KR20110110986A - 화염 분무 열분해를 이용한 전이금속이 도핑된 산화아연 나노분말 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전이금속이 도핑된 산화아연 나노분말 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 화염 열분무 분해를 이용하여 제조된 전이금속이 도핑된 산화아연 나노분말은 도핑되는 전이금속의 종류, 전이금속과 산화아연의 몰 비에 따른 메틸렌 블루에 대한 광분해능을 측정하여 높은 광촉매 활성을 나타내는 전이금속이 도핑된 산화아연 나노분말 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

화염 분무 열분해를 이용한 전이금속이 도핑된 산화아연 나노분말 및 이의 제조 방법 {A method for preparing transition metal-doped ZnO nanoparticles by flame spray pyrolysis}
본 발명은 전이금속이 도핑된 산화아연 나노분말 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 화염 분무 열분해를 이용한 전이금속이 도핑된 산화아연 나노분말 및 이의 제조방법에 관한 것이며,
상기 전이금속이 도핑된 산화아연 나노분말은 도핑되는 전이금속의 종류, 전이금속과 아연의 몰 비에 따른 메틸렌 블루에 대한 광분해능을 측정하여 높은 광촉매 활성을 나타내는 것을 특징으로 한다.
산화아연 (ZnO)은 수 중 또는 대기 중의 유기 오염 물질 광분해를 위한 가장 잘 알려진 광촉매 중 하나이고, 이는 높은 촉매 활성, 낮은 비용, 및 친환경적 특징에 기인한다.
산화아연 나노입자 합성을 위한 솔-겔법(sol-gel), 침전법(precipitation), 기계화학적 공정(mechanochemical processing), 화염 에어로졸 합성법(flame aerosol synthesis) 및 기타 등등의 방법이 알려져 있다.
대부분의 습식 공법은 다단공정 및 긴 공정 시간을 필요로 할 뿐만 아니라 특히, 솔-겔법 및 침전법의 경우 결정성 향상을 위한 장시간의 고온 소결과 같은 후처리 공정이 요구된다.
그러나 장시간의 고온 후처리 공정은 종종 도펀트 금속 이온의 상분리를 초래하기도하고 금속이온으로부터 기인된 각 금속산화물은 전자-전공 재결합의 중심 역할을 할 수 있어 광촉매 활성 저하를 야기시킨다(K. E. Karakitsou and X. E. Verykios, J. Phys. Chem. 97, 1184 (1993).
상기 공정의 단순화를 위한 나노분말 제조 방법이 우선적으로 개발되어야 하고, 이러한 공정상의 단점을 극복하기 위한 방법은 하기와 같다.
습식 공법과 비교하여, 화염 합성법은 건조 및 하소, 밀링과 같은 후처리 공정에 대한 요구 없이 다양한 나노분말을 제조할 수 있는 다재다능한 단일 연속공정이다. 더욱이 화염 공법은 높은 생산성과 비교적 낮은 생산비용으로 인하여 경제성이 높은 공정으로서 결정성 나노분말을 제조할 수 있는 공정이다(H. K. Kammler, L. Madler and S. E. Pratsinis, Chem. Eng. Technol. 24, 583 (2001)).
특히, 화염 분무 열분해는 화염에 의한 액적/입자 전환 공정으로서 고온화염에서 강한 열분해 및 산화반응을 통하여 잘 제어된 화학조성 및 결정성을 갖는 다성분계 나노분말을 제조하기에 효과적인 방법이다. 최근 몇 년간 화염 분무 열분해는 TiO2, Fe-TiO2, 및 Pt-TiO2과 같은 광촉매 합성 용도로 이용되어 오고 있다(H. Chang, S. J. Kim, H. D. Jang and J. W. Choi, Colloids Surf. A 313-314, 282 (2008)).
그러나 화염 분무 열분해를 이용하여 산화아연에 다양한 전이금속을 도핑하여 광촉매로 제조하는 기술은 알려지지 않았으므로, 이러한 공정 기술 개발과 이를 이용한 환경 촉매로서의 용도가 절실히 요구되고 있다.
본 발명자들은 종래 기술의 한계를 극복하는 데에 초점을 맞추고 연구를 진행한 결과, 전이금속 중 특히 바나듐이 도핑된 산화아연 나노분말을 제조하였고, 이는 순수 산화아연 나노분말 및 다른 종류의 전이금속이 도핑된 산화아연 나노분말보다 높은 광촉매 활성을 나타낼 수 있음을 확인하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 화염 분무 열분해를 이용한 전이금속이 도핑된 산화아연 나노분말을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 화염 분무 열분해를 이용한 전이금속이 도핑된 산화아연 나노분말 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명자들은 화염 분무 열분해를 이용하여 제조된 전이금속이 도핑된 산화아연 나노분말은 도핑되는 전이금속의 종류, 전이금속과 아연의 몰 비에 따른 메틸렌 블루에 대한 광분해능을 측정하여 높은 광촉매 활성을 나타냄을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 화염 분무 열분해를 이용하여 제조된 전이금속이 도핑된 산화아연 나노분말에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 화염 분무 열분해 단계를 포함하는 전이금속이 도핑된 산화아연 나노분말의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 화염 분무 열분해를 이용하여 제조된 전이금속이 도핑된 산화아연 나노분말은 도핑되는 전이금속의 종류, 전이금속과 아연의 몰 비에 따른 메틸렌 블루에 대한 광분해능을 측정하여 높은 광촉매 활성을 나타남을 확인하였으며, 또한 효과적인 환경 촉매로서의 용도로 이용될 수 있을 것으로 기대된다.
도 1은 초음파 분무기, 확산 화염 버너, 열영동 샘플러로 이루어진 화염 분무 열분해를 이용한 전이금속이 도핑된 산화아연 나노분말 제조 장치를 나타낸 도이고,
도 2는 각각 화염 분무 열분해에 의해 합성된 (a) 산화아연 및 (b) 바나듐이 도핑된 산화아연 나노 분말의 TEM 이미지를 나타낸 도이며,
도 3은 바나듐/아연 몰 비에 따른 화염 분무 열분해에 의한 바나듐이 도핑된 산화아연 나노분말의 X선 회절 스펙트럼을 나타낸 도이고,
도 4는 다른 바나듐/아연 몰 비를 갖는 바나듐이 도핑된 산화아연 나노분말에 의하여 자외선 조사 하에서 시간에 따른 메틸렌 블루의 농도변화를 나타낸 도이며,
도5는 철이 도핑된 산화아연 나노분말, 니켈이 도핑된 산화아연 나노분말의 자외선 조사 하에서 시간에 따른 메틸렌 블루의 농도변화를 나타낸 도이다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명은 화염 분무 열분해를 이용한 전이 금속이 도핑된 산화아연 나노분말에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 화염 분무 열분해를 이용한 전이금속이 도핑된 산화아연 나노분말의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 상기 전이금속은 바나듐(V), 철(Fe) 및 니켈(Ni)로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상, 바람직하게는 바나듐(V) 일 수 있다.
본 발명의 제조방법에 있어서, 상기 화염 분무 열분해는,
전이금속을 포함하는 염 및 아연염의 혼합수용액으로부터 액적 상태로 분사시키는 단계 (a);
상기 단계 (a)의 액적을 화염 버너 내부에 분사시켜 미세화시키는 단계 (b);
상기 단계 (b)의 미세 액적을 고온에서 열분해시켜 나노분말을 생성시키는 단계 (c); 및
분말 회수 장치를 통해 나노분말들을 회수하는 단계 (d)
를 포함하는 전이금속이 도핑된 산화아연 나노분말 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 제조방법에 있어서, 상기 산화아연 나노분말의 전이금속 : 아연의 몰 비는 0.001 : 1 내지 0.3 : 1, 바람직하게는 0.05 : 1 미만으로 조절하는 것이 효과적인 광촉매 활성을 나타낼 수 있다. 상기 전이금속 : 아연의 몰 비가 0.05 : 1 이상일 경우에는 광촉매 효율이 낮아지는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 제조방법에 있어서, 상기 단계 (a)에서의 전이금속은 바나듐(V), 철(Fe) 및 니켈(Ni)로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상으로, 이들은 염의 상태로 포함될 수 있다. 바나듐염은 바나듐을 도핑하는 데 사용되는 물질로서, 바나딜 아세틸아세토네이트(Vanadyl acetylacetonate), 바나듐 클로라이드(Vanadium chloride), 바나듐 옥시클로라이드(Vanadium oxychloride), 바나듐 옥시트리에톡사이드(Vanadium oxytriethoxide), 바나듐 옥시트리이소프로폭사이드(Vanadium oxyisopropoxide) 및 바나듐 나이트라이드(Vanadium nitride)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상, 바람직하게는 바나딜 아세틸아세토네이트일 수 있다.
또한, 철을 도핑하는 데 사용되는 물질은 질산철(Iron nitrate), 아이런 아세테이트(Iron acetate), 아이런 아세틸아세토네이트(Iron acetylacetonate), 아이런 클로라이드(Iron chloride), 아이런 에톡사이드(Iron ethoxide), 아이런 락테이트(Iron lactate), 아이런 옥살레이트(Iron oxalate), 아이런 퍼클로레이트(Iron perchlorate), 아이런 설페이트(Iron sulfate) 및 아이런 설파이드(Iron sulfide)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상, 바람직하게는 질산철일 수 있다.
니켈을 도핑하는 데 사용되는 물질은 질산니켈(Nickel nitrate), 니켈 아세테이트(Nickel acetate), 니켈 아세틸아세토네이트(Nickel acetylacetonate), 니켈 카보네이트(Nickel carbonate), 니켈 클로라이드(Nickel chloride), 니켈 2-에틸헥사노에이트(Nickel 2-ethylhexanoate), 니켈 하이드록사이드(Nickel hydroxide), 니켈 옥타노에이트(Nickel octanoate), 니켈 옥살레이트(Nickel oxalate), 니켈 퍼클로레이트(Nickel perchlorate), 니켈 설퍼메이트(Nickel sulfamate), 니켈 설페이트(Nickel sulfate) 및 니켈 설파이드(Nickel sulfide)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상, 바람직하게는 질산니켈일 수 있다.
또한, 상기 단계 (a)에서의 아연염은 수산화아연(Zinc hydroxide), 징크 아세테이트(Zinc acetate), 징크 아세틸아세토네이트(Zinc acetylacetonate), 징크 클로라이드(Zinc chloride), 징크 락테이트 트리하이드레이트(Zinc lactate trihydrate), 징크 나이트레이트(Zinc nitrate), 징크 옥살레이트(Zinc oxalate), 징크 퍼클로레이트(Zinc perchlorate), 징크 스테아레이트(Zinc stearate), 징크 설페이트(Zinc sulfate) 및 징크 설파이드(Zinc sulfide)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상, 바람직하게는 수산화아연일 수 있다.
본 발명의 제조방법에 있어서, 상기 단계 (b)에서의 화염 버너는 5중관으로 구성된 주입관의 안쪽 중심관으로부터 액적+아르곤 → 아르곤 → 수소 → 산소 → 공기의 순서로 주입되어 구성될 수 있다.
또한, 상기 단계 (b)에서의 화염 버너로 유입되는 화염의 열원으로 사용되는 가스는 수소, 메탄, 프로판 및 천연 가스로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상, 바람직하게는 수소를 사용할 수 있다.
산화용 가스로는 산소, 공기 및 산소가 포함된 혼합 기체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상, 바람직하게는 산소를 사용할 수 있다.
이송 가스로는 아르곤, 질소, 공기 및 산소로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상, 바람직하게는 아르곤을 사용할 수 있다.
상기 열원 가스, 바람직하게는 수소 유량은 전체 가스 유량의 5 내지 70%로 하고, 이송가스, 바람직하게는 아르곤은 1 내지 40%로 하여 화염의 온도 및 액적의 화염 내 체류시간을 조절할 수 있다. 상기 수소의 유량이 70% 초과일 때는 화염 내의 미세액적을 열분해시킬 산소가 부족하여 미반응물질이 생성될 수 있는 반면 수소 가스의 유량이 5% 미만일 때는 화염의 온도가 낮아 미세액적을 완전히 열분해시키기 어렵다. 또한 이송 가스인 아르곤의 유량이 40% 초과일 때는 화염 내에서의 액적의 체류시간이 너무 짧아서 미반응물질이 생성될 수 있다. 반면 아르곤의 유량이 1% 미만일 때는 미반응물질이 생성될 우려가 없으나 나노분말 생산량이 감소될 수 있다.
본 발명의 제조방법에 있어서, 상기 단계 (b)의 분사, 단계 (c)의 열분해 시 적용되는 화염의 온도는 800 ℃ 내지 1700 ℃일 수 있고, 화염의 온도가 800 ℃보다 낮으면 목적으로 하는 나노분말 대신에 미반응물질이 생성될 가능성이 발생될 수 있으나, 온도가 높을 경우에는 특별한 제한은 없다.
본 발명에 따른 산화아연 나노분말의 제조방법의 적용에 있어서 바람직한 사양은 하기와 같다. 다만 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 바람직한 실시예로서 산화아연 나노분말은 초음파 분무기, 고온 확산 화염 버너, 분말 회수 장치로 구성된 화염 분무 열분해 장치를 이용하여 제조할 수 있고, 상기 분말 회수 장치로는 열영동력 샘플러, 필터, 사이클론 또는 전기 집진기, 바람직하게는 열영동력 샘플러를 이용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 상기 단계 (d)의 나노분말을 회수하는 단계에서 적용되는 열영동현상은 뜨거운 기체 중에 있는 분말이 차가운 물체 쪽으로 이동하는 원리인 것으로, 보다 상세하게는 뜨거운 기체는 분자운동이 활발하지만 상대적으로 낮은 온도의 기체는 분자운동이 느리므로, 뜨거운 기체의 활발한 분자운동에 의하여 나노분말이 분자운동이 활발하지 않은 차가운 기체 쪽으로 이동하게 되어 나노분말이 차가운 샘플러 표면에 부착되므로 나노분말을 회수할 수 있다.
따라서 본 발명에 있어서, 상기 제조 방법을 적용할 경우 높은 광촉매 활성을 얻을 수 있고, 효과적인 환경 촉매로 이용하는데 용이하다.
본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 명확히 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적에 불과하며 발명의 영역을 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예 1. 바나듐이 도핑된 산화아연 나노분말의 화염 합성
바나듐과 아연의 몰 비는 0.01, 0.05, 0.1이 되도록 바나딜 아세틸아세토네이트 (C10H14O5V (Acros Organic, 99%))를 수산화아연(Zn(OH)2) 수용액에 용해시켰다.
초음파 분무기, 고온 확산 화염 버너, 열영동력 샘플러로 구성된 화염 분무 열분해 장치를 이용한 바나듐이 도핑된 산화아연 나노입자의 제조 공정을 도1에 나타내었다. 화염의 최고 온도는 1610℃로 유지시켰고, 가스는 5중관으로 구성된 주입관으로 안쪽 중심관으로부터 수용액+아르곤 → 아르곤 → 수소 → 산소 → 공기의 순서로 주입시켰다.
화염 버너로 유입되는 수소 유량은 17%, 아르곤은 10%, 산소는 21%. 공기는 52%의 유량으로 이동되었고, 합성된 분말들은 버너 출구 위의 150mm에 설치된 열영동학 샘플러인, 차가운 유리 튜브 (직경 100 mm 및 길이 300 mm)의 표면에서 수집되었다.
실시예 2. 철이 도핑된 산화아연 나노분말의 제조
바나듐의 원료로서 바나딜(IV) 아세틸아세토네이트 대신, 철의 원료로서 질산철(III) 구수화물을 수산화아연 수용액에 용해하는 공정을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 철이 도핑된 산화아연 나노분말을 제조하였다.
실시예 3. 니켈이 도핑된 산화아연 나노분말의 제조
바나듐의 원료로서 바나딜(IV) 아세틸아세토네이트 대신, 니켈의 원료로서 질산니켈(II) 육수화물을 수산화아연 수용액에 용해하는 공정을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 니켈이 도핑된 산화아연 나노분말을 제조하였다.
<물성평가>
1. TEM 및 BET 식을 이용한 분말의 형상 및 비표면적 측정
상기에서 제조된 분말의 형상을 투과 전자 현미경(TEM; CM12, Philips)으로 관찰하였다. 분말의 비표면적은 BET 방정식을 이용하여 질소 흡착 분석법(ASAP 2400, Micromeritics)을 통해 측정하였다. 입자 모양이 구형이라는 가정 하에서, 비표면적, A, 및 산화아연의 이론상 밀도, Pр (= 5.606 g/cm3) 로 부터 d p = 6/(Pр·A) 식을 이용하여 평균 입경, d p 를 계산하였다. 상기 분말의 결정상 분석은 CuKα 타겟, 40kV 및 30mA 의 조건에서 X-선 회절분석기(XRD, DMAX 2200 PC, Rigaku Co.)를 이용하여 측정하였다.
실험 결과, 도 2에 (a)산화아연 및 (b) 바나듐이 도핑된 산화아연 나노분말의 TEM 이미지를 나타내었다.
도 2에 나타난 바와 같이, 바나듐 도핑 여부와 관계 없이 상기 분말의 형상이 다각형이며 속이 비어있지 않은 나노 분말이 합성되었음을 확인할 수 있었다. 평균 분말 크기를 측정하기 위해 BET법을 이용하여 비표면적을 측정하였다. 순수 산화아연 나노분말의 비표면적은 62.8 m2/g이고 평균입경은 17.0 nm이었다. 상기 실시예 1 내지 3의 전이금속이 도핑된 산화아연 나노분말의 비표면적 및 평균입경은 하기 표 1에 나타내었다.
비표면적 평균입경
실시예 1 80.0 m2/g 13.4 nm
실시예 2 77.4 m2/g 13.8 nm
실시예 3 72.6 m2/g 14.7 nm
상기 표 1에서 나타난 바와 같이, 전이금속을 도핑함에 따라 순수 산화아연보다 실시예 1 내지 3의 비표면적이 증가하였고, 평균 입경은 감소함을 알 수 있었고, 이러한 결과에 따라, 특히 바나듐이 도핑된 산화아연 나노분말의 광촉매 활성이 높게 나타남을 확인할 수 있었다.
2. XRD 스펙트럼 측정
도 3은 화염 분무 열분해를 이용하여 합성한 바나듐이 도핑된 산화아연 나노분말의 XRD 스펙트럼을 나타내었다. 비록 화염 내에서의 체류시간이 매우 짧지만 화염 분무 열분해를 통하여 합성된 나노분말의 XRD 패턴은 도핑된 전이 금속의 종류와 상관없이 산화아연의 결정구조인 육각의 wurtzite 구조 (공간그룹 P63mc)와 분명하게 일치하였으며, 알려진 어떠한 전이금속 및 바나듐 산화물(V2O5 또는 V2O4)에 관한 특징적인 불순물 혹은 미반응물질 피크는 발견되지 않았다
3. MB (메틸렌 블루 ) 분해도 측정
상기 실시예 1에서 제조한 산화아연 나노분말의 광촉매 활성은 자외선 조사 하에서 메틸렌 블루에 대한 광분해능을 측정하여 평가하였다.
메틸렌 블루(MB)의 초기 농도는 20 mg/l이었다. 환상(annular shape)의 반순환 회분식 반응기를 이용하여 광반응을 수행하였다. 조사(irradiation)는 주 방출파장이 365nm이며, 출력이 20 W인 UV 램프를 광원으로 사용하였고, 이를 튜브형 반응기의 중심부에 장착하였다. 일정시간 간격으로 10ml의 샘플을 채취하였다. 분석 전에 4000 rpm에서 원심분리를 통하여 산화 아연 분말 고형분을 제거하였다. 분광기(Spectronic 21, Milton Roy Co.)를 이용하여 흡수 파장을 나타내는 665 nm에서 메틸렌 블루의 잔류 농도를 측정하였다.
실험결과, 바나듐이 도핑된 산화아연 나노분말의 광촉매 특성은 자외선 조사 하에서 MB 분해도를 측정하였다. 도 4에 다양한 바나듐 도핑 비율을 갖는 바나듐이 도핑된 산화아연 나노 분말에 의한 시간에 따른 MB의 상대농도 변화를 나타내었고, 도5는 철과 니켈이 각각 도핑된 산화아연 나노분말에 의한 시간에 따른 MB의 상대농도 변화를 나타내었다. MB의 초기 농도는 1 g/l의 촉매 적재량 당 20 mg/l이었다. 자외선 조사 후 3시간 경과 시, 다양한 바나듐 도핑 비율을 갖는 바나듐이 도핑된 산화아연 나노 분말에 의한 MB 농도는 초기농도에 비해 1에서 37%의 농도를 나타내었다. 즉, 바나듐이 도핑된 산화아연에 의한 MB분해도는 99 에서 63 % 범위로 나타났고, 가장 높은 MB 분해는 V/ Zn의 몰 비가 0.01 일 때 나타났다. 철과 니켈이 각각 도핑된 산화아연 나노분말에 의한 MB 농도는 자외선 조사 후 3시간 경과 시, 초기농도에 비해 5 에서 15% 범위의 농도를 나타내었다. 즉, 철 또는 니켈이 도핑된 산화아연 나노분말에 의한 MB의 분해도는 95 에서 85% 범위로 나타났다.
따라서, 전이금속, 특히 바나듐의 도핑에 의한 비표면적 증가, 평균 입경의 감소 및 높은 MB 분해도에 의한 광촉매 효율을 확인할 수 있었다.

Claims (14)

  1. 화염 분무 열분해를 이용하여 제조되는 전이금속이 도핑된 산화아연 나노분말.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전이금속은 바나듐(V), 철(Fe) 및 니켈(Ni)로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상인 산화아연 나노분말.
  3. 화염 분무 열분해를 이용하는 단계를 포함하는 전이금속이 도핑된 산화아연 나노분말 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전이금속은 바나듐(V), 철(Fe) 및 니켈(Ni)로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상인 산화아연 나노분말 제조방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 화염 분무 열분해는
    전이금속을 포함하는 염 및 아연염의 혼합수용액으로부터 액적 상태로 분사시키는 단계 (a);
    상기 단계 (a)의 액적을 화염 버너 내부에 분사시켜 미세화시키는 단계 (b);
    상기 단계 (b)의 미세 액적을 고온에서 열분해시켜 나노분말을 생성시키는 단계 (c); 및
    분말 회수 장치를 통해 나노분말들을 회수하는 단계 (d)
    를 포함하는 전이금속이 도핑된 산화아연 나노분말 제조방법
  6. 제5항에 있어서,
    상기 단계 (a)의 혼합 수용액은 전이금속 : 아연의 몰 비가 0.001 : 1 내지 0.3 : 1인 산화아연 나노분말 제조방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 단계 (a)의 전이금속을 포함하는 염은,
    바나딜 아세틸아세토네이트(Vanadyl acetylacetonate), 바나듐 클로라이드(Vanadium chloride), 바나듐 옥시클로라이드(Vanadium oxychloride), 바나듐 옥시트리에톡사이드(Vanadium oxytriethoxide), 바나듐 옥시트리이소프로폭사이드(Vanadium oxyisopropoxide) 및 바나듐 나이트라이드(Vanadium nitride)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 바나듐을 포함하는 염;
    질산철(Iron nitrate), 아이런 아세테이트(Iron acetate), 아이런 아세틸아세토네이트(Iron acetylacetonate), 아이런 클로라이드(Iron chloride), 아이런 에톡사이드(Iron ethoxide), 아이런 락테이트(Iron lactate), 아이런 옥살레이트(Iron oxalate), 아이런 퍼클로레이트(Iron perchlorate), 아이런 설페이트(Iron sulfate) 및 아이런 설파이드(Iron sulfide)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 철을 포함하는 염;
    질산니켈(Nickel nitrate), 니켈 아세테이트(Nickel acetate), 니켈 아세틸아세토네이트(Nickel acetylacetonate), 니켈 카보네이트(Nickel carbonate), 니켈 클로라이드(Nickel chloride), 니켈 2-에틸헥사노에이트(Nickel 2-ethylhexanoate), 니켈 하이드록사이드(Nickel hydroxide), 니켈 옥타노에이트(Nickel octanoate), 니켈 옥살레이트(Nickel oxalate), 니켈 퍼클로레이트(Nickel perchlorate), 니켈 설퍼메이트(Nickel sulfamate), 니켈 설페이트(Nickel sulfate) 및 니켈 설파이드(Nickel sulfide)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 니켈을 포함하는 염인 산화아연 나노분말의 제조방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 단계 (b) 에서의 화염 버너는 5중관으로 구성된 주입관의 안쪽 중심관으부터 액적+아르곤 → 아르곤 → 수소 → 산소 → 공기의 순서로 주입되어 구성된 것인 산화아연 나노분말 제조방법.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 단계 (b)에서 화염 버너로 유입되는 열원 가스는 수소, 메탄, 프로판 및 천연 가스로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 산화아연 나노분말 제조방법.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 단계 (b)에서 화염 버너로 유입되는 산화용 가스는 산소, 공기 및 산소가 포함된 혼합 기체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 산화아연 나노분말 제조방법.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 단계 (b)에서 화염 버너로 유입되는 이송 가스는 아르곤, 질소, 공기 및 산소로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 산화아연 나노분말 제조방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 열원 가스는 전체 가스 유량의 5 내지 70%인 산화아연 나노분말 제조방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 이송 가스는 전체 가스 유량의 1 내지 40%인 산화아연 나노분말 제조방법.
  14. 제5항에 있어서,
    상기 단계 (b)의 분사, 단계 (c)의 열분해 시 적용되는 화염의 온도는 800 ℃ 내지 1700 ℃인 산화아연 나노분말 제조방법.
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