에멀젼 화염 분무 열분해법을 이용한 입자 크기의 제어방법

Abstract

본 발명은 에멀젼 화염분무열분해반응을 이용한 입자 크기의 제어 방법에 관한 발명이다. 보다 상세하게는 액적발생장치에서 에멀젼 전구체 용액을 수십마이크론 크기의 액적으로 발생시켜 운반기체에 의해 반응기 내로 유입시킨다. 고온의 반응기에서 에멀젼 액적은 건조, 분해, 반응, 결정화를 거처 에멀젼 액적 하나에서 입자 하나가 제조된다. 이와 같이 제조된 입자들은 입자회수기를 통해 포집하게 되어 에멀젼 액적 하나에서 입자하나가 제조되므로 수 나노에서 수십 마이크론 크기의 에멀젼 액적으로부터 제조되는 입자의 크기를 수나노에서 수십마이크론의 크기까지 조절할 수 있다. 본 발명의 화염분무열분해 장치는 액적발생장치부와 반응부 및 입자회수부로 구성되어 화염분무열분해반응에 의해 에멀젼 액적 입자를 나노 크기에서부터 마이크론 크기로 제어한다. 종래의 나노 크기의 세라믹 입자 제조 방법 중 기상법인 화염 열분해 공정은 경제성은 있으나 입자의 크기를 조절할 수 없고, 액상법은 크기 조절이 용이하나 제조 단가가 비싸고 열처리시 응집으로 인해 구형의 입자형성이 어려운 단점이 있다. 본 발명은 전구체 용액을 에멀젼으로 만들어 에멀젼 액적의 크기를 나노 크기에서부터 마이크론 크기로 변화시켜 불꽃에서 직접 나노 크기에서 마이크론 크기의 세라믹 입자 크기를 제어함으로써, 종래의 화염 분무열분해 공정의 단점인 입자 크기를 제어하였을 뿐만 아니라, 화염 분무 열분해법의 특성상 scale-up을 통한 대량 생산능력으로 인하여 상업화가 매우 용이하다. 나노 입자(nano particle), 에멀젼 화염 분무열분해법(emulsion flame spray pyrolysis), 화염 분무열분해법(flame spray pyrolysis), 에멀젼(emulsion)