임(121)을 좌·우로 기울일 수 있다.Subsequently, the electrode frame 121 wound around the conductor fiber 122 is covered with the magnesium oxide mixture pulverized and mixed (S820). Specifically, the electrode frame 121 may be immersed in the test vessel containing the magnesium oxide mixture and then taken out. Alternatively, the electrode frame 121 may be repeatedly sprayed by using a sprayer containing the magnesium oxide mixture. After covering the magnesium oxide mixture on the electrode frame 121, the electrode frame 121 may be tilted left and right so that the magnesium oxide mixture may be evenly dispersed and buried in the electrode frame 121.

이어서, 상기 산화 마그네슘 혼합물이 덮힌 상기 전극 프레임(121)을 건조시킨다(S830). 건조 환경은 실온 또는 40℃ ~ 70℃의 온도에서 수행할 수 있다.Subsequently, the electrode frame 121 covered with the magnesium oxide mixture is dried (S830). Drying environment may be carried out at room temperature or at a temperature of 40 ℃ to 70 ℃.

이어서, 건조된 상기 전극 프레임(121)을 가열시킨다(S840). 예를 들면, 상기 전극 프레임(121)을 400℃ ~ 600℃의 온도를 갖는 가열기에서 가열시킬 수 있다. 상기 전극 프레임(121)을 가열하는 시간은 상기 가열기에서 15 ~ 20분 동안 수행될 수 있다.Next, the dried electrode frame 121 is heated (S840). For example, the electrode frame 121 may be heated in a heater having a temperature of 400 ℃ ~ 600 ℃. The time for heating the electrode frame 121 may be performed for 15 to 20 minutes in the heater.

상기와 같은 제조방법으로 제조된 캐소드 전극(120)은 도체 섬유(122)의 외면에 산화 마그네슘(122b)이 나노 입자의 형태로 코팅된다. 이상에서 열거한 소정의 제조방법에 따라 제조하고자 하는 상기 캐소드 전극(120)을 얻을 수 있다. The cathode electrode 120 manufactured by the above manufacturing method is coated with magnesium oxide 122b on the outer surface of the conductor fiber 122 in the form of nanoparticles. It is possible to obtain the cathode electrode 120 to be manufactured according to the predetermined manufacturing methods listed above.

- 실험 예Experimental Example

실험 용기에 400g의 아세트산 마그네슘, 150g의 질산 마그네슘 및 15g의 마그네슘 금속을 넣는다. 이어서, 상기 실험용기에 400ml의 아세트산을 가하여 희석한다. 이어서, 산화 바륨을 20g을 첨가한다. 이어서, 첨가제로서 부스퍼스39를 15g 첨가한다. 이어서, 10ml의 증류수와 600ml의 알코올을 혼합하여 첨가한다. 400 g of magnesium acetate, 150 g of magnesium nitrate and 15 g of magnesium metal are placed in an experimental container. Subsequently, 400 ml of acetic acid is added to the test vessel and diluted. Next, 20 g of barium oxide is added. Subsequently, 15 g of Bust 39 is added as an additive. Next, 10 ml of distilled water and 600 ml of alcohol are mixed and added.

이어서, 상기와 같이 혼합된 산화 마그네슘 혼합물을 분쇄기 및 혼합기를 이용하여 분쇄 및 혼합을 수행한다. 상기 산화 마그네슘 혼합물을 분쇄 및 혼합하는 시간은 20 ~ 30분 동안 수행한다.Subsequently, the mixed magnesium oxide mixture is pulverized and mixed using a grinder and a mixer. The time for grinding and mixing the magnesium oxide mixture is carried out for 20 to 30 minutes.

한편, 전극을 프레임은 지름이 30mm이고, 길이가 100mm인 알루미늄 튜브를 사용한다. 상기 알루미늄 튜브에 코일이 엇갈린 그물형상을 갖는 강철로 감싼다. 이어서, 강철로 감싸진 상기 알루미늄 튜브의 둘레를 다수의 보플이 형성된 도체 섬유로 감싼다.On the other hand, the electrode frame is an aluminum tube of 30 mm in diameter, 100 mm in length. The aluminum tube is wrapped in steel with coils staggered. Subsequently, the circumference of the aluminum tube wrapped with steel is wrapped with conductor fibers having a plurality of baffles.

이어서, 상기 알루미늄을 앞서 제조한 상기 산화 마그네슘 혼합물에 침지시킨다. 침지된 상기 알루미늄을 꺼내어 2시간 동안 40℃에서 건조시킨다. 그 후, 건조된 상기 알루미늄을 450℃의 온도로 20분 동안 가열하여 제조하고자 하는 상기 산화 마그네슘 나노 전극을 얻을 수 있다.The aluminum is then immersed in the magnesium oxide mixture previously prepared. The dipped aluminum is taken out and dried at 40 ° C. for 2 hours. Thereafter, the dried aluminum may be heated to a temperature of 450 ° C. for 20 minutes to obtain the magnesium oxide nano electrode to be manufactured.

<정화 장치><Purification device>

도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 정화장치를 도시한 사시도이다.6 is a perspective view showing a purification apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 정화장치는 에노드 전극(110) 및 캐소드 전극(120)을 포함한다.Referring to FIG. 6, the purification apparatus according to an embodiment of the present invention includes an anode electrode 110 and a cathode electrode 120.

상기 에노드 전극(110)은 주지된 바와 같이 (+)전압을 외부의 전원 공급부로부터 인가받는다. 상기 에노드 전극(110)은 내부에 빈 공간이 형성되어 있는 다면체의 형상을 갖을 수 있다. 예를 들면, 상기 에노드 전극(110)은 원통, 육면체, 삼면체, 삼각기둥 등의 다양한 형상을 갖을 수 있다.As is well known, the anode electrode 110 receives a positive voltage from an external power supply. The anode electrode 110 may have a shape of a polyhedron having an empty space formed therein. For example, the anode electrode 110 may have various shapes such as a cylinder, a hexahedron, a trihedron, and a triangular prism.

상기 에노드 전극(110)은 다면적을 갖는 입체적 형상으로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 에노드 전극(110)은 육면체의 형상을 갖고 각 면의 길이가 250mm ~ 650mm로 형성될 수 있다. 상기 에노드 전극(110)의 소재는 내구성 및 도전성이 큰 강철, 텅스텐 등으로 형성될 수 있다.The anode electrode 110 may be formed in a three-dimensional shape having a multi-sided area. For example, the anode electrode 110 may have a hexahedron shape, and the length of each surface may be 250 mm to 650 mm. The anode electrode 110 may be formed of steel, tungsten, or the like having high durability and conductivity.

도 7는 도 6에 도시된 캐소드 전극을 확대한 확대도이다.FIG. 7 is an enlarged view illustrating the cathode electrode illustrated in FIG. 6.

상기 캐소드 전극(120)은 주지된 바와 같이 (-)전압을 외부의 전원 공급부로부터 인가받는다. 상기 캐소드 전극(120)은 상기 에노드 전극(110)과 이격되어 상기 에노드 전극(110) 내부의 상기 빈 공간에 배치된다.As is well known, the cathode electrode 120 receives a negative voltage from an external power supply. The cathode electrode 120 is spaced apart from the anode electrode 110 and disposed in the empty space inside the anode electrode 110.

상기 캐소드 전극(120)은 전극 프레임(121) 및 도체 섬유(122)를 포함한다. 상기 전극 프레임(121)은 캐소드 전극(120)의 골격에 해당하는 것으로 원통, 육면체, 막대형, 구형, 아치형, 판상형등 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 상기 전극 프레임(121)은 상기 에노드 전극(110)의 형상과 대응하는 형상 또는 에노드 전극(110)과 다른 형상을 가질 수 있다. 상기 캐소드 전극(120)의 소재는 내구성 및 도전성이 큰 강철, 텅스텐 등으로 형성될 수 있다.The cathode electrode 120 includes an electrode frame 121 and a conductor fiber 122. The electrode frame 121 corresponds to a skeleton of the cathode electrode 120 and may be formed in various shapes such as a cylinder, a cube, a rod, a sphere, an arch, and a plate. The electrode frame 121 may have a shape corresponding to the shape of the anode electrode 110 or a shape different from the anode electrode 110. The material of the cathode electrode 120 may be formed of steel, tungsten, or the like having high durability and conductivity.

상기 캐소드 전극(120)의 외면은 산화 마그네슘(122b)으로 코팅되어 있다. 상기 전극 프레임(121)이 상기 도체 섬유(122)에 의해 감겨있는 경우, 상기 도체 섬유(122)의 외면을 상기 산화 마그네슘(122b)으로 코팅될 수 있다. 상기 캐소드 전극(120)은 80 중량% ~ 96중량%의 상기 산화 마그네슘(122b)을 갖는 화합물로 코팅될 수 있다. 또한, 전자의 방전효율을 향상시키기 위해, 상기 캐소드 전극(120)은 1000nm 미만의 사이즈를 갖는 나노 산화 마그네슘으로 코팅될 수 있다.The outer surface of the cathode electrode 120 is coated with magnesium oxide 122b. When the electrode frame 121 is wound by the conductor fiber 122, the outer surface of the conductor fiber 122 may be coated with the magnesium oxide 122b. The cathode electrode 120 may be coated with a compound having the magnesium oxide 122b of 80% to 96% by weight. In addition, to improve the discharge efficiency of the electron, the cathode electrode 120 may be coated with nano magnesium oxide having a size of less than 1000nm.

상기 캐소드 전극(120)의 크기는 상기 정화장치(100)가 배치되는 공간을 고려하여, 다양하게 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 캐소드 전극(120)의 길이는 50mm ~ 400mm이며, 내부의 지름이 10mm ~ 30mm인 원통형상을 가질 수 있다.The size of the cathode electrode 120 may be formed in various ways in consideration of the space in which the purification device 100 is disposed. For example, the cathode electrode 120 may have a length of 50 mm to 400 mm and a cylindrical shape having an inner diameter of 10 mm to 30 mm.

상기 정화장치(100)는 상기 캐소드 전극(120)이 상기 에노드 전극(110)의 상기 빈 공간에 이격되어 배치될 수 있도록, 상기 캐소드 전극(120)을 고정하는 고정부(140)를 더 포함할 수 있다.The purification apparatus 100 further includes a fixing part 140 for fixing the cathode electrode 120 so that the cathode electrode 120 may be spaced apart from the empty space of the anode electrode 110. can do.

상기 정화장치(100)는 상기 캐소드 전극(120)과 상기 에노드 전극(110)에 전원을 공급하는 회로부(130)를 더 포함할 수 있다. The purification apparatus 100 may further include a circuit unit 130 for supplying power to the cathode electrode 120 and the anode electrode 110.

상기 회로부(130)는 전원 공급부(131), 양전선(132) 및 음전선(133)을 포함한다. 상기 전원 공급부(131)는 상기 에노드 전극(110)의 외부에 배치되어 상기 에노드 전극(110)과 캐소드 전극(120)에 전원을 인가한다. 상기 양전선(132)은 상기 전원 공급부(131)의 양극과 상기 에노드 전극(110)을 전기적으로 연결한다. 상기 음전선(133)은 상기 전원 공급부(131)의 음극과 상기 캐소드 전극(120)을 전기적으로 연결한다. 상기 전원 공급부는 8 KV 내지 300 KV의 전압을 공급할 수 있다.The circuit unit 130 includes a power supply unit 131, a positive wire 132 and a negative wire 133. The power supply unit 131 is disposed outside the anode electrode 110 to apply power to the anode electrode 110 and the cathode electrode 120. The positive wire 132 electrically connects the anode of the power supply unit 131 and the anode electrode 110. The negative wire 133 electrically connects the cathode of the power supply unit 131 and the cathode electrode 120. The power supply unit may supply a voltage of 8 KV to 300 KV.

아래의 표 3 및 표 4는 배기가스의 배출구에 정화장치를 탑재하여 검출되는 화합물의 변화량을 체크한 실험결과 도면이다.Tables 3 and 4 below show experimental results of checking the amount of change in the compound detected by installing a purification device at the exhaust port of the exhaust gas.

V,kv(인가 전압)V, kv (applied voltage) ppm(검출 농도)ppm (detection concentration) CO2%(검출 농도)CO 2 % (detection concentration) ㅿCO2%( CO2변화량)2CO 2 % (CO 2 change amount) 00 25002500 100100 00 2020 15001500 6060 4040 8080 10001000 4040 6060

V,kv(인가 전압)V, kv (applied voltage) ppm(검출 농도)ppm (detection concentration) CH4%(검출 농도)CH 4 % (detection concentration) ㅿCH4%( CH4변화량) 4 CH 4 % (CH4 change amount) 00 1000010000 100100 00 1010 90009000 9090 1010 8080 45004500 4545 5555

상기 표3을 참조하면, 상기 정화장치에 20Vkv 전압을 인가했을 때, 전압을 인가하기 전보다 이산화탄소의 검출량이 40%가 줄어들었다. 이후, 정화장치에 80Vkv 전압을 인가했을 때, 전압을 인가하기 전보다 이산화탄소의 검출량이 60%가 감소하는 것을 확인할 수 있다.Referring to Table 3, when the 20Vkv voltage is applied to the purifier, the amount of carbon dioxide detected is 40% less than before the voltage is applied. Then, when the 80Vkv voltage is applied to the purifier, it can be seen that the detection amount of carbon dioxide is reduced by 60% than before applying the voltage.

상기 표4를 참조하면, 상기 정화장치에 10Vkv 전압을 인가했을 때, 전압을 인가하기 전보다 메탄의 검출량이 10%가 줄어들었다. 이후, 정화장치에 80Vkv 전압을 인가했을 때, 전압을 인가하기 전보다 메탄의 검출량이 55%가 감소하는 것을 확인할 수 있다.Referring to Table 4, when the 10Vkv voltage is applied to the purifier, the detection amount of methane is reduced by 10% than before applying the voltage. Subsequently, when the 80 Vkv voltage is applied to the purifier, it can be seen that the amount of methane detected is reduced by 55% than before the voltage is applied.

상기 표에서 보는 바와 같이, 본 정화장치는 100Vkv 이하의 적은 전압으로도 배기가스를 효과적으로 분해할 수 있다.As shown in the above table, the present purification device can effectively decompose the exhaust gas even at a small voltage of 100 Vkv or less.

상기 표에서 설명한 이산화탄소 및 메탄 이외에, 배기가스에 포함된 질산, 아산화질산 및 아황산 등의 유해 물질도 효과적으로 분해할 수 있다.In addition to carbon dioxide and methane described in the above table, harmful substances such as nitric acid, nitrous acid and sulfurous acid contained in the exhaust gas can be effectively decomposed.

도 9는 도 3의 제조방법에 따라 제조된 캐소드 전극의 표면을 주사전자현미경(SEM)으로 촬영한 이미지이다.FIG. 9 is an image taken by scanning electron microscope (SEM) of the surface of the cathode electrode prepared according to the manufacturing method of FIG.

도 9를 참조하면, 캐소드 전극의 표면을 탄소 섬유로 감고, 상기 탄소 섬유의 표면을 산하 마그네슘으로 코팅하였다. 이미지에서 볼 수 있듯이 상기 탄소 섬유의 표면에 다수의 돌출부가 형성된 것을 확인할 수 있다Referring to FIG. 9, the surface of the cathode electrode was wound with carbon fiber, and the surface of the carbon fiber was coated with magnesium. As can be seen in the image, it can be seen that a plurality of protrusions are formed on the surface of the carbon fiber.

도 10은 도 3의 제조방법에 따라 제조된 캐소드 전극 표면의 단면을 주사전자현미경(SEM)으로 촬영한 이미지이다.FIG. 10 is a photograph taken by a scanning electron microscope (SEM) of the cross section of the surface of the cathode electrode prepared according to the manufacturing method of FIG.

도 10을 참조하면, 산화 마그네슘이 240nm의 얇은 막으로 코팅된 것을 확인할 수 있다. 상기 산화 마그네슘 막의 상면은 평평도는 5nm 이하의 차이를 보일 정도로 균일한 것을 확인할 수 있다. 한편, 상기 산화 마그네슘 막의 두께는 다양하게 형성될 수 있다.Referring to Figure 10, it can be seen that magnesium oxide is coated with a thin film of 240nm. It can be seen that the top surface of the magnesium oxide film is uniform enough to show a difference of 5 nm or less. Meanwhile, the magnesium oxide film may have various thicknesses.

이와 같이, 본 발명에 의한 정화장치는 대기중의 유해한 화합물을 효과적으로 분해할 수 있다.As described above, the purifier according to the present invention can effectively decompose harmful compounds in the atmosphere.

또한, 일반 가정, 학교, 경기장, 사무실, 공장, 공단, 연구시설 등에서 발생하는 유해가스를 효과적으로 분해하기 위해, 대규모의 사이즈로 제작하여 사용될 수 있다. 아울러, 정화장치를 배치하기 어려운 협소한 공간, 예컨데 자동차 배기통의 주위 공간에서도 사용될 수 있다.In addition, in order to effectively decompose harmful gases generated in homes, schools, stadiums, offices, factories, industrial complexes, research facilities, etc., they can be manufactured and used in a large size. It can also be used in narrow spaces where it is difficult to place the purifier, for example in the surrounding space of a car exhaust.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.In the detailed description of the present invention described above with reference to the preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art or those skilled in the art having ordinary skill in the art will be described in the claims to be described later It will be understood that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 산화 마그네슘 나노입자 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing magnesium oxide nanoparticles according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 산화 마그네슘 혼합물을 형성하는 단계를 구체적으로 설명하기 위한 순서도이다.FIG. 2 is a flow chart for explaining in detail the step of forming the magnesium oxide mixture of FIG.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 캐소드 전극의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a cathode electrode according to an embodiment of the present invention.

도 4는 도 3의 산화 마그네슘 혼합물을 형성하는 단계를 구체적으로 설명하기 위한 순서도이다.FIG. 4 is a flow chart for explaining in detail the step of forming the magnesium oxide mixture of FIG.

도 5는 도 3의 전극 프레임을 코팅하는 단계를 구체적으로 설명하기 위한 도면5 is a view for explaining in detail the step of coating the electrode frame of FIG.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 정화장치를 도시한 사시도이다.6 is a perspective view showing a purification apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 7은 도 3의 제조방법에 따라 제조된 원통형 캐소드 전극의 사시도이다.7 is a perspective view of a cylindrical cathode electrode manufactured according to the manufacturing method of FIG.

도 8은 도 3의 제조방법에 따라 제조된 큐빅형 캐소드 전극의 사시도이다.8 is a perspective view of a cubic cathode electrode manufactured according to the manufacturing method of FIG. 3.

도 9는 도 3의 제조방법에 따라 제조된 캐소드 전극의 표면을 주사전자현미경(SEM)으로 촬영한 이미지이다.FIG. 9 is an image taken by scanning electron microscope (SEM) of the surface of the cathode electrode prepared according to the manufacturing method of FIG.

도 10은 도 3의 제조방법에 따라 제조된 캐소드 전극 표면의 단면을 주사전자현미경(SEM)으로 촬영한 이미지이다.FIG. 10 is a photograph taken by a scanning electron microscope (SEM) of the cross section of the surface of the cathode electrode prepared according to the manufacturing method of FIG.

<주요 도면부호에 대한 간단한 설명><Short description of the major reference symbols>

100 : 정화장치 110 : 에노드 전극100: purifier 110: anode electrode

120 : 캐소드 전극 121 : 전극 프레임120 cathode electrode 121 electrode frame

122 : 도체 섬유 122a : 돌출부122: conductor fiber 122a: protrusion

122b : 산화 마그네슘 130 : 회로부122b: magnesium oxide 130: circuit portion

131 : 전원 공급부 132 : 양전선131: power supply unit 132: positive wire

133 : 음전선 140 : 고정부133: negative wire 140: fixed portion

Claims (15)

마그네슘 화합물을 약산, 산화된 알카리토금속(2족) 및 유기용제와 혼합하여 산화 마그네슘 혼합물을 형성하는 단계;Mixing the magnesium compound with a weak acid, oxidized alkaline metal (Group 2), and an organic solvent to form a magnesium oxide mixture; 상기 산화 마그네슘 혼합물을 건조시키는 단계; 및Drying the magnesium oxide mixture; And 건조된 상기 산화 마그네슘 혼합물을 가열하는 단계를 포함하는 산화 마그네슘 나노입자의 제조방법.Method for producing magnesium oxide nanoparticles comprising the step of heating the dried magnesium oxide mixture. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 산화 마그네슘 혼합물을 형성하는 단계는Forming the magnesium oxide mixture 상기 마그네슘 화합물에 ⅰ)약산, ⅱ)산화된 알카리토금속, 및 ⅲ)유기용제를 순서대로 혼합하여 수행되는 것을 특징으로 하는 산화 마그네슘 나노입자의 제조방법.I) a weak acid, ii) an oxidized alkaline metal, and iii) an organic solvent. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 산화 마그네슘 혼합물을 건조시키기 전,Before drying the magnesium oxide mixture, 상기 산화 마그네슘 혼합물을 분쇄 및 혼합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 산화 마그네슘 나노입자의 제조방법.Method for producing magnesium oxide nanoparticles, characterized in that further comprising the step of grinding and mixing the magnesium oxide mixture. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 산화 마그네슘 혼합물을 가열하는 단계는The step of heating the magnesium oxide mixture 상기 산화 마그네슘 혼합물이 400℃ ~ 600℃의 온도를 갖는 전기로에서 가열됨으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 산화 마그네슘 나노입자의 제조방법.Method for producing magnesium oxide nanoparticles, characterized in that the magnesium oxide mixture is carried out by heating in an electric furnace having a temperature of 400 ℃ ~ 600 ℃. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 산화 마그네슘을 가열한 후,After heating the magnesium oxide, 가열된 상기 산화 마그네슘을 실온에서 냉각하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 산화 마그네슘 나노입자의 제조방법.Method for producing magnesium oxide nanoparticles further comprising the step of cooling the heated magnesium oxide at room temperature. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 마그네슘 화합물은 마그네슘 아세트산염(Magnesuim acetate), 질산 마그네슘(Magnesuim nitrate) 및 마그네슘(Magnesuim) 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 산화 마그네슘 나노입자의 제조방법.The magnesium compound is a method of producing magnesium oxide nanoparticles, characterized in that it comprises at least one of magnesium acetate, magnesium nitrate and magnesium. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 산화 마그네슘 혼합물은 2 ~ 8 중량%의 마그네슘 아세트산염을 함유하는 것을 특징으로 하는 산화 마그네슘 나노입자의 제조방법.The magnesium oxide mixture is a method for producing magnesium oxide nanoparticles, characterized in that containing 2 to 8% by weight of magnesium acetate. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 산화 마그네슘 혼합물은 0.4 ~ 2 중량%의 질산 마그네슘을 함유하는 것 을 특징으로 하는 산화 마그네슘 나노입자의 제조방법.The magnesium oxide mixture is a method for producing magnesium oxide nanoparticles, characterized in that containing 0.4 to 2% by weight of magnesium nitrate. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 산화 마그네슘 혼합물은 0.1 ~ 0.3 중량%의 마그네슘을 함유하는 것을 특징으로 하는 산화 마그네슘 나노입자의 제조방법.The magnesium oxide mixture is a method for producing magnesium oxide nanoparticles, characterized in that containing 0.1 to 0.3% by weight of magnesium. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 산화된 알카리토금속은 산화 바륨(Barium oxide), 산화 스트론튬(strontium oxide)중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 산화 마그네슘 나노입자의 제조방법.The oxidized alkali metal is a method for producing magnesium oxide nanoparticles, characterized in that it comprises at least one of barium oxide (strontium oxide). 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 산화 마그네슘 혼합물은 0.01 ~ 0.5 중량%의 상기 산화된 알카리토금속을 함유하는 것을 특징으로 하는 산화 마그네슘 나노입자의 제조방법.And said magnesium oxide mixture contains 0.01 to 0.5% by weight of said oxidized alkali metal. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 유기용제는 증류수 및 알콜 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 산화 마그네슘 나노입자의 제조방법.The organic solvent is a method for producing magnesium oxide nanoparticles, characterized in that it comprises at least one of distilled water and alcohol. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 산화 마그네슘 혼합물을 형성하는 단계는Forming the magnesium oxide mixture 상기 나노입자가 균일하게 분산되어 형성되게 하는 첨가제를 혼합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 산화 마그네슘 나노입자의 제조방법.Magnesium oxide nanoparticles manufacturing method comprising the step of mixing an additive to make the nanoparticles are uniformly dispersed. 제13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 산화 마그네슘 혼합물은 0.02 ~ 0.3 중량%의 상기 첨가제를 함유하는 것을 특징으로 하는 산화 마그네슘 나노입자의 제조방법.The magnesium oxide mixture is a method for producing magnesium oxide nanoparticles, characterized in that containing the additive of 0.02 ~ 0.3% by weight. 제1 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 따른 제조방법에 의한 산화 마그네슘 나노입자.Magnesium oxide nanoparticles by the manufacturing method of any one of Claims 1-14.
KR1020090094162A 2009-10-01 2009-10-01 Method of manufacturing a magnesium oxide nanoparticle and magnesium oxide nanoparticle using the same KR20110036475A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090094162A KR20110036475A (en) 2009-10-01 2009-10-01 Method of manufacturing a magnesium oxide nanoparticle and magnesium oxide nanoparticle using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090094162A KR20110036475A (en) 2009-10-01 2009-10-01 Method of manufacturing a magnesium oxide nanoparticle and magnesium oxide nanoparticle using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20110036475A true KR20110036475A (en) 2011-04-07

Family

ID=44044415

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090094162A KR20110036475A (en) 2009-10-01 2009-10-01 Method of manufacturing a magnesium oxide nanoparticle and magnesium oxide nanoparticle using the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20110036475A (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100686205B1 (en) * 2005-03-22 2007-02-26 한국화학연구원 Synthesis of magnesium oxide nano-particles with high oil-solubility
JP2009007215A (en) * 2007-06-29 2009-01-15 Sakai Chem Ind Co Ltd Spherical magnesium oxide particles and method for producing the same
KR20090016428A (en) * 2007-08-10 2009-02-13 우베 마테리알즈 가부시키가이샤 A fired magnesium oxide powder
KR20090059765A (en) * 2007-12-07 2009-06-11 삼성전기주식회사 Manufacturing methods of magnesium oxide nanoparticle and magmesium oxide nanosol

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100686205B1 (en) * 2005-03-22 2007-02-26 한국화학연구원 Synthesis of magnesium oxide nano-particles with high oil-solubility
JP2009007215A (en) * 2007-06-29 2009-01-15 Sakai Chem Ind Co Ltd Spherical magnesium oxide particles and method for producing the same
KR20090016428A (en) * 2007-08-10 2009-02-13 우베 마테리알즈 가부시키가이샤 A fired magnesium oxide powder
KR20090059765A (en) * 2007-12-07 2009-06-11 삼성전기주식회사 Manufacturing methods of magnesium oxide nanoparticle and magmesium oxide nanosol

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
논문1: JOURNAL OF PHYSICS AND CHEMISTRY OF SOLIDS *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. Graphene based supercapacitor fabricated by vacuum filtration deposition
Kavadiya et al. Electrospray‐Assisted Fabrication of Moisture‐Resistant and Highly Stable Perovskite Solar Cells at Ambient Conditions
Wang et al. Intertwined Nanocarbon and Manganese Oxide Hybrid Foam for High‐Energy Supercapacitors
US11535933B2 (en) Quantum printing methods
JP5463282B2 (en) Method for producing graphene
Almeida et al. N-doped ordered mesoporous carbons with improved charge storage capacity by tailoring N-dopant density with solvent-assisted synthesis
KR101535388B1 (en) Supported-catalyst, method for preparing thereof, and secondary structures of carbon nanostructures prepared by using same
Sobolkina et al. Surface properties of CNTs and their interaction with silica
JP2011076931A (en) Positive electrode material for lithium ion secondary battery, and method for manufacturing the same
Khan et al. Grafting conductive polymers on graphene oxide through cross-linker: a stepwise approach
JPWO2017122689A1 (en) Nickel powder
WO2017056741A1 (en) Nickel powder and nickel paste
KR102043527B1 (en) Core-Shell Structure Nano-Particle Fabrication Method Using By Structure-Guided-Combustion Waves
Hu et al. Highly enhanced field emission from CuO nanowire arrays by coating of carbon nanotube network films
Hussain et al. Growth and plasma functionalization of carbon nanotubes
JP6425367B1 (en) Nickel powder and nickel paste
US8425986B2 (en) Composite nanostructure solid acid fuel cell electrodes via electrospray deposition
KR20110036475A (en) Method of manufacturing a magnesium oxide nanoparticle and magnesium oxide nanoparticle using the same
Kumar et al. A Core‐Shell Assembly of Hierarchical Porous Ni@ C Nanospheres Synthesized from Metal‐Organic Framework for Electrochemical Energy Application
KR20110036477A (en) Purifying appartus
CN116598895A (en) Modified discharge electrode of ion wind generating device, modification method and application thereof
KR20110036476A (en) Method of manufacturing a cathode electrode and cathode electrode using the same
Matouk et al. Atmospheric plasma dielectric barrier discharge: A simple route to produce superhydrophilic TiO2@ carbon nanostructure
Naumov et al. Fast Degradation for High Activity: Oxygen‐and Nitrogen‐Functionalised Carbon Nanotubes in Solid‐Acid Fuel‐Cell Electrodes
Zhou et al. Preparation of aligned ultra-long and diameter-controlled silicon oxide nanotubes by plasma enhanced chemical vapor deposition using electrospun PVP nanofiber template

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
WITB Written withdrawal of application