KR100840854B1 - Process for forming tin oxide and tin oxide powder using the same - Google Patents
Process for forming tin oxide and tin oxide powder using the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR100840854B1 KR100840854B1 KR1020070038949A KR20070038949A KR100840854B1 KR 100840854 B1 KR100840854 B1 KR 100840854B1 KR 1020070038949 A KR1020070038949 A KR 1020070038949A KR 20070038949 A KR20070038949 A KR 20070038949A KR 100840854 B1 KR100840854 B1 KR 100840854B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- solution
- tin oxide
- tin
- oxide powder
- ion
- Prior art date
Links
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 59
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 58
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 45
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 19
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 28
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 21
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 20
- 238000005118 spray pyrolysis Methods 0.000 claims abstract description 19
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 17
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 11
- HPGGPRDJHPYFRM-UHFFFAOYSA-J tin(iv) chloride Chemical compound Cl[Sn](Cl)(Cl)Cl HPGGPRDJHPYFRM-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 11
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 5
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 5
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims description 5
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 5
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 4
- 238000000703 high-speed centrifugation Methods 0.000 claims description 3
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- IUTCEZPPWBHGIX-UHFFFAOYSA-N tin(2+) Chemical compound [Sn+2] IUTCEZPPWBHGIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- -1 oxygen ion Chemical class 0.000 abstract description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 abstract 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract 2
- 229910001432 tin ion Inorganic materials 0.000 description 20
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 5
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical group 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 230000008676 import Effects 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021627 Tin(IV) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000011858 nanopowder Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- QHGNHLZPVBIIPX-UHFFFAOYSA-N tin(ii) oxide Chemical class [Sn]=O QHGNHLZPVBIIPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G19/00—Compounds of tin
- C01G19/02—Oxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J6/00—Heat treatments such as Calcining; Fusing ; Pyrolysis
- B01J6/008—Pyrolysis reactions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G1/00—Methods of preparing compounds of metals not covered by subclasses C01B, C01C, C01D, or C01F, in general
- C01G1/02—Oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
Abstract
Description
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 주석 산화물 생성 방법을 나타내는 흐름도이고, 1 is a flowchart illustrating a tin oxide production method according to a preferred embodiment of the present invention,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 주석 산화물 생성 방법을 나타내는 흐름도이다. 2 is a flow chart illustrating a method for producing tin oxide according to another embodiment of the present invention.
본 발명은 주석 산화물 생성 방법 및 이에 따른 주석 산화물 분말에 대한 것으로, 특히 분무열분해(spray pyrolysis) 반응을 이용하여 평균입자크기가 10~50nm인 주석 산화물(SnO2)을 생성하는 것이다. 더욱 상세하게는, 과산화수소(H2O2)로 제1주석이온(Sn2 +)을 제2주석이온(Sn4 +) 형태로 산화시킨 다음 분무열분해 과정을 거침으로써 주석 산화물(SnO2)을 용이하게 형성하는 것이 특징이다. The present invention relates to a process for producing tin oxide and a process for producing tin oxide (SnO 2 ) having an average particle size of 10 to 50 nm by using a spray pyrolysis reaction. More specifically, hydrogen peroxide (H 2 O 2) to the stannous ion (Sn 2 +) a stannic ion (Sn 4 +) tin oxide as was rough and then spray pyrolysis oxide form (SnO 2) And is easily formed.
일반적으로 금속 산화물을 얻기 위한 제조방법으로는 첫째, 철강 제조공장에서 열연강판의 산세 공정 중 부산물로 생성되는 폐산을 이용한 산화철(Fe2O3) 분말 제조방법과 둘째, 열연강판의 산세과정에서 발생되는 폐산 내에 망간 폐라이트(Mn-ferrite) 조성에 해당되는 망간 성분을 첨가한 복합 산용액을 원료로 하여 망간 페라이트 분말 제조방법 및 셋째, PCB 제조공정 중 발생되는 폐동액을 원료로 하여 산화동 분말 제조 방법이 있었다. Generally, as a manufacturing method for obtaining a metal oxide, first, a method for producing iron oxide (Fe 2 O 3 ) powder using a waste acid generated as a by-product in a pickling process of a hot-rolled steel sheet in a steel manufacturing factory; (3) a method of producing manganese ferrite powder by using a complex acid solution containing manganese component corresponding to the composition of manganese wasteite in the waste acid to be produced, and (3) There was a way.
그러나, 이러한 종래의 방법은 수열합성법 및 졸-겔 합성법 등에 의존한 실험실적 규모의 소량 제조에 불과하다는 단점이 있었고, 특히, 입도가 마이크론 단위 이상인 고체 주석 금속으로부터 평균 입도가 50nm 이하인 산화물 분말을 연속적으로 제조할 수 없다는 문제점이 있었다. However, such a conventional method has a disadvantage in that it is only a small amount of experimental scale depending on the hydrothermal synthesis method and the sol-gel synthesis method. Particularly, an oxide powder having an average particle size of 50 nm or less from a solid tin metal having a particle size of more than micron unit is continuously Can not be manufactured.
이에 본 발명에서는 상기한 문제점을 해결하기 위하여, 과산화수소(H2O2)로 제1주석이온(Sn2 +)을 제2주석이온(Sn4 +) 형태로 산화시킨 다음 분무열분해 과정을 거침으로써, 주석 산화물(SnO2)을 용이하게 형성시킬 수 있는 주석 산화물 생성방법을 제공하기 위한 것이다. Accordingly, in order to solve the above problems, the present invention provides a method of oxidizing a stannous ion (Sn 2 + ) in the form of a second tin ion (Sn 4 + ) with hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) , Tin oxide (SnO 2 ) can be easily formed on a substrate.
또한, 이러한 본 발명을 통하여 분무열분해 공정으로 제1주석이온 형태를 가지고 평균입도가 마이크론 단위 이상인 고체 주석 금속으로부터 평균입도가 50nm 이하인 제2주석 산화물 분말을 매우 경제적으로 제조하고자 하는 것이다. 또한, 이러한 제조 과정을 연속해서 반복적으로 수행함으로써 주석 산화물을 대량으로 생산하여, 품질의 균일성을 확보하고 수입 비용을 대체하며 제조 비용을 절감시키고자 하는 것이다. In addition, the present invention is intended to economically produce a second tin oxide powder having an average particle size of 50 nm or less from a solid tin metal having an average particle size of more than a micron unit having a first tin ion form in a spray pyrolysis process. Also, by continuously and repeatedly carrying out such a manufacturing process, tin oxide is produced in large quantities to secure uniformity of quality, to replace import costs, and to reduce manufacturing costs.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 주석 산화물 생성방법은, 염산용액에 주석 금속을 첨가 하고, 첨가한 주석 금속을 용해시키는 단계; 상기 주석 금속이 용해된 용액에 H2O2 용액을 첨가하여 용액 중에 존재하는 Sn2+ 형태의 이온들을 Sn4+ 형태로 산화시키는 단계; 상기 Sn2+ 형태의 이온들을 Sn4+ 형태로 산화시킨 용액을 80℃ 내지 90℃에서 가열하여 용액 내의 과잉 H2O2 성분을 증발시킨 후, 여과시켜서 주석 염화물 원료용액을 준비하는 단계; 상기 주석 염화물 원료용액을 800℃이상의 고온으로 유지된 열분해 반응로에 분무시키고, 분무열분해 반응에 의해 생성되는 평균입도 50nm 이하의 주석 산화물 분말을 포집하는 단계; 및 상기 주석 산화물 분말을 수세하고, 수세된 분말을 고속 원심분리에 의해 고상과 액상으로 분리하며, 상기 분리하여 얻은 고상의 주석 산화물 분말을 건조시키는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 또 다른 실시형태는, 상기한 주석 산화물 생성 방법에 의해 형성되어 평균입자크기가 10~50nm인 것을 특징으로 하는 주석 산화물 분말이다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for producing tin oxide, comprising the steps of: adding tin metal to a hydrochloric acid solution and dissolving the tin metal; Adding an H 2 O 2 solution to the solution in which the tin metal is dissolved to oxidize ions of Sn 2+ form present in the solution to Sn 4+ form; Heating a solution obtained by oxidizing the Sn 2+ type ions to Sn 4+ form at 80 ° C to 90 ° C to evaporate the excess H 2 O 2 component in the solution and then filtering the solution to prepare a tin chloride raw material solution; Spraying the tin chloride raw material solution into a pyrolysis furnace maintained at a high temperature of 800 ° C or higher and collecting tin oxide powder having an average particle size of 50 nm or less produced by a spray pyrolysis reaction; And washing the tin oxide powder with water, separating the washed powder into a solid phase and a liquid phase by high-speed centrifugation, and drying the solid tin oxide powder obtained by the separation.
Yet another embodiment of the present invention is a tin oxide powder formed by the tin oxide production method described above and having an average particle size of 10 to 50 nm.
삭제delete
삭제delete
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 기술적 특징을 상세하게 설명한다. Hereinafter, the technical features of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시형태에 따라 금속 주석이 포함된 반응 용액을 원료로 주석 산화물을 생성하는 방법을 나타내는 흐름도이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a flowchart showing a method for producing tin oxide from a reaction solution containing metal tin as a raw material according to a preferred embodiment of the present invention. FIG.
여기에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 주석 산화물 생성방법은, 먼저 제1주석이온(Sn2 +)이 용해된 반응 용액에 과산화수소(H2O2)를 첨가하여 상기 제1주석이온을 제2주석이온(Sn4 +) 형태로 산화시키는 단계(S110)를 거친다.As shown in the drawing, the tin oxide generating method according to the present invention is characterized in that hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) is first added to a reaction solution in which stannic ion (Sn 2 + ) is dissolved, 2-tin ion (Sn 4 + ) form (S110).
본 발명에 있어서, 제1주석이온이라 함은 2가의 양이온 형태를 가진 주석 이온을 말하는 것이고, 제2주석이온이라 함은 4가의 양이온 형태를 가진 주석 이온을 말하는 것이며, 이러한 주석 이온이 포함되는 형태는 특별히 제한되지 않는다. In the present invention, the first tin ion refers to a tin ion having a bivalent cation form, the second tin ion refers to a tin ion having a tetravalent cation form, Is not particularly limited.
본 발명은 후술하는 분무열분해 반응을 통하여 주석 산화물, 특히 4가의 양이온 형태를 가진 제2주석이온의 산화물을 형성하기 위한 것으로, 이를 위하여 제1주석이온을 제2주석이온 형태로 산화시키는 단계를 거치는 것이 특징이다. The present invention is directed to a process for forming oxides of tin oxides, particularly quaternary tetravalent ions, through a spray pyrolysis reaction as described below, wherein the step of oxidizing the first tin ions to the second tin ion form .
종래에 일반적인 제1주석이온을 포함하는 반응 용액으로 분무열분해 반응을 거치는 경우 주석 산화물, 특히 제2주석이온의 산화물을 얻는 것이 쉽지 않았지만, 본 발명과 같이 제1주석 이온을 제2주석이온으로 산화시키는 과정을 먼저 거침으로써, 반응 용액에 있는 수분으로 하여금 분무열분해 과정에서 바로 그리고 용이하게 주석 산화물을 만들어 낼 수 있는 것이다. It is not easy to obtain a tin oxide, particularly an oxide of a second tin ion, when the spray pyrolysis reaction is carried out with a reaction solution containing a common first tin ion. However, as in the present invention, the first tin ion is oxidized , The water in the reaction solution can directly and easily produce tin oxide in the spray pyrolysis process.
다음으로, 상기와 같은 단계(S110)를 거쳐 산화된 제2주석이온을 포함하는 반응 용액을 분무열분해 과정을 거치게 함으로써, 상기 제2주석이온과 상기 반응 용액에 있는 산소이온의 결합에 의해 평균입자크기가 10~50nm인 주석 산화물을 발생시키는 것이다(S120). Next, the reaction solution containing the oxidized second tin ions is subjected to a spray pyrolysis process through the above-described step (S110), whereby the average tin ion concentration of the second tin ion and the oxygen ion in the reaction solution Thereby generating a tin oxide having a size of 10 to 50 nm (S120).
상기 분무열분해 과정은 제2주석이온을 포함하는 반응 용액을 분무기를 통하여 800℃ 이상의 열반응기에 액적으로 분무하는 것으로, 특히 반응 용액을 티타늄으로 제조된 노즐(nozzle)을 통해 800℃ 내지 1000℃의 고온으로 유지된 열분해 반응로에 분무시키는 것이다. In the spray pyrolysis process, the reaction solution containing the second tin ions is sprayed in a thermal reactor at a temperature of 800 ° C. or higher through a sprayer. In particular, the reaction solution is sprayed through a nozzle made of titanium at a temperature of 800 ° C. to 1000 ° C. It is sprayed to a pyrolysis reactor maintained at a high temperature.
그러면, 상기 노즐에 의해 미립화된 반응 용액은 액적 행태로 분무되며, 이러한 액적들은 열반응기에서 일어나는 열분해과정을 통하여 주석 산화물로의 반응이 진행된다. 이러한 열분해과정에서는 액적 표면과 중심부분에서 생겨나는 용매 증발속도 차이로 인하여 액적이 분열되고, 예를 들어 하기의 반응식 1에 따라 주석 산화물이 생겨나게 되는 것이다. 여기서, 반응온도가 높을수록 증발속도의 차이는 더욱 커지게 된다. Then, the reaction solution atomized by the nozzle is sprayed in a droplet behavior, and the droplets are reacted with the tin oxide through a thermal decomposition process occurring in the thermal reactor. In this pyrolysis process, the liquid droplet is divided due to the difference in the rate of evaporation of the solvent generated at the surface of the droplet and at the central portion. For example, tin oxide is generated according to the following reaction formula (1). Here, the higher the reaction temperature, the greater the difference in evaporation rate.
[반응식 1][Reaction Scheme 1]
SnCl4 (v) + 2 H2O(v) = SnO2 (s) + 4 HCl(v) SnCl 4 (v) + 2 H 2 O (v) = SnO 2 (s) + 4 HCl (v)
상기 반응식 1은 반응 용액으로 물에 염화수소(HCl)를 녹여 만든 염산 용액을 사용한 경우의 예이고, 이 경우 상기 제2주석이온과 상기 반응 용액에 있는 산소이온의 결합은 4염화주석(SnCl4)과 상기 반응 용액에 있는 수분(2H2O)이 반응하여 이루어지는 것이 특징이다. In the case of using a hydrochloric acid solution prepared by dissolving hydrogen chloride (HCl) in water as a reaction solution, the reaction between the second tin ion and the oxygen ion in the reaction solution is performed using tin tetrachloride (SnCl 4 ) And water (2H 2 O) in the reaction solution are reacted.
상기한 열분해 과정을 통하여 평균입도 50nm이하의 주석 산화물 분말을 연속적으로 제조할 수 있고, 이러한 주석 산화물 분말은 분체 포집기에서 연속적으로 포집될 수 있다. The tin oxide powder having an average particle size of 50 nm or less can be continuously produced through the pyrolysis process, and the tin oxide powder can be continuously collected in the powder collector.
상술한 바와 같이, 본 발명은 주석 산화물 분말을 제조하는 방법에 있어서, 보다 상세하게는 평균입도 50nm 이하의 나노분말을 분무열분해 방법으로 연속적으로 제조하기 위하여, 평균입도가 마이크론 단위 이상인 입자들로 구성된 주석 금속을 염산에 용해시킨 주석 염화물 용액에 H2O2 용액을 첨가하여 Sn2 + 형태의 이온들을 Sn4+ 이온 형태로 산화시킨 원료 반응 용액을 준비하고, 이것을 원료로 원료용액의 미립화 장치, 4단 반응로, 분체 포집장치 및 유해기체의 청정을 위한 세척기(scrubber)까지 포함하는 분무열분해 장치 내에서 열분해 반응을 거침으로써, 평균입도 50nm 이하의 주석 산화물 분말을 연속적으로 제조할 수 있는 것이다. As described above, the present invention relates to a method for producing a tin oxide powder, and more particularly, to a method for producing a tin oxide powder which comprises particles having an average particle size of more than a micron unit in order to continuously prepare a nanopowder having an average particle size of 50 nm or less by a spray pyrolysis method A raw material reaction solution obtained by adding H 2 O 2 solution to a tin chloride solution in which tin metal is dissolved in hydrochloric acid to oxidize Sn 2 + type ions into Sn 4 + ion form is prepared, A tin oxide powder having an average particle size of 50 nm or less can be continuously produced by pyrolysis reaction in a spray pyrolysis apparatus including a four-stage reactor, a powder collecting apparatus and a scrubber for cleaning a harmful gas.
이하에서는 본 발명의 이점과 특징 그리고 그것들을 달성하는 방법의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고로 하여 상세하게 후술하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하는 것이고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, it is to be understood that the present invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. It is intended that the scope of the invention be defined by the claims and the equivalents thereof.
실시예Example 1: 주석 산화물의 생성 1: Production of tin oxide
본 발명에 따른 주석 산화물을 생성하기 위하여, 본 발명자들은 먼저 염산용액에 평균입도가 마이크론 단위 이상인 주석 금속을 첨가하였고, 첨가한 주석 금속을 80℃ 내지 90℃ 에서 완전히 용해시키었다.In order to produce the tin oxide according to the present invention, the present inventors first added tin metal having an average particle size of at least micron unit to the hydrochloric acid solution, and completely dissolved the tin metal at 80 to 90 ° C.
그리고, 상기 용해시킨 용액에 H2O2 용액을 첨가하여 용액 중에 존재하는 Sn2 + 형태의 이온들을 Sn4 + 형태로 산화시키었으며, 이렇게 산화된 용액을 80 내지 90℃에서 가열하여 과잉 H2O2 성분을 증발시킨 후 여과기를 이용하여 3회 여과시켜 주석 염화물 원료용액을 준비하였다. 여기서, 용액을 3회 여과시키는 것은 철(Fe), 망간(Mn), 알루미늄(Al), 규소(Si) 및 인(P)등의 불순물들이 50ppm 이하가 되도록 조 절하기 위한 것이었다. Then, to the dissolved solution, H 2 O 2 Solution was added to oxidize the Sn 2 + form ions present in the solution to Sn 4 + form. The oxidized solution was heated at 80 to 90 ° C to evaporate the excess H 2 O 2 component, Followed by filtration three times to prepare a tin chloride raw material solution. Here, the solution is filtered three times to adjust the impurities such as iron (Fe), manganese (Mn), aluminum (Al), silicon (Si) and phosphorus (P) to be 50 ppm or less.
이어서, 상기 준비된 원료 용액을 티타늄으로 제조된 노즐(nozzle)을 이용하여 800℃이상의 고온으로 유지된 4단의 열분해 반응로에 분무시키었고, 이렇게 액적 형태로 분무된 용액의 열분해반응에 의해 생성되는 평균 입도 50nm 이하의 주석 산화물 분말을 분체 포집기에서 포집하였다.Then, the prepared raw material solution is sprayed to a four-stage pyrolysis reactor maintained at a high temperature of 800 ° C or higher by using a nozzle made of titanium, and the pyrolysis reaction of the solution sprayed in the form of droplets Tin oxide powder having an average particle size of 50 nm or less was collected in a powder collector.
이후에는 상기와 같이 포집된 주석 산화물 분말의 분체 표면에 염산 증기 등이 응축되어 있을 수 있으므로, 상온 증류수에서 4시간 이상 저어주면서 3회 수세하였고, 수세된 분말을 50,000 rpm 이상의 고속 원심분리에 의해 고상과 액상을 분리시키었으며, 이렇게 분리된 주석 산화물 분말을 90℃ 이상에서 24시간 이상 건조시킴으로써, 원하는 주석 산화물 분말을 얻을 수 있었다. Since the hydrochloric acid vapor or the like may be condensed on the powder surface of the tin oxide powder collected as described above, the powder was washed three times with stirring for 4 hours or more at room temperature. The washed powder was centrifuged at a high speed of 50,000 rpm or more, And the liquid phase was separated. The desired tin oxide powder was obtained by drying the separated tin oxide powder at 90 ° C. or higher for more than 24 hours.
도 2는 이러한 실시예에 따라 주석 염화물 용액을 원료로 하여 분무열분해 공정을 통하여 주석 산화물 분말을 제조하는 방법을 나타낸 흐름도이다. FIG. 2 is a flow chart showing a method for producing tin oxide powder through a spray pyrolysis process using a tin chloride solution as a raw material according to this embodiment.
이에 따르면, 본 발명의 다른 실시형태는, 염산용액에 평균입도가 마이크론 단위 이상인 주석 금속을 첨가 하는 제1단계(S210)와 상기 제1단계에서 첨가한 주석 금속을 80 내지 90℃ 에서 완전히 용해시키는 제2단계(S220)와 상기 제2단계에서 제조한 용액에 H2O2 용액을 첨가하여 용액 중에 존재하는 Sn2 + 형태의 이온들을 Sn4+ 형태로 산화시키는 제3단계(S230)와 제3단계에서 제조된 용액을 80 내지 90℃ 에서 가열하여 용액 내의 과잉 H2O2 성분을 증발시킨 후 여과기를 이용하여 3회 여과시켜 주석 염화물 원료용액을 제조하는 제4단계(S240)와 상기 제4단계에서 여과시킨 주석 염화물 용액을 티타늄으로 제조된 노즐(nozzle)을 이용하여 800℃이상의 고온으로 유지된 열분해 반응로에 분무시키는 제5단계(S250)와 상기 제5단계에서 분무열분해 반응에 의해 생성되는 평균입도 50nm 이하의 주석 산화물 분말을 분체 포집기에서 포집하는 제6단계(S260)와 상기 제6단계에서 포집된 주석 산화물 분말을 상온의 증류수에서 4시간 이상 저어주면서 3회 수세하는 제7단계(S270)와 상기 제7단계에서 수세된 분말을 50,000 rpm 이상의 고속 원심분리에 의해 고상( 분체)과 액상을 분리시키는 제8단계(S280)와 상기 제8단계에서 분리된 주석 산화물 분말을 90℃ 이상에서 24시간 이상 건조시키는 제9단계(S290)를 포함하여 이루어지는 주석 산화물 생산 방법일 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method for producing a tin alloy, comprising the first step (S210) of adding a tin metal having an average particle size of at least micron unit to a hydrochloric acid solution and the first step (S210) of completely dissolving the tin metal added at 80 to 90 캜 In the second step (S220) and the solution prepared in the second step, H 2 O 2 First heating the solution prepared in Step 3 and Step 3 (S230) at 80 to 90 ℃ in excess in the solution for oxidizing the ion of Sn 2 + type present in the solution by the addition of Sn 4+ solution to form H 2 O A fourth step S240 of producing a tin chloride raw material solution by filtering three times using a filter after evaporating the two components, and a fourth step of filtering the tin chloride solution filtered in the fourth step using a nozzle made of titanium A fifth step (S250) of spraying in a pyrolysis reaction furnace maintained at a high temperature of 800 ° C or higher, and a sixth step of collecting tin oxide powder having an average particle size of 50 nm or less produced by a spray pyrolysis reaction in the fifth step in a powder collector (S260); and a seventh step (S270) of washing the tin oxide powder collected in the step (6) with distilled water at room temperature for 3 hours while stirring the powder for 4 hours or more. An eighth step (S280) of separating the solid phase (powder) and the liquid phase by segregation and a ninth step (S290) of drying the tin oxide powder separated in the eighth step at 90 ° C or more for 24 hours or more Tin oxide production method.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, You will understand. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
상술한 본 발명에 따르면, 과산화수소(H2O2)로 제1주석이온(Sn2 +)을 제2주석이온(Sn4 +) 형태로 산화시킨 다음 분무열분해 과정을 거침으로써, 주석 산화물(SnO2) 용이하게 형성시킬 수 있는 주석 산화물 생성방법을 제공할 수 있다. According to the present invention, the first tin ion (Sn 2 + ) is oxidized in the form of a second tin ion (Sn 4 + ) with hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) and then subjected to a spray pyrolysis process to form tin oxide 2 ) a tin oxide production method which can be easily formed.
이러한 본 발명에 의하는 경우, 분무열분해 공정을 통하여 제1주석이온 형태를 가지고 평균입도가 마이크론 단위 이상인 고체 주석 금속으로부터 평균입도가 50nm 이하인 제2주석 산화물 분말을 매우 경제적으로 제조할 수 있을 뿐만 아니라, 이러한 제조 과정을 연속해서 반복적으로 수행함으로써 주석 산화물을 대량으로 생산할 수 있으며, 이에 따른 품질의 균일성과 수입 대체 효과 및 제조 비용 면에서의 절감 효과를 제공할 수 있다. According to the present invention, it is possible to economically produce a second tin oxide powder having an average particle size of 50 nm or less from solid tin metal having a first tin ion form and an average particle size of more than a micron unit through a spray pyrolysis process , The tin oxide can be produced in a large quantity by repeating such a manufacturing process continuously, and it is possible to provide uniformity in quality, substitution effect on import, and reduction in manufacturing cost.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020070038949A KR100840854B1 (en) | 2007-04-20 | 2007-04-20 | Process for forming tin oxide and tin oxide powder using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020070038949A KR100840854B1 (en) | 2007-04-20 | 2007-04-20 | Process for forming tin oxide and tin oxide powder using the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR100840854B1 true KR100840854B1 (en) | 2008-06-23 |
Family
ID=39772304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020070038949A KR100840854B1 (en) | 2007-04-20 | 2007-04-20 | Process for forming tin oxide and tin oxide powder using the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100840854B1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102863018A (en) * | 2012-08-30 | 2013-01-09 | 云南锡业股份有限公司 | Preparation method of nanometer tin dioxide particles |
| KR101902123B1 (en) | 2017-07-21 | 2018-09-27 | 김태석 | Apparatus for a oxide powder and manufacturing for a oxide powder using the same |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5585698A (en) | 1978-12-20 | 1980-06-27 | Toshiba Corp | Treating method for plating waste liquid containing tin |
| KR19980036806A (en) * | 1996-11-19 | 1998-08-05 | 손욱 | Method for producing gaseous tin oxide fine particles |
| KR20010034582A (en) * | 1998-03-13 | 2001-04-25 | 캠베 노부유키 | Tin oxide particles |
-
2007
- 2007-04-20 KR KR1020070038949A patent/KR100840854B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5585698A (en) | 1978-12-20 | 1980-06-27 | Toshiba Corp | Treating method for plating waste liquid containing tin |
| KR19980036806A (en) * | 1996-11-19 | 1998-08-05 | 손욱 | Method for producing gaseous tin oxide fine particles |
| KR20010034582A (en) * | 1998-03-13 | 2001-04-25 | 캠베 노부유키 | Tin oxide particles |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Journal of the American Ceramic Society, 1993, Vol.76(3), pp.777-780(4), Lee Jong-Heun, Park Soon-Ja |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102863018A (en) * | 2012-08-30 | 2013-01-09 | 云南锡业股份有限公司 | Preparation method of nanometer tin dioxide particles |
| KR101902123B1 (en) | 2017-07-21 | 2018-09-27 | 김태석 | Apparatus for a oxide powder and manufacturing for a oxide powder using the same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101396803B1 (en) | Low temperature process for producing nano-sized titanium dioxide particles | |
| Ichinose et al. | Properties of peroxotitanium acid solution and peroxo-modified anatase sol derived from peroxotitanium hydrate | |
| Naldoni et al. | Porous TiO2 microspheres with tunable properties for photocatalytic air purification | |
| US6548039B1 (en) | Processing aqueous titanium solutions to titanium dioxide pigment | |
| EP1194380A2 (en) | Processing aqueous titanium chloride solutions to ultrafine titanium dioxide | |
| WO2010004925A1 (en) | Method of recovering silicon, titanium, and fluorine | |
| EP3165509A1 (en) | Titanium oxide fine particles and method for producing same | |
| KR100840854B1 (en) | Process for forming tin oxide and tin oxide powder using the same | |
| CN100346000C (en) | Supersonic spraying method for preparing vanadium pentoxide thin film | |
| JP4739187B2 (en) | Anatase type titanium oxide powder and method for producing the same | |
| Wahyuningsih et al. | Visible light photoelectrocatalytic degradation of rhodamine B using Ti/TiO2-NiO photoanode | |
| JP6149039B2 (en) | Ultrafine titanium dioxide and method for producing the same | |
| EP1194378B1 (en) | Processing aqueous titanium solutions to titanium dioxide pigment | |
| KR100740621B1 (en) | Fabrication method of ito power from waste ito target by spray pyrolysis process and the ito powder which is processed by the processing method thereof | |
| CN105214694B (en) | A kind of method that soft template method prepares BiOCl hollow shells | |
| CN108821336B (en) | Method for preparing electronic grade titanium dioxide superfine powder | |
| JP2001220141A (en) | Titanium oxide dispersion | |
| CN111847507A (en) | Preparation process of nano titanium dioxide by gas phase method | |
| WO2019189307A1 (en) | Titanium oxide particles and manufacturing method therefor | |
| JP2008179529A (en) | Method for producing metal-containing sulfur-introduced titanium oxide, and metal-containing sulfur-introduced titanium oxide | |
| JP4849566B2 (en) | Method for producing sulfur-containing titanium oxide and method for producing sulfur-containing titanium oxide dispersion | |
| CN105540649B (en) | Preparation method of stannic oxide nanopowder | |
| KR101519563B1 (en) | Method for manufacturing visible light sensitive vanadia-titania photocatalyst | |
| Huang et al. | Efficient visible light photocatalytic oxidation of NO on F-and N-codoped spherical TiO2 synthesized via ultrasonic spray pyrolysis | |
| Hai et al. | Synthesis and Characterization of TiO₂ Nanoparticles by DC Thermal Plasma System |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130522 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140521 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150610 Year of fee payment: 8 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |