KR100808027B1 - Fabrication method of nickel nano-powder by gas phase reaction - Google Patents
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Abstract
본 발명은 금속염화물을 증발시킨 후 고온에서 수소가스와의 환원반응을 통해 금속 분말을 얻는 기상반응법에 있어서, 수소가스와 함께 소량의 암모니아 가스를 동시에 공급하여 금속염화물과 수소의 반응으로 생성된 금속 나노입자 핵이 상호 충돌이나 핵 성장 과정에서 금속 입자가 임의로 성장하는 것을 효과적으로 방지함으로써, 종래의 방법에 비해 보다 입도가 작고, 매우 균일한 금속 나노분말을 얻을 수 있다.The present invention is a gas phase reaction method for obtaining a metal powder through a reduction reaction with hydrogen gas at a high temperature after evaporating the metal chloride, by simultaneously supplying a small amount of ammonia gas with hydrogen gas produced by the reaction of metal chloride and hydrogen By effectively preventing the metal nanoparticle nuclei from randomly growing in the process of mutual collision or nucleus growth, metal nanopowders having a smaller particle size and more uniformity can be obtained than the conventional methods.
나노, 니켈 분말, 수소환원법, 암모니아 Nano, nickel powder, hydrogen reduction method, ammonia
Description
도 1은 본 발명이 적용되는 니켈 나노분말의 제조 장치도,1 is a manufacturing apparatus of nickel nano powder to which the present invention is applied,
도 2는 본 발명에 따라 제조된 니켈 나노분말의 이미지이다.2 is an image of the nickel nanopowder prepared according to the present invention.
본 발명은 금속 나노분말의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 금속염화물을 증발시킨 다음, 고온에서 암모니아 가스 분위기하에서 수소가스와 환원반응을 시킴으로써 매우 균일한 입도를 갖는 나노사이즈의 금속 분말을 제조하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for preparing a metal nanopowder, and more particularly, to prepare a nano-sized metal powder having a very uniform particle size by evaporating the metal chloride and then reacting with hydrogen gas under ammonia gas at high temperature. It is about how to.
최근 들어 나노기술에 대한 전 세계적인 관심이 집중되고 이에 대한 연구개발이 활발히 진행됨에 따라, 각종 나노재료의 제조 및 응용에 대하여 국내외에서 새로운 기술개발이 속속 보고되고 있다. 이러한 나노기술의 특징은 기존의 소재나 재료가 갖는 물성을 획기적으로 개선함으로써, 실현 불가능한 것으로 생각되었던 여러 가지 제품들을 현실적으로 가능하게 한다는 점이다. 예를 들면, 반도체 회로선폭을 100 나노미터 이하로 줄임으로써 집적도를 종래 수준에 비해 크게 향상시킬 수 있으며, 새로운 개념의 메모리칩인 MRAM의 실현 및 각종 고성능 센서와 화학 촉매 등에 광범위하게 응용될 수 있다. Recently, as the global interest in nanotechnology has been concentrated and research and development has been actively progressed, new technology developments have been reported at home and abroad for the manufacture and application of various nanomaterials. The unique feature of this nanotechnology is that by dramatically improving the properties of existing materials or materials, it is possible to realistically enable various products that were considered infeasible. For example, by reducing the semiconductor circuit line width to 100 nanometers or less, the degree of integration can be greatly improved compared to the conventional level, and it can be widely applied to realization of a new concept of memory chips, MRAM, and various high-performance sensors and chemical catalysts. .
나노사이즈의 금속분말을 제조하기 위한 방법으로는 크게 액상에서 화학반응을 유도하여 나노사이즈의 금속을 침전시키는 방법과 기상에서 고온 열분해하여 나노 금속분말을 얻은 방법이 알려져 있으나, 대부분의 경우 상기 두 가지 방법에서는 원료로서 금속 알콕사이드(alkoxide)와 같은 유기금속화합물을 사용하는 것이 일반적이다. 그러나, 이러한 유기금속화합물들은 대부분 값이 매우 고가이기 때문에 나노 금속분말을 대량생산 하는 데에는 경제성의 문제가 뒤따르게 된다.Methods for preparing nano-sized metal powders are known to induce chemical reactions in a liquid phase to precipitate nano-sized metals and to obtain nano-metal powders by high temperature pyrolysis in a gas phase. In the method, it is common to use an organometallic compound such as a metal alkoxide as a raw material. However, since most of these organometallic compounds are very expensive, there are economic problems in mass production of nano metal powders.
상기 유기금속화합물을 사용하여 나노 금속분말을 제조하는 방법 이외의 초미립자 제조방법으로는 가스증발법, 금속 수산염을 고온에서 수소가스로 환원하는 방법, 금속 염화물 증기를 수소가스로 환원하는 방법, 금속카보닐 화합물을 열분해하는 방법, 금속 수용액에 수소가스를 주입하여 환원하는 방법 등을 들 수 있다. Ultrafine particles other than the method for preparing nano metal powder using the organometallic compound include gas evaporation, reduction of metal oxalate to hydrogen gas at high temperature, reduction of metal chloride vapor to hydrogen gas, metal carbon And a method of thermally decomposing the nil compound, a method of reducing hydrogen gas by injecting it into an aqueous metal solution, and the like.
이 가운데, 특히 공업적으로 관심을 끄는 방법으로는 값이 매우 저렴한 금속 염화물을 원료로 사용하는 것으로서, 이 방법은 우선 원료인 금속 염화물을 적당한 온도에서 가열하여 증발시키고, 여기에서 얻은 금속 염화물 증기와 환원가스인 수소와의 고온 반응을 통하여 원하는 입도의 나노 금속분말을 얻게 된다. 상기 각종 원료로부터 나노 금속을 제조하는 방법과 관련하여 현재까지 발표된 자료로는 미국 특허 제6,521,016호, 동 제6,316,377호, 동 제5,698,483호 및 일본 특허 제2002-266007호, 동 제2002-255515호, 동 제2002-067000호 등에 기재된 방법이 있다.Among them, an industrially interesting method is to use metal chloride as a raw material, which is very inexpensive. First, the metal chloride, which is a raw material, is heated and evaporated at an appropriate temperature. Nanometal powder of desired particle size is obtained through high temperature reaction with hydrogen which is a reducing gas. Data published to date regarding the method of manufacturing nano metals from the various raw materials include US Pat. Nos. 6,521,016, 6,316,377, 5,698,483, and Japanese Patents 2002-266007 and 2002-255515. And 2002-067000 and the like.
상기한 나노 금속분말의 제조법 가운데 가스증발법과 같은 물리적 방법에 의 한 제조법의 경우 화학적 방법에 비해 결정성이 양호하고 입도분포가 매우 좁은 장점은 있으나, 장치비가 많이 들고 공정비용이 비싸 전반적인 제조원가가 화학적 방법에 비해 높은 단점이 있다. 예를 들면, 니켈 나노분말을 가스증발법으로 제조하고자 하는 경우 수소 환원법으로 제조하는 것에 비해 2배 정도의 제조비용이 필요한 것으로 알려져 있다. Among the methods of preparing the nano metal powders described above, the method by physical method such as gas evaporation method has advantages of good crystallinity and narrow particle size distribution compared with chemical method, but the overall manufacturing cost is high due to high equipment cost and process cost. There is a high disadvantage compared to the method. For example, when the nickel nano powder is to be produced by the gas evaporation method, it is known that the manufacturing cost is about twice that of the hydrogen reduction method.
반면, 금속 염화물을 수소 환원시키는 방법으로 나노 금속분말을 제조하는 경우에 있어서는 제조 단가가 비교적 저렴하고 공업적인 대량생산이 가능한 장점은 있으나, 고온에서의 화학반응을 정밀하게 제어하기 어렵기 때문에 생산된 나노 분말의 입도분포가 넓은 단점을 가지고 있다. 이것은 금속 염화물 증기와 수소가스가 반응하는 과정에서 생성된 금속입자 핵끼리 서로 충돌하면서 입도가 커지는 현상을 보이기 때문으로써, 통상적인 방법으로 고온 반응을 시키게 되면 상기 현상의 제어가 극히 어려운 문제점이 있다.On the other hand, in the case of manufacturing nano metal powder by hydrogen reduction method of metal chloride, there is an advantage that the production cost is relatively inexpensive and industrial mass production is possible, but it is difficult to precisely control the chemical reaction at high temperature. The particle size distribution of nano powders has a wide disadvantage. This is because the metal particle nuclei generated during the reaction of the metal chloride vapor and hydrogen gas collide with each other to increase the particle size, and when the high temperature reaction is carried out by a conventional method, it is extremely difficult to control the phenomenon.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 금속염화물을 원료로 사용하여 이를 증발시킨 다음 고온에서 수소가스와의 환원 반응을 통하여 니켈 나노분말을 제조하는데 있어서, 종래의 통상적인 방법에 비해 생성된 나노 분말의 입도가 작고, 또한 입도분포가 매우 좁은 나노 분말을 매우 저렴한 비용으로 제조할 수 있는 수단을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, by using a metal chloride as a raw material to evaporate it and then to produce a nickel nano powder through a reduction reaction with hydrogen gas at a high temperature, it is produced compared to the conventional method It is an object of the present invention to provide a means for producing a nanoparticle having a small particle size and a very narrow particle size distribution at a very low cost.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 금속 나노분말의 제조방법은,Method for producing a metal nanopowder according to the present invention for achieving this object,
질소 가스를 공급하여 원료인 금속염화물을 증발시키는 단계와, 질소 가스의 공급은 유지하면서, 수소 가스와 암모니아 가스를 동시에 공급하여 상기 증발된 금속염화물 증기와의 환원반응을 통해 금속 나노분말을 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Supplying nitrogen gas to evaporate the metal chloride as a raw material, and supplying hydrogen gas and ammonia gas simultaneously while maintaining supply of nitrogen gas to obtain metal nanopowder through a reduction reaction with the evaporated metal chloride vapor Characterized in that it comprises a.
이 경우, 질소 가스의 공급과 수소 가스의 공급은 독립적으로 이루어지는 것이 바람직하다.In this case, the supply of nitrogen gas and the supply of hydrogen gas are preferably made independently.
또한, 공급 가스인 질소:수소 가스의 비율은 1:1 ∼ 5:1 범위 내이고, 수소:암모니아 가스의 비율은 5:1 ∼ 10:1 범위 내인 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the ratio of nitrogen: hydrogen gas which is a supply gas exists in the range of 1: 1-5: 1, and the ratio of hydrogen: ammonia gas is 5: 1-10: 1.
또한, 상기 금속염화물은 니켈염화물, 텅스텐염화물, 철염화물, 크롬염화물, 구리염화물 중 선택된 어느 하나일 수도 있다.In addition, the metal chloride may be any one selected from nickel chloride, tungsten chloride, iron chloride, chromium chloride, copper chloride.
또한, 상기 금속염화물이 니켈염화물인 경우, 니켈염화물의 증발 온도는 780 ∼ 850℃ 범위 내로 하고, 증발된 니켈염화물 증기와 수소 및 암모니아 가스와의 반응 온도는 500 ∼ 900℃ 범위 내로 하는 것이 바람직하다.In the case where the metal chloride is nickel chloride, the evaporation temperature of the nickel chloride is preferably in the range of 780 to 850 ° C, and the reaction temperature of the evaporated nickel chloride vapor and hydrogen and ammonia gas is preferably in the range of 500 to 900 ° C. .
이하에서, 본 발명에 따른 금속 나노분말의 제조방법에 관한 실시예를 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, an embodiment of a method for manufacturing a metal nanopowder according to the present invention will be described in detail.
본 발명의 목적은 니켈염화물(NiCl2)을 증발시키고 여기에서 얻은 증발증기와 수소가스와의 고온 환원반응을 통하여 니켈 나노분말을 생성시키는 과정에서 수소가스와 함께 소량의 암모니아 가스(NH3)를 주입하는 방법으로 달성할 수 있다. An object of the present invention is to evaporate nickel chloride (NiCl 2 ) and a small amount of ammonia gas (NH 3 ) with hydrogen gas in the process of producing nickel nano powder through a high temperature reduction reaction of the vaporized vapor and hydrogen gas obtained therefrom. This can be achieved by injection.
여기서, 수소가스와 혼합하여 주입하는 암모니아 가스는 수소가스보다 비교적 낮은 환원성을 가지고 있고, 또한 입자 표면에서의 흡착성이 매우 강하기 때문에, 환원반응으로 생성된 니켈 나노입자 핵에 부착되어 입자 핵끼리 상호 응집되는 현상을 억제하거나 나노입자가 급속히 성장하는 것을 방지함으로써 입도분포가 좁고 균일한 사이즈의 니켈 나노분말 제조를 가능하게 해준다. 암모니아 가스가 없는 상태에서 수소가스만을 가지고 환원공정을 실시하게 되면, 상기 효과를 달성할 수 없게 되기 때문에 제조된 니켈 분말의 입도가 균일하지 못하고 특히 전체적으로 평균입도가 상당히 커지는 단점을 초래하게 된다.Here, since ammonia gas mixed with hydrogen gas is relatively lower in reducibility than hydrogen gas, and has very strong adsorption property on the particle surface, the ammonia gas adheres to the nickel nanoparticle nuclei generated by the reduction reaction and mutually aggregates the particle nuclei. By suppressing the phenomenon or preventing the nanoparticles from growing rapidly, it is possible to produce nickel nanopowders having a narrow particle size distribution and uniform size. If the reduction process is performed only with hydrogen gas in the absence of ammonia gas, the above effect cannot be achieved, resulting in a disadvantage that the particle size of the manufactured nickel powder is not uniform and in particular, the average particle size is considerably large.
본 발명의 방법을 보다 상세히 예를 들어 설명하면, 도 1에서 보는 바와 같이 우선 직경이 다른 두 개의 석영관을 준비하고 큰 석영관(1) 안쪽으로 작은 석영관(2)을 삽입한다. 이때, 작은 석영관의 길이는 큰 석영관의 절반 정도가 되도록 하며, 상기와 같이 준비된 석영관을 각각 온도제어가 가능한 두 개의 관로(tube furnace)에 집어넣는다. 상기 두 개의 관로 가운데 첫 번째 관로(3)는 염화니켈(NiCl2)을 가열하여 증기로 만들기 위한 것이고, 두 번째 관로(4)는 증기화된 염화니켈과 수소가스의 환원반응을 위한 것이다. 상기와 같이 준비된 장치에 염화니켈(5)을 내화용기(6)에 담아 작은 석영관 중간 부위로 장입한다. 또한, 가스 주입관 두 개를 준비하여 제 1 가스 주입관(7)은 작은 석영관 내부로, 제 2 가스 주입관(8)은 큰 석영관 내부로 도 1에서 보는 것처럼 삽입하고, 배출관(9)을 연결한 다음 고무마개(10)로 석영관을 밀봉한다.Referring to the method of the present invention in more detail by way of example, as shown in Fig. 1, first, two quartz tubes having different diameters are prepared, and a
상기와 같이 장치 조립이 끝난 다음 질소가스를 제 1 가스 주입관을 통해 약 30분 가량 충분히 흘려 석영관 내부의 공기를 배출시킨다. 공기 배출이 끝난 다음 염화니켈이 위치한 첫 번째 관로의 온도를 염화니켈이 증발할 수 있는 780 ~ 850℃까지 승온시켜 염화니켈을 증발시킨다. 상기 증발온도보다 낮으면 염화니켈이 증발되는 속도가 너무 낮게 되고, 또한 상기 증발온도보다 높으면 불필요한 에너지가 소모되는 단점이 있다. After the device is assembled as described above, nitrogen gas is sufficiently flowed through the first gas injection tube for about 30 minutes to discharge the air inside the quartz tube. After the air is discharged, the nickel chloride is evaporated by raising the temperature of the first conduit in which nickel chloride is located to 780 to 850 ° C, where nickel chloride can evaporate. If it is lower than the evaporation temperature, the rate at which nickel chloride is evaporated is too low, and if it is higher than the evaporation temperature, unnecessary energy is consumed.
한편, 반응로인 두 번째 관로의 온도도 반응온도인 500 ~ 900℃가 되도록 미리 승온시키며, 승온이 끝나면 제 1 가스 주입관을 통한 질소가스 공급은 그대로 유지하면서 제 2 가스 주입관을 통해 반응가스인 수소가스와 함께 암모니아(NH3) 가스를 동시에 공급하는 방법으로 니켈 나노분말을 제조한다. 반응온도 범위가 상기보다 낮으면 환원율이 저하하게 되고, 또한 상기온도보다 높으면 에너지 비용이 상승하는 문제점이 있다. Meanwhile, the temperature of the second pipe, which is the reactor, is also raised in advance so that the reaction temperature is 500 to 900 ° C., and when the temperature is over, the reaction gas is supplied through the second gas pipe while maintaining the nitrogen gas supply through the first gas pipe. Nickel nanopowder is manufactured by simultaneously supplying ammonia (NH 3 ) gas together with phosphorus hydrogen gas. If the reaction temperature range is lower than the above, the reduction rate is lowered, and if the reaction temperature is higher than the temperature, the energy cost increases.
상기 본 발명의 방법에서 공급 가스인 질소, 수소 및 암모니아 가스의 비율은 질소:수소의 비율이 1:1 ~ 5:1, 또한 수소:암모니아 가스의 비율이 5:1 ~ 10:1의 범위가 적당하다. 상기 가스 혼합비율은 균일한 입도의 니켈 나노분말을 제조하기에 적당한 범위이며, 상기 비율보다 작거나 크게 되면 니켈 입자가 불균일하게 되거나 환원율이 낮아지는 문제점을 초래하게 된다. In the method of the present invention, the ratio of nitrogen, hydrogen, and ammonia gas, which are feed gases, is in a range of 1: 1 to 5: 1 of nitrogen: hydrogen, and 5: 1 to 10: 1 of hydrogen: ammonia gas. It is suitable. The gas mixing ratio is a range suitable for producing nickel nanopowders having a uniform particle size, and if the ratio is smaller or larger than the ratio, the nickel particles become uneven or the reduction rate is reduced.
상기 본 발명에서 석영관을 두 개로 사용하고 가스 주입관을 독립적으로 설치한 이유는 수소를 직접 염화니켈 시료쪽으로 공급할 경우 증발되지 않은 염화니 켈과 수소가 반응하여 염화니켈 시료 표면에서 바로 니켈 금속이 생성되기 때문이다. In the present invention, two quartz tubes are used and gas injection tubes are installed independently. When hydrogen is directly supplied to a nickel chloride sample, nickel metal that does not evaporate reacts with hydrogen, and nickel metal is directly on the surface of the nickel chloride sample. Because it is created.
또한, 상기 본 발명의 방법대로 제조된 니켈 나노분말은 공급가스와 함께 밖으로 배출되며 액상 포집기 등을 이용하여 니켈 나노분말을 회수하게 된다. 본 발명에서는 생성된 니켈 나노분말의 포집방법을 별도로 제한하지는 않는다. In addition, the nickel nano powder prepared according to the method of the present invention is discharged out together with the feed gas to recover the nickel nano powder using a liquid collector. In the present invention, the method of collecting the produced nickel nanopowder is not limited separately.
또한, 본 발명에서는 상기한 바와 같이 수소와 암모니아 가스를 사용하여 나노 금속분말을 제조하는데 있어서 대상 금속을 굳이 니켈로 제한하지는 않으며, 금속염화물을 증발시켜 수소와의 환원반응을 통해 금속분말을 제조할 수 있는 텅스텐, 철, 크롬, 구리 등의 금속에 본 발명의 방법을 적용할 수 있다.In addition, in the present invention, in the preparation of nano metal powder using hydrogen and ammonia gas as described above, the target metal is not necessarily limited to nickel, and metal powder may be prepared through a reduction reaction with hydrogen by evaporating metal chloride. The method of the present invention can be applied to metals such as tungsten, iron, chromium and copper.
상기 본 발명의 방법으로 니켈염화물을 원료로 사용하여 이를 증발시킨 다음 고온에서 수소가스와의 환원 반응을 통하여 니켈 나노분말을 제조하는데 있어서, 수소가스와 함께 암모니아 가스를 주입하면 종래의 통상적인 방법에 비해 생성된 니켈 나노분말의 입도가 작고, 또한 입도분포가 매우 좁은 균일한 니켈 나노분말을 제조할 수 있게 된다.In the method of the present invention using nickel chloride as a raw material to evaporate it and then to produce a nickel nano powder through a reduction reaction with hydrogen gas at high temperature, injecting ammonia gas with hydrogen gas in a conventional conventional method In comparison, it is possible to produce uniform nickel nanopowders having a smaller particle size and a very narrow particle size distribution.
이하, 본 발명의 구체적인 공정조건 및 특징을 다음의 실시예를 통해 상세히 설명한다.Hereinafter, specific process conditions and features of the present invention will be described in detail through the following examples.
실시예Example 1 One
염화니켈(NiCl2) 5gr을 내화용기에 담아 본 발명의 도 1과 같이 장치를 조립 하고 나서 제 1 가스 주입관을 통해 30분간 질소가스를 흘려 보낸다. 석영관 내부의 공기 배출이 끝난 다음 반응로의 온도를 900℃, 또한 증발로의 온도를 780℃까지 승온시키고, 승온이 끝나면 질소공급은 그대로 유지하면서 제 2 가스 주입관을 통해 수소가스와 암모니아가스를 동시에 공급하여 니켈 나노분말을 제조한다. 이때, 질소:수소의 공급비율은 1:1이 되도록 하고, 수소:암모니아 가스의 공급비율은 10:1이 되도록 한다. 염화니켈과 수소의 반응으로 생성된 니켈 나노분말은 공급가스와 함께 외부로 배출시키고 배출가스를 등유(kerosene)가 채워진 액상 포집기를 통과시키는 방법으로 니켈 나노분말을 회수한다. Nickel chloride (NiCl 2 ) 5gr contained in a refractory container and assembled as shown in Figure 1 of the present invention, and then nitrogen gas flows through the first gas injection pipe for 30 minutes. After the discharge of the air inside the quartz tube, the temperature of the reactor is raised to 900 ° C and the temperature of the evaporator to 780 ° C. After the temperature rises, the hydrogen gas and ammonia gas are passed through the second gas injection pipe while maintaining the nitrogen supply. Simultaneously supplying nickel nanopowder is prepared. At this time, the supply ratio of nitrogen: hydrogen is 1: 1 and the supply ratio of hydrogen: ammonia gas is 10: 1. Nickel nanopowder produced by the reaction of nickel chloride and hydrogen is discharged to the outside together with the feed gas, and the nickel nanopowder is recovered by passing the exhaust gas through a kerosene-filled liquid collector.
상기 본 발명의 방법으로 제조한 니켈 나노분말의 입도를 분석한 결과 도 2에서 보는 바와 같이 평균입도 45nm, 입도범위 20 ~ 80nm로써 암모니아 가스를 공급하지 않은 방법에 비해 입도가 작아지고 균일도가 크게 향상된 것으로 나타났다.As a result of analyzing the particle size of the nickel nanopowder prepared by the method of the present invention, as shown in FIG. 2, the particle size is smaller and the uniformity is significantly improved as compared to the method without supplying ammonia gas with an average particle size of 45 nm and a particle size range of 20 to 80 nm. Appeared.
실시예Example 2 2
염화니켈 5gr을 내화용기에 담아 실시예 1과 동일하게 장치를 조립하고 제 1 가스 주입관을 통해 30분간 질소가스를 흘려 보낸다. 석영관 내부의 공기배출이 끝난 다음 반응로의 온도를 500℃, 또한 증발로의 온도를 850℃까지 승온시키고, 승온이 끝나면 실시예 1과 같은 방법으로 제 2 가스 주입관을 통해 수소가스와 암모니아가스를 동시에 공급한다. 이때, 질소:수소의 공급비율은 5:1이 되도록 하고, 수소:암모니아 가스의 공급비율은 5:1이 되도록 한다. 상기 반응으로 생성된 니켈 나노분말은 실시예 1과 동일한 방법으로 액상 포집기를 사용하여 회수한다. Nickel chloride 5gr was put in a refractory container, and the apparatus was assembled in the same manner as in Example 1, and nitrogen gas was flowed through the first gas injection pipe for 30 minutes. After the discharge of the air inside the quartz tube, the temperature of the reaction furnace was raised to 500 ° C. and the temperature of the evaporation furnace to 850 ° C. After the temperature was raised, hydrogen gas and ammonia were passed through the second gas injection pipe in the same manner as in Example 1. Supply gas at the same time. At this time, the supply ratio of nitrogen: hydrogen is 5: 1, and the supply ratio of hydrogen: ammonia gas is 5: 1. The nickel nano powder produced by the reaction is recovered using a liquid collector in the same manner as in Example 1.
상기 본 발명의 방법으로 제조한 니켈 나노분말의 입도를 분석한 결과 평균입도 37nm, 입도범위 15 ~ 75nm로써 종래의 방법에 비해 입도가 작아지고 균일도가 크게 향상된 것으로 나타났다.As a result of analyzing the particle size of the nickel nano powder prepared by the method of the present invention, the average particle size was 37 nm and the particle size range was 15 to 75 nm.
이상과 같이, 상기 본 발명의 방법으로 니켈 염화물을 원료로 사용하여 이를 증발시킨 다음 고온에서 수소가스와의 환원 반응을 통하여 니켈 나노분말을 제조하는데 있어서, 수소가스와 함께 암모니아 가스를 주입하면 종래의 통상적인 방법에 비해 생성된 니켈 나노분말의 입도가 작고, 또한 입도분포가 매우 좁은 균일한 니켈 나노분말을 제조할 수 있는 장점이 있다.As described above, in preparing the nickel nanopowder by using nickel chloride as a raw material by the method of the present invention and evaporating it and then reducing hydrogen gas at a high temperature, when ammonia gas is injected together with hydrogen gas, Compared with the conventional method, the produced nickel nanopowder has a small particle size, and has an advantage of producing a uniform nickel nanopowder having a very narrow particle size distribution.
또한, 본 발명은 니켈 염화물을 수소 환원시키는 방법으로 니켈 나노분말을 제조함으로써, 종래의 가스증발법이나 고온 열분해법에 비해 제조 단가가 비교적 저렴한 동시에 공업적인 대량생산이 가능하다는 특징이 있다.In addition, the present invention is characterized in that the production cost is relatively low compared to the conventional gas evaporation method or high temperature pyrolysis method, and industrial mass production is possible by preparing nickel nano powder by hydrogen reduction method of nickel chloride.
본 발명은 도시된 실시예를 중심으로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 할 수 있는 다양한 변형 및 균등한 타 실시예를 포괄할 수 있음을 이해할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the illustrated embodiments, it is merely exemplary, and the present invention may encompass various modifications and equivalent other embodiments that can be made by those skilled in the art. Will understand.
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|---|---|---|---|---|
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0412008A (en) * | 1990-04-27 | 1992-01-16 | Mitsubishi Petrochem Co Ltd | Production of magnetic powder |
| JPH1180816A (en) | 1997-09-10 | 1999-03-26 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | Nickel powder for conductive paste and its production |
| KR20040097735A (en) * | 2003-05-13 | 2004-11-18 | 한국과학기술연구원 | Preparation of Tungsten Nano-Powder from Tungsten Chlorides |
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|---|---|---|---|---|
| JPS59170211A (en) * | 1983-03-14 | 1984-09-26 | Toho Aen Kk | Production of ultrafine powder |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0412008A (en) * | 1990-04-27 | 1992-01-16 | Mitsubishi Petrochem Co Ltd | Production of magnetic powder |
| JPH1180816A (en) | 1997-09-10 | 1999-03-26 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | Nickel powder for conductive paste and its production |
| KR20040097735A (en) * | 2003-05-13 | 2004-11-18 | 한국과학기술연구원 | Preparation of Tungsten Nano-Powder from Tungsten Chlorides |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101132436B1 (en) | 2010-02-24 | 2012-03-30 | 국민대학교산학협력단 | Method for the spinel vanadate materials |
| KR102466392B1 (en) * | 2021-08-05 | 2022-11-11 | 한국생산기술연구원 | Manufacturing Apparatus For Uniform Insulating Layer Coated Soft Magenetic Alloy Powder Using Selective Oxidation Heat Treatment And Method Thereof |
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