KR20110094748A - Preparation method of nano-sized zno powder during the decomposition of co2 by thermal plasma - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 열플라즈마를 이용하여 이산화탄소 분해와 동시에 산화아연 나노입자를 제조하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for producing zinc oxide nanoparticles simultaneously with carbon dioxide decomposition using thermal plasma.
최근 수년간 재생 가능한 에너지와 같은 에너지, 환경에 대한 사회적 관심이 증가함에 따라 반도체, 태양 전지, 투명전극소재 등에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. In recent years, research on semiconductors, solar cells, transparent electrode materials, and the like has been actively conducted with increasing social interest in energy and environment such as renewable energy.
산화아연은 반도체로 각광받는 대표적인 금속 산화물로, 반도체, 태양전지, 투명전극소재 등에 사용이 가능하며 가시광선 투과율이 뛰어나고 3.3 eV의 밴드 갭을 가지고 있다. 또한 60 meV의 큰 엑시톤 결합에너지(exiton binding energy)를 갖는다. 상기 산화아연은 현재 광촉매로의 상용화 정도가 가장 활발한 이산화티탄(TiO2)의 대체 물질로 주목받고 있으며 이에 따라 산화아연에 대한 연구가 아주 활발하다. Zinc oxide is a representative metal oxide that is spotlighted as a semiconductor. It can be used in semiconductors, solar cells, transparent electrode materials, etc., and has excellent visible light transmittance and a band gap of 3.3 eV. In addition, it has a large exciton binding energy of 60 meV. The zinc oxide is currently attracting attention as a substitute material of titanium dioxide (TiO 2 ), the most active degree of commercialization as a photocatalyst, and thus research on zinc oxide is very active.
산화아연을 제조하는 방법은 출발상의 종류에 따라 고상, 액상, 기상합성법 등이 있다. 상기 산화아연은 제조 방법에 따라 다양한 형태로 합성된다. 또한 그 형태에 따라 갖는 물리적인 성질이 약간씩 다른데, 현재 이산화티탄(TiO2)의 대체물질로 사용하기에는 아직 극복해야 하는 점이 많고 따라서 그 물성을 향상시키기 위한 연구가 다양하게 진행 중이다. 대표적으로 산화아연은 광부식성을 갖기 때문에 빛을 받으면 분해가 되고, 화학적인 안정성도 이산화티탄(TiO2)에 비해 낮다. 또한 태양광의 10% 이하인 자외선(UV)만을 흡수한다. 따라서 광 효율을 증가시키기 위해 태양광의 45% 이상을 차지하는 가시광선영역에서의 흡수를 높여 광 효율을 증가시키는 것이야말로 중요한 이슈라고 하겠다. 이는 산화아연의 형태나 산화아연의 합성에 다른 물질을 첨가하여 도핑 시키는 등의 테마로 연구되고 있는데 본 발명은 반응관의 직경, 반응 가스의 유량변화 및 운반가스의 종류를 달리하여 합성된 산화아연의 형태 및 그 광활성에 관한 것이다. Methods for producing zinc oxide include solid phase, liquid phase, gas phase synthesis method and the like depending on the type of starting phase. The zinc oxide is synthesized in various forms according to the preparation method. In addition, the physical properties are slightly different depending on the form, there are many points to overcome yet to be used as a substitute for titanium dioxide (TiO 2 ), and thus, various studies are being conducted to improve its physical properties. Typically, zinc oxide decomposes upon receiving light due to photocorrosion, and its chemical stability is lower than that of titanium dioxide (TiO 2 ). It also absorbs only ultraviolet (UV) light, which is less than 10% of sunlight. Therefore, it is important to increase the light efficiency by increasing the absorption in the visible light region which occupies more than 45% of the sunlight to increase the light efficiency. This is being studied under the theme of zinc oxide form or doping with zinc oxide in the synthesis of zinc oxide. It relates to the form of and its photoactivity.
지구 온난화로 인한 각종 기상이변의 속출로 각종 환경 단체 및 UN의 관심이 높아지고 사회적 규제의 출범에 따라 온실가스 배출 감축, 고정화 및 처리에 대한 연구 또한 다양하게 진행되고 있다. 전 세계적으로 가장 대표적인 온실가스인 이산화탄소(CO2)의 저감 및 처리에 대한 연구가 활발하다. Due to the various weather extremes caused by global warming, the interest of various environmental organizations and the United Nations has increased, and as a result of the introduction of social regulations, various researches on reducing, fixing and treating GHG emissions are being conducted. Research on the reduction and treatment of carbon dioxide (CO 2 ), the world's most representative greenhouse gas, is active.
종전의 이산화탄소 처리 방법으로는 이산화탄소를 포집, 저장 및 고정화 기술을 통해 회수하는 방법이 있지만 고비용의 촉매를 사용해야만 가능하고, 효율을 향상시키기 위해 기체 분리공정을 거쳐야 하는데 기체 분리에 의한 비용이 따르고 그 회수율이 높지 않기 때문에 발생된 이산화탄소를 직접 분해하는 방법만큼 좋지는 않다. Conventional methods of carbon dioxide treatment include the recovery of carbon dioxide through capture, storage, and immobilization techniques, but only with the use of expensive catalysts, and through the gas separation process to improve the efficiency. Since the recovery is not high, it is not as good as the direct decomposition of the generated carbon dioxide.
본 발명은 열플라즈마를 이용하여 이산화탄소를 단순히 회수하는 것이 아니라 최근 관심이 증가하고 있는 산화아연을 만드는 원료로 사용하여 이산화탄소 자체를 아예 분해하여 종전과는 다른 방법으로 이산화탄소를 사용함으로서 지구 온난화 가스로 골칫덩이였던 이산화탄소를 훌륭한 자원으로 활용하고자 하였다.
The present invention does not simply recover carbon dioxide using thermal plasma, but instead uses carbon dioxide as a raw material for making zinc oxide, which is of increasing interest in recent years. Carbon dioxide, which was a lump, was used as an excellent resource.
플라즈마 공정은 기존의 화학 공정에 비해 다양한 장점을 가지고 있다. 금속산화물을 만드는 공정에서는 원료물질이 고온, 고에너지 활성을 갖는 플라즈마 영역에서 쉽게 기화되기 때문에 반응 시간이 빠르다. 또한 반응에 유기용매 등을 사용하지 않아 생성물에서 따로 용매 등을 제거할 필요가 없고, 환경오염원을 발생시키지 않는다. 생성물은 또한 큰 온도구배로 인하여 급냉되기 때문에 생성 입자 또한 나노 크기 정도까지 제어할 수 있다. 이산화탄소는 기존의 공정으로는 그 분해가 매우 어렵지만 고 에너지 활성을 갖는 플라즈마의 특성을 이용하여 분해가 가능하다.
The plasma process has various advantages over the conventional chemical process. In the process of making metal oxide, the reaction time is fast because the raw material is easily vaporized in the plasma region having high temperature and high energy activity. In addition, no organic solvent or the like is used in the reaction, and thus it is not necessary to remove the solvent or the like separately from the product, and no environmental pollution source is generated. The product is also quenched due to a large temperature gradient, so that the resulting particles can also be controlled to nano size. Carbon dioxide is very difficult to decompose by the existing process, but can be decomposed using the characteristics of plasma having high energy activity.
이에, 본 발명자들은 지구온난화의 주요 요인이 되는 이산화탄소를 효과적으로 처리하고 종래 산화아연 분말을 제조하는 과정에서의 문제점을 해결하고자 연구한 결과, 열플라즈마를 사용하여 이산화탄소를 분해하는 동시에 산화아연 나노입자를 제조할 수 있음을 알아내고, 본 발명을 완성하였다.
Accordingly, the present inventors have studied to solve the problems in the process of effectively treating carbon dioxide, which is a major factor of global warming, and manufacturing a conventional zinc oxide powder, while decomposing carbon dioxide using thermal plasma and simultaneously forming zinc oxide nanoparticles. It was found that it could be produced and the present invention was completed.
본 발명의 목적은 열플라즈마를 이용한 산화아연 나노입자의 제조방법을 제공하는 데 있다. It is an object of the present invention to provide a method for producing zinc oxide nanoparticles using thermal plasma.
본 발명의 다른 목적은 상기 방법에 의해 제조된 산화아연 나노입자를 제공하는 데 있다.
Another object of the present invention to provide a zinc oxide nanoparticles prepared by the above method.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 반응가스로서의 이산화탄소를 열플라즈마 장치의 반응관(reaction tube)에 주입하는 단계(단계1); 주입된 이산화탄소를 플라즈마 제트로 분해시키는 단계(단계2); 캐리어 가스를 이용해 마이크로 사이즈의 아연분말을 열플라즈마 장치에 주입하여 용융, 기화시키는 단계(단계3); 열플라즈마에 의해 분해된 이산화탄소와 기화된 아연이 반응하여 산화아연을 생성시키는 단계(단계4); 및 생성된 산화아연을 냉각시켜 산화아연 나노입자를 제조하는 단계(단계5)를 포함하는 열플라즈마를 이용한 산화아연 나노입자의 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of injecting carbon dioxide as a reaction gas into the reaction tube of the thermal plasma device (step 1); Decomposing the injected carbon dioxide into a plasma jet (step 2); Injecting micro-sized zinc powder into a thermal plasma apparatus using a carrier gas to melt and vaporize it (step 3); Reacting carbon dioxide decomposed by thermal plasma with vaporized zinc to produce zinc oxide (step 4); And it provides a method for producing zinc oxide nanoparticles using a thermal plasma comprising the step (step 5) of cooling the resulting zinc oxide to produce zinc oxide nanoparticles.
또한, 본 발명은 상기 방법으로 제조된 산화아연 나노입자를 제공한다.
The present invention also provides zinc oxide nanoparticles prepared by the above method.
본 발명에 따른 방법은 반응가스로서 이산화탄소를 분해시키므로 지구온난화를 완화하는데 도움을 줄 수 있으며, 고온, 고활성 등의 특징을 갖는 열플라즈마를 사용함으로써 별다른 유기용매 등의 사용이 없고 후처리 및 다른 오염물질의 생성 없이 짧은 시간에 산화아연 나노입자를 제조할 수 있어 환경적, 경제적으로 유리하다. 또한 분해가 어려운 이산화탄소를 열플라즈마를 이용하여 직접 분해하여 환경적이고 흡수나 분리를 통해 이루어지는 이산화탄소의 처리 공정에 비해 촉매나 고가의 막이 필요 없고 효율을 증가시키기 위한 다른 추가적인 처리공정이 불필요하며 상압에서 공정이 이루어지므로 상당히 경제적이다. 나아가 본 발명에 따른 방법으로 합성된 산화아연 나노입자는 단순히 산소와 반응하여 합성된 산화아연보다 광촉매적 활성이 우수하며 높은 비표면적과 결정성을 갖으므로 광촉매로서 유용하게 사용될 수 있다.
Since the method according to the present invention decomposes carbon dioxide as a reaction gas, it may help to alleviate global warming, and by using a thermal plasma having characteristics such as high temperature and high activity, there is no use of an organic solvent, etc. Zinc oxide nanoparticles can be produced in a short time without generating pollutants, which is environmentally and economically advantageous. In addition, carbon dioxide, which is difficult to decompose, is directly decomposed using thermal plasma, which requires no catalysts or expensive membranes, and does not require any additional treatment to increase efficiency compared to the process of treating carbon dioxide through environmental absorption and separation. This is quite economical as it is done. Furthermore, the zinc oxide nanoparticles synthesized by the method according to the present invention can be usefully used as photocatalysts because they have better photocatalytic activity and have higher specific surface area and crystallinity than zinc oxide synthesized by simply reacting with oxygen.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이산화탄소를 이용해 합성한 산화아연 나노분말의 제조에 사용되는 장치를 나타내는 사시도이고,
도 2은 본 발명의 일실시예에 따라 이산화탄소를 이용해 반응가스인 이산화탄소의 유량을 변화시키면서 합성한 산화아연 나노분말의 X선 회절 분석 그래프이고;
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 이산화탄소를 이용하고 아연의 운반가스 종류를 다르게 하여 합성한 산화아연 나노분말의 X선 회절 분석 그래프이고;
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 이산화탄소를 이용해 합성한 산화아연 나노분말의 주사전자현미경사진이고 ((a): 반응관의 직경이 10mm인 경우이고, (b): 반응관의 직경이 45mm인 경우의 주사전자현미경의 사진);
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 이산화탄소를 이용해 합성한 산화아연 나노분말의 투과전자현미경(TEM) 사진이다. 도 5의 (a)는 테트라 포드 형상의 산화아연 나노분말의 투과전자현미경 사진이고 (b)는 막대형의 산화아연 나노분말의 투과전자현미경 사진이다. 1 is a perspective view showing an apparatus used for the production of zinc oxide nano powder synthesized using carbon dioxide according to an embodiment of the present invention,
2 is an X-ray diffraction analysis graph of a zinc oxide nano powder synthesized while changing the flow rate of carbon dioxide which is a reaction gas using carbon dioxide according to one embodiment of the present invention;
3 is an X-ray diffraction analysis graph of zinc oxide nanopowders synthesized using carbon dioxide and different kinds of zinc carrier gas according to one embodiment of the present invention;
4 is a scanning electron micrograph of a zinc oxide nano powder synthesized using carbon dioxide according to an embodiment of the present invention ((a): the diameter of the reaction tube is 10mm, (b): the diameter of the reaction tube Photograph of a scanning electron microscope at 45 mm);
5 is a transmission electron microscope (TEM) photograph of a zinc oxide nano powder synthesized using carbon dioxide according to an embodiment of the present invention. 5A is a transmission electron micrograph of a tetrapod zinc oxide nano powder, and (b) is a transmission electron microscope photograph of a rod-shaped zinc oxide nanopowder.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명은 반응가스로서의 이산화탄소를 열플라즈마 장치의 반응관(reaction tube)에 주입하는 단계(단계 1);The present invention comprises the steps of injecting carbon dioxide as a reaction gas into the reaction tube of the thermal plasma apparatus (step 1);
주입된 이산화탄소를 플라즈마 제트로 분해시키는 단계(단계 2);Decomposing the injected carbon dioxide into a plasma jet (step 2);
캐리어 가스를 이용해 마이크로 사이즈의 아연분말을 열플라즈마 장치에 주입하여 용융, 기화시키는 단계(단계 3);Injecting a micro-sized zinc powder into a thermal plasma apparatus using a carrier gas to melt and vaporize it (step 3);
열플라즈마에 의해 분해된 이산화탄소와 기화된 아연이 반응하여 산화아연을 생성시키는 단계(단계 4); 및Reacting carbon dioxide decomposed by thermal plasma with vaporized zinc to produce zinc oxide (step 4); And
생성된 산화아연을 냉각시켜 산화아연 나노입자를 제조하는 단계(단계 5)를 포함하는 열플라즈마를 이용한 산화아연 나노입자의 제조방법을 제공한다.
It provides a method for producing zinc oxide nanoparticles using thermal plasma comprising the step (step 5) of cooling the resulting zinc oxide to produce zinc oxide nanoparticles.
본 발명의 일실시형태에 있어서, 사용되는 열플라즈마 장치는 도 1에 나타낸 바와 같이, 이산화탄소를 분해시키기 위한 열원을 공급하는 플라즈마 토치부(1)와; 이산화탄소와 마이크로사이즈의 아연금속 분말이 주입되며, 이산화탄소가 분해되고 아연과 반응하는 반응관(2)과 냉각관(3), 반응 후 발생되는 폐가스를 배출시키는 배기부(4), 토치부(1)에 전원을 공급하는 전원공급장치(5)로 구성되며, 전원으로는 직류를 사용하고 전압은 40V, 전류는 150~300A의 범위 내에서 사용한다. 토치부(1)는 텅스텐 음극봉(미도시)과 양극노즐(미도시)을 사용하며, 상기 양극노즐과 음극봉 사이에 아르곤 가스를 흘려 플라즈마 제트를 발생시킨다. 또한 토치부를 열로부터 보호하기 위하여 양쪽의 전극을 수냉시키도록 하고 있다. 반응관(2)은 스테인레스 이중관으로 되어있다. 배기부(4)로 배출되는 가스를 스크러버(6)를 통해 처리한 후 가스크로마토그래피(7)를 이용하여 이산화탄소 분해율을 측정한다.
In one embodiment of the present invention, the thermal plasma apparatus used includes a plasma torch unit (1) for supplying a heat source for decomposing carbon dioxide, as shown in FIG. Carbon dioxide and micro-sized zinc metal powder are injected, reaction tube (2) and cooling tube (3) in which carbon dioxide is decomposed and reacted with zinc, exhaust portion (4) and torch portion (1) for discharging waste gas generated after the reaction. It is composed of a power supply unit (5) for supplying power to the power supply. The direct current is used as the power supply, the voltage is 40V, and the current is within the range of 150 ~ 300A. The
이하, 본 발명에 따른 산화아연 나노입자의 제조방법을 단계별로 설명한다.
Hereinafter, a method of manufacturing zinc oxide nanoparticles according to the present invention will be described step by step.
단계 1은 이산화탄소를 열플라즈마 장치의 반응관(2)에 주입하는 단계이다.
상기 이산화탄소는 두 개의 노즐을 통해 동일 양으로 분배하여 주입시키는 것이 바람직하다. 이는 플라즈마 영역에서 이산화탄소가 치우침 없이 고루 주입될 수 있도록 하기 위함이다. Preferably, the carbon dioxide is injected by distributing the same amount through two nozzles. This is to allow carbon dioxide to be evenly injected in the plasma region without bias.
본 발명에 따른 방법에 있어서, 상기 이산화탄소는 원활하게 분해될 수 있도록 플라즈마 제트 노즐로부터 2 mm 이내의 간격을 유지하면서 주입시키는 것이 바람직하고, 1~2 mm 이내인 것이 더욱 바람직하다. 만일 상기 주입 위치가 2 mm을 벗어나게 되면 플라즈마에 따른 분해 및 반응이 바람직하게 일어나지 않는 문제가 있다.
In the method according to the invention, the carbon dioxide is preferably injected while maintaining a distance of less than 2 mm from the plasma jet nozzle so that it can be decomposed smoothly, more preferably within 1 to 2 mm. If the injection position is out of 2 mm there is a problem that decomposition and reaction according to the plasma does not occur preferably.
다음으로 단계 2는 상기 열플라즈마 장치 내에서 이산화탄소를 분해하는 단계이다.Next,
상기 단계에서 사용되는 열원은 직류 열플라즈마 장치(도 1)에 의한 열플라즈마이다. 열플라즈마(thermal plasma)는 직류 아크나 고주파 유도결합 방전을 이용하는 플라즈마 토치에서 발생시킨 전자, 이온, 원자와 분자로 구성된 이온화 기체로, 수천에서 수만 K에 이르는 초고온과 높은 열용량을 가진 고속 제트 불꽃 형태를 띠고 있어서 고체, 액체, 기체와는 전혀 다른 극한적인 물리화학적 특성을 갖는 제 4의 물질의 상태이다. The heat source used in this step is a thermal plasma by a direct current thermal plasma apparatus (Fig. 1). Thermal plasma is an ionizing gas composed of electrons, ions, atoms and molecules generated from a plasma torch using a direct current arc or a high frequency inductively coupled discharge. It is a form of high speed jet flame with ultra high temperature and high heat capacity ranging from thousands to tens of thousands of K. It is a state of a fourth material which has extreme physicochemical properties that are completely different from solids, liquids and gases.
본 발명의 열플라즈마 장치에서는 열플라즈마 발생 기체로 아르곤 가스, In the thermal plasma apparatus of the present invention, argon gas,
공기, 질소 가스를 사용할 수 있고, 특히 아르곤 가스를 사용하는 것이 바람직하다. 아르곤은 8족 원소이기 때문에 비교적 적은 에너지에 의해서도 전자의 방출이 용이하며 비활성 기체로 화학반응에 거의 영향이 없으므로 열플라즈마의 발생에 가장 널리 사용된다. 열플라즈마 장치의 전원공급장치(5)의 음극과 양극의 전기에너지에 의해 아크가 형성되고 열플라즈마 발생기체로 사용된 아르곤 가스에 의하여 약 10,000 K의 초고온 플라즈마가 생성된다. 이러한 열플라즈마에 의하여 발생된 초고온의 온도는 열처리방식이나 연소방식에 의해 발생된 온도보다 훨씬 높다. 또한, 아르곤 가스는 다른 반응가스와 반응하지 않아 부산물을 배출하지 않는다.Air and nitrogen gas can be used, and argon gas is particularly preferable. Since argon is a
상기 단계 2에서는 단계 1에서 주입된 이산화탄소가 상기 열플라즈마 장치 내에서 발생되는 열플라즈마에 의하여 분해되어 산소와 탄소로 이온화된다. 이때, 상기 열플라즈마에 의해 분해되는 이산화탄소의 분해율을 향상시키기 위해 질량유량제어기(10)를 통해 이산화탄소의 유량을 1~3 L/분으로 조절하는 것이 바람직하다.In
상기 이산화탄소는 지구온난화의 주요인으로, 지표면으로부터 방출되는 적외선을 흡수하여 대기의 온도를 상승시키고 이로 인한 기후변화, 생태계 파괴 등을 초래하는 기체이다. 따라서 이산화탄소의 분해는 지구온난화의 악화를 막을 수 있으며, 분해 시 생성되는 산소는 산화아연을 합성하는데 원료물질이 된다. 이때, 이산화탄소 주입구에는 질량유량제어기(Mass Flow Controller; MFC)를 설치하여, 이산화탄소의 유량에 따른 이산화탄소 분해율을 확인할 수 있다.
The carbon dioxide is a major cause of global warming, and absorbs infrared rays emitted from the earth's surface to increase the temperature of the atmosphere, thereby causing climate change and ecosystem destruction. Therefore, the decomposition of carbon dioxide can prevent the deterioration of global warming, and the oxygen generated during decomposition becomes a raw material for synthesizing zinc oxide. In this case, a mass flow controller (MFC) may be installed in the carbon dioxide inlet to check the decomposition rate of carbon dioxide according to the flow rate of carbon dioxide.
다음으로 단계 3은 캐리어 가스를 이용해 마이크로 사이즈 아연분말을 열플라즈마 장치에 주입하여 용융, 기화시키는 단계이다. 상기 아연의 주입량을 일정하게 유지하기 위하여 캐리어 가스를 이용할 수 있다. 상기 캐리어가스는 반응에 참여하지 않는 가스를 사용하는 것이 바람직하다. 캐리어 가스의 예로는 아르곤, 산소, 이산화탄소 등을 들 수 있다.
Next,
다음으로 단계 4는 열플라즈마에 의해 분해된 이산화탄소와 기화된 아연이 반응하여 산화아연을 생성시키는 단계이다. 이때, 이산화탄소가 분해될 때 발생하는 산소 라디칼을 이용해 산화아연을 합성하는 산소 소스를 얻는다.Next,
상기 마이크로크기의 아연분말은 플라즈마 영역에서 기화하여 이산화탄소가 플라즈마 제트 영역에서 해리되었다가 재결합하는 과정에서 산소와 먼저 반응하여 탄소가 산소와 재결합하는 것을 방지하는 역할을 하며, 산화아연 합성 시 반응물질 역할을 한다. 이때 아연을 플라즈마 영역까지 운반시켜주는 역할을 하는 캐리어 가스로는 반응에 참여하지 않는 비활성 가스를 사용하거나, 질소를 사용하여 주입하는 것이 바람직하다. 또한 아연분말을 일정량으로 주입하기 위하여 캐리어 가스 유량을 1~3L/분 정도로 유지하는 것도 바람직하다.The micro-sized zinc powder vaporizes in the plasma region and serves to prevent carbon from recombining with oxygen by first reacting with oxygen in the process of dissociating and recombining carbon dioxide in the plasma jet region. Do it. In this case, it is preferable to use an inert gas that does not participate in the reaction or to use nitrogen as a carrier gas, which serves to transport zinc to the plasma region. It is also preferable to maintain the carrier gas flow rate at about 1 to 3 L / min in order to inject zinc powder in a predetermined amount.
이와 같이 이온화된 산소와 아연분말은 서로 결합하여 산화아연을 형성한다.
The ionized oxygen and zinc powder are thus bonded to each other to form zinc oxide.
다음으로 단계 5는 생성된 산화아연을 냉각시켜 산화아연 나노입자를 제조하는 단계이다.Next,
상기 단계 2에서 이산화탄소가 분해되어 생성된 산소원소는 아연분말과 결합하게 되며, 냉각관(3)에서 냉각에 의해 산화아연 나노입자로 형성된다. 이때 냉각 공정은 형성되는 산화아연 결정화에 영향을 주어 나노크기의 나노입자가 생성될 수 있게 하기 위해 취하는 공정이다. 즉, 합성된 산화아연을 서서히 냉각(이하 "서냉"이라 한다)시킬 경우에는 산화아연의 입자 크기가 나노 크기 이상으로 증가하게 된다. 따라서, 본 발명에서는 합성된 산화아연을 냉각수로 급냉(이하 "수냉"이라 한다)시키는 공정이 바람직하다. 이때 냉각수의 온도는 15~25 ℃를 유지하여 기화된 산화아연의 온도를 급격하게 낮추는 것이 필요하다.
Oxygen element generated by the decomposition of carbon dioxide in
또한, 본 발명은 상기 방법에 따라 제조된 산화아연을 제공한다.The present invention also provides zinc oxide prepared according to the above method.
본 발명에 따른 제조방법에 따라 제조된 산화아연의 입자크기는 100 nm 이하의 나노입자이고, 그 형상은 나노분말, 나노막대, 테트라포드 등의 형상일 수 있다(도 4 및 도 5 참조). 또한 본발명에 따른 상기 산화아연 입자의 구조는 육방정계 우르차이트 구조(Hexagonal Wartzite Structure)를 갖는다. The particle size of the zinc oxide prepared according to the production method according to the present invention is a nanoparticle of 100 nm or less, the shape may be in the form of nano powder, nano-rod, tetrapod and the like (see FIGS. 4 and 5). In addition, the structure of the zinc oxide particles according to the present invention has a hexagonal wartzite structure (Hexagonal Wartzite Structure).
상기 산화아연의 형상을 열플라즈마 장치의 반응관의 직경을 조절함으로써 다양하게 조절될 수 있다. 반응관의 직경이 작아질수록 나노분말의 형상이 얻어지고, 직경이 증가할수록 막대형상 또는 테트라 포드 형상이 얻어진다.The shape of the zinc oxide can be adjusted in various ways by adjusting the diameter of the reaction tube of the thermal plasma device. As the diameter of the reaction tube becomes smaller, the shape of the nanopowder is obtained, and as the diameter increases, a rod shape or tetrapod shape is obtained.
따라서, 본 발명에 따라 제조된 산화아연은 육방정계 우르차이트 구조(Hexagonal Wartzite Structure)로서 광촉매적 활성이 뛰어나며, 나노크기의 입자이기 때문에 표면적이 넓어 광활성을 증가시킬 수 있고, 새로운 기능으로 적용할 수 있다. 예를 들면 전기적 특성을 이용하여 도전재료나 센서재료로 응용이 가능하고, 광학적 특성을 이용하여 광흡수제나 광필터, 광촉매, 광섬유, 적외선 센서에 응용이 가능하다.
Therefore, the zinc oxide prepared according to the present invention has excellent photocatalytic activity as a hexagonal wartzite structure, and because it is a nano-sized particle, the surface area can be increased to increase the photoactivity and be applied as a new function. Can be. For example, it can be applied as a conductive material or sensor material by using electrical properties, and can be applied to light absorbers, optical filters, photocatalysts, optical fibers, and infrared sensors by using optical properties.
이하, 본 발명을 실시예에 의하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
However, the following examples are merely to illustrate the present invention is not limited to the contents of the present invention.
실시예1Example 1 : : 열플라즈마를Thermal Plasma 이용한 산화아연의 합성 Synthesis of Used Zinc Oxide
도 1의 열플라즈마 장치를 이용하여 산화아연을 합성하였다. 본 발명에서 사용된 열플라즈마 장치의 반응관(2)의 내경은 각각10 mm, 45 mm로 두가지 종류이고 길이는 200 mm이며 내부에 냉각수가 흐르는 이중관으로 재질은 스테인레스 스틸이다. 냉각관(3) 또한 내부에는 냉각수가 흐르는 내경 8 mm, 길이는 800 mm의 구리재질로 이루어지는 이중관이다. 플라즈마 발생가스로는 아르곤을 사용하였으며 유량은 8 ℓ/m으로 고정하여 실험하였다. 플라즈마 전력은 7.5 kW로 일정하게 유지하였다. 이산화탄소의 유량은 각각 0.5, 1, 2 ℓ/m으로 질량유량 제어기(10)를 이용하여 유량을 조절하였다. 이산화탄소는 플라즈마 영역에서 균일하게 주입될 수 있도록 두 개의 노즐을 통해 동일 양으로 나누어 플라즈마 제트 노즐 옆 1 mm위치에서 주입하였다. 분해되기 전/후의 이산화탄소의 농도는 가스 크로마토그래피(7) 열전도도 측정기(Thermal conductivity detector, 미도시)를 이용하여 측정하였다.Zinc oxide was synthesized using the thermal plasma apparatus of FIG. 1. The inner diameter of the reaction tube (2) of the thermal plasma device used in the present invention is 10 mm, 45 mm, respectively, two types and the length is 200 mm, the material is made of stainless steel as a double tube flowing coolant inside. The cooling
산화아연 나노입자를 합성하는 원료물질인 약 150 마이크로 사이즈의 아연(Daejung, 150 ㎛)은 분말공급장치(8)를 이용해 분당 0.1 g씩을 공급하였다. 운반가스로는 각각 아르곤, 산소, 이산화 탄소를 사용하였다. 먼저 운반가스를 아르곤으로 하고, 반응 가스인 이산화탄소의 유량을 변수로 하여 산화아연을 합성하였다. 후에 운반가스를 각각 이산화탄소와 산소로 변화시키고 반응가스인 이산화탄소의 유량을 각각 1, 2 ℓ/m으로 하여 하기 표에서와 같이 실시예 1-1 내지 1-7을 수행하였다.About 150 microns of zinc (Daejung, 150 μm), which is a raw material for synthesizing the zinc oxide nanoparticles, was supplied with 0.1 g per minute using the
표 1에는 실시예 1-1 ~ 1-7의 수행 조건을 정리하였다.Table 1 summarizes the performance conditions of Examples 1-1 to 1-7.
[kW]Plasma power
[kW]
7.5
7.5
[ℓ/m]Plasma gas
[ℓ / m]
아르곤 가스, 8
Argon gas, 8
[g/min]Zinc Particle Supply
[g / min]
0.1
0.1
운반가스
Carrier gas
아르곤
argon
이산화탄소
carbon dioxide
산소
Oxygen
아르곤
argon
아르곤
argon
[ℓ/m]Gas flow rate
[ℓ / m]
1
One
[ℓ/m]Gas flow rate
[ℓ / m]
0.5
0.5
1
One
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
[mm]Reaction tube inside diameter
[mm]
10
10
45
45
실험예Experimental Example 1 : 합성된 산화아연 나노입자의 분석 1: Analysis of Synthetic Zinc Oxide Nanoparticles
합성된 산화아연 나노입자는 반응관 벽에서 포집하였다. XRD를 이용하여 생성된 산화아연 입자의 결정 구조를 확인하였다. 또한 생성물의 조성도 XRD를 이용하여 확인하였다. 도 2는 합성된 산화아연의 XRD결과이다. XRD를 이용하여 확인한 생성물은 육방정계 우르차이트 구조(Hexagonal Wurtzite structure)임을 확인하였다. 이산화탄소의 유량이 2 ℓ/m일 때 미반응 아연피크가 사라지는 것을 확인하였다.(실시예 1-3) 이로써 최적의 이산화탄소유량은 2 ℓ/m임을 확인하였다. 또한 도 3은 운반가스의 영향에 따른 합성된 산화아연의 XRD결과이다. 아르곤과 이산화탄소를 운반가스로 사용한 결과 실시예 1-3 및 실시예 1-4와 유사한 패턴을 나타내는 반면 산소운반 가스를 사용한 경우는 미반응 아연의 피크가 사라지는 것을 확인할 수 있다.(실시예 1-5) 이로부터 산소 운반가스가 반응에 참여하여 산화아연의 수율을 증가시키는 데 기여한다는 것을 알 수 있다. The synthesized zinc oxide nanoparticles were collected on the reaction tube wall. The crystal structure of the produced zinc oxide particles was confirmed using XRD. The composition of the product was also confirmed using XRD. 2 is an XRD result of the synthesized zinc oxide. It was confirmed that the product confirmed by using XRD was a hexagonal wurtzite structure. It was confirmed that the unreacted zinc peak disappeared when the flow rate of carbon dioxide was 2 L / m. (Example 1-3) This confirmed that the optimum carbon dioxide flow rate was 2 L / m. 3 is an XRD result of the zinc oxide synthesized according to the influence of the carrier gas. As a result of using argon and carbon dioxide as carrier gases, the patterns similar to those of Examples 1-3 and 1-4 were shown, whereas the peaks of the unreacted zinc disappeared when the oxygen carrier gas was used. 5) It can be seen from this that the oxygen carrier gas participates in the reaction and contributes to increase the yield of zinc oxide.
산화아연 나노입자의 모양은 FE-SEM을 이용해 확인하였으며 FE-TEM을 이용하여 입자의 구체적인 모양과 크기를 관찰하였다. 생성된 산화아연의 반응관 직경에 따른 형태의 변화를 SEM 과 TEM의 결과를 토대로 비교해 보았다. The shape of the zinc oxide nanoparticles was confirmed using FE-SEM and the specific shape and size of the particles were observed using FE-TEM. The change of shape according to the diameter of reaction tube of zinc oxide was compared based on the results of SEM and TEM.
도 4의 (a)와 (b)는 각각 반응관 직경이 10 mm 인 경우와 45 mm인 경우 합성된 산화아연의 SEM이미지 이다. 반응관 직경이 45 mm인 경우에 생성된 산화아연 나노입자의 경우 막대형이었지만 반응관 직경이 10 mm일 때는 막대형이 아닌 산화아연 나노분말이 합성되었다. 이를 통해 반응관의 직경을 다르게 하면서 산화아연의 형태를 조절할 수 있다는 것을 확인하였다. 4 (a) and 4 (b) show SEM images of zinc oxide synthesized when the reaction tube diameter is 10 mm and 45 mm, respectively. The zinc oxide nanoparticles produced when the reaction tube diameter was 45 mm were rod-shaped, but when the reaction tube diameter was 10 mm, non-rod zinc oxide nanopowders were synthesized. This confirmed that the shape of the zinc oxide can be adjusted while changing the diameter of the reaction tube.
도 5(a)는 테트라 포드 형상 산화아연의 TEM이미지이다. TEM이미지를 통해 확인한 결과 막대의 두께는 약 68 nm정도이고 길이는 300 nm정도인 것을 확인하였다. 테트라 포드 형상의 경우 입자간 공극이 크고 표면적이 넓어 광촉매로의 반응에 유리하며 결정성을 갖기 때문에 광촉매 효율이 좋다. 반응관의 직경을 증가시키면 광촉매 활성이 높은 테트라 포드 형상의 산화아연을 합성하는 것이 가능하다. 도 5(b)는 막대형 산화아연의 일부이다. 막대의 직경은 26 nm인 것을 확인하였다. 이를 통해 막대의 직경이 매우 작은, 따라서 비표면적이 넓은 산화아연 나노막대를 합성할 수 있다는 것을 확인하였다. 5 (a) is a TEM image of tetrapod-shaped zinc oxide. As a result of the TEM image, the thickness of the rod was about 68 nm and the length was about 300 nm. In the case of the tetrapod shape, the space between the particles is large and the surface area is wide, which is advantageous for the reaction with the photocatalyst and the crystallinity is good. Increasing the diameter of the reaction tube makes it possible to synthesize tetrapod-shaped zinc oxide having high photocatalytic activity. Fig. 5 (b) is a part of rod-shaped zinc oxide. The diameter of the rod was confirmed to be 26 nm. It was confirmed that the zinc oxide nanorods having a very small rod diameter and thus a large specific surface area can be synthesized.
실험예Experimental Example 2 : 본 발명에 따라 제조된 산화아연의 2: of zinc oxide prepared according to the present invention 광촉매Photocatalyst 특성 분석 Characterization
합성된 산화아연 나노입자의 광촉매적 특성을 확인하기 위하여 메틸렌블루 수용액을 분해하는 실험을 수행하였다. 메틸렌블루는 물에 녹으면 이온화가 되어 푸른색을 띄는 염료물질로 염색, 페인트생산 등에 사용되며 살균 등에도 사용되는 데 메틸렌블루를 함유하는 배출수는 필수적으로 환경문제를 야기한다. 따라서 합성된 산화아연의 광촉매로의 활성을 확인하기 위해서 1 ppm의 메틸렌블루 수용액을 1-kW 제논 램프를 이용하여 발생시킨 자외선/가시광선 광을 이용하여 분해하였다. 분해가 진행되면서 메틸렌블루 수용액의 색이 점차 희미해지고 결국 완전히 사라지는 것을 확인하였다. In order to confirm the photocatalytic properties of the synthesized zinc oxide nanoparticles, an experiment was conducted to decompose the methylene blue aqueous solution. Methylene blue is a dye material that becomes ionized when dissolved in water and is used for dyeing, paint production, etc. It is also used for sterilization. Effluent containing methylene blue causes environmental problems. Therefore, in order to confirm the activity of the synthesized zinc oxide as a photocatalyst, 1 ppm aqueous methylene blue solution was decomposed using ultraviolet / visible light generated using a 1-kW xenon lamp. As decomposition progressed, it was confirmed that the color of the methylene blue aqueous solution gradually faded and eventually disappeared completely.
하기 표 2에는 각각 이산화탄소와 산소를 이용하여 합성한 산화아연의 광촉매 성능을 정리하였다.
Table 2 summarizes the photocatalytic performance of zinc oxide synthesized using carbon dioxide and oxygen, respectively.
[mmol/sg(cat)]Photocatalytic Performance
[mmol / sg (cat)]
상기 표 2를 참조하면, 이산화탄소를 이용하여 합성된 산화아연(실시예 1-3, 1-6)은 산소만을 반응가스로 사용하여 합성한 산화아연(실시예 1-7)에 비해 훨씬 높은 효율을 갖는 것을 확인하였다. 또한 이산화탄소를 이용하여 합성된 산화아연(실시예 1-3, 1-6)의 경우도 막대형 또는 테트라 포드 형태의 산화아연(실시예 1-6) 보다 높은 광촉매 활성을 갖는 것을 확인하였다. Referring to Table 2, zinc oxide synthesized using carbon dioxide (Examples 1-3 and 1-6) is much more efficient than zinc oxide synthesized using only oxygen as a reaction gas (Example 1-7). It was confirmed to have. In addition, it was confirmed that zinc oxide synthesized using carbon dioxide (Examples 1-3 and 1-6) also had higher photocatalytic activity than zinc oxide in the form of rod or tetrapod (Examples 1-6).
이로부터 본 발명에 의해 제조된 산화아연 나노입자는 우수한 광촉매 활성을 나타냄을 알 수 있다.
From this, it can be seen that the zinc oxide nanoparticles prepared by the present invention exhibit excellent photocatalytic activity.
도 1의 표시된 부호는 다음과 같다.
1 : 플라즈마 토치부 2 : 반응관
3 : 냉각관 4 : 배기부
5 : 플라즈마 전원공급 장치 6 : 스크러버
7 : 가스 크로마토그래피 8 : 원료분말주입기
9 : 아스피레이터 10 : 질량 유량 제어기The marked sign in Fig. 1 is as follows.
1
3: cooling tube 4: exhaust part
5: plasma power supply 6: scrubber
7
9
Claims (10)
주입된 이산화탄소를 플라즈마 제트로 분해시키는 단계(단계 2);
캐리어 가스를 이용해 마이크로 사이즈의 아연분말을 열플라즈마 장치에 주입하여 용융, 기화시키는 단계(단계 3);
열플라즈마에 의해 분해된 이산화탄소와 기화된 아연이 반응하여 산화아연을 생성시키는 단계(단계 4); 및
생성된 산화아연을 냉각시켜 산화아연 나노입자를 제조하는 단계(단계 5)를 포함하는 열플라즈마를 이용한 산화아연 나노입자의 제조방법.
The present invention comprises the steps of injecting carbon dioxide as a reaction gas into the reaction tube of the thermal plasma apparatus (step 1);
Decomposing the injected carbon dioxide into a plasma jet (step 2);
Injecting a micro-sized zinc powder into a thermal plasma apparatus using a carrier gas to melt and vaporize it (step 3);
Reacting carbon dioxide decomposed by thermal plasma with vaporized zinc to produce zinc oxide (step 4); And
Method for producing zinc oxide nanoparticles using thermal plasma comprising the step (step 5) of cooling the resulting zinc oxide to produce zinc oxide nanoparticles.
The method of claim 1, wherein the carbon dioxide of Step 1 injects the same amount of gas into both nozzles within 2 mm from the plasma jet generating nozzle.
The zinc oxide using thermal plasma according to claim 1, wherein the carbon dioxide injected in step 1 is injected at a flow rate of 1 to 3 L / min in order to improve the decomposition rate of carbon dioxide in step 2. Manufacturing method.
The method of claim 1, wherein the injection of the zinc powder of step 3 is a method of producing zinc oxide nanoparticles using thermal plasma, characterized in that the injection amount is kept constant using a carrier gas.
The method of claim 1, wherein the cooling of the step 5 is a method of producing zinc oxide using thermal plasma, characterized in that using a water cooling method of quenching with cooling water.
The method of claim 1, wherein the shape of the zinc oxide prepared through the steps 1 to 5 is controlled by changing the diameter of the reaction tube of the thermal plasma apparatus.
Zinc oxide nanoparticles prepared by the method of claim 1.
The zinc oxide nanoparticles of claim 7, wherein the average particle diameter of the zinc oxide nanoparticles is 100 nm or less.
The zinc oxide nanoparticles of claim 7, wherein the zinc oxide nanoparticles are in the form of nanopowders, nanorods or tetrapods.
The zinc oxide nanoparticles of claim 9, wherein the nanorod-shaped or tetrapod-shaped zinc oxide nanoparticles have a length of 20 nm to 5 µm.
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101316755B1 (en) * | 2011-10-04 | 2013-10-08 | 인하대학교 산학협력단 | High efficient decomposition of carbon dioxide using plasma zet touch type |
| KR101345907B1 (en) * | 2011-12-19 | 2013-12-30 | 호서대학교 산학협력단 | Device and Mrthod For Direct Decomposition of Carbon Dioxide and Simultaneous Synthesis of Metal Oxide Particles with Thermal Plasma and Metal |
| KR101458410B1 (en) * | 2012-09-27 | 2014-11-07 | 한국기초과학지원연구원 | Method for making oxide and synthetic gas by carbon dioxide plasma torch and the oxide thereof |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101316755B1 (en) * | 2011-10-04 | 2013-10-08 | 인하대학교 산학협력단 | High efficient decomposition of carbon dioxide using plasma zet touch type |
| KR101345907B1 (en) * | 2011-12-19 | 2013-12-30 | 호서대학교 산학협력단 | Device and Mrthod For Direct Decomposition of Carbon Dioxide and Simultaneous Synthesis of Metal Oxide Particles with Thermal Plasma and Metal |
| KR101458410B1 (en) * | 2012-09-27 | 2014-11-07 | 한국기초과학지원연구원 | Method for making oxide and synthetic gas by carbon dioxide plasma torch and the oxide thereof |
| KR20210048055A (en) * | 2019-10-23 | 2021-05-03 | 강원대학교산학협력단 | Method for producing metal oxide nanostructures doped with a heterogeneous element using microwave plasma device, the metal oxide nanostructures doped with the heterogeneous element manufactured using the same, and photocatalysts including the metal oxide nanostructures doped with a heterogeneous element |
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