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갈바닉 치환반응을 이용한 나노입자 촉매가 포함된 금속유기구조체기반 중공구조의 Ｐ－Ｎ 정션 금속산화물 나노큐브를 이용한 가스센서 부재 및 그 제조방법

  • 기술번호 : KST2018007760
  • 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 가스센서용 부재, 이를 이용한 가스 센서 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 금속유기구조체를 활용하여 만들어진 나노입자 촉매가 포함된 p-type 특성을 띄는 제1금속산화물 중공 나노큐브들이 갈바닉 치환과정을 거쳐 n-type 특성을 띄는 제2금속산화물 중공 나노큐브로 치환되고 나노입자가 동시에 기능화되어 있는 소재를 이용한 가스센서용 부재, 가스 센서 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 특히, 기존의 금속유기구조체 물질 기반으로 합성하기 어려운 n-type 중공 나노큐브구조체를 갈바닉 치환반응이라는 화학반응을 이용하여 합성할 수 있으며, 이렇게 합성된 n-type 특성을 지니는 중공 나노큐브는 넓은 비표면적 및 활성화된 촉매특성을 바탕으로 극소량의 가스를 검출 해 낼 수 있는 우수한 감도특성과 함께, 손쉬운 용액공정법으로 대량생산이 가능하게 함으로써 효과적인 가스센서용 부재, 가스 센서 및 그 제조방법을 개시 할 수 있는 효과를 갖는다.
Int. CL G01N 27/407 (2006.01.01) G01N 27/414 (2006.01.01)
CPC
출원번호/일자 1020170094505 (2017.07.26)
출원인 한국과학기술원
등록번호/일자
공개번호/일자 10-2018-0064965 (2018.06.15) 문서열기
공고번호/일자 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보 대한민국  |   1020160165051   |   2016.12.06
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2017.07.26)
심사청구항수 6

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 장지수 대한민국 대전광역시 유성구
3 구원태 대한민국 대전광역시 유성구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 양성보 대한민국 서울특별시 강남구 선릉로***길 ** (논현동) 삼성빌딩 *층(피앤티특허법률사무소)

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		 2017.07.26 수리 (Accepted) 1-1-2017-0718125-84
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2018.01.11 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2018.04.09 수리 (Accepted) 9-1-2018-0014205-14
4 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2018.08.29 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2018-0585930-16
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)		 2018.10.29 수리 (Accepted) 1-1-2018-1065030-75
6 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2018.10.29 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2018-1065031-10
7 등록결정서
Decision to grant		 2018.12.12 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2018-0854166-83
8 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.04.24 수리 (Accepted) 4-1-2019-5081392-49
9 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2020.05.15 수리 (Accepted) 4-1-2020-5108396-12
10 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2020.06.12 수리 (Accepted) 4-1-2020-5131486-63
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번호 청구항
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(a) 금속이온과 유기물 리간드로 구성된 금속유기구조체를 합성하는 단계;(b) 상기 금속유기구조체의 중공 구조 내부에 나노입자 촉매를 내장시키는 단계;(c) 고온열처리를 통하여 상기 나노입자 촉매가 결착된 p-type 의 제1금속산화물 나노큐브를 합성하는 단계;(d) 갈바닉 치환 반응을 이용하여 상기 제1금속산화물 나노큐브를 n-type 의 제2금속산화물 나노큐브로 화학적으로 치환시키는 단계; 및(e) 상기 제2금속산화물 나노큐브를 원심분리를 이용한 세척과정과 건조과정을 거쳐 상기 나노입자 촉매가 결착된 중공 구조의 p-n 정션 금속산화물 나노큐브를 제작하는 단계를 포함하는 가스 센서용 부재 제조 방법
11 11
제10항에 있어서,상기 (c) 단계는,상기 나노입자 촉매가 결착된 금속유기구조체를 열처리하는 동안 상기 금속유기구조체의 유기물이 열분해되어 제거되고 상기 금속유기구조체의 금속이온이 산화되면서 상기 제1금속산화물 나노큐브를 형성하는 것을 특징으로 하는 가스 센서용 부재 제조 방법
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제10항에 있어서,상기 (c) 단계는,상기 나노입자 촉매가 결착된 금속유기구조체를 고온열처리 함으로써 상기 나노입자 촉매가 상기 제1금속산화물 나노큐브의 표면 및 내부에 기능화되는 것을 특징으로하는 가스 센서용 부재 제조 방법
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제10항에 있어서,상기 (d) 단계는,상기 제1금속산화물 나노큐브가 균일하게 분산되어 있는 용액을 일정 범위의 온도를 유지하고 n-type 의 금속산화물 전구체 용액을 일정 시간 동안 균일하게 섞어 줌으로써 갈바닉 치환 화학 반응을 처리하는 것을 특징으로하는 가스 센서용 부재 제조 방법
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제10항에 있어서,상기 (b) 단계는,상기 금속유기구조체 내부에 금속이온을 주입하고, 상기 주입된 금속이온을 환원제를 활용하여 환원시켜, 나노입자 촉매를 중공 구조 내부에 내장시키고,상기 환원제는, sodium borohydride (NaBH4), lithium aluminum hydride (LiAlH4), nascent (atomic) hydrogen, zinc-mercury amalgam (Zn(Hg)), oxalic acid (C2H2O4), formic acid (HCOOH), ascorbic acid (C6H8O6), sodium amalgam, diborane 및 iron(II) sulfate 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 센서용 부재 제조 방법
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제10항에 있어서,상기 (d) 단계는,상기 제1금속산화물 나노큐브가 분산된 용액에 첨가되는 n-type 특성을 띄는 금속산화물 염의 농도를 조절함으로써 갈바닉 치환 반응 이후 생성되는 상기 제2금속산화물 나노큐브의 표면 특성을 조절하는 것을 특징으로 하는 가스 센서용 부재 제조 방법
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순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 산업통상자원부 한국과학기술원 산업기술혁신사업 (RCMS)주변 환경 유해인자 기체 감지 및 필터링 복합기능 스마트센서 개발(2016)