일반기술

산화아연 나노분말의 제조방법

본 기술은 새로운 비평형 합성법을 사용하여 반도체분말을 산업 폐기물 내에 존재하는 유가 금속의 회수 효율이 매우 뛰어난 고순도 초미세 나노분말로 대량 제조할 수 있는 방법에 관한 것이다. 현재, 산화아연의 제조방법으로는 기상법과 졸-겔 법 등이 있으나, 기상법의 경우 공정반응조건의 조절이 현실상 불가능하여 응집체로 형성되기 때문에, 나노크기의 ZnO 개발에 있어서는 적용이 불가능하고, 졸-겔 법의 경우 균일한 산화아연분말을 형성하지만, 공기 중에서의 격렬한 가수분해 반응이 일어나기 때문에, 반응 조건의 엄격한 조절이 요구되며, 알콕사이드의 비싼 단가로 인하여 현재 상업화가 매우 어렵고 단지 실험실 규모로만 시도되고 있는데, 현재까지의 제조기술로는 대량 제조가 거의 불가능한 실정이다. 본 기술에서는 글리신을 포함한 그 외의 연료를 이용하여 산화제와 연료의 산화수에 따른 혼합비를 평형상태(산화수에 따른 산화제와 연료의 비=1)로 하여 수용액을 제조하지 않고 각각의 산화제와 연료의 산화수 계산 후 산화수에 따른 산화제와 연료의 비가 1이 아닌 비평형 상태(즉, 산화제 또는 연료의 과잉 첨가)로 수용액을 제조하여 자발연소 시키는 방법을 취한다. 이 때, 각각의 시약의 첨가량은 화학반응식에 따라 정량으로 계산하고, 이를 기준으로 하여적절히(상기한 비평형의 관점에서) 그 범위를 두어 수행한다. 제조된 혼합용액을 핫 플레이트 위에 놓고 마그네틱 바를 이용하여 교반하면서 대략 물이 끓을 정도(80∼200℃ 정도)로 가열한다. 가열에 의하여 증류수가 증발하면 상기 혼합용액은 점성이 있는 액상으로 되면서 작은 거품이 생기고 가스를 방출한다. 이 때, 포집을 위하여 미리 준비된 장치에 위치시키면 질산기가 연료와 반응하여 순간적으로 매우 높은 열(약 1500 - 1700℃)을 제공하고 큰 압력이 발생하면서 폭발하고, 그 결과 금속산화물이 산화아연(ZnO) 분말이 제조된다.- 기존의 산화아연의 제조방법으로는 기상법과 졸-겔 법 등이 있으나, 기상법의 경우 공정반응조건의 조절이 현실상 불가능하여 응집체로 형성되기 때문에, 나노크기의 ZnO 개발에 있어서는 적용이 불가능하고, 졸-겔 법의 경우 균일한 산화아연분말을 형성하지만, 공기 중에서의 격렬한 가수분해 반응이 일어나기 때문에, 반응 조건의 엄격한 조절이 요구되며, 알콕사이드의 비싼 단가로 인하여 현재 상업화가 매우 어렵고 단지 실험실 규모로만 시도되고 있는데, 현재까지의 제조기술로는 대량 제조가 거의 불가능한 실정이나, 본 기술에 의한 ZnO 분말의 제조방법은 기존의 광촉매용 분말과 비교하여, 산업 폐수 내에 존재하는 유가 금속의 회수 및 유해한 유기물질의 분해효율이 기존의 광촉매용 분말에 비하여 월등하게 우수한 고순도의 ZnO 나노분말을 대량으로 생산할 수 있는 효과가 있음