일반기술

전이금속 촉매를 이용한 질화갈륨 분말의 제조방법

○ 기술발명의 목적: 전이금속을 촉매로 사용하여 제조한 후 무기산으로 추출하여 정제하는 질화갈륨○ 기술 요약 및 특징: 본 발명은 질화갈륨 분말의 촉매 제조법에 관한 것이다. 갈륨과 암모니아가 직접반응하고 있는 갈륨 액체 속에 촉매를 넣고 질화갈륨분말을 제조하였다. 분말 형태의 촉매 혹은 망 형태의 촉매는 질화갈륨 생성반응의 활성화 에너지를 감소시켜 반응속도를 증가하는 한편, 공급된 암모니아의 열분해를 촉진시키는 역할도 한다. 촉매의 전처리 과정을 거친 후 금속 갈륨을 촉매와 반응기에 채우고 가열하면서 질소를 포함한 기체를 공급하여 갈륨과 반응하여 질화갈륨 분말을 제조하였다. 촉매 표면은 질화갈륨의 초기 핵 생성의 자리를 제공함으로써 기존의 방법보다 훨씬 높은 수율의 질화갈륨 분말을 얻게 되었다. 질화갈륨 분말 제조의 촉매로 이용한 물질은 니켈(Ni), 코발트(Co), 백금(Pt) 등과 같은 전이금속을 사용하였으며, 분말 혹은 그물 망 구조를 가진 촉매를 이용하였다. ○ 색인어: 질화갈륨. 전이금속. 무기산본 발명은 갈륨과 암모니아를 사용하여 질화갈륨 분말을 제조하는 방법에 전이금속을 촉매로 사용하여 제조한 후 무기산으로 추출하여 정제하는 것을 특징으로 하는 질화갈륨의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 설명하면, 갈륨과 암모니아가 직접 반응하고 있는 갈륨 액체 속에 촉매를 도입하여 질화갈륨 분말을 제조하는 새로운 방법을 제시한다.본 발명에서는 갈륨과 암모니아가 직접반응하고 있는 갈륨 액체 속에 촉매를 넣고 질화갈륨분말을 제조하는 방법으로서, 분말 형태의 촉매 혹은 망 형태의 촉매는 질화갈륨 생성반응의 활성화 에너지를 감소시켜 반응속도를 증가하는 한편, 공급된 암모니아의 열분해를 촉진시키는 역할도 한다. 촉매의 전처리 과정을 거친 후 금속 갈륨을 촉매와 반응기에 채우고 가열하면서 질소를 포함한 기체를 공급하여 갈륨과 반응하여 질화갈륨 분말을 제조하였다. 촉매 표면은 질화갈륨의 초기 핵 생성의 자리를 제공함으로써 기존의 방법보다 훨씬 높은 수율의 질화갈륨 분말을 얻게 되었다.질화갈륨 분말 제조의 촉매로 이용한 물질은 니켈(Ni), 코발트(Co), 백금(Pt) 및 팔라듐(Pd)중에서 선택된 어느 하나의 화합물을 사용하였으며, 분말 혹은 그물 망 구조를 가진 촉매를 이용하였으며, 그 비율은 촉매와 갈륨의 중량대비 1:100비율로 사용하였다. 본 발명에서 사용하는 무기산은 염산(HCl), 질산(HNO3), 황산(H2 SO4) 중에서 선택된 어느 하나의 화합물을 사용하였으며 통상적으로 38w% 20㎖의 무기산을 사용하였다.