• Title/Summary/Keyword: 철입자

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Kinetics of Seed Growth of α-Ferric Oxyhydroxide (α-Ferric oxyhydroxide 입자의 핵성장 반응에 관한 연구)

  • Seul, Soo-Duk;Shin, Dong-Ock
    • Applied Chemistry for Engineering
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    • v.8 no.4
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    • pp.602-609
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    • 1997

  • The seed formation and growth of $\alpha$-ferric oxyhydroxide with aerial oxidative precipitation from aqueous solution of ferrous sulfate with KOH, NaOH, $Na_2CO_3$ and $K_2CO_3$ as precipitants have been studied by free pH drift experiment. It has been shown that all precipitants give same particle formation and growth path, and average particle length from KOH and NaOH as precipitants was about 1.5 times shorter than that of $K_2CO_3$ and $Na_2CO_3$. When initial mole ratio, $R_o=[Fe^{2+}]_o/[OH^-]_o$ of KOH was decreased the particle was grown oxyhydroxide seed growth from aqueous solution of ferrous sulfate with KOH has been studied. The influence of the air flow rate, reaction temperature and initial mole ratio, $R_o=[Fe^{2+}]_o/[OH^-]_o$, on the kinetics of seed growth are investigated by static pH experiment. The oxidation rate of seed growth increased with increase in the air low rate, reaction temperature and initial mole patio. The activation energy of seed growth is 16.16 KJ/mol and the rate equation of seed growth can be written as follows: $-\frac{d[Fe^{2+}]}{dt}=1.46{\times}10^4[P_{o2}]^{0.66}[OH^-]^{2.19}exp(-\frac{16.16}{dt})$.

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단일벽 탄소나노튜브의 직경 분포에 미치는 합성 템플레이트 및 공정변수의 영향

  • Gwak, Eun-Hye;Yun, Gyeong-Byeong;Jeong, Gu-Hwan
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.08a
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    • pp.250-250
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    • 2013

  • 단일벽 탄소나노튜브(Single-walled nanotubes, SWNTs)는 나노스케일의 크기와 우수한 물성으로 인하여, 전자, 에너지, 바이오 분야로의 응용이 기대되고 있다. 특히 SWNTs의 직경을 제어하게 되면 튜브의 전도성 제어가 훨씬 수월하게 되어, 차세대 나노전자소자의 실현을 앞당길 수 있으며 이러한 이유로 많은 연구들이 현재 행해지고 있다. SWNTs의 직경제어 합성을 위해서는 현재 열화학기상증착법(Thermal chemical vapor deposition; TCVD)이 가장 일반적으로 이용되고 있으며, 합성 촉매와 합성되는 튜브의 직경과의 크기 연관성이 알려진 후로는, 촉매의 크기를 제어하여 SWNTs의 직경을 제어하고자 하는 연구들이 활발하게 보고되고 있다. 특히, 촉매 나노입자의 직경이 1~2 nm 이하로 감소될 경우, SWNTs의 직경 분포가 어떻게 변화할 것인지가 최근 가장 중요한 관심사로 남아 있으나, 이러한 크기의 금속입자는 나노입자의 융점저하 현상이 발현되는 영역이므로, SWNTs의 합성온도 영역에서 촉매 금속입자는 반액체(Semi-liquid) 상태로 존재할 것으로 추측하고 있다. 본 연구에서는 고온의 SWNTs 합성환경에서 금속나노촉매의 유동성을 제한하기 위하여 나노사이즈의 기공이 규칙적으로 정렬된 다공성 물질인 제올라이트를 촉매담지체로 이용하였고, 이 때 다양한 합성변수가 SWNTs의 직경에 미치는 영향을 살펴보고자 하였다. SWNTs의 합성을 위해 실리콘 산화막 기판 위에 제올라이트를 도포한 후, 합성 촉매로서 전자빔증발법을 통하여 수 ${\AA}$에서 수 nm 두께의 철 박막을 증착하였다. 합성은 메탄을 원료가스로 하여 TCVD법으로 실시하였다. 주요변수로는 제올라이트 종류, 증착하는 철 박막의 두께, 합성온도를 설정하였으며, 이에 따라 합성된 SWNTs의 합성수율 및 직경분포의 변화를 체계적으로 살펴보았다. SWNTs의 전체적인 합성수율의 변화는 SEM 관찰결과를 이용하였으며, SWNTs의 직경은 AFM 관찰 및 Raman 스펙트럼의 분석에서 도출하였다. 실험결과, 제올라이트 종류에 따라서는 명확한 튜브직경 분포의 변화 없이 비교적 좁은 직경분포를 갖는 SWNTs가 합성되었으며, 합성온도가 $850^{\circ}C$ 이하로 감소되면 합성수율이 현저히 감소되는 것을 알 수 있었다. 촉매박막의 두께가 1 nm 이상인 경우에서는 직경 5 nm 전후의 나노입자가 형성되었으며, 이때 SWNTs의 합성수율은 높았으나 다양한 직경의 튜브가 합성이 된 것을 확인할 수 있었다. 반면, 촉매입자의 크기가 2 nm 이하에서는 합성수율은 다소 저하되었으나, SWNTs의 직경분포의 폭이 상대적으로 훨씬 좁아지는 것을 알 수 있었다. 추후, 극미세 촉매와 저온합성 환경에서의 합성수율 향상을 위한 합성공정의 개량이 지속적으로 요구된다.

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Characterization of Iron Oxide Nanoparticles Synthesized by Flame Synthesis (화염법으로 제조된 산화철 나노입자의 특성평가)

  • Yang, Sang-Sun;Altman, Igor S.;Pikhitsa, Peter V.;Choi, Man-Soo
    • Proceedings of the KSME Conference
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    • 2004.11a
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    • pp.1162-1165
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    • 2004

  • Size and crystalline phase changes of $Fe_{2}O_{3}$ nanoparticles formed in a $H_{2}/O_{2}$ flame have been investigated. At flame temperatures below $1350^{\circ}C$, the mean particle size increased monotonously with the distance from the burner edge; but in high-temperature flames above $1650^{\circ}C$, it suddenly decreased from 20 nm to ${\sim}3$ nm with the distance from the burner edge. The results of X-ray diffraction and HRTEM showed that this sudden reduction of the size of nanoparticles was accompanied by a partial phase transformation from ${\gamma}$-$Fe_{2}O_{3}$ into ${\alpha}$-$Fe_{2}O_{3}$. We suggest the structural instability due to ${\gamma}-$ to ${\alpha}-phase$ transformation as a mechanism for a rapid fragmentation of 20 nm particles into 3 nm ones.

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