나노입자의 SnO₂:Sb^(5+) 박막 전극과 수은 미소펌프

Abstract

전극촉매 특성은 전극의 표면 형태나 구조에 크게 의존한다. 나노입자의 SnO₂:Sb^(5+) 박막 전극을 Ti 전극 기질위에 액상증착법으로 제조하여 기존의 스프레이 열분해법으로 제조한 전극과 촉매특성을 비교하였다. . Ti 기질 위에 나노입자의 SnO₂:Sb^(5+)(5%) 전극을 만들기 위해 (NH₄)₂SnF_(6)와 SbF_(5) 용액에 H₃BO₃을 첨가하였다. H₃BO₃는 SnF_(6)^(2-)의 가수분해에 의해 생성되는 SnF_((6-n))OH_((n))^(2-)와 HF로부터 의 형태로 F_(-)이온을 제거시켜서 BF₄^(-) 를 형성한다. SnO₂:Sb^(5+) 나노입자의 크기는 H₃BO₃의 농도에 의해 조절되었다. 나노입자의 SnO₂:Sb^(5+) 전극의 페놀유도체 대한 전극촉매 특성을 조사하였다. Koutecky-Levich plot을 통해 나노입자의 SnO₂:Sb^(5+)(5%) 박막 회전원판전극에서 페놀유도체의 산화에 대한 불 균일 속도상수(kapp)를 계산하였다. 나노입자의 SnO2:Sb 전극 표면에서 페놀유도체에 대한 향상된 전극촉매 활성도는 산화반응에 대한 불 균일 속도상수의 증가로 증명되었다. 모세관 내에서 수은전극의 표면장력이 전위차에 의해 변하는 현상을 이용하여 미소유체장비에서 유체를 이동시킬 수 있는 미소펌프를 개발하였다. 이 장치는 중력의 영향을 받지 않아 장치의 공간적 배향이 자유로우므로 다양한 환경에서 작동할 수 있고, 작은 전압을 사용하여 간편하다. 모세관의 한쪽에는 일정한 공간을 갖는 기체실이 연결되고, 모세관의 중앙부분에 수은과 전해질 용액을 넣었으며, 수은과 전해질 용액에 각각 Pt와 Ag전극을 접속시켰다. 수은의 왕복운동은 모세관 내부의 수은전극에 전기적 펄스를 가하여 수은과 전해질간의 표면장력이 변화하는 전기모세관현상을 이용하였다. 0.2 V_(p-p)의 사각파나 사인파의 바이어스 전압을 가하여 전해질에 접하고 있는 수은의 표면장력의 변화가 최대가 되게 하였다. 모세관 한쪽 끝에 위치한 기체의 압력이 수은의 왕복운동을 위한 복원력으로 사용되었다. 모세관내 수은의 표면장력을 나타내는 Lippmann 식에 근거한 수은의 표면장력의 변화와 압력변화의 상관관계를 나타내는 Young-Laplace 식(ΔP=2γ/r)에 의해 기체의 부피가 제어된다. 수은이 기체실 방향으로 이동하면, 기체실내의 기체에 의한 압력이 복원력으로 작용하여 수은이 반대방향으로 이동되므로 수은의 왕복운동을 가능하게 한다.