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금속산화물 반도체 나노섬유와 이중 촉매를 이용한 가스 센서용 부재 및 그 제조 방법

  • 기술번호 : KST2015117456
  • 담당센터 : 대전기술혁신센터
  • 전화번호 : 042-610-2279
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 가스 센서용 부재 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 다공성의 금속산화물 반도체 나노섬유와 그 내부 및 표면에 분포하는 이중의 촉매를 포함하여 구성되는 가스 센서용 부재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.본 발명은 금속산화물 반도체로 구성되는 다공성의 나노섬유; 상기 나노섬유의 내부에 포함되는 제1촉매; 및 상기 나노섬유의 표면에 결착하는 제2촉매를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 센서용 부재를 개시하며, 본 발명에 의하여 금속산화물 반도체 나노입자로 구성되는 다공성의 나노섬유와 그 내부에 포함되는 제1촉매 및 그 표면에 부착되는 제2촉매를 이용하여 가스 센서용 부재를 구성함으로써, 단순한 공정을 거쳐 가스 센서용 부재를 제조하는 것이 가능하고, 또한 상기 제1, 제2 촉매를 상기 다공성의 나노섬유의 내외부에 골고루 분포시킴으로써 촉매 반응을 최대로 활성화할 수 있으며, 적절하게 선택된 두 촉매를 사용함으로써 가스 감지에 있어 선택성과 감도를 개선하고, 빠른 반응 속도를 가지는 특성을 지닌 가스 센서용 부재 및 그 제조 방법을 개시하는 효과를 갖는다.
Int. CL G01N 27/12 (2006.01) B82B 3/00 (2006.01)
CPC G01N 27/12(2013.01) G01N 27/12(2013.01)
출원번호/일자 1020130055408 (2013.05.16)
출원인 한국과학기술원
등록번호/일자 10-1552326-0000 (2015.09.04)
공개번호/일자 10-2014-0136070 (2014.11.28) 문서열기
공고번호/일자 (20150914) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2013.05.16)
심사청구항수 24

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국과학기술원 대한민국 대전광역시 유성구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 김일두 대한민국 대전광역시 유성구
2 김남훈 대한민국 대전광역시 유성구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 특허법인충정 대한민국 서울특별시 강남구 역삼로***,*층(역삼동,성보역삼빌딩)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 한국과학기술원 대한민국 대전광역시 유성구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2013.05.16 수리 (Accepted) 1-1-2013-0431808-13
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2014.06.05 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2014.07.10 수리 (Accepted) 9-1-2014-0054451-17
4 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2014.08.25 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2014-0578503-21
5 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2014.10.27 수리 (Accepted) 1-1-2014-1023905-98
6 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2014.10.27 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2014-1023906-33
7 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.12.24 수리 (Accepted) 4-1-2014-5157968-69
8 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.12.24 수리 (Accepted) 4-1-2014-5157993-01
9 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.12.24 수리 (Accepted) 4-1-2014-5158129-58
10 최후의견제출통지서
Notification of reason for final refusal		 2015.02.26 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2015-0137910-69
11 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2015.03.31 수리 (Accepted) 1-1-2015-0314740-10
12 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2015.03.31 보정승인 (Acceptance of amendment) 1-1-2015-0314741-55
13 등록결정서
Decision to grant		 2015.07.27 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2015-0500481-99
14 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.04.24 수리 (Accepted) 4-1-2019-5081392-49
15 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2020.05.15 수리 (Accepted) 4-1-2020-5108396-12
16 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2020.06.12 수리 (Accepted) 4-1-2020-5131486-63
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
금속산화물 반도체로 구성되는 복수의 나노입자가 상호 결착되어 형성되는 원형 단면 형상의 다공성의 나노섬유;상기 나노섬유의 표면보다 내부에 높은 밀도로 포함되는 제1촉매; 및상기 나노섬유의 내부보다 표면에 높은 밀도로 결착하는 제2촉매를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 센서용 부재
2 2
삭제
3 3
제1항에 있어서,상기 제1촉매 및 제2촉매는 서로 이종의 촉매인 것을 특징으로 하는 가스 센서용 부재
4 4
제1항에 있어서,상기 제1촉매 또는 제2촉매는 Pt, Au, Ag, Pd, Pb, Ir, Rh, Fe, Ni, Co, MgO, TiO2, V2O5, ZnO, NiO, RuO2, IrO2, Co3O4 중 하나 혹은 둘 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 가스 센서용 부재
5 5
제1항에 있어서,상기 제1촉매 및 제2촉매의 함유량의 합계는 상기 금속산화물 반도체 대비 10at% 이하인 것을 특징으로 하는 가스 센서용 부재
6 6
제5항에 있어서,상기 제1촉매 또는 제2촉매의 함유량은 각각 상기 금속산화물 반도체 대비 0
7 7
제1항에 있어서,상기 제1촉매와 제2촉매의 크기는 1nm 내지 30nm의 범위 내에 있음을 특징으로 하는 가스 센서용 부재
8 8
제1항에 있어서,상기 금속산화물은 반도체는 SnO2, ZnO, TiO2, Fe2O3, WO3 NiO, Co3O4, V2O5, Cr2O3, Zn2SnO4, SrTiFeO3, CuO, SrTiO3, VO2, Fe3O4, CoO, CaO, In2O3, MoO3, MoO2, Re2O7 중 하나 혹은 둘 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 가스 센서용 부재
9 9
제1항에 있어서,상기 나노섬유에 존재하는 기공의 크기는 0
10 10
제1항에 있어서,상기 나노섬유의 직경은 50nm 내지 3000nm의 범위 내에 있음을 특징으로 하는 가스 센서용 부재
11 11
특정 가스의 농도에 따라 전기전도도가 변화하는 가스 센서 부재; 및상기 가스 센서 부재의 전기전도도를 측정하여 상기 특정 가스의 농도 변화를 검출할 수 있는 전극부를 포함하며,상기 가스 센서 부재는,금속산화물 반도체로 구성되는 복수의 나노입자가 상호 결착되어 형성되는 원형 단면 형상의 다공성의 나노섬유와, 상기 나노섬유의 표면보다 내부에 높은 밀도로 포함되는 제1촉매, 및상기 나노섬유의 내부보다 표면에 높은 밀도로 결착하는 제2촉매를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 센서
12 12
삭제
13 13
(a) 금속산화물 전구체와 촉매 전구체, 고분자를 용매에 녹인 용액을 준비하는 단계;(b) 상기 용액을 사용하여 상기 금속산화물 전구체와 상기 촉매 전구체를 포함하는 고분자 나노섬유를 제조하는 단계;(c) 상기 고분자 나노섬유를 열처리하여,제1촉매를 내부에 포함하고 금속산화물 반도체로 구성되는 다공성의 나노섬유를 제조하는 단계; 및(d) 제2촉매를 상기 다공성의 나노섬유 표면에 부착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 센서용 부재의 제조 방법
14 14
제13항에 있어서,상기 (a) 단계에 있어,상기 금속산화물 전구체의 함유량은 상기 용액의 5wt% 내지 25wt%의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 가스 센서용 부재의 제조 방법
15 15
제13항에 있어서,상기 (a) 단계에 있어,상기 촉매 전구체의 함유량은 상기 용액의 0
16 16
제13항에 있어서,상기 (a) 단계에 있어,상기 고분자의 함유량은 상기 용액의 5wt% 내지 20wt%의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 가스 센서용 부재의 제조 방법
17 17
제13항에 있어서,상기 (a) 단계에 있어,상기 금속산화물 전구체는 열처리를 통하여 금속산화물 반도체 나노섬유를 형성할 수 있는 금속염을 포함하는 전구체임을 특징으로 하는 가스 센서용 부재의 제조 방법
18 18
제13항에 있어서,상기 (a) 단계에서,상기 촉매 전구체는 열처리를 통하여 가스 센서용 촉매를 형성할 수 있는 촉매염을 포함하는 전구체임을 특징으로 하는 가스 센서용 부재의 제조 방법
19 19
제13항에 있어서,상기 (a) 단계에 있어,상기 고분자는 상기 금속산화물 전구체 및 상기 촉매 전구체와 함께 상기 용매에 용해될 수 있는 고분자임을 특징으로 하는 가스 센서용 부재의 제조 방법
20 20
제19항에 있어서,상기 고분자는 폴리우레탄(polyuretan), 폴리우레탄 공중합체, 셀룰로오스 아세테이트(cellulose acetate), 셀룰로오스(cellulose), 아세테이트 부틸레이트(acetate butylate), 셀룰로오스 유도체, 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethyl methacrylate, PMMA), 폴리메틸아크릴레이트(polymethyl acrylate, PMA), 폴리아크릴 공중합체, 폴리비닐아세테이트 공중합체, 폴리비닐아세테이트(polyvinylacetate, PVAc), 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone, PVP), 폴리비닐알콜(polymethyl alcohol, PVA), 폴리퍼퓨릴알콜(PPFA), 폴리스티렌(PS), 폴리스티렌 공중합체, 폴리에틸렌 옥사이드(PEO), 폴리프로필렌옥사이드(PPO), 폴리에틸렌 옥사이드 공중합체, 폴리프로필렌옥사이드 공중합체, 폴리카보네이트(PC), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리카프로락톤, 폴리비닐풀루오라이드, 폴리비닐리덴풀루오라이드 공중합체, 폴리아마이드, 폴리이미드 중 하나 이상으로 구성됨을 특징으로 하는 가스 센서용 부재의 제조 방법
21 21
제13항에 있어서,상기 (a) 단계에 있어,상기 용액의 용매는 상기 금속산화물 전구체, 상기 촉매 전구체 및 상기 고분자가 모두 용해될 수 있는 것임을 특징으로 하는 가스 센서용 부재의 제조 방법
22 22
제21항에 있어서,상기 용매는 에탄올, 물, 클로로포름 , N,N´-디메틸포름아마이드(N,N´-dimethylformamide), 디메틸설폭시드(dimethylsulfoxide), N,N´-디메틸아세트아마이드(N,N´-dimethylacetamide), N-메틸피롤리돈(N-methylpyrrolidone) 중 하나 혹은 둘 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 가스 센서용 부재의 제조 방법
23 23
제13항에 있어서,상기 (b) 단계에서,전기방사법을 이용하여 상기 고분자 나노섬유를 제조함을 특징으로 하는 가스 센서용 부재의 제조 방법
24 24
제13항에 있어서,상기 (c) 단계에서,상기 열처리는 대기 혹은 산화 분위기에서 400°C 내지 900°C의 온도에서 진행함을 특징으로 하는 가스 센서용 부재의 제조 방법
25 25
제13항에 있어서,상기 (d) 단계에 있어,나노입자 형태의 제2촉매가 분산되어 있는 콜로이달 용액을 상기 다공성의 나노섬유가 분산된 용액과 혼합하여,상기 제2촉매를 상기 다공성의 나노섬유 표면에 결착시킴을 특징으로 하는 가스 센서용 부재의 제조 방법
26 26
제25항에 있어서,상기 (d) 단계는 600°C 미만 온도에서의 열처리와 함께 진행되는 것을 특징으로 하는 가스 센서용 부재의 제조 방법
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1 교육과학기술부 한국과학기술원 글로벌프론티어사업 초집적 나노 공정