KR100654668B1 - Metal nano particle, method for producing thereof and conductive ink - Google Patents

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Abstract

비수계 용매를 사용하여 대량생산이 가능한 높은 수율의 균일한 입자분포를 가지는 금속 나노 입자의 제조방법과 이에 의해 제조된 금속 나노 입자, 이 금속 나노 입자를 포함하는 도전성 잉크가 제시되어 있다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 금속 염을 아민계 화합물로 해리 시키는 제1 단계, 및 이 해리된 금속이온 용액에 탄화수소계 화합물와 티올계 화합물을 첨가 시키는 제2 단계를 포함하는 금속 나노 입자의 제조방법이 제공된다.A method for producing metal nanoparticles having a high yield of uniform particle distribution that can be mass produced using a non-aqueous solvent, and metal nanoparticles prepared thereby, and conductive ink containing the metal nanoparticles are provided. According to an aspect of the present invention, a method for producing metal nanoparticles comprising a first step of dissociating a metal salt into an amine compound, and a second step of adding a hydrocarbon compound and a thiol compound to the dissociated metal ion solution. This is provided.

금속 나노 입자, 아민계 화합물, 금속 염, 탄화수소게 화합물, 티올계 화합물 Metal nanoparticles, amine compounds, metal salts, hydrocarbon crab compounds, thiol compounds

Description

금속 나노 입자와 그 제조방법 및 도전성 잉크{METAL NANO PARTICLE, METHOD FOR PRODUCING THEREOF AND CONDUCTIVE INK}Metal nanoparticles, preparation method thereof and conductive ink {METAL NANO PARTICLE, METHOD FOR PRODUCING THEREOF AND CONDUCTIVE INK}

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 제조된 금속 나노 입자의 UV-VIS 분광법에 따른 결과 그래프.1 is a graph of the results according to UV-VIS spectroscopy of metal nanoparticles prepared according to one preferred embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 제조된 금속 나노 입자의 TEM 이미지.2 is a TEM image of metal nanoparticles prepared according to one preferred embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 금속 나노 입자를 제조하기 위한 은 티올레이트의 WAXS 분석결과 그래프.Figure 3 is a graph of the WAXS analysis of the silver thiolate for producing metal nanoparticles according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 금속 나노 입자의 제조방법 및 이에 의해 제조된 금속 나노 입자에 관한 것으로, 특히 용액상 이루어지는 금속 나노 입자의 제조방법 및 이에 의해 제조된 금속 나노 입자에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing metal nanoparticles and to metal nanoparticles produced thereby, and more particularly, to a method for producing metal nanoparticles in solution form and metal nanoparticles produced thereby.

금속 나노 입자를 제조하는 방법에는 크게 기상법과 용액법(콜로이드법)이 있는데, 플라즈마나 기체 증발법을 사용하는 기상법의 경우 고가의 진공장비가 요구되어, 용액법이 주로 사용되고 있다. There are two methods for producing metal nanoparticles, a gas phase method and a solution method (colloid method). In the case of a gas phase method using a plasma or gas evaporation method, expensive vacuum equipment is required, and a solution method is mainly used.

이러한 용액법에 의해 금속 나노 입자를 제조하는 방법은 지금까지 수계에서 금속 염을 해리 시킨 후 환원제나 계면활성제를 사용하여 히드로졸(hydrosol) 형태의 금속 나노 입자를 제조하는 방법이 있다. 또 다른 용액법으로 상 이동 방법이 있는데, 수계상에서 비수계상으로 화합물을 이동시킴으로써 비수계에 분산 가능한 금속 나노 입자를 형성시키는 방법이다. The method for producing metal nanoparticles by such a solution method has conventionally been a method of dissolving a metal salt in an aqueous system and then preparing metal nanoparticles in a hydrosol form using a reducing agent or a surfactant. Another solution method is a phase transfer method, which is a method of forming metal nanoparticles dispersible in a non-aqueous system by transferring a compound from an aqueous phase to a non-aqueous phase.

그러나 이러한 종래의 용액법으로 금속 나노 입자를 제조하는 방법은 농도의 제한을 받고 있다. 즉 균일한 크기를 가지는 금속 나노 입자를 합성하기 위한 화합물의 농도가 0.01M 이하라야 가능하다. 따라서 수득되는 금속 나노 입자의 수율도 매우 낮아서 균일한 크기를 가지는 금속 나노 입자를 그람 단위이상으로 얻기 위해서는 1000리터 이상의 반응기를 요구하게 된다. 따라서, 효율적인 대량생산에 제한을 받고 있다. 특히 상 이동 방법에 의한 금속 나노 입자의 제조방법의 경우 상 이동제가 반드시 요구되어 생산비용의 증가를 가져오고 있다. However, the method for producing metal nanoparticles by such a conventional solution method is limited in concentration. That is, the concentration of the compound for synthesizing the metal nanoparticles having a uniform size should be 0.01M or less. Therefore, the yield of the obtained metal nanoparticles is also very low, so that to obtain a metal nanoparticle having a uniform size in gram units or more, a reactor of 1000 liters or more is required. Therefore, there is a limit to efficient mass production. In particular, in the case of the method for producing metal nanoparticles by the phase transfer method, a phase transfer agent is required, which leads to an increase in production cost.

본 발명은 비수계 용매를 사용하여 대량생산이 가능한 고수율의, 균일한 입자분포를 가지는 금속 나노 입자의 제조방법과 이에 의해 제조된 금속 나노 입자, 이 금속 나노 입자를 포함하는 도전성 잉크를 제공한다. The present invention provides a method for producing metal nanoparticles having a high yield of uniform particle distribution, which can be mass produced using a non-aqueous solvent, and metal nanoparticles produced thereby, and a conductive ink including the metal nanoparticles. .

본 발명의 일 측면에 따르면, 금속 염을 아민계 화합물로 해리 시키는 제1 단계, 및 이 해리된 금속이온 용액에 탄화수소계 화합물와 티올계 화합물을 첨가 시키는 제2 단계를 포함하는 금속 나노 입자의 제조방법을 제시할 수 있다.According to an aspect of the present invention, a method for producing metal nanoparticles comprising a first step of dissociating a metal salt into an amine compound, and a second step of adding a hydrocarbon compound and a thiol compound to the dissociated metal ion solution. Can be presented.

여기서 금속 염은 금속 화합물 용액은 은(Ag), 동(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 및 철(Fe)로 이루어진 군에서 적어도 하나 선택되는 금속을 포함하는 금속 염일 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 이 금속 염은 AgNO3, AgBF4, AgPF6, Ag2O, CH3COOAg, AgCF3SO3 및 AgClO4로 이루어진 군에서 적어도 하나 선택될 수 있다.Wherein the metal salt is at least one metal compound solution selected from the group consisting of silver (Ag), copper (Cu), nickel (Ni), gold (Au), platinum (Pt), palladium (Pd), and iron (Fe) It may be a metal salt comprising a metal to be. According to a preferred embodiment of the present invention, the metal salt may be selected from at least one group consisting of AgNO 3 , AgBF 4 , AgPF 6 , Ag 2 O, CH 3 COOAg, AgCF 3 SO 3 and AgClO 4 .

여기서 아민계 화합물은 CxH2x+1NH2의 구조를 가지며, 상기 x는 2 내지 20일 수 있으며, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 이 아민계 화합물은 프로필아민(C3H7NH2), 부틸아민(C4H9NH2), 옥틸아민(C8H17NH2), 데실아민(C10H21NH2) 및 도데실아민(C12H25NH2), 헥사데실아민(C16H33NH2) 및 올레일아민(C18H37NH2)으로 이루어진 군에서 적어도 하나 선택될 수 있다. 또 이 아민계 화합물을 금속 염에 대하여 1 내지 100 몰비로 혼합 시키는 것이 바람직하다.Herein, the amine compound has a structure of C x H 2x + 1 NH 2 , wherein x may be 2 to 20, and according to a preferred embodiment of the present invention, the amine compound may be a propylamine (C 3 H 7 NH). 2 ), Butylamine (C 4 H 9 NH 2 ), Octylamine (C 8 H 17 NH 2 ), Decylamine (C 10 H 21 NH 2 ) and Dodecylamine (C 12 H 25 NH 2 ), Hexadecyl At least one selected from the group consisting of an amine (C 16 H 33 NH 2 ) and an oleylamine (C 18 H 37 NH 2 ). Moreover, it is preferable to mix this amine compound in 1-100 molar ratio with respect to a metal salt.

여기서 탄화수소계 화합물은 헥산, 옥탄, 데칸, 테트라데칸, 헥사데칸, 1-헥사데신, 1-옥타데신, 톨루엔, 크실렌, 및 클로로벤조익산으로 이루어진 군에서 적어도 하나 선택될 수 있고, 금속 염의 농도가 0.001 내지 10 몰비가 되도록 탄화수소계 화합물을 첨가 시키는 것이 바람직하다.Herein, the hydrocarbon compound may be selected from the group consisting of hexane, octane, decane, tetradecane, hexadecane, 1-hexadecine, 1-octadecine, toluene, xylene, and chlorobenzoic acid, and the concentration of the metal salt It is preferable to add a hydrocarbon compound so that it may become 0.001-10 molar ratio.

여기서 티올계 화합물은 CyH2y+1SH의 구조를 가지며, y는 2 내지 20일 수 있으며, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 이 티올계 화합물은 선형구조의 옥탄티 올, 데칸티올, 도데칸티올, 테트라데칸티올, 헥사데칸티올, 옥타데칸티올 및 가지구조의 2-메틸-2-프로판티올 중에서 적어도 하나 선택될 수 있다. 또 이 티올계 화합물을 금속 염에 대하여 0.1 내지 1 몰비로 첨가 시키는 것이 바람직하다.Wherein the thiol-based compound has a structure of C y H 2y + 1 SH, y may be 2 to 20, according to a preferred embodiment of the present invention, the thiol-based compound is linear octanol, decanthiol, At least one selected from dodecanethiol, tetradecanethiol, hexadecanethiol, octadecanethiol, and branched 2-methyl-2-propanethiol. Moreover, it is preferable to add this thiol type compound at 0.1-1 molar ratio with respect to a metal salt.

여기서 상기 제2 단계에서 환원제를 더 첨가 시킬 수 있으며, 이 환원제는 수산화붕소염, 하이드라진, 알코올, 아미드, 산 또는 글루코스일 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 이 환원제는 NaBH4, LiBH4, 테트라부틸암모늄 보로하이드라이드(tetrabutylammonium borohydride), N2H4, 글리콜, 글리세롤, 디메틸포름아미드, 탄닌산, 시트레이트 및 글루코스로 이루어진 군에서 적어도 하나 선택될 수 있다. 또 이 환원제를 금속 염에 대하여 0.1 내지 1 몰비로 첨가 시키는 것이 바람직하다.Here, the reducing agent may be further added in the second step, and the reducing agent may be boron hydroxide, hydrazine, alcohol, amide, acid or glucose. According to a preferred embodiment of the invention, the reducing agent consists of NaBH 4 , LiBH 4 , tetrabutylammonium borohydride, N 2 H 4 , glycol, glycerol, dimethylformamide, tannic acid, citrate and glucose At least one may be selected from the group. Moreover, it is preferable to add this reducing agent in 0.1 to 1 molar ratio with respect to a metal salt.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기한 바와 같은 금속 나노 입자의 제조방법에 의해 제조된 금속 나노 입자를 제시할 수 있다. In addition, according to another aspect of the present invention, it is possible to present the metal nanoparticles prepared by the method for producing metal nanoparticles as described above.

여기서 금속 나노 입자의 크기는 1 내지 20nm일 수 있고, 이 금속 나노 입자는 1 내지 5 중량%의 황 원소를 가지는 것이 바람직하며, 항균제, 탈취제, 살균제, 도전성 접착제, 도전성 잉크 및 화상 표시 장치의 전자 차폐막으로 이용될 수 있다. Wherein the size of the metal nanoparticles may be 1 to 20nm, the metal nanoparticles preferably have a sulfur element of 1 to 5% by weight, and the antimicrobial agent, deodorant, fungicide, conductive adhesive, conductive ink and electrons of the image display device It can be used as a shielding film.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기한 바와 같은 금속 나노 입자를 포함하는 도전성 잉크를 제시할 수 있다. According to another aspect of the present invention, it is possible to provide a conductive ink including the metal nanoparticles as described above.

이하, 본 발명에 따른 금속 나노 입자의 제조방법과 이에 의해 제조된 금속 나노 입자, 이 금속 나노 입자를 포함하는 도전성 잉크의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the method of manufacturing the metal nanoparticles according to the present invention, the metal nanoparticles produced thereby, and preferred embodiments of the conductive ink including the metal nanoparticles will be described in detail.

본 발명에 사용되는 금속 염은 일반적으로 금속 나노 입자의 제조에 사용되고 있는 금속 염들을 사용할 수 있으며, 비수계 용매에 잘 용해될수록 더 바람직하다. 이러한 금속 염의 예로 은(Ag), 동(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 및 철(Fe)로 이루어진 군에서 적어도 하나 선택되는 금속을 포함하고 있는 금속 염이 바람직하다. 예를 들면 이들 금속의 질산염, 탄산염, 염화물, 인산염, 붕산염, 산화염, 술폰산염, 황산 등의 무기산염이나 스테아린산염, 미리스틴산염, 아세트산염 등의 유기산염을 사용할 수 있다. 경제적인 측면에서 범용적으로 사용되고 있는 이들 금속의 질산염을 사용하는 것이 바람직하다. 더 구체적으로 예를 들면 은 염으로 AgNO3, AgNO3, AgBF4, AgPF6, Ag2O, CH3COOAg, AgCF3SO3, AgClO4, 구리 염으로 Cu(NO3), CuCl2, CuSO4, 니켈 염으로 NiCl2, Ni(NO3)2, NiSO4 등이 있다. The metal salts used in the present invention may generally use metal salts used in the production of metal nanoparticles, and more preferably, the metal salt is dissolved in a non-aqueous solvent. Examples of such metal salts include at least one metal selected from the group consisting of silver (Ag), copper (Cu), nickel (Ni), gold (Au), platinum (Pt), palladium (Pd), and iron (Fe). Preferred metal salts are preferred. For example, inorganic salts such as nitrates, carbonates, chlorides, phosphates, borates, oxides, sulfonates and sulfuric acids of these metals, and organic acid salts such as stearic acid salts, myristic acid salts and acetate salts can be used. It is preferable to use nitrates of these metals which are used universally from an economic point of view. More specifically, for example, silver salts AgNO 3 , AgNO 3 , AgBF 4 , AgPF 6 , Ag 2 O, CH 3 COOAg, AgCF 3 SO 3 , AgClO 4 , copper salts Cu (NO 3 ), CuCl 2 , CuSO 4 , nickel salts include NiCl 2 , Ni (NO 3 ) 2 , NiSO 4 and the like.

이러한 금속 염은 일반적으로 수계 용매에 잘 해리되는 것으로 알려져 있다. 본 발명에서는 비수계 용매에서 금속 나노 입자를 제조하기 위한 방법으로, 이러한 금속 염을 먼저 아민계 화합물을 이용해 해리 시킬 필요가 있다.Such metal salts are generally known to dissociate well in aqueous solvents. In the present invention, as a method for producing metal nanoparticles in a non-aqueous solvent, it is necessary to dissociate such a metal salt first using an amine compound.

금속 나노 입자의 제조에 사용되는 캐핑 분자(capping molecular)는 일반적으로 산소, 질소, 황의 원자를 가지는 화합물을 사용하는데, 본 발명에서는 황, 그 중에서 티올기(-SH)를 가지는 캐핑 분자를 선택하였다. 이는 티올기를 가지는 화합물이 비수계 용매와 쉽게 섞일 수 있고, 나노 입자인 금속과 강하게 결합하여 안정적으로 금속 나노 입자를 형성시킬 수 있기 때문이다. Capping molecules used in the production of metal nanoparticles generally use compounds having atoms of oxygen, nitrogen, and sulfur. In the present invention, sulfur, a capping molecule having a thiol group (-SH), is selected. . This is because a compound having a thiol group can be easily mixed with a non-aqueous solvent and can be strongly bound to a metal which is a nanoparticle to stably form metal nanoparticles.

본 발명의 구성을 은 나노 입자의 제조를 바람직한 실시예로 하여 보다 상세하게 설명하기로 한다. 그러나 본 발명의 제조방법은 이에 한정되지 않고, 상기 예와 같은 금속을 포함하는 금속 염을 이용하여 아래와 같은 조건으로 금속 나노 입자를 제조할 수 있다. The configuration of the present invention will be described in more detail with the production of silver nanoparticles as a preferred embodiment. However, the manufacturing method of the present invention is not limited thereto, and the metal nanoparticles may be manufactured under the following conditions using the metal salt containing the metal as described above.

은 염의 경우 저렴한 비용을 요하는 AgNO3이 바람직하다. 이러한 은 염들의 경우 종래에는 수계에서만 해리 시켜 은 나노 입자를 제조하였으나, 본 발명에서는 비수계 용매인 탄화수소계 화합물에 대하여 용해도를 높이기 위해 아민계 화합물에 해리 시킨 후 은 나노 입자를 제조한다.For silver salts, AgNO 3 , which requires low cost, is preferred. In the case of such silver salts, conventionally, silver nanoparticles were prepared by dissociating only in water, but in the present invention, silver nanoparticles are prepared after dissociating in an amine compound to increase solubility with respect to a hydrocarbon-based compound which is a non-aqueous solvent.

이러한 아민계 화합물은 CxH2x+1NH2의 구조를 가지며, 상기 x는 2 내지 20의 값을 가지고, 금속 염을 해리 시키기 위해 사용되기 때문에 액상인 것이 바람직하다. 이러한 아민계 화합물의 예로 프로필아민(C3H7NH2), 부틸아민(C4H9NH2), 옥틸아민(C8H17NH2), 데실아민(C10H21NH2), 도데실아민(C12H25NH2), 헥사데실아민(C16H33NH2), 올레일아민(C18H37NH2)을 들 수 있고, 바람직하게는 부틸아민과 프로필아민이며, 더 바람직하게는 프로필아민이다. 프로필아민의 경우 부틸아민에 비해 은 염을 해리 시키는 능력이 더 강하기 때문이다. 또 옥틸아민과 올레일아민은 액상 이지만, 은 염을 해리 시킬 수 있는 능력이 부틸아민이나 프로필아민 에 비해 더 약하다. 이 아민계 화합물 중 데실아민(C10H21NH2), 도데실아민(C12H25 NH2), 헥사데실아민(C16H33NH2)은 고상이지만 열을 가하거나 다른 용매에 녹여 사용될 수 있다.Such an amine compound has a structure of C x H 2x + 1 NH 2 , wherein x has a value of 2 to 20, and is preferably liquid because it is used to dissociate a metal salt. Examples of such amine compounds include propylamine (C 3 H 7 NH 2 ), butylamine (C 4 H 9 NH 2 ), octylamine (C 8 H 17 NH 2 ), decylamine (C 10 H 21 NH 2 ), Dodecylamine (C 12 H 25 NH 2 ), hexadecylamine (C 16 H 33 NH 2 ), oleylamine (C 18 H 37 NH 2 ), and preferably butylamine and propylamine, More preferably propylamine. This is because propylamine has a stronger ability to dissociate silver salts than butylamine. In addition, octylamine and oleylamine are liquid, but the ability to dissociate silver salts is weaker than butylamine or propylamine. Among these amine compounds, decylamine (C 10 H 21 NH 2 ), dodecylamine (C 12 H 25 NH 2 ), and hexadecylamine (C 16 H 33 NH 2 ) are solid, but are heated or dissolved in another solvent. Can be used.

바람직한 실시예에서 프로필아민과 부틸아민을 은 염에 대하여 1 이상의 몰비로 혼합 시킬 수 있으며, 반응조건 등을 고려할 때 은 염을 더 잘 해리시키기 위해 4 이상의 몰비로 혼합 시키는 것이 바람직하다. 따라서 아민계 화합물은 금속 염에 대하여 1 내지 100 몰비로 혼합될 수 있으며, 금속 염을 해리 시킬 수 있는 범위 내라면 경제적 측면에서 가능한 적게 혼합 시키는 것이 바람직하다.In a preferred embodiment, propylamine and butylamine may be mixed in one or more molar ratios with respect to the silver salt, and in consideration of reaction conditions, it is preferable to mix the silver salt in four or more molar ratios in order to dissociate the silver salt better. Therefore, the amine compound may be mixed in a molar ratio of 1 to 100 with respect to the metal salt, and if the metal salt is in a range capable of dissociating, it is preferable to mix as little as possible in terms of economy.

위와 같은 단계에 의해 형성된 해리된 금속이온 용액에 탄화수소계 화합물과 티올계 화합물을 더 첨가 시킨다. A hydrocarbon compound and a thiol compound are further added to the dissociated metal ion solution formed by the above steps.

여기서 탄화수소계 화합물은 환류 시 온도를 결정하게 되므로 반응온도에 따라 다양한 탄화수소계 화합물을 선택할 수 있다. 바람직한 탄화수소계 화합물의 예로 헥산, 옥탄, 데칸, 테트라데칸, 헥사데칸, 1-헥사데신, 1-옥타데신, 톨루엔, 크실렌, 클로로벤조익산을 들 수 있다. 더 바람직하게는 크실렌, 1-헥사데신, 클로로벤조익산 또는 1-옥타데신이다. 이는 본 발명에 따른 바람직한 금속 나노 입자를 형성시키기 위해서 130℃이상의 온도에서 환류 시키는 것이 바람직한데, 크실렌의 140℃, 헥사데신은 274℃, 1-옥타데신은 320℃, 클로로벤조익산도 190℃이상의 비점을 가져 바람직한 온도에서 환류 시킬 수 있기 때문이다. Here, since the hydrocarbon compound determines the temperature at reflux, various hydrocarbon compounds may be selected according to the reaction temperature. Examples of preferred hydrocarbon compounds include hexane, octane, decane, tetradecane, hexadecane, 1-hexadecine, 1-octadecine, toluene, xylene, and chlorobenzoic acid. More preferably xylene, 1-hexadecine, chlorobenzoic acid or 1-octadecine. It is preferable to reflux at a temperature of 130 ℃ or more in order to form the preferred metal nanoparticles according to the present invention, 140 ℃ of xylene, 274 ℃ for hexadecine, 320 ℃ for 1-octadecine, 190 ℃ or more chlorobenzoic acid It is because it can have reflux and reflux at a preferable temperature.

금속 염의 농도가 0.001 내지 10 몰비가 되도록 상기한 탄화수소계 화합물을 첨가 시키는 것이 바람직하며, 금속 염의 농도가 1 몰비가 되도록 첨가 시키는 것이 더 바람직하다. 이러한 금속 염의 농도는 수율과 관계되는 것으로 종래의 수계 방법에서는 0.01 몰비 이하의 저농도에서 금속 나노 입자를 형성시킬 수 있어 낮은 수율을 갖는데 반해, 본 발명에서는 고농도에서 금속 나노 입자를 형성시킬 수 있어 높은 수율을 얻을 수 있다. It is preferable to add the hydrocarbon-based compound so that the concentration of the metal salt is 0.001 to 10 molar ratio, and more preferably so that the concentration of the metal salt is 1 molar ratio. The concentration of the metal salt is related to the yield. In the conventional water-based method, the metal nanoparticles can be formed at low concentrations of 0.01 molar ratio or less, and thus have a low yield. In the present invention, the metal nanoparticles can be formed at high concentrations. Can be obtained.

본 발명에서 캐핑 분자로 사용되는 티올계 화합물은 CyH2y+1SH의 구조를 가지며, y는 2 내지 20에서 선택될 수 있다. 바람직한 티올계 화합물의 예로 선형구조의 옥탄티올(C8H17SH), 데칸티올(C10H21SH), 도데칸티올(C12H25SH), 테트라데칸티올(C14H29SH), 헥사데칸티올(C16H33SH), 옥타데칸티올(C18H37SH) 또는 가지구조의 2-메틸-2-프로판티올(C4H9SH)을 들 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 이 티올계 화합물로 도데칸티올(C12H25SH) 또는 2-메틸-2-프로판티올(C4H9SH)을 사용하였다. 이러한 티올계 화합물을 금속 염에 대하여 1 몰비 이하로 첨가 시키는 것이 바람직하다. 그 이상 티올계 화합물을 첨가 시키면 금속 나노 입자가 생성되기 어렵기 때문이다. 더 바람직하게는 0.5 몰비로 첨가 시키는 것이다. 또한 금속 나노 입자들을 캐핑 시키기 위해서는 티올계 화합물을 적어도 0.1 몰비 이상 첨가 시켜야 한다.The thiol-based compound used as the capping molecule in the present invention has a structure of C y H 2y + 1 SH, and y may be selected from 2 to 20. Examples of preferred thiol compounds include linear octane thiol (C 8 H 17 SH), decanthiol (C 10 H 21 SH), dodecanethiol (C 12 H 25 SH), tetradecanethiol (C 14 H 29 SH) And hexadecanethiol (C 16 H 33 SH), octadecane thiol (C 18 H 37 SH), or branched 2-methyl-2-propanethiol (C 4 H 9 SH). According to a preferred embodiment of the present invention, dodecanethiol (C 12 H 25 SH) or 2-methyl-2-propanethiol (C 4 H 9 SH) was used as the thiol-based compound. It is preferable to add such a thiol-based compound in an amount of 1 mol or less with respect to the metal salt. This is because when the thiol-based compound is further added, it is difficult to generate metal nanoparticles. More preferably, it is added in 0.5 molar ratio. In addition, in order to cap the metal nanoparticles, a thiol-based compound should be added at least 0.1 molar ratio.

비점이 130℃이하의 탄화수소계 화합물을 환류 용매로 사용하거나, 본 발명에서 제조하고자 하는 금속 나노 입자의 수율을 높이기 위해서 위와 같은 혼합 용 액에 환원제를 더 첨가 시킬 수 있다. 이러한 환원제의 예로 수산화붕소염, 하이드라진, 알코올, 아미드, 산 또는 글루코스 등을 들 수 있다. 더 구체적으로는 NaBH4, LiBH4 테트라부틸암모늄 보로하이드라이드(tetrabutylammonium borohydride)(TBAB)등의 수산화붕소염,N2H4등의 하이드라진, 글리콜, 글리세롤 등의 알코올, 디메틸포름아미드(DMF) 등의 아미드, 탄닌산이나 시트레이트 등의 산 또는 글루코스를 예로 들 수 있다. 일반적으로 비수계에서 사용하는 환원제로 TBAB가 바람직하다.A hydrocarbon compound having a boiling point of 130 ° C. or less may be used as a reflux solvent, or a reducing agent may be further added to the above mixed solution in order to increase the yield of the metal nanoparticles to be prepared in the present invention. Examples of such reducing agents include boron hydroxide salts, hydrazines, alcohols, amides, acids or glucose and the like. More specifically, boron hydroxide salts such as NaBH 4 , LiBH 4 tetrabutylammonium borohydride (TBAB), hydrazines such as N 2 H 4 , alcohols such as glycol and glycerol, dimethylformamide (DMF), and the like. The acid or glucose, such as an amide, tannic acid, and a citrate, is mentioned. In general, TBAB is preferred as a reducing agent used in non-aqueous systems.

이러한 환원제는 금속 염에 대하여 1 몰비 이하로 첨가 시키는 것이 바람직하며, 그 이상의 몰비로 환원제를 포함시키면 입자간에 융합이 일어나 나노 사이즈의 금속 입자를 수득시 수율이 떨어지며, 급격한 발열반응으로 폭발할 가능성도 있다. 또한 환원제가 환원의 역할을 수행하기 위해서는 0.1 몰비 이상 첨가 되여야 한다. 따라서 환원제는 금속 염에 대하여 0.1 내지 1 몰비로 첨가시키는 것이 바람직하다. It is preferable to add such a reducing agent in an amount of 1 mol or less with respect to the metal salt, and when the reducing agent is included in a higher molar ratio, fusion occurs between particles, resulting in a decrease in yield when obtaining nano-sized metal particles, and a possibility of explosion due to rapid exothermic reaction. have. In addition, the reducing agent must be added in more than 0.1 molar ratio in order to perform the role of the reduction. Therefore, the reducing agent is preferably added in a molar ratio of 0.1 to 1 relative to the metal salt.

상기와 같이 아민계 화합물에 의해 해리된 금속 이온 용액에 탄화수소계 화합물과 티올계 화합물을 첨가 시키고, 선택적으로 환원제를 첨가 시킨 혼합용액을 첨가 시킨 탄화수소계 화합물의 비점에 따라 환류 시킨다. 이러한 환류는 18 내지 200℃에서 1 내지 24시간 동안 행하며, 바람직하게는 130℃ 이상에서 2 내지 4시간 행한다. As described above, the hydrocarbon-based compound and the thiol-based compound are added to the metal ion solution dissociated by the amine-based compound, and the mixture is refluxed according to the boiling point of the hydrocarbon-based compound to which the mixed solution to which the reducing agent is added is added. This reflux is carried out at 18 to 200 ° C. for 1 to 24 hours, preferably at 130 ° C. or more for 2 to 4 hours.

환류 반응 초기에는 혼합용액은 흰색 슬러리 상태이다가 점점 노랗게 변하고, 반응이 더 진행됨에 따라 투명한 노란색에서 붉은 색, 진한 갈색으로 변한 다. 이러한 색깔의 변화로 금속 나노 입자의 형성 여부를 판단할 수 있다. 이렇게 형성된 금속 나노 입자는 크기 선별과정을 거치지 않고 극성용매에 침전 시킨 후 원심 분리하여 금속 나노 입자를 회수할 수 있다. 형성된 금속 나노 입자의 크기가 균일하기 때문에 크기 선별과정을 거칠 필요가 없기 때문이다. 이때 사용되는 극성용매로는 아세톤, 에탄올, 메탄올 또는 이들의 혼합용액 등을 예로 들 수 있다. At the beginning of the reflux reaction, the mixed solution becomes a white slurry and gradually becomes yellow, and as the reaction proceeds further, it changes from transparent yellow to red and dark brown. The change in color may determine whether metal nanoparticles are formed. The metal nanoparticles thus formed may be recovered by centrifugation after being precipitated in a polar solvent without undergoing a size selection process. This is because the size of the formed metal nanoparticles is uniform so that the size selection process does not need to be performed. At this time, the polar solvent used may include acetone, ethanol, methanol or a mixed solution thereof.

이렇게 회수된 금속 나노 입자는 1 내지 50nm의 크기를 가지며, 바람직하게는 3 내지 20nm의 균일한 크기를 가지는 금속 나노 입자를 얻을 수 있었다. 또한 고점도의 비수계 탄화수소계 화합물에서 제조되어 금속 나노 입자의 수율도 10 내지 20%로 우수하다. 또한 캐핑분자로 티올을 사용하였기 때문에 수득된 금속 나노 입자는 1 내지 5 중량%의 황 원소(S)를 가지고 있다.The metal nanoparticles thus recovered had a size of 1 to 50 nm, preferably a metal nanoparticle having a uniform size of 3 to 20 nm. In addition, it is prepared from a high viscosity non-aqueous hydrocarbon compound, so that the yield of the metal nanoparticles is also excellent in 10 to 20%. In addition, since the thiol is used as the capping molecule, the obtained metal nanoparticles have 1 to 5% by weight of elemental sulfur (S).

이렇게 얻어진 금속 나노 입자는 원하는 용도에 맞게 항균제, 탈취제, 살균제, 도전성 접착제, 도전성 잉크 및 화상 표시 장치의 전자 차폐막으로 이용될 수 있다. 여기서 금속 나노 입자가 도전성 잉크에 이용되는 경우, 비수계의 탄화수소계 용매에 금속 나노 입자를 분산시켜 도전성 잉크로 사용될 수 있다. 이는 금속 나노 입자가 비수계에서 제조되었기 때문에 탄화수소계 용매와의 혼합성이 우수하기 때문이다.The metal nanoparticles thus obtained can be used as antimicrobial agents, deodorants, bactericides, conductive adhesives, conductive inks, and electronic shielding films for image display devices in accordance with desired applications. When the metal nanoparticles are used in the conductive ink, the metal nanoparticles may be dispersed in the non-aqueous hydrocarbon solvent to be used as the conductive ink. This is because the metal nanoparticles are manufactured in a non-aqueous system, so that the metal nanoparticles have excellent compatibility with a hydrocarbon solvent.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 제조된 금속 나노 입자의 UV-VIS 분광법에 따른 결과 그래프이다. 도 1을 참조하면, 420nm의 파장영역에서 최고의 흡광도를 가지는 그래프를 얻었다. 이는 수 내지 수십의 은 나노 입자가 380 내지 450nm 파장영역에서 영역에서 피크가 나타나는 것을 고려할 때 도 1의 그 래프는 전형적인 은 플라스몬(plasmon) 피크를 보이는 것을 알 수 있다.1 is a graph showing the results of UV-VIS spectroscopy of metal nanoparticles prepared according to one preferred embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a graph having the highest absorbance in the wavelength region of 420 nm was obtained. It can be seen that the graph of FIG. 1 shows a typical silver plasmon peak, considering that several to several tens of silver nanoparticles show peaks in the region in the wavelength region of 380 to 450 nm.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 제조된 금속 나노 입자의 TEM 이미지이다. 도 2를 참조하면, 5nm의 균일한 크기를 가지는 은 나노 입자가 형성되었음을 확인 할 수 있다. 또한 분산안정성도 매우 우수한 것을 알 수 있다. 2 is a TEM image of metal nanoparticles prepared according to one preferred embodiment of the present invention. Referring to Figure 2, it can be confirmed that the silver nanoparticles having a uniform size of 5nm was formed. It can also be seen that dispersion stability is also very good.

[참고 예][Reference Example]

AgNO3 5g을 프로필아민 20g에 해리 시켰다. 용액의 색깔이 투명 내지 약간 노란색을 띄었다. 여기에 도데칸티올 4.2g을 첨가하자, 흰색 고형분이 형성되었다. 형성된 고형분은 물과 알코올과 같은 수계 용매 뿐만 아니라, 톨루엔과 같은 비수계 용매에도 녹지 않았다. 건조된 흰색 고형분을 WAXS(Wide-angle X-ray Scattering), DSC(differential Scanning Calorimeter) 및 TGA(Thermo-Gravimetric Analyzer)를 통하여 분석하였다. DSC 분석결과 133℃에서 녹는점을 갖고 있으며, WAXS 결과 막구조(lamellar structure)임을 알 수 있었다. 또한, TGA 분석 결과 은 이온과 도데칸티올이 1:1로 반응하는 것을 알 수 있었다. 따라서 여기서 형성된 흰색 고형분은 은 티올레이트(C12H25S-Ag)임을 확인하였다.5 g of AgNO 3 was dissociated into 20 g of propylamine. The color of the solution was clear to slightly yellow. When 4.2 g of dodecanethiol was added thereto, a white solid was formed. The solids formed were insoluble in water and non-aqueous solvents such as toluene as well as aqueous solvents such as alcohols. The dried white solids were analyzed by Wide-angle X-ray Scattering (WAXS), differential scanning calorimeter (DSC) and Thermo-Gravimetric Analyzer (TGA). DSC analysis showed melting point at 133 ° C, and WAXS showed a membrane structure. In addition, TGA analysis showed that silver ions and dodecanethiol reacted 1: 1. Therefore, it was confirmed that the white solid formed here was silver thiolate (C 12 H 25 S-Ag).

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 금속 나노 입자를 제조하기 위한 은 티올레이트의 WAXS 분석결과 그래프이다. 도 3에 따르면, 상기한 참고 예에 의해 얻어진 흰색 고형분의 WAXS 분석결과 그래프이다.3 is a graph showing the results of WAXS analysis of silver thiolate for preparing metal nanoparticles according to an exemplary embodiment of the present invention. According to FIG. 3, it is a graph of the WAXS analysis result of the white solid obtained by the reference example mentioned above.

[실시 예 1]Example 1

AgNO3 5g을 프로필아민 20g에 해리 시켰다. 용액의 색깔이 투명 내지 약간 노란색을 띄었다. 여기에 크실렌 50g을 첨가 시키고 교반한 후 도데칸티올 4.2g을 첨가하자 흰색 고형분이 형성되었다. 온도를 크실렌의 끓는점까지 상승시켰으며, 130℃이상에서 흰색 고형분이 사라지기 시작하였다. 용액은 노란색을 나타내다가, 1시간 정도 반응시키자 붉은 색으로 변하였고, 결과적으로 진한 갈색으로 변하였다. 총 반응시간은 4시간 정도 소요되었으며, 진한 갈색 용액에 에탄올을 가하여 침전 시킨 후 원심 분리하여 입자를 수집하였다. 이를 UV-VIS 분광기로 분석한 결과는 도 1과 같고, TEM 이미지는 도 2와 같다. 이러한 분석을 통해 최종적으로 5nm의 균일한 크기를 가지는 은 나노 입자가 형성되었음을 확인하였다.5 g of AgNO 3 was dissociated into 20 g of propylamine. The color of the solution was clear to slightly yellow. 50 g of xylene was added thereto, stirred, and 4.2 g of dodecanethiol was added to form a white solid. The temperature was raised to the boiling point of xylene and white solids began to disappear above 130 ° C. The solution turned yellow and became red when reacted for about 1 hour, resulting in dark brown color. The total reaction time was about 4 hours, and the particles were collected by centrifugation after precipitation by adding ethanol to the dark brown solution. The result of analysis by the UV-VIS spectrometer is shown in FIG. 1, and the TEM image is shown in FIG. 2. Through this analysis, it was confirmed that silver nanoparticles having a uniform size of 5 nm were finally formed.

[실시 예 2]Example 2

실시 예 1에서 환류 매체로 크실렌 대신 1-헥사데신을 사용하였다. 최종적으로 5nm의 균일한 크기를 가지는 은 나노 입자가 형성되었음을 확인하였다.In Example 1 1-hexadecine was used instead of xylene as reflux medium. Finally, it was confirmed that silver nanoparticles having a uniform size of 5 nm were formed.

[실시 예 3] Example 3

AgNO3 5g을 프로필아민 20g에 해리 시켰다. 용액의 색깔이 투명 내지 약간 노란색을 띄었다. 여기에 크실렌 50g을 첨가 시키고 교반한 후 도데칸티올 8.4g을 첨가하자 흰색 고형분이 형성되었다. 온도를 크실렌의 끓는점까지 상승시켰으며, 130℃이상에서 흰색 고형분이 사라지기 시작하였다. 용액은 노란색을 나타내다가, 1시간 정도 반응시키자 붉은 색으로 변하였고, 최종적으로 진한 갈색으로 변하였다. 총 반응시간은 4시간 정도 소요되었으며, 진한 갈색 용액에 에탄올을 가 하여 침전 시킨 후 원심 분리하여 입자를 수집하였다. 최종적으로 5nm의 균일한 크기를 가지는 은 나노 입자가 형성되었음을 확인하였다.5 g of AgNO 3 was dissociated into 20 g of propylamine. The color of the solution was clear to slightly yellow. 50 g of xylene was added thereto, stirred, and 8.4 g of dodecanethiol was added to form a white solid. The temperature was raised to the boiling point of xylene and white solids began to disappear above 130 ° C. The solution turned yellow and then turned red when reacted for about 1 hour and finally turned dark brown. The total reaction time was about 4 hours, and the particles were collected by centrifugation after precipitation by adding ethanol to the dark brown solution. Finally, it was confirmed that silver nanoparticles having a uniform size of 5 nm were formed.

[실시 예 4]Example 4

실시 예 3에서 환류 매체로 크실렌 대신 1-헥사데신을 사용하여, 최종적으로 5nm의 균일한 크기를 가지는 은 나노 입자가 형성되었음을 확인하였다.In Example 3, using 1-hexadecine instead of xylene as the reflux medium, it was confirmed that finally formed silver nanoparticles having a uniform size of 5nm.

[실시 예 5]Example 5

AgNO3 5g을 프로필아민 20g에 해리 시켰다. 용액의 색깔이 투명 내지 약간 노란색을 띄었다. 여기에 n-헥산 50g을 첨가 시키고 교반한 후 도데칸티올 4.2g을 첨가하자 흰색 고형분이 형성되었다. 온도를 n-헥산의 끓는점까지 상승시키고, 여기에 TBAB 1g를 첨가하자마자, 용액은 붉은 색으로 변하고, 최종적으로 진한 갈색으로 변하였다. 반응 종료 후 5nm의 균일한 크기를 가지는 은 나노 입자가 형성되었음을 확인하였다.5 g of AgNO 3 was dissociated into 20 g of propylamine. The color of the solution was clear to slightly yellow. 50 g of n-hexane was added thereto, stirred, and 4.2 g of dodecanethiol was added to form a white solid. The temperature was raised to the boiling point of n-hexane, and as soon as 1 g of TBAB was added to it, the solution turned red and finally turned dark brown. After completion of the reaction, it was confirmed that silver nanoparticles having a uniform size of 5 nm were formed.

[실시 예 6]Example 6

실시 예 5에서 환류 매체로 n-헥산 대신 톨루엔을 사용하여, 반응 종료 후 5nm의 균일한 크기를 가지는 은 나노 입자가 형성되었음을 확인하였다.In Example 5, toluene was used instead of n-hexane as the reflux medium, and it was confirmed that silver nanoparticles having a uniform size of 5 nm were formed after completion of the reaction.

[실시 예 7]Example 7

실시 예 5에서 환류 매체로 n-헥산 대신 크실렌을 사용하여, 반응 종료 후 5nm의 균일한 크기를 가지는 은 나노 입자가 형성되었음을 확인하였다.In Example 5, xylene was used instead of n-hexane as the reflux medium, and it was confirmed that silver nanoparticles having a uniform size of 5 nm were formed after completion of the reaction.

[실시 예 8] Example 8

실시 예 5에서 환류 매체로 n-헥산 대신 1-헥사데신을 사용하여, 반응 종료 후 5nm의 균일한 크기를 가지는 은 나노 입자가 형성되었음을 확인하였다.In Example 5, 1-hexadecine was used instead of n-hexane as the reflux medium, and it was confirmed that silver nanoparticles having a uniform size of 5 nm were formed after the reaction was completed.

[실시 예 9] Example 9

AgNO3 5g을 프로필아민 20g에 해리 시켰다. 용액의 색깔이 투명 내지 약간 노란색을 띄었다. 여기에 크실렌 50g을 첨가 시키고 교반한 후 도데칸티올 8.4g을 첨가하자 흰색 고형분이 형성되었다. 온도를 크실렌의 끓는점까지 상승시켰으며, 130℃이상에서 흰색 고형분이 사라지기 시작하였다. 여기에 TBAB 1g를 첨가하자마자, 용액은 붉은 색으로 변하고, 최종적으로 진한 갈색으로 변하였다. 반응 종료 후 5nm의 균일한 크기를 가지는 은 나노 입자가 형성되었음을 확인하였다.5 g of AgNO 3 was dissociated into 20 g of propylamine. The color of the solution was clear to slightly yellow. 50 g of xylene was added thereto, stirred, and 8.4 g of dodecanethiol was added to form a white solid. The temperature was raised to the boiling point of xylene and white solids began to disappear above 130 ° C. As soon as 1 g of TBAB was added to it, the solution turned red and finally turned dark brown. After completion of the reaction, it was confirmed that silver nanoparticles having a uniform size of 5 nm were formed.

[실시 예 10]Example 10

실시 예 9에서 환류 매체로 크실렌 대신 1-헥사데신을 사용하였고, 반응 종료 후 5nm의 균일한 크기를 가지는 은 나노 입자가 형성되었음을 확인하였다.In Example 9, 1-hexadecine was used instead of xylene as a reflux medium, and it was confirmed that silver nanoparticles having a uniform size of 5 nm were formed after completion of the reaction.

[비교 예 1, 2, 3][Comparative Examples 1, 2, 3]

비교 예 1에서 AgNO3 5g을 프로필아민 20g에 해리 시켰다. 용액의 색깔이 투명 내지 약간 노란색을 띄었다. 여기에 n-헥산 50g을 첨가 시키고 교반한 후 도데칸티올 16.8g을 첨가하자 흰색 고형분이 형성되었다. 온도를 n-헥산의 끓는점까지 가열하여 8시간 반응시켰다. 그 결과 위 흰색 고형분이 분해되지 않았으며, 은 나노 입자가 형성되지 않았다. In Comparative Example 1, 5 g of AgNO 3 was dissociated into 20 g of propylamine. The color of the solution was clear to slightly yellow. 50 g of n-hexane was added thereto, stirred, and 16.8 g of dodecanethiol was added to form a white solid. The temperature was heated to the boiling point of n-hexane and reacted for 8 hours. As a result, the white solid did not decompose, and no silver nanoparticles were formed.

비교 예 2에서는 비교 예 1에서 환류 매체로 n-헥산 대신 톨루엔을 사용하였고, 비교 예 3에서는 n-헥산 대신 크실렌을 사용하였다. 그 결과 마찬가지로 흰색 고형분이 분해되지 않았으며, 은 나노 입자가 형성되지 않았다. In Comparative Example 2, toluene was used instead of n-hexane as the reflux medium in Comparative Example 1, and xylene was used instead of n-hexane in Comparative Example 3. As a result, white solids did not decompose and silver nanoparticles were not formed.

여기서, 도데칸티올을 AgNO3에 대하여 2몰비로 첨가하였을 때 은 나노 입자가 형성되지 않음을 알았다.Here, it was found that silver nanoparticles were not formed when dodecanethiol was added in a 2 molar ratio with respect to AgNO 3 .

[비교 예 4, 5, 6][Comparative Examples 4, 5, 6]

비교 예 4에서 AgNO3 5g을 프로필아민 20g에 해리 시켰다. 용액의 색깔이 투명 내지 약간 노란색을 띄었다. 여기에 n-헥산 50g을 첨가 시키고 교반한 후 도데칸티올 16.8g을 첨가하자 흰색 고형분이 형성되었다. 온도를 n-헥산의 끓는점까지 상승시키고, 여기에 TBAB 1g를 첨가하였다. 그 결과 위 흰색 고형분이 분해되지 않았으며, 은 나노 입자가 형성되지 않았다. In Comparative Example 4, 5 g of AgNO 3 was dissociated into 20 g of propylamine. The color of the solution was clear to slightly yellow. 50 g of n-hexane was added thereto, stirred, and 16.8 g of dodecanethiol was added to form a white solid. The temperature was raised to the boiling point of n-hexane, to which 1 g of TBAB was added. As a result, the white solid did not decompose, and no silver nanoparticles were formed.

비교 예 5에서 환류 매체로 n-헥산 대신 톨루엔을 사용하였고, 비교 예 6에서는 n-헥산 대신 크실렌을 사용하였다. 그 결과 역시 위 흰색 고형분이 분해되지 않았으며, 은 나노 입자가 형성되지 않았다. 여기서, TBAB인 환원제를 첨가하여도 도데칸티올을 AgNO3에 대하여 2몰비로 첨가하였을 때 은 나노 입자가 형성되지 않음을 알았다.Toluene was used instead of n-hexane as a reflux medium in Comparative Example 5, and xylene was used instead of n-hexane in Comparative Example 6. As a result, the white solids did not decompose, and no silver nanoparticles were formed. Here, it was found that silver nanoparticles were not formed when dodecanethiol was added at a 2 molar ratio with respect to AgNO 3 even when a reducing agent as TBAB was added.

본 발명의 상기 실시예들을 은 나노 입자 제조방법 위주로 설명하였으나, 은 염 이외에도 상기 예로든 금속을 포함하는 금속 염의 경우에도 동일하게 적용이 가능하며, 상기 실시예들과 같은 방법으로 금속 나노 입자를 제조할 수 있다.Although the above embodiments of the present invention have been described based on the method for preparing silver nanoparticles, the same applies to the metal salts including the metals mentioned above in addition to the silver salts, and the metal nanoparticles are prepared by the same method as the above embodiments. can do.

본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 물론이다. The present invention is not limited to the above embodiments, and many variations are possible by those skilled in the art within the spirit of the present invention.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 금속 나노 입자의 제조방법은 합성용액의 농도를 높일 수 있어 높은 수율을 가지고, 1 내지 20nm의 균일한 크기의 금속 나노 입자를 제조할 수 있다. 따라서 경제적인 대량생산이 가능하다. 따라서 이 제조방법에 의해 얻어진 금속 나노 입자와 이 금속 나노 입자를 포함하는 도전성 잉크도 경제적으로 얻을 수 있다. As described above, the method for preparing metal nanoparticles according to the present invention can increase the concentration of the synthetic solution, thereby having a high yield, and manufacturing metal nanoparticles having a uniform size of 1 to 20 nm. Therefore, economical mass production is possible. Therefore, the metal nanoparticle obtained by this manufacturing method and the conductive ink containing this metal nanoparticle can also be obtained economically.

Claims (20)

금속 염을 아민계 화합물에 넣고 해리 시키는 제1 단계; 및A first step of dissociating the metal salt into the amine compound; And 상기 해리된 금속이온 용액에 탄화수소계 화합물와 티올계 화합물을 첨가 시키되, 상기 티올계 화합물은 금속 염에 대하여 0.1 내지 1 몰비로 첨가시키는 제2 단계;Adding a hydrocarbon-based compound and a thiol-based compound to the dissociated metal ion solution, wherein the thiol-based compound is added in a molar ratio of 0.1 to 1 with respect to the metal salt; 를 포함하는 금속 나노 입자의 제조방법.Method of producing a metal nanoparticle comprising a. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 금속 염은 금속 화합물 용액은 은(Ag), 동(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd) 및 철(Fe)로 이루어진 군에서 적어도 하나 선택되는 금속을 포함하는 금속 염인 금속 나노 입자의 제조방법.The metal salt is at least one metal compound solution is selected from the group consisting of silver (Ag), copper (Cu), nickel (Ni), gold (Au), platinum (Pt), palladium (Pd) and iron (Fe) Method for producing metal nanoparticles which are metal salts containing metals. 청구항 2에 있어서,The method according to claim 2, 상기 금속 염은 AgNO3, AgBF4, AgPF6, Ag2O, CH3COOAg, AgCF3SO3 및 AgClO4로 이루어진 군에서 적어도 하나 선택되는 금속 나노 입자의 제조방법.The metal salt is at least one selected from the group consisting of AgNO 3 , AgBF 4 , AgPF 6 , Ag 2 O, CH 3 COOAg, AgCF 3 SO 3 and AgClO 4 . 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 아민계 화합물은 CxH2x+1NH2의 구조를 가지며, 상기 x는 2 내지 20인 금속 나노 입자의 제조방법.The amine compound has a structure of C x H 2x + 1 NH 2 , wherein x is 2 to 20 method for producing metal nanoparticles. 청구항 4에 있어서,The method according to claim 4, 상기 아민계 화합물은 부틸아민, 프로필아민, 옥틸아민, 데실아민, 도데실아민, 헥사데실아민 및 올레일아민로 이루어진 군에서 적어도 하나 선택되는 금속 나노 입자의 제조방법.The amine compound is at least one selected from the group consisting of butylamine, propylamine, octylamine, decylamine, dodecylamine, hexadecylamine and oleylamine. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 아민계 화합물을 금속 염에 대하여 1 내지 100 몰비로 혼합 시키는 금속 나노 입자의 제조방법.Method for producing metal nanoparticles by mixing the amine-based compound in a 1 to 100 molar ratio with respect to the metal salt. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 탄화수소계 화합물은 헥산, 옥탄, 데칸, 테트라데칸, 헥사데칸, 1-헥사데신, 1-옥타데신, 톨루엔, 크실렌 및 클로로벤조익산으로 이루어진 군에서 적어도 하나 선택되는 금속 나노 입자의 제조방법. The hydrocarbon compound is at least one selected from the group consisting of hexane, octane, decane, tetradecane, hexadecane, 1-hexadecine, 1-octadecine, toluene, xylene and chlorobenzoic acid. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 금속 염의 농도가 0.001 내지 10 몰비가 되도록 상기 탄화수소계 화합물을 첨가 시키는 금속 나노 입자의 제조방법.A method for producing metal nanoparticles, wherein the hydrocarbon compound is added so that the concentration of metal salt is 0.001 to 10 molar ratio. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 티올계 화합물은 CyH2y+1SH의 구조를 가지며, y는 2 내지 20인 금속 나노 입자의 제조방법.The thiol-based compound has a structure of C y H 2y + 1 SH, y is 2 to 20 method for producing metal nanoparticles. 청구항 9에 있어서,The method according to claim 9, 상기 티올계 화합물은 선형구조의 옥탄티올, 데칸티올, 도데칸티올, 테트라데칸티올, 헥사데칸티올, 옥타데칸티올 및 가지구조의 2-메틸-2-프로판티올 중에서 적어도 하나 선택되는 금속 나노 입자의 제조방법.The thiol compound is a metal nanoparticle selected from at least one selected from linear octane thiol, decanthiol, dodecanethiol, tetradecanethiol, hexadecanethiol, octadecanethiol and branched 2-methyl-2-propanethiol Manufacturing method. 삭제delete 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제2 단계에서 환원제를 더 첨가 시키는 금속 나노 입자의 제조방법.Method for producing a metal nanoparticle to further add a reducing agent in the second step. 삭제delete 청구항 12에 있어서,The method according to claim 12, 상기 환원제는 NaBH4, LiBH4, 테트라부틸암모늄 보로하이드라이드(tetrabutylammonium borohydride), N2H4, 글리콜, 글리세롤, 디메틸포름아미드, 탄닌산, 시트레이트 및 글루코스로 이루어진 군에서 적어도 하나 선택되는 금속 나노 입자의 제조방법. The reducing agent is at least one metal nanoparticle selected from the group consisting of NaBH 4 , LiBH 4 , tetrabutylammonium borohydride, N 2 H 4 , glycol, glycerol, dimethylformamide, tannic acid, citrate and glucose Manufacturing method. 청구항 12에 있어서, 상기 환원제를 금속 염에 대하여 0.1 내지 1 몰비로 첨가 시키는 금속 나노 입자의 제조방법.The method of claim 12, wherein the reducing agent is added at a molar ratio of 0.1 to 1 with respect to the metal salt. 청구항 1 내지 10, 12, 14, 15 중 어느 한 항에 따른 금속 나노 입자의 제조방법에 의해 제조된 금속 나노 입자.Metal nanoparticles produced by the method for producing metal nanoparticles according to any one of claims 1 to 10, 12, 14, 15. 청구항 16에 있어서,The method according to claim 16, 상기 금속 나노 입자의 크기는 1 내지 20nm인 금속 나노 입자.The metal nanoparticles have a size of 1 to 20 nm. 청구항 16에 있어서,The method according to claim 16, 상기 금속 나노 입자는 1 내지 5 중량%의 황 원소를 가지는 금속 나노 입자.The metal nanoparticle is a metal nanoparticle having an elemental sulfur of 1 to 5% by weight. 청구항 16에 있어서,The method according to claim 16, 항균제, 탈취제, 살균제, 도전성 접착제, 도전성 잉크 및 화상 표시 장치의 전자 차폐막으로 이용되는 금속 나노 입자. Metal nanoparticles used as an antimicrobial agent, a deodorant, a disinfectant, a conductive adhesive, a conductive ink and an electron shielding film of an image display device. 삭제delete
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