Synthesis of Monodisperse ZnO Nanoparticles Using Semi-batch Reactor and Effects of HPC Affecting Particle Size and Particle Size Distribution

반회분식 반응을 이용한 단분산 ZnO 나노 입자의 제조 및 입자의 크기와 입도 분포에 영향을 미치는 HPC의 작용

  • Rho, Seung Yun (Department of Chemical Engineering, Hanyang University) ;
  • Kim, Ki Do (Nanonix Co. Ltd., R&D Center) ;
  • Song, Gun Yong (Department of Chemical Engineering, Hanyang University) ;
  • Kim, Hee Taik (Department of Chemical Engineering, Hanyang University)
  • 노승윤 (한양대학교 공학대학 화학공학과) ;
  • 김기도 ((주)나노닉스) ;
  • 송건용 (한양대학교 공학대학 화학공학과) ;
  • 김희택 (한양대학교 공학대학 화학공학과)
  • Received : 2006.01.20
  • Accepted : 2006.04.06
  • Published : 2006.06.10

Abstract

To synthesize ZnO colloidal solution by a sol-gel process, zinc acetate ($C_{4}H_{6}O_{4}Zn{\cdot}2H_{2}O{\cdot}0.2\;mol$) and lithium hydroxide ($LiOH{\cdot}H_{2}O{\cdot}0.14\;mol$) in the ethanol were added to the solution containing a dispersing agent, hydroxypropyl cellulose (HPC). The nanosize and physical shape of the synthesized ZnO particles were determined by HPC acting as the dispersing agent. Nanosized ZnO particles were also obtained by a precipitation method based on zinc-2-ethylhexagonate. The precipitates were characterized by DLS, XRD, FE-SEM, and UV-vis. As the results, the ZnO colloids tend to self-assemble into a well-ordered hexagonal close-packed structure. The ZnO nanoparticles have an average diameter of nearly 40 nm with a narrow size distribution.

해중합 촉매인 zinc acetate ($C_{4}H_{6}O_{4}Zn{\cdot}2H_{2}O{\cdot}0.2\;mol$)와 lithuium hydroxide $H_{2}O$ ($LiOH{\cdot}H_{2}O{\cdot}0.14\;mol$)를 용매인 ethyl alcohol (99.9%)에 용해시킨 후 분산제인 hydroxypropyl cellulose (HPC)를 첨가하여 균일하게 분산된 ZnO (산화아연) 콜로이드 용액을 졸-겔법을 이용하여 합성하였다. ZnO 입자들의 크기와 모양은 분산제인 HPC에 의해 결정되었다. 또한 나노 크기의 ZnO 입자들은 zinc-2-ethylhexagonate를 기초로 한 침천법을 이용하여 얻었다. 이렇게 얻어진 ZnO 분말을 DLS, XRD, FE-SEM, 그리고 UV-Vis를 통하여 특성 분석을 하였다. 그 결과, 산화아연 분말은 자기조립 반응으로 균일하고 육방정계 모양의 구조를 가지는 것을 볼 수 있었다. 또 평균 입자 크기는 거의 40 nm이고 균일하게 분산되었다.

Keywords

References

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