분무열분해 공정에 의한 평균입도 50 nm 이하의 코발트 산화물 분체 제조에 미치는 공기압력의 영향

Abstract

본 연구에서는 코발트 염화물(<TEX>$CoCl_2$</TEX>) 용액을 원료로 하여 분무열분해 반응에 의하여 평균입도 50 nm 이하의 코발트 산화물(<TEX>$Co_3O_4$</TEX>) 분말을 제조하였으며 분위기 기체인 공기의 압력 변화에 따른 입자들의 특성 변화를 파악하였다. 공기압력이 <TEX>$0.1kg/cm^2$</TEX>인 경우에는 형성된 액적형태들은 구형이 거의 없었으며 매우 심하게 분열된 상태를 나타내고 있었다. 액적형태를 구성하는 나노 입자들의 평균입도는 약 40 nm이었다. 공기압력이 <TEX>$0.5kg/cm^2$</TEX>으로 증가된 경우에는 액적형태를 구성하는 나노 입자들의 평균입도는 약 35 nm로 감소되었다. 공기압력이 <TEX>$3kg/cm^2$</TEX>으로 증가된 경우에는 액적형태에서 구형의 비율이 현저하게 증가하였고 분열된 정도는 감소하였으며 나노 입자들의 평균입도는 약 30 nm로 감소하였다. 공기압력이 <TEX>$0.1kg/cm^2$</TEX>로부터 <TEX>$1kg/cm^2$</TEX>로 증가하는 경우에는 XRD 피크들의 강도가 거의 변화가 없는 반면 비표면적은 감소함을 나타내었다. 공기압력이 <TEX>$3kg/cm^2$</TEX>로 증가하는 경우에는 XRD 피크들의 강도는 약간 감소하는 반면 비표면적은 증가하고 있었다. When the ambient air pressure was <TEX>$0.1kg/cm^2$</TEX>, there were few spherically formed droplets, which showed very badly fragmented state. The average particle size of the particles constituting the droplet was about 40 nm. When the air pressure increased to <TEX>$0.5kg/cm^2$</TEX>, the ratio of the spherical droplet forms increased, but still showed a state of severe disruption. The average particle size of the particles was reduced to about 35 nm. As the air pressure increased to <TEX>$3kg/cm^2$</TEX>, the ratio of spherical droplet form significantly increased, the degree of fragmentation even further decreased and the average particle size decreased to 30 nm. When the air pressure increased from 0.1 to <TEX>$1kg/cm^2$</TEX>, the XRD peak intensity showed little change, but the specific surface area was decreased. As the air pressure increased to <TEX>$3kg/cm^2$</TEX>, the intensity of XRD peaks showed a little decrease, while the specific surface area increased.