KR20110050128A - 가스센서용 ＳｎＯ2-ＺｎＯ 입자의 제조방법 및 이를 이용한 가스센서 - Google Patents

가스센서용 ＳｎＯ2-ＺｎＯ 입자의 제조방법 및 이를 이용한 가스센서 Download PDF

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Abstract

본 발명의 가스센서용 SnO2-ZnO 입자의 제조방법은 주석 산화물 전구체 및 아연 산화물 전구체를 포함하는 혼합 용액을 제조하고; 상기 혼합 용액을 교반하여 주석 산화물-아연 산화물 졸을 형성하고; 그리고 상기 주석 산화물-아연 산화물 졸을 열처리하여 SnO2-ZnO로 결정화하는 단계를 포함하여 이루어진다. 상기 방법은 종래 방법에 비해 공정이 용이하며, 균일한 물질을 제조할 수 있다. 본 발명의 방법으로부터 제조된 SnO2-ZnO 입자는 포름알데히드에 고감도를 가지므로, 신뢰성 및 감응성이 탁월할 뿐만 아니라 짧은 회복시간을 갖는 포름알데히드 가스센서로 적용될 수 있다.
SnO2-ZnO, 졸-겔, 포름알데히드, 가스센서

Description

가스센서용 ＳｎＯ2-ＺｎＯ 입자의 제조방법 및 이를 이용한 가스센서{METHOD FOR PREPARING SnO2-ZnO PARTICLES FOR GAS-SENSOR AND GAS-SENSOR USING THE SnO2-ZnO PARTICLES}
본 발명은 가스센서용 SnO2-ZnO 입자의 제조방법 및 이를 이용한 가스센서에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 졸-겔 반응에 의해 SnO2-ZnO 입자의 제조방법 및 이를 이용한 가스센서에 관한 것이다.
실내 공간에서 생활하는 시간이 증가함에 따라 과거에는 발생되지 않았던 질병인 건물 증후군이나 새집증후군, 화학물질과민증이 세계적으로 발생되고 있다. 이러한 실내 공기 질 오염의 주원인은 실외 공기의 유입과 적은 환기 횟수, 실내 건축 자재로부터의 오염물질 방출, 이중 복합 화학물질로 구성되어 있는 실내 건축 자재에서의 휘발성 유기화합물, 포름알데히드 등의 오염물질이 방출되고 있다. 이러한 오염물질은 실내 거주자에게 많은 악영향을 미치고 있으며, 실내공간에서 폭 넓게 분포하여 체계적인 관리가 어렵다.
특히 포름알데히드는 무색의 자극성 기체상태의 물질로 요소계나 페놀계의 포름알데히드 합성수지의 제조에 이용된다. 이 합성수지는 파티클보드, 합판을 제조할 때 접착제로 사용되며 농축한 요소 포름알데히드는 코팅이나 종이의 제조과정에도 이용된다. 이러한 포름알데히드에 장시간 노출이 되면 피부에는 알레르기성 접촉성 피부염과 습진이 생기며, 호흡기계에는 기침, 가래, 천식, 만성 기관지염 등의 폐쇄성 폐 증상 등을 유발할 수 있다.
포름알데히드는 0.5∼1.0 ppm에서 냄새를 느낄 수 있고, 2.0∼3.0 ppm에서는 약간의 자극유발, 4.0∼5.0 ppm에서 대부분의 사람들은 견딜 수가 없기 때문에, IARC (International agency for research on cancer)에서는 동물실험을 통해서 포름알데히드를 발암물질로 분류하였다.
따라서 포름알데히드 가스를 감지하고 사전에 차단할 수 있는 시설이 필요하게 되었지만, 금속산화물을 이용한 포름알데히드 가스를 감지하는 센서에 관한 연구는 미비한 실정이다.
종래에는 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2), 산화텡스텐(WO3), 산화티타늄(TiO2), 산화인듐(In2O3) 등과 같은 금속 산화물이나 페로브스카이트 산화물 등이 센서 소재로 사용되었다. 이들은 대부분 세라믹 고상반응법에 의해 제조되는데, 선택성 및 응답속도에 한계가 있다.
따라서, 본 발명자들은 상기 문제점을 해소하기 위하여 SnO2-ZnO 입자를 졸- 겔 반응에 의해 제조함으로서 제조공정을 용이하게 할 뿐만 아니라, SnO2-ZnO 입자를 보다 균질하게 제조하여 포름알데히드에 대한 선택성이 탁월하고, 고민감도를 가질 뿐만 아니라, 반응시간 및 회복시간이 짧고, 신뢰성이 우수한 SnO2-ZnO 입자의 제조방법 및 이를 이용한 가스센서를 개발하기에 이른 것이다.
본 발명의 하나의 목적은 제조공정이 용이한 SnO2-ZnO 입자의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 SnO2-ZnO 입자를 보다 균질하게 제조할 수 있는 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기에서 제조된 SnO2-ZnO 입자를 이용한 가스센서를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기에서 제조된 SnO2-ZnO 입자를 이용하여 포름알데히드에 대한 선택성이 탁월하고, 고민감도를 갖는 가스센서를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기에서 제조된 SnO2-ZnO 입자를 이용하여 반응시간 및 회복시간이 짧고, 신뢰성이 우수한 포름알데히드 가스센서를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
본 발명의 하나의 관점은 가스센서용 SnO2-ZnO 입자의 제조방법에 관한 것이다. 상기 방법은 주석 산화물 전구체 및 아연 산화물 전구체를 포함하는 혼합 용액을 제조하고; 상기 혼합 용액을 교반하여 주석 산화물-아연 산화물 졸을 형성하고; 그리고 상기 주석 산화물-아연 산화물 졸을 열처리하여 SnO2-ZnO로 결정화하는 단계를 포함하여 이루어진다.
구체예에서, 상기 주석 산화물 전구체는 tin(II) methoxide, tin(II) ethoxide, tin(Ⅳ) tetraethoxide, tin(Ⅳ) tert-butoxide, tin(Ⅳ) isopropoxide, tin(Ⅳ) tert-pentyloxide 등을 포함하는 주석 알콕사이드이다.
구체예에서, 상기 아연 산화물 전구체는 zinc acetate, zinc octoate, zinc neodecanoate, zinc propionate 등을 포함하는 아연 카르복실레이트이다.
구체예에서, 상기 주석 산화물 전구체과 아연 산화물 전구체의 중량비는 9.5:0.5~0.5:9.5, 바람직하게는 9:1~5:5이며, 더욱 바람직하게는 9:1~8:2이다.
상기 혼합 용액은 알코올계 용매를 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 열처리는 450~750 ℃, 바람직하게는 480~700 ℃, 더욱 바람직하게는 500~650 ℃에서 수행할 수 있다.
다른 구체예에서, 상기 열처리는 250~400 ℃에서 유기물을 연소시킨 후, 450~750 ℃, 바람직하게는 480~700 ℃, 더욱 바람직하게는 500~650 ℃에서 수행할 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 상기로부터 제조된 SnO2-ZnO 입자를 가스 감지물질로 이용한 가스센서에 관한 것이다. 상기 가스 감지물질은 포름알데히드에 특히 탁월한 선택성이 있다.
본 발명은 SnO2-ZnO 입자를 졸-겔 반응에 의해 제조함으로서, 제조공정을 용이하게 할 뿐만 아니라, SnO2-ZnO 입자를 보다 균질하게 제조하여, 포름알데히드에 대한 선택성이 탁월하고, 고민감도를 가질 뿐만 아니라, 반응시간 및 회복시간이 짧고, 신뢰성이 우수한 가스 감지물질 및 이를 이용한 가스센서를 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
금속산화물에는 금속이온과 산소이온의 조성이 화학양론적 (stoichiometric)조성에서 비화학양론적 조성 (non-stoichiometric)을 이루는데 이때 수반되는 격자결함이 도너 (donor)나 어셉터 (acceptor)로 작용하게 된다. SnO2, ZnO 등의 금속산화물반도체는 재료 내 산소원자 농도의 변화가 가능하여 금속이온에 비하여 산소이온이 부족한 상태로 존재하여 각각 SnO2 -y, ZnO1 -y로 되어 있거나, 혹은 산소이온에 비하여 금속이온이 과잉으로 존재하는 Sn1 + xO2, Zn1 + xO로 되어있다. 금속산화물반도체의 입자 표면에 포름알데히드, 일산화탄소 (CO), 수소 (H2), 메탄 (CH4) 등의 환원 성가스가 흡착할 경우에는 캐리어(carrier) 밀도가 증가하여 전기전도도가 증가하고 가스 센서의 저항이 감소하게 된다. 본 발명의 방법으로 제조된 SnO2-ZnO 입자는 SnO2와 ZnO가 복합 산화물 반도체의 특성을 나타내면서 감도 특성이 더욱 향상된 것이다.
본 발명의 가스센서용 SnO2-ZnO 입자의 제조방법은 주석 산화물 전구체 및 아연 산화물 전구체를 포함하는 혼합 용액을 제조하고; 상기 혼합 용액을 교반하여 주석 산화물-아연 산화물 졸을 형성하고; 그리고 상기 주석 산화물-아연 산화물 졸을 열처리하여 SnO2-ZnO로 결정화하는 단계를 포함하여 이루어진다.
본 발명에서는 반응 원료로 주석 산화물 전구체 및 아연 산화물 전구체를 사용한다.
상기 주석 산화물 전구체는 tin(II) methoxide, tin(II) ethoxide, tin(Ⅳ) tetraethoxide, tin(Ⅳ) tert-butoxide, tin(Ⅳ) isopropoxide, tin(Ⅳ) tert-pentyloxide 등을 포함하는 주석 알콕사이드가 바람직하게 적용될 수 있다.
구체예에서, 상기 아연 산화물 전구체는 zinc acetate, zinc octoate, zinc neodecanoate, zinc propionate 등을 포함하는 아연 카르복실레이트가 바람직하게 적용될 수 있다.
구체예에서, 상기 주석 산화물 전구체과 아연 산화물 전구체의 중량비는 9.5:0.5~0.5:9.5로 한다. 상기 범위를 벗어날 경우, 포름 알데히드에 대한 감도가 저하될 수 있으며, 반응시간 및 회복시간이 증가될 수 있다. 바람직하게는 9:1~5:5 이며, 더욱 바람직하게는 9:1~8:2이다.
구체예에서 상기 혼합 용액은 주석 산화물 전구체 및 아연 산화물 전구체와 함께 알코올계 용매를 포함코올계 용매를 상기 알코올계 용매는 에테르 결합을 포함하는 알코올이 바람직하게 적용될 수 있다. 구체예에서는 메톡시에탄올, 에톡시에탄올, 2-메톡시에탄올, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 알콕시 알코올 등이 사용될 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이들 용매는 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다.
상기 혼합 용매는 교반하여 주석 산화물-아연 산화물 졸을 형성한다. 구체예에서 교반조건은 10∼100 ℃, 바람직하게는 30∼80 ℃에서 30분 ∼ 3시간 동안 수행할 수 있다.
주석 산화물-아연 산화물 졸이 형성될 경우, 졸에 남아있는 유기물을 연소시켜 제거한 후 결정화를 시키는 것이 바람직하다. 유기물 연소 조건은 250~400 ℃, 바람직하게는 300~400 ℃에서 30분~2시간 동안 열처리하여 유기물을 제거한다.
상기 유기물이 제거시킨 후, 고온 열처리하여 SnO2-ZnO로 결정화시킨다. SnO2-ZnO로 결정화를 위한 열처리는 450~750 ℃에서 수행한다. 상기 온도 범위를 벗어날 경우, SnO2와 ZnO의 일부가 금속간화합물인 Zn2SnO4로 생성될 가능성이 있다. 바람직하게는 480~700 ℃, 더욱 바람직하게는 500~650 ℃에서 열처리할 수 있다.
상기의 방법으로 제조된 SnO2-ZnO 입자는 10~500 nm, 바람직하게는 50~250 nm의 나노입자 크기를 갖는다.
본 발명의 다른 관점은 상기로부터 제조된 SnO2-ZnO 입자를 가스 감지물질로 이용한 가스센서에 관한 것이다. 상기 가스센서의 제조 및 구조는 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 통상의 방법으로 제작될 수 있다. 구체예에서는 기판에 히터전극과 감지전극을 형성시킨 후, 상기 감지전극 상부에 상기에서 제조된 SnO2-ZnO 입자로 박막을 형성하여 제조할 수 있다. 본 발명에서 제조된 SnO2-ZnO 입자는 포름알데히드에 특히 탁월한 선택성이 있으므로 포름알데히드 가스 감지물질로 이용한 가스센서에 바람직하게 적용될 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 하나, 이러한 실시예들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
실시예
실시예 1~4의 SnO2-ZnO 입자의 제조과정을 개략적으로 나타낸 공정도를 도 1에 도시하였다.
실시예 1
SnO 2 - ZnO 입자의 제조
tin isopropoxide (Sn[OCH(CH3)2]4C3H7OH, 99.9 %)와 zinc acetate (Zn[OOCCH3]22H2O, 98 %)의 비율을 9.5:0.5로 설정하고 polyethylene glycol (Mv = 2000)과 함께 2-methoxy ethanol (CH3OCH2CH2OH, 99 %)에 넣어서 50 ℃에서 1 시간동안 교반시켜 Sn-Zn sol을 제조하였다. 제조된 Sn-Zn sol을 이용하여 350℃에서 1 시간동안 열처리를 실시하여 sol 내에 남아있는 유기물을 연소시키고, SnO2-ZnO 결정화가 발생하도록 400℃, 600℃ 및 800℃에서 3 시간동안 최종 열처리를 실시하여 평균 입경이 30 ~ 50 nm인 SnO2-ZnO 입자를 제조하였다. 제조된 SnO2-ZnO의 기본 물성 특성을 확인하기 위해서 열분석기 (DSC-TGA, Differential scanning calorimeter-Thermo gravimetric analysis, TA SDT Q600)를 사용하여 온도증가에 따른 질량 및 에너지의 변화를 관찰하여 도 2(a)에 나타내었다. 또한 X-선 회절분석기 (XRD, X-ray Diffractometer, Rigaku DMAX-ⅢA)를 이용하여 열처리 온도에 따른 상변화를 도 2(b)에 나타내었다. 상기 열 특성 평가를 통해 500℃ 이전에 유기물 분해가 이루어졌으며 600℃이상으로 열처리를 실시할 경우, SnO2와 ZnO 상이 형성된 것을 확인할 수 있었다. 또한 800℃에서 열처리를 실시하면 SnO2와 ZnO의 일부가 금속간화합물인 Zn2SnO4이 생성된 것을 알 수 있다.
포름알데히드 가스 감응 특성 실험
포름알데히드 가스 감응 특성은 XRD 측정결과 SnO2-ZnO 상이 형성되면서 Sn과 Zn의 금속간화합물이 생성되지 않는 600℃에서 열처리한 SnO2-ZnO 입자를 이용하였다. 600℃에서 열처리한 SnO2-ZnO 입자를 마이크로 플랫폼의 히터부분에 도포한 후 350℃에서 1 시간동안 열처리를 실시하였다. 포름알데히드 가스의 농도는 0.5 내지 5.0 ppm으로 다양하게 설정하였으며, 센서가 위치한 밀폐된 챔버에 주입하여 측정하였다. 제조된 가스 센서의 초기 저항 안정화를 위하여 센서의 온도를 350℃로 설정하여 센서의 안정화를 실시하였다. 센서의 동작온도 변화에 따른 감도 특성 변화를 확인하기 위하여 가스 센서의 온도를 350∼550℃로 변화를 주면서 가스 실험을 실시하였다. 가스감도 측정 시 사용된 감지방식은 전압검출법을 이용하였다. 전압검출법은 센서에 직렬로 연결된 저항을 읽는 것이다. 센서의 감도 (Rs)는 대기 중에서의 센서 저항 (Rair)을 기준으로 하여 가스를 주입한 후의 저항 (Rgas)을 나누어서 계산을 하였으며 아래의 식 1과 같이 나타내었다.
[식 1]
Figure 112009068366686-PAT00001
이중 1.0 ppm의 포름알데히드 가스에 대하여 가스 센서 내부의 히터 온도를 변화시키면서 SnO2-ZnO 조성에 따른 감도특성을 비교 분석하였다. 이때 히터의 온도는 350℃부터 550℃까지 50℃씩 증가시키면서 실험을 실시하였으며, 실험결과를 도 8에 나타내었다.
또한 센서에 대한 반응시간 및 회복시간에 대한 특성을 도 9 및 도 10에 각각 나타내었다. 반응시간은 포름알데히드 가스 주입 후 저항이 안정화 될 때까지의 90 %를 기준으로 정하여 계산하였으며, 회복시간은 포름알데히드 가스 제거 후 초기 저항의 90 %가 되는 시간으로 측정하였다.
실시예 2
tin isopropoxide와 zinc acetate의 비율을 9:1로 설정한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다. 열분석기측정 결과는 도 3(a), X-선 회절분석기 결과는 도 3(b)에 나타내었다. 또한 500℃의 센서 온도에서 포름알데히드의 농도에 따른 감도 특성을 측정하였으며, 이를 도 11에 나타내었다. 이때의 포름알데히드의 농도는 0.5, 1.0, 3.0, 5.0 ppm으로 설정하였다. 포름알데히드의 농도가 증가할수록 감도가 향상된 것을 확인할 수 있다.
실시예 3
tin isopropoxide와 zinc acetate의 비율을 8:2로 설정한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다. 열분석기측정 결과는 도 4(a), X-선 회절분석기 결과는 도 4(b)에 나타내었다.
실시예 4
tin isopropoxide와 zinc acetate의 비율을 5:5로 설정한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다. 열분석기측정 결과는 도 5(a), X-선 회절분석기 결과는 도 5(b)에 나타내었다.
비교실시예 1
tin isopropoxide와 zinc acetate의 비율을 1:0로 설정한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다. 열분석기측정 결과는 도 6(a), X-선 회절분석기 결과는 도 6(b)에 나타내었다.
비교실시예 2
tin isopropoxide와 zinc acetate의 비율을 0:1로 설정한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다. 열분석기측정 결과는 도 7(a), X-선 회절분석기 결과는 도 7(b)에 나타내었다.
도 2(a)~7(a)의 DSC-TGA 측정 결과에 나타난 바와 같이, Tin isopropoxide와 zinc acetate로만 제조된 sol은 TGA 측정결과 상온에서 약 400℃까지 질량이 감소되었다. 이러한 결과는 tin isopropoxide와 zinc acetate 및 PEG 2000 과 2ME에 있던 모든 유기물 (C-H-O)이 분해되어 제거되었음을 보여준다. Zinc acetate의 첨가 비율이 높아지면서 질량이 감소하는 온도가 단일 Sn sol과 Zn sol보다는 상승하였으며, 이러한 결과는 Sn-Zn sol에서 발생되는 중간생성물에 의한 유기물 분해를 통해서 이루어진 것으로 보인다. DSC 그래프를 통해서 Sn-Zn sol의 피크가 500℃ 이 전에 변화하는 것이 관찰되었는데, 이러한 결과는 유기물의 분해와 SnO2, ZnO의 상생성에 따른 발열, 흡열반응으로 보인다. 또한 500℃이상에서는 피크의 변화가 거의 발생하지 않았는데 이러한 결과를 통해서 500℃이상으로 열처리를 실시하면, sol 내에 있던 유기물은 모두 제거되고 SnO2-ZnO 상만 존재할 것으로 예측된다.
도 2(b)~7(b)의 X-선 회절 분석 결과에 나타난 바와 같이, 비교예 1(도 6b)에서는 400℃와 600℃, 800℃에서 SnO2에 해당하는 피크가 나타났으며, 이 결과는 기존에 발표된 SnO2 XRD data와 일치하였다. 또한 비교예 2에서는 400℃와 600℃, 800℃에서 모두 ZnO에 해당하는 피크가 나타났고, 이 결과는 기존에 발표된 ZnO XRD data와 일치하였다. 실시예 1와 실시예 2에서는 Zn sol의 첨가비율이 낮아서 ZnO에 해당되는 피크가 없었지만, 실시예 3, 실시예 4에서는 ZnO 피크가 나타났고, zinc acetate의 첨가비율이 높아질수록 ZnO 피크의 intensity도 강해졌다. 실시예 4의 경우 800℃로 열처리한 XRD 데이터에서 금속간화합물인 Zn2SnO4가 나타났고, 이 결과는 기존에 발표된 Zn2SnO4 XRD data와 일치하였다. SnO2와 ZnO의 금속간화합물로는 ZnSnO4와 Zn2SnO4가 있으며, Zn2SnO4 상은 1000℃정도의 온도에서 생성되는 것으로 알려져 있다[J. H. Yu and G. M. Choi, Sens. Actuators B, 72, 141 (2001)]. 800℃에서 열처리를 실시하면 SnO2와 ZnO의 일부가 금속간화합물인 Zn2SnO4로 생성될 가능성이 있기 때문에 600℃에서 열처리한 SnO2-ZnO 감지물질을 이용하여 포름알 데히드 가스 분석을 실시하였다.
도 8은 1.0 ppm의 포름알데히드 가스에 대하여 가스 센서 내부의 히터 온도를 변화시키면서 실시예 1-4와 비교예 1-2의 센서의 감도특성을 비교한 그래프이다. 350℃에서는 실시예 1 (Rs = 0.35)를 제외한 나머지 센서에서는 감도가 낮게 나타났으며, 히터의 온도가 증가하면서 감도가 증가하는 경향이 나타났다. 특히 실시예 2 센서는 450℃와 500℃에서 가장 좋은 감도인 0.25와 0.24를 나타냈다.
도 9 및 10은 실시예 1-4와 비교예 1-2의 센서에 대한 반응시간 및 회복시간에 대한 특성을 비교한 그래프이다. 비교예 1인 경우 350℃에서 300초의 반응시간이 걸렸으며 회복시간도 300초 이상 나타났으며, 500℃에서 반응시간은 60초, 회복시간은 90초로 나타났다. 또한 비교예 2인 경우에도 반응시간과 회복시간이 상당히 길게 나타났다. SnO2-ZnO 복합 화합물인 실시예 1 내지 실시예 4인 경우에는 비교예 1, 비교예 2 센서보다 짧은 반응시간 및 회복시간을 보였으며 특히 실시예 2인 경우 500℃에서 20초의 반응시간과 30초의 회복시간을 나타냈다. 가스 센서의 동작온도에 따른 가스 감도 및 반응시간, 회복시간의 결과를 통해서 SnO2-ZnO의 비율이 9:1인 실시예 2에서 제조된 센서가 가장 좋은 특성을 가지는 것으로 확인되었다. 따라서, 본 발명의 방법으로 제조된 SnO2-ZnO 입자는 자동차 실내 등의 포름알데히드 가스 검출 등에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의 하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.
도 1은 실시예 1~4의 SnO2-ZnO 입자의 제조과정을 개략적으로 나타낸 공정도이다.
도 2(a)는 실시예 1의 SnO2-ZnO의 온도증가에 따른 DSC-TGA 측정결과이며, 2(b)는 열처리온도에 따른 X-선 회절분석기 측정결과이다.
도 3(a)는 실시예 2의 SnO2-ZnO의 온도증가에 따른 DSC-TGA 측정결과이며, 3(b)는 열처리온도에 따른 X-선 회절분석기 측정결과이다.
도 4(a)는 실시예 3의 SnO2-ZnO의 온도증가에 따른 DSC-TGA 측정결과이며, 4(b)는 열처리온도에 따른 X-선 회절분석기 측정결과이다.
도 5(a)는 실시예 4의 SnO2-ZnO의 온도증가에 따른 DSC-TGA 측정결과이며, 5(b)는 열처리온도에 따른 X-선 회절분석기 측정결과이다.
도 6(a)는 비교예 1의 SnO2-ZnO의 온도증가에 따른 DSC-TGA 측정결과이며, 6(b)는 열처리온도에 따른 X-선 회절분석기 측정결과이다.
도 7(a)는 비교예 2 SnO2-ZnO의 온도증가에 따른 DSC-TGA 측정결과이며, 7(b)는 열처리온도에 따른 X-선 회절분석기 측정결과이다.
도 8은 실시예 1-4와 비교예 1-2의 센서에 대한 감도특성을 비교한 그래프이다.
도 9은 실시예 1-4와 비교예 1-2의 센서에 대한 반응시간을 비교한 그래프이 다.
도 10은 실시예 1-4와 비교예 1-2의 센서에 대한 회복시간을 비교한 그래프이다.
도 11은 500℃의 센서 온도에서 포름알데히드의 농도에 따른 실시예 2에서 제작된 센서의 감도 특성을 나타낸 그래프이다.

Claims (8)

  1. 주석 산화물 전구체 및 아연 산화물 전구체를 포함하는 혼합 용액을 제조하고; 상기 혼합 용액을 교반하여 주석 산화물-아연 산화물 졸을 형성하고; 그리고
    상기 주석 산화물-아연 산화물 졸을 열처리하여 SnO2-ZnO로 결정화하는;
    단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스센서용 SnO2-ZnO 입자의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 주석 산화물 전구체는 주석 알콕사이드인 것을 특징으로 하는 가스센서용 SnO2-ZnO 입자의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 아연 산화물 전구체는 아연 카르복실레이트인 것을 특징으로 하는 가스센서용 SnO2-ZnO 입자의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 주석 산화물 전구체과 아연 산화물 전구체의 중량비는 9.5:0.5~0.5:9.5 인 것을 특징으로 하는 가스센서용 SnO2-ZnO 입자의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 혼합 용액은 알코올계 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스센서용 SnO2-ZnO 입자의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 열처리는 450~750 ℃에서 수행하는 것을 특징으로 하는 가스센서용 SnO2-ZnO 입자의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 열처리는 250~400 ℃에서 유기물을 연소시킨 후, 450~750 ℃에서 수행하는 것을 특징으로 하는 가스센서용 SnO2-ZnO 입자의 제조방법.
  8. 제1항 내지 제7항중 어느 한 항으로부터 제조된 SnO2-ZnO 입자를 포름알데히드 가스 감지물질로 이용한 가스센서.
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