[發明專利]納米粒子合成裝置和使用其的納米粒子合成方法

在審

• 申請號: 201980006735.6
• 申請日: 2019-07-16
• 公開（公告）號: CN111615426A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 鄭鎮美;辛富建;金成范;孟皙鎬
• 申請（專利權）人: 株式會社LG化學;江原大學校產學協力團
• 主分類號: B01J6/00
• 分類號: B01J6/00;B01J19/12
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 李琳;陳英俊

本發明提供了一種納米粒子合成裝置，其能夠通過增加源氣體的激光熱解反應區域來提高納米粒子的生產率。

技術領域

本申請要求于2018年7月23日向韓國知識產權局提交的韓國專利申請第10-2018-0085185號的優先權和權益，其全部內容通過引用并入本文。本發明涉及一種能夠提高納米粒子的生產率的納米粒子合成裝置以及使用該納米粒子合成裝置的納米粒子合成方法。

背景技術

激光熱解是一種通過用激光束照射源氣體而在非常短的反應時間內分解源氣體來合成納米粒子的方法。作為示例，當通過用二氧化碳(CO₂)激光束照射來分解硅烷(SiH₄)氣體時，可以形成硅(Si)納米粒子。在激光熱解中，為了提高生產率，尤其重要的是增加產生納米粒子的反應區域。

普通的激光熱解反應器被設計成使得入射激光束和所供應的源氣體的行進方向彼此相交。同時，在如上所述設計的反應器中，僅入射激光束與源氣體之間的交集被設置成反應區域，該反應區域僅是微區域。另外，存在以下局限性：需要在幾微秒(ms)的短時間內進行熱解反應，從而在反應區域中產生具有設計尺寸的納米粒子。

為了解決這種問題并提高納米粒子的產率，引入了增加入射激光束的輸出的方法、在源氣體中添加用于提高對激光束的吸收率的物質的方法等。然而，這些方法的局限性在于，反應效率沒有得到很大提高，使得進一步需要氣相光催化劑或需要增加激光束的輸出，這導致工藝成本的增加。

因此，需要對被設計為改善源氣體的激光熱解反應的區域的激光熱解反應器進行研究。

[現有技術文獻]

[專利文獻]

韓國專利申請公開第10-2015-0036511號

發明內容

技術問題

本發明致力于提供一種能夠通過增加源氣體的激光熱解區域來提高納米粒子的生產率的納米粒子合成裝置，以及使用該納米粒子合成裝置的納米粒子合成方法。

然而，本發明要解決的技術問題不限于上述技術問題，并且本領域技術人員可以根據以下描述清楚地理解上述未提及的其他技術問題。

技術方案

本發明的示例性實施例提供了一種納米粒子合成裝置，其包括：反應室；源氣體注入單元，源氣體注入單元設置在反應室的一側，并被配置成將源氣體供應到反應室中；激光束入射單元，激光束入射單元設置在反應室的另一側，并被配置成使得激光束入射到注入反應室中的源氣體上；以及激光束碰撞單元，激光束碰撞單元設置在反應室中的與激光束的入射側相對的一側，并被配置成使得從激光束入射單元入射的激光束碰撞，其中，源氣體在反應室中沿激光束的入射方向流動。

本發明的另一示例性實施例提供了一種使用該納米粒子合成裝置的納米粒子合成方法，該方法包括：將源氣體供應到反應室中；用激光束照射所供應的源氣體；以及通過由入射的激光束引起源氣體的熱解反應來生長納米粒子，其中，源氣體在反應室中沿激光束的入射方向流動。

有益效果

根據本發明的示例性實施例的納米粒子合成裝置可以增大流動的源氣體與入射的激光束彼此重疊的反應區域的尺寸，從而均勻地進行源氣體的熱解反應。

根據本發明的示例性實施例的納米粒子合成裝置可以具有大量生產納米粒子而不會增加入射激光束的輸出的優點。

即使源氣體相對于入射激光束具有低吸收性，根據本發明的示例性實施例的納米粒子合成裝置也可以大量生產納米粒子。

根據本發明的示例性實施例的納米粒子合成裝置可以容易地生產納米粒子，而無需調節入射激光束的焦點。

附圖說明