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1. CuO-SiO2

1) 연구 목표 : 촉매로 사용되는 CuO-SiO2 입자 제조
2) 연구 결과
  • 기존에 비해 1/3로 입자크기 감소 (30 -> 10 nm)
  • 입자크기가 작아서 DMS 전환율이 증가
  • 균일한 물성을 갖는 입자를 연속식으로 제조하여 촉매 제조 생산성 증대
  • 고농도의 나노 입자를 제조할 수 있기 때문에 촉매의 표면적 향상을 통해 촉매 반응성을 향상
3) 연구 자료

회전속도가 300→600→1000rpm으로 증가함에 따라 평균 입자 사이즈가 13→10→6μm로 감소하였으며, 입자 분포도 회전속도가 증가함에 따라 균일하였다.

한편, 회분식 반응기로 제조한 침전물의 경우 6, 30μm를 중심으로 2개 입자 분포가 존재하는 것을 볼 때, 테일러흐름 반응 보다 혼합이 균일하지 못함을 알 수 있다.


교반속도에 따른 Cu(OH)2-SiO2 입자 분포

85도 조건에서 합성한 침전물의 입자 분포가 25도 및 50도 조건 대비 상대적으로 균일한 것으로 보인다.


반응온도에 따른 Cu(OH)2-SiO2 입자 분포

CuO-SiO2 입자의 XRD 분석 결과
XRD, particle sizes of CuO-SiO2 vs Agitation speed
(30nm@300rpm ==> 24nm@600rpm ==> 13nm@1000rpm)

Cu 입자의 크기를 회분식 제조법 대비 2배 이상 작게 만들 수 있는 장점이 있다.


CuO-SiO2 입자의 SEM 분석 결과

SEM 분석을 통해 CuO-SiO2 복합산화물의 형상을 확인한 결과 300rpm, 600rpm 조건에서 합성한 샘플은 입자크기가 균일하지 못하였으나, 1000rpm 조건에서 합성한 경우 20nm 크기의 입자들이 균일하게 분포함을 알 수 있었다.


CuO 입자 크기와 DMS 전환율의 상관관계

DMS 전환율과 CuO의 입자크기의 상관관계를 보면 CuO 입자크기가 작을수록 DMS 전환율이 증가함을 알 수 있다.
이러한 반응성의 향상은 CuO 입자크기의 감소로 인해 CuO 표면적이 증가하였기 때문으로 판단된다.




2. SiO2

1) 연구 목표 : 촉매로 사용되는 CuO-SiO2 입자 제조
2) Result
  • 50 nm 이상에서 수백 ㎛ 까지 균일하게 제조가능
  • 핵생성과 결정성장을 하는 반응기 2개 이상으로 구성
  • 회분식으로만 생산할 수 있는 물질도 연속적으로 가능
  • 원가절감, 생산성 증가
  • 연속공정으로 무인화 가능

  • 61번이 핵생성용 반응기
  • 70번이 결정성장용 반응기(테일러 반응기)
  • 핵생성을 시킨 후 테일러 반응기에 주입하면 균일한 입자 생성 가능
  • 두개 이상의 관형 반응기로 이루어짐
온도 (℃) 40
교반속도(rpm) 600
반응시간(min) 30
개발 공정 연속식
반응공정 Sol-Gel 공법

균일한 100 nm의 SiO2 제조



3. 나노 실버 와이어 분산

* 결과
  • 800 rpm에서 가장 고르게 분산
  • 1500 rpm 에서는 끊어짐




4.K2CO3.1.5H2O 제조


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