일반기술

ＴｉＯ₂/ＳｉＯ₂복합입자 제조용 반응기 및 이에 의한ＴｉＯ₂/ＳｉＯ₂복합입자 제조방법

본 발명은 기상가수분해반응을 이용하여 TiO 2 /SiO 2 복합입자를 제조하기 위한 반응기 및 이에 의한 TiO 2 /SiO2 복합입자 제조방법에 관한 것으로, 간단한 과정으로 TiO 2 /SiO 2 복합입자를 제조할 수 있는 비교적 간단한 장치만으로도 제조를 가능케 함과 동시에 3중 반응관을 사용하여 반응물질의 주입위치에 따라 코어-셸, 균일 혼합구조 등 다양한 형태의 입자를 제조하도록 한 것이다. 본 발명은 TiO 2 /SiO 2 복합입자 제조용 반응기 및 이에 의한 TiO 2 /SiO 2 복합입자 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 기상가수분해반응을 이용하여 TiO 2 /SiO 2 복합입자를 제조하기 위한 반응기 및 이에 의한 TiO 2 / SiO 2 복합입자 제조방법에 관한 것이다. 최근에, TiO 2 초미립자 자체의 용도이외에 Si 및/또는 그 화합물을 도핑하여 그 기능성을 높이는 연구가 진행되고 있다. 예를 들어, 이러한 복합화합물은 SiO 2 로 TiO 2 를 표면개질함으로써 그 표면을 안정화하고 응집을 방지하며, 이에 따른 광 고굴절률 특성을 이용하여 전도성 분말, 도료 열화방지재료, 부식방지재료 등으로 사용되어 그 용도가 매우 다양하다. 또한, 이러한 복합화합물은 SiO 2 를 지지체로 하여 TiO 2 입자를 표면에 함침시켜주는 형태, SiO 2 메트릭스 내로 TiO 2 가 들어가는 형 태, 또는 Ti-O-Si 형태의 복합화합물로서 여러 분야에서 촉매로 이용되고 있다.이러한 복합화합물의 복합입자를 제조함에 있어, 크게 기계적 분쇄 등을 이용한 브레이크 브레이크-다운(break-down) 공정과 분자나 원자상태로부터 입자를 성장시키는 빌드-업(build-up) 공정으로 나눌 수 있는데, 전자의 공정으로는 1마이크론 이하의 입자를 제조하는 것이 불가능하며, 초미립자의 제조를 위하여는 빌드-업 공정을 이용해야 한 다. 종래에는, 빌드-업 공정에서 복합입자를 성장시키는 데 있어, 고상법과 액상법을 사용하였다.본 발명의 TiO 2 /SiO 2 복합입자 제조용 반응기 및 이를 이용한 TiO 2 /SiO 2 복합입자 제조방법에 의하면, 간단한 과정으로 TiO 2 /SiO 2 복합입자를 제조할 수 있는 비교적 간단한 장치만으로도 제조를 가능케 함과 동시에 3중 반응관을 사용하여 반응물질의 주입위치에 따라 코어-셸, 균일 혼합구조 등 다양한 형태의 입자를 제조할 수 있다. 또한, 종래의 방법에 비해 추가공정 없이 비교적 낮은 온도에서 애너테이즈 결정성 입자의 제조가 가능하다. 또한, 반응물질의 혼합부를 노즐형 축경부로 설계하여 축경부서 대부분의 반응물질들을 반응하게 하여 균일한 입자생성을 가능하게 한다. 또한, 반응부위의 온도변화만으로도 다양한 성분비의 복합입자 제조가 가능하다. 또한, 혼합입자 내의 Ti/Si 성분비를 다양하게 변화시키는 TiO 2 /SiO 2 복합입자의 제조 공정을 제공한다.