• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제28권10호
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• pp.1661-1664
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• 2007

Direct reaction of elemental silicon with a gaseous mixture of isopropyl chloride (1) and hydrogen chloride in the presence of copper catalyst using a stirred bed reactor equipped with a spiral band agitator gave isopropyldichlorosilane having a Si-H bond (2a) as a major product and isopropyltrichlorosilane (2b) along with chlorosilanes, trichlorosilane and tetrachlorosilane. A process for production of 2a was maximized using the 1:0.5 mole ratio of 1 to HCl and smaller size of elemental silicon at a reaction temperature of 220 °C. When a reaction was carried out by feeding a gaseous mixture of 1 [12.9 g/h (0.164 mol/h)] and HCl [2.98 g/h (0.082 mol/h)] to a contact mixture of elemental silicon (360 g) and copper (40 g) under the optimum condition for 45 h, 2a among volatile products kept up about 82 mol % until 35 h and then slowly decreased down 68 mol % in 45 h reaction. Finally 2a was obtained in 38% isolated yield (based on 1 used) with an 85% consumption of elemental silicon in a 45 h reaction. In addition to 2a, 2b was obtained as minor product along with chlorosilanes, trichlorosilane, and tetrachlorosilane. The decomposition of 1 was suppressed and the production of 2a improved by adding HCl to 1.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권5호
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• pp.577-581
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• 2011

가시광 영역에서 강한 광루미네선스(photoluminescence, PL) 특성이 있는 실리콘 나노입자는, 생물학적 형광 이미징, RGB(red, green, blue) 디스플레이, 포토닉스, 광전소자 등의 응용소재로 개발될 수 있어 많은 연구가 수행되고 있다. 실리콘 나노입자의 광학적 및 물리화학적 특성을 이용한 실용적인 응용 및 개발을 위해서는 그 특성의 조절이 용이한 제조법 개발이 필수적이다. 본 연구에서는 Na(naphthalide)를 환원제로 사용한 용액환원법을 이용하여 한 단계로 입자표면이 알킬기로 안정화된 평균 <10 nm 크기의 실리콘 나노입자를 합성할 수 있는 방안을 시도하였다. 이를 위하여 실리콘 전구체로 알킬기를 포함하고 있는 (Octyl)$SiCl_3$ 단독 또는 (Octyl)$SiCl_3$와 $SiCl_4$의 혼합물을 사용하여 Si-Cl 결합의 환원을 통한 입자의 형성과 동시에 반응물에 포함된 Octyl 기에 의한 표면 안정화를 한번에 달성할 수 있었다. 합성한 실리콘 입자의 TEM/EDS, FTIR 분석결과 입자의 크기는 <10 nm이며, 표면이 알킬기로 덮여있어 소수성 용제인 헥산에 쉽게 용해되었으며 입자표면은 소량의 산화된 Si-O-Si 그룹을 포함하고 있었다. UV-vis 및 PL 분석결과 표면 알킬기를 포함하는 실리콘 나노입자의 전형적인 광 특성을 보여 간단한 반응단계를 통하여 표면이 Octyl기로 덮인 실리콘 나노입자를 합성할 수 있음을 보였다. 본 연구에서 시도한 합성법을 응용할 경우, 향 후 실리콘 나노입자의 표면에 다양한 기능기를 one-pot으로 도입할 수 있을 것으로 기대된다.