KR20040048093A - 입자 크기가 단일분포를 가지는 금속 산화물 나노입자의제조방법 및 이로부터 제조되는 금속 산화물 나노입자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초상자성을 가지며 입자 크기가 단일분포를 가지는 금속 산화물 나노입자의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에서는 유중수형계의 에멀젼을 이용하여 분산된 역미셀 수용액상의 물방울 안에서 금속염 출발물질을 염기성 용액과 반응시켜 입자 크기가 단일분포를 갖는 산화철 나노 입자를 제조한다.

Description

입자 크기가 단일분포를 가지는 금속 산화물 나노입자의 제조방법 및 이로부터 제조되는 금속 산화물 나노입자{A METHOD OF PREPARING MONODISPERSED METAL OXIDE NANOPARTICLES AND NANOPARTICLES PREPARED THEREFROM}

[산업상 이용분야]

본 발명은 금속 산화물 나노입자의 제조방법 및 이로부터 제조되는 금속 산화물 나노입자에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 입자 크기가 단일분포를 가지는 금속 산화물 나노입자의 제조방법 및 이로부터 제조되는 금속 산화물 나노입자에 관한 것이다.

[종래기술]

최근 많은 주목을 받고 있는 나노기술 가운데 하나인 나노입자의 제조방법은 자기기록 매체, 프린트 잉크 토너, 의료용 진단시약, 대전 방지제, 전자파 차폐 및 흡수 등으로 응용하기 위해서 선진국을 비롯하여 많은 국가에서 연구가 시도되고 있는 첨단 분야이다. 특히 입자 크기가 단일분포를 가지는 산화철 나노입자는 전도성 고분자와 함께 복합체를 제조하는 데 이용 가능하거나 입자 크기가 단일분포로 인한 초상자성을 이용하여 자기 기록 매체 및 프린트 잉크 토너, 의료용 진단시약, 대전 방지제, 전자파 차폐 및 흡수체 등으로 응용 가능하여 전자, 의학, 전기 분야의 기초 소재로서 이용되고 있다. 일반적으로 자성 입자는 제조 조건이나 형성된 입자 크기에 따라서 여러 가지의 자성체의 특성을 갖는다. 더 나아가 단일분포를 가지는 산화철 나노입자는 단일 자성도메인을 가지고 높은 자화율을 가지는 초상자성을 나타낸다.

지금까지, 이러한 특성을 나타내는 산화철 나노입자를 제조하는 방법들 중 계면활성제를 이용한 역미셀에 의한 제조 방법은 몇 가지 제안들이 있었다. 예를 들어, 산화철 나노입자는 철염 용액을 염기성 용액에 벌크 상태로 침전시키고 이 침전된 나노입자를 생적합성(biocompatibility) 물질과 함께 계면활성제를 이용하여 마이크로 구형으로 제조하는 방법이 미국 특허 제4,206,094호 및 제4,219,411호에서 제안되었다. 이러한 제조방법들에 의해서 산화철 나노입자는 제조되었지만, 그 자성 입자가 수 나노미터 크기가 아니고, 입자가 단일분포를 나타내지 않았다.

또한 미국 특허 제4,4454,234호, 제4,863,715호에서는 아크릴 고분자를 이용하여 강자성 및 준강자성을 가지는 자성입자를 코팅하거나 고분자를 포함하는 용액에 자성입자를 넣어 초음파 분해방법을 이용하여 제조하였다. 이들은 고분자를 이용하여 코팅함으로써 응집이 되지 않는 자성입자를 제조하였지만, 그 자성체의 특성은 초상자성을 나타내지는 않았다.

WO 90/01295에서는 초상자성을 나타내는 산화철의 나노입자를 철염 수용액에 염기성 용액을 첨가시켜 침전법으로 제조하였지만, 그 나노입자의 크기가 균일하지 않았다.

이와 같이 금속 산화물 나노입자의 활용 분야는 매우 넓고 다양하지만 아직도 다양한 제조방법의 개발이 미약한 실정이다.

본 발명은 상술한 특허들의 자성 특성과 입자분포의 다양성의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 초상자성을 나타내는, 입자 크기가 단일 분포를 가지는 금속 산화물 나노입자의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 초상자성을 가지며, 입자 크기가 단일분포를 가지는 금속 산화물 나노입자를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 금속 산화물 나노입자와 전도성 고분자를 포함하는 복합체를 제공하기 위한 것이다.

도 1은 역미셀(reverse micelle)에 의한 금속 산화물 나노입자 콜로이드 용액 제조 장치의 개략도이다.

도 2 내지 도 5는 실시예 1 내지 4의 산화철 나노입자의 X-선 소각 산란(small angle X-ray scattering) 실험의 기니에 도시법(Guinier plot)에 따른 결과를 보인 도면이다.

도 6은 실시예 1의 산화철 나노입자의 X-선 소각 산란실험의 간접 퓨리에 변환(Indirect Fourier transformation)과 로그노말 함수(Lognormal distribution)를 이용한 입자의 분포도를 나타낸 도면이다.

도 7은 실시예 1에 따라 제조된 산화철 나노입자의 자기적 특성측정 (Vibrating Sample Magnetometer)을 나타낸 도면이다.

도 8은 실시예 1에 따라 제조된 산화철 나노입자 콜로이드의 전자현미경 사진(transmittance electron microscope)이다.

도 9는 실시예 1에 따라 제조된 산화철 나노입자 분말의 전자현미경 사진(transmittance electron microscope)이다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은

분산 유기용매에 계면활성제를 첨가 혼합하여 계면활성제 용액을 제조하는 단계;

상기 계면활성제 용액과 금속염 수용액을 혼합하여 제1 유중수형계 에멀젼을 제조하는 단계;

상기 계면활성제 용액과 염기성 용액을 혼합하여 제2 유중수형계 에멀젼을 제조하는 단계;

상기 제1 및 제2 유중수형계 에멀젼을 혼합하여 금속염과 염기성 용액을 반응시켜 금속 산화물 나노입자 콜로이드 용액을 제조하는 단계; 및

상기 금속 산화물 나노입자 콜로이드 용액을 세척, 분리한 후 건조하여 금속 산화물 나노입자를 얻는 단계를 포함하는 금속 산화물 나노입자의 제조방법을 제공한다.

본 발명은 또한 초상자성과 단일분포의 입자 크기를 가지는 금속 산화물 나노입자를 제공한다.

본 발명은 또한 금속 산화물 나노입자와 전도성 고분자를 포함하는 복합체를 제공한다.

이하 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

본 발명의 초상자성을 나타내는, 입자 크기가 단일 분포를 가지는 금속 산화물 나노입자는 유중수형계의 역미셀을 포함하는 금속 산화물 나노입자 콜로이드 용액을 이용하여 제조된다.

우선 분산 유기용매에 계면활성제를 첨가한 후 혼합하여 계면활성제 용액(저장 용액)을 제조한다. 상기 분산 유기용매로는 핵산, 헵탄, 옥탄, 데칸, 도데칸 등과 같은 포화된 선형 탄화수소류, 사이클로헥산, 사이클로헵탄 등의 포화된 고리화 탄화수소류, 벤젠, 톨루엔, 부틸벤젠 등의 방향족 탄화수소류가 사용되며, 바람직하게는 헵탄을 사용한다. 상기 계면활성제로는 음이온 계면활성제가 바람직하게 사용될 수 있으며, 이의 구체적인 예로는 소듐 도데실술페이트, 소듐 비스(2-에틸헥실)술포숙시네이트(AOT), 도데실벤젠술폰닉산, 소듐 디옥틸술포숙시네이트, 소듐 알킬페놀 에테르 술포네이트, 소듐 알킬술포네이트 등이 있으며, 이중에서 소듐 비스(2-에틸헥실)술포숙시네이트가 바람직하다.

분산 유기용매와 계면활성제는 초음파 분해하여 혼합하는 것이 바람직하고, 초음파 분해시간은 10 내지 30 분간 실시하는 것이 바람직하다. 상기에서와 같이 제조된 계면활성제는 0.1 내지 1.0 몰의 양으로 분산 유기용매에 첨가되는 것이 바람직하다.

그런 다음 상기 계면활성제 용액과 금속염 수용액을 혼합하여 제1 유중수형계 에멀젼을 제조한다.

상기 금속염 수용액은 금속염을 증류수에 첨가하여 제조하는 것으로 상기 증류수는 이차 증류한 것으로 질소가스로 약 30분 정도 기포화하여 탈이온화된 것을 사용한다. 상기 금속염으로는 철, 코발트, 니켈 또는 크롬의 금속염이 바람직하게 사용될 수 있다. 염의 형태는 특별히 제한되지는 않으며, 특히 자기 특성의 산화철 나노입자 제조시에 모든 철염이 사용될 수 있다. 바람직한 금속염 형태로는 염화물, 황산염, 질산염, 아세트산염, 옥살산염, 카보닐염 등이 사용되는 것이 바람직하다. 바람직한 구체적인 예로는 황산철, 염화제일철, 염화제이철, 질산철, 펜타카보닐철, 아세트산철, 옥살산철, 또는 이들의 혼합물이 있으며, 철염으로는 염화제일철과 염화제이철이 바람직하게 사용될 수 있다. 염화제일철과 염화제이철은 1:2의 몰비로 사용되는 것이 바람직하다.

계면활성제 용액과 금속염 수용액의 혼합공정은 10:1 내지 20:1의 부피 비로 질소 분위기 하에서 실시하는 것이 바람직하다. 계면활성제 용액과 금속염 수용액은 초음파 분해하여 혼합하는 것이 바람직하고, 초음파 분해시간은 10 내지 30 분간 실시하는 것이 바람직하다.

별도의 공정으로 상기 계면활성제 용액과 염기성 용액을 혼합하여 제2 유중수형계 에멀젼을 제조한다. 상기 염기성 용액은 모든 무기성 및 유기성 염기 화합물을 사용하여 제조될 수 있으며, 이 용액의 pH는 7.01 내지 14.00 범위, 바람직하게는 12.00 내지 13.00 범위에 있다. 염기성 용액의 구체적인 예로는 수산화 나트륨, 수산화 칼륨, 수산화 리튬, 테트라메틸암모니아수, 암모니아수 및 탄산나트륨으로 이루어진 군에서 선택되며, 이중에서 암모니아수가 바람직하다.

계면활성제 용액과 염기성 용액은 질소 분위기 하에서 초음파 분해하여 혼합하는 것이 바람직하고, 초음파 분해시간은 10 내지 30 분간 실시하는 것이 바람직하다.

상기 제1 및 제2 유중수형계 에멀젼을 혼합하여 금속염과 염기성 용액을 반응시킴으로써 금속 산화물 나노입자 콜로이드 용액을 제조한다. 상기 유중수형계 역미셀에서 계면활성제에 둘러 싸여있는 나노 물방울이 나노 반응기로 작용하며, 그 나노 물방울 안에서 금속염과 염기성 용액의 반응으로 금속산화물 나노입자가 형성되며, 그 입자의 크기는 나노 물방울의 크기, 혼합속도, 반응온도, 계면활성제와 물의 농도 및 분산 유기용매에 의해서 조절된다. 바람직한 나노 물방울의 크기는 0.5 내지 5.0 나노 미터이고, 혼합속도는 5,000 내지 30,000 rpm, 바람직하게는 25,000 내지 30,000 rpm의 속도로 조절한다. 반응온도는 25 내지 70℃, 바람직하게는 50 내지 70℃에서 수행하고, 반응시간은 2 내지 24시간, 바람직하게는 2 내지 5시간 수행한다. 계면활성제는 0.1 내지 1.0몰, 바람직하게는 0.5 내지 1.0몰 농도로 한다. 용액의 pH는 7.01 내지 14.00 범위, 바람직하게는 12.00 내지 13.00 범위로 사용한다. 여기서 물은 극성 친수성을 나타내며, 분산 유기용매는 비극성 소수성을 띤다.

본 발명의 금속 산화물 나노입자의 제조방법은 종래의 이온 교환수지의 다공성 망상구조 이용법, 산소를 포함하는 산화제 첨가법 및 고분자 마이크로구형을 이용하여 캡슐화 하는 방법과는 달리 유중수형계의 에멀젼을 이용하여 분산된 역미셀수용액상의 물방울 안에서 금속염 출발물질을 염기성 용액과 반응시켜 입자 크기가 단일분포를 갖는 산화철 나노입자를 제조하는 것이다.

제1 및 제2 유중수형계 에멀젼은 질소 분위기 하에서 도 1과 같은 균질화기를 이용하여 초음파 분해하면서 격렬히 혼합되는 것이 바람직하다. 또한 균질화기는 5,000내지 30,000 rpm의 속도로 조절되는 것이 바람직하다.

이때 금속염과 염기성 용액의 반응으로 금속 산화물 나노입자 콜로이드 용액이 형성되는데, 이때의 반응온도는 25 내지 70℃, 반응압력은 0.5 내지 10기압, 반응시간은 2 내지 24시간인 것이 바람직하다.

상기와 같이 제조된 산화철 나노입자 콜로이드 용액을 아세톤, 헵탄, 메탄올, 증류수로 씻어주고 원심분리와 자기장을 이용하여 산화철 나노입자를 분리한 후 50 내지 100℃의 진공오븐에서 12 내지 24시간 건조함으로써 분산 유기용매와 계면활성제를 제거하여 분말의 금속 나노입자를 얻는다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 금속염으로 염화제일철과 염화제이철을 이용하고, 염기성 용액으로 암모니아수를 이용하여 pH, 계면활성제, 및 물의 농도를 조절하여 입자 크기가 균일한 산화철 나노입자의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 방법에 의해서 제조된 금속 산화물 나노입자는 0.5 내지 1,000 나노미터 크기의 입경을 가지며, 바람직하게는 0.5 내지 5.0 나노미터 크기의 입경을 가진다.

본 발명에 따라 제조되는 금속 산화물 나노입자의 반경은 X-선 소각 산란 실험(small angle X-ray scattering)을 통해서 얻을 수 있다. X-선 소각 산란 실험에 따르면, 역미셀에 의한 금속산화물 나노입자를 포함하는 유체를 분산 유기용매를 이용하여 농도를 묽혀서 측정하고, 백그라운드(background)를 보정해서 얻어진 데이터로부터 기니에 도시법을 통해서 입자의 크기를 구한다. 본 발명에 따라 제조된 금속 산화물 나노입자는 X-선 소각 산란실험으로 측정한 결과 평균 반경이 1.0 내지 3.0 나노미터, 바람직하게는 1.3 내지 2.4 나노미터이다.

또한 입자의 분포를 구하기 위한 방법으로는 분석(analytical) 방법과 통계(numerical) 방법이 있다. 두 가지 방법중 보다 적용이 용이한 통계 방법은 임의의 분포함수를 가정하는 방법과 분포함수를 가정하지 않는 방법이 있다. 본 발명에서는 로그노말 분포함수를 가정하여 데이터를 분석(fitting)하였으며, 구해진 분포함수로부터 관성반경과 입자의 분포도를 구할 수 있다. 본 발명에 따라 제조된 금속 산화물 나노입자의 관성반경은 1.5 내지 3.5 나노미터의 범위에 있으며, 바람직하게는 1.8 내지 3.0 나노미터의 범위에 있다. 로그노말 분포함수로 구한 부피 분포와 간접 퓨리에 변환 방법으로 구한 수 크기 분포의 결과를 부피 분포로 변화하여 도시한 결과 비슷한 결과를 얻을 수 있다.

또한 자기적 성질을 측정하기 위해서 자기적 특성측정(Vibrating Sample Magnetometer)를 이용하여 20.2 ℃의 조건에서 포화 자화율을 얻을 수 있다. 그리고 산화철 입자의 형태와 크기를 JEOL회사의 JEM 3000F 모델의 전자현미경(transmittance electron microscope)을 이용하여 분산 유기용매를 이용하여 농도를 묽혀서 400 mesh의 탄소 코팅된 그리드(carbon-coated grid)위에 한 두 방울 떨어뜨려서 상온에서 건조시켜서 측정한다. 이와 같이 측정된 금속 산화물 나노입자의 포화 자화율은 8.00내지 20.00 emu/g 인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 금속 산화물 나노입자는 전도성 고분자와 복합체를 형성하여 다양한 분야에 적용될 수 있다. 복합체의 형성은 이 분야의 통상의 지식에 의하여 실시될 수 있다.

실시예

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 제시한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시되는 것일 뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

헵탄 용매에 소듐 비스(2-에틸헥실)술포숙시네이트(AOT)을 첨가하여 20분간 초음파 분해를 하여 0.3몰의 계면활성제 용액(저장용액)을 제조하였다.

염화제일철 0.1몰과 염화제이철 0.2몰을 증류수 2ml에 첨가하여 철염 수용액을 제조하였다. 여기서 사용되는 증류수는 이차 증류한 것으로 질소가스로 30분 정도 기포화하여 탈이온화된 것을 사용하였다. 이 철염 수용액과 상기 계면활성제 용액을 2:22의 부피 비로 질소 분위기 하에서 20분간 초음파 분해하여 제1 수중유형계 에멀젼을 제조하였다.

28 중량%의 암모니아수와 상기 계면활성제 용액을 2:16의 부피 비로 질소 분위기 하에서 10 내지 30분간 초음파 분해하여 제2 수중유형계 에멀젼을 제조하였다.

상기에서 제조한 제1 및 제2 수중유형계 에멀젼을 질소 분위기 하에서 도 1의 균질화기를 이용하여 초음파 분해하면서 격렬히 혼합하여 철염과 염기성 용액의 반응을 유도하였다. 반응시 반응온도는 50 ℃, 반응압력 1.0기압, 반응시간 2시간으로 조절하였다. 이때 혼합용액은 혼합한 후 즉시 푸른빛의 녹색을 나타내고 수 분 안에 붉은빛의 진한 갈색을 나타냈다.

상기와 같이 제조된 산화철 나노입자 콜로이드 용액은 아세톤, 햅탄, 메탄올, 증류수로 씻어주고 원심분리와 자기장을 이용하여 산화철 나노입자를 분리한 후 70℃의 진공오븐에서 24시간 건조함으로써 남아있는 헵탄과 소듐 비스(2-에틸헥실)술포숙시네이트(AOT)를 제거하여 분말의 산화철 나노입자를 얻었다.

상기 산화철 나노입자의 반경은 X-선 소각 산란 실험을 통해서 측정하였다. X-선 소각 산란 실험은 역미셀에 의한 산화철 나노입자를 포함하는 유체를 분산 유기용매인 헵탄을 이용하여 농도를 묽혀서 측정하고 얻어진 데이터는 도 2의 기니에 도시법을 통해서 입자의 반경이 1.3 나노미터를 가지는 것을 알 수 있었다. 이때 계산은 기니에 법칙에 의해서 관성반경을 구할 수 있고, 식은 다음과 같다.

관성반경=

도 2의 데이터를 간접 퓨리에 변환방법과 로그노말 함수를 사용하여 얻은 결과를 도 6에 도시하였다. 도 6으로부터 관성반경이 1.8나노미터이고 입자 크기가 단일분포를 가짐을 알 수 있다.

20.2 ℃의 조건에서 산화철 나노입자의 자기적 특성(Vibrating SampleMagnetometer)을 측정한 결과를 도 7에 도시하였다. 도 7에서 포화 자화율은 9.48 emu/g인 것을 알 수 있다.

산화철의 입자 형태와 크기는 전자현미경을 통해서 관찰하였다. 도 8는 산화철 콜로이드 상태의 입자의 전자 현미경 사진이다. 도 8에서 보는 바와 같이 입자의 크기가 2 나노미터로 X-선 소각 산란 실험을 통해서 얻은 결과와 비슷한 결과를 보였다. 도 8에서 계면활성제에 둘러싸인 산화철 산화철 나노 입자가 분산되어 있는 것을 볼 수 있다.

도 9는 산화철 분말을 에탄올 용매에 분산시켰을 경우의 전자 현미경의 사진이다. 도 9에서 2 나노미터 내외의 입자들이 일정한 크기를 가지면서 분포되어 있는 것을 알 수 있다.

<실시예 2>

헵탄 용매에 소듐 비스(2-에틸헥실)술포숙시네이트(AOT)를 첨가하여 20분간 초음파 분해를 하여 0.5 몰의 계면활성제 용액(저장용액)을 제조한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 산화철 나노입자를 제조하였다.

제조된 산화철 나노입자의 반경은 X-선 소각 산란 실험을 통해서 얻었다. X-선 소각 산란 실험은 역미셀에 의한 산화철 나노입자를 포함하는 유체를 분산 유기용매인 헵탄을 이용하여 농도를 묽혀서 측정하고 얻어진 데이터는 도 3의 기니에 도시법을 이용해서 입자의 반경이 1.9 나노미터를 가지는 것을 알 수 있었다. 상기의 데이터를 간접 퓨리에 변환방법과 로그노말 함수를 사용하여 얻은 결과, 관성반경이 2.3 나노미터이고 입자 크기가 단일분포를 가짐을 알 수 있었다.

20.2 ℃의 조건에서 산화철 나노입자의 자기적 특성을 측정한 결과를 포화 자화율은 9.94 emu/g으로 나타났다.

<실시예 3>

헵탄 용매에 소듐 비스(2-에틸헥실)술포숙시네이트(AOT)를 첨가하여 20분간 초음파 분해를 하여 0.7 몰의 계면활성제 용액(저장용액)을 제조한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 산화철 나노입자를 제조하였다.

제조된 산화철 나노입자의 반경은 X-선 소각 산란 실험을 통해서 얻었다. X-선 소각 산란 실험은 역미셀에 의한 산화철 나노입자를 포함하는 유체를 분산 유기용매인 헵탄을 이용하여 농도를 묽혀서 측정하고 얻어진 데이터는 도 4의 기니에 도시법을 이용해서 입자의 반경이 2.1 나노미터를 가지는 것을 알 수 있었다. 상기의 데이터를 간접 퓨리에 변환방법과 로그노말 함수를 사용하여 얻은 결과, 관성반경이 2.6 나노미터이고 입자 크기가 단일분포를 가짐을 알 수 있었다.

20.2 ℃의 조건에서 산화철 나노입자의 자기적 특성을 측정한 결과를 포화 자화율은 10.32 emu/g으로 나타났다.

<실시예 4>

헵탄 용매에 소듐 비스(2-에틸헥실)술포숙시네이트(AOT)를 첨가하여 20분간 초음파 분해를 하여 1.0 몰의 계면활성제 용액(저장용액)을 제조한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 산화철 나노입자를 제조하였다.

제조된 산화철 나노입자의 반경은 X-선 소각 산란 실험을 통해서 얻었다. X-선 소각 산란 실험은 역미셀에 의한 산화철 나노입자를 포함하는 유체를 분산 유기용매인 헵탄을 이용하여 농도를 묽혀서 측정하고 얻어진 데이터는 도 5의 기니에 도시법을 이용해서 입자의 반경이 2.4 나노미터를 가지는 것을 알 수 있었다. 상기의 데이터를 간접 퓨리에 변환방법과 로그노말 함수를 사용하여 얻은 결과, 관성반경이 3.0 나노미터이고 입자 크기가 단일분포를 가짐을 알 수 있다.

20.2 ℃의 조건에서 산화철 나노입자의 자기적 특성을 측정한 결과를 포화 자화율은 10.73 emu/g으로 나타났다.

본 발명의 산화철 나노입자의 제조방법에 따라 제조된 금속 산화물 나노입자는 초상자성을 가지며 입자 크기가 단일분포를 가진다. 따라서 본 발명에 따른 금속 산화물 나노입자는 전기, 전자 디바이스 분야, 자기 기록 매체 및 프린트 잉크 토너, 의료용 진단시약, 대전 방지제, 전자파 차폐 및 흡수체 등의 응용분야에 널리 응용이 가능하다.

본 발명의 단순한 변형 또는 변경은 모두 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (16)

1. a) 분산 유기용매에 계면활성제를 첨가 혼합하여 계면활성제 용액을 제조하는 단계;

   b) 상기 계면활성제 용액과 금속염 수용액을 혼합하여 제1 유중수형계 에멀젼을 제조하는 단계;

   c) 상기 계면활성제 용액과 염기성 용액을 혼합하여 제2 유중수형계 에멀젼을 제조하는 단계;

   d) 상기 제1 및 제2 유중수형계 에멀젼을 혼합하여 금속염과 염기성 용액을 반응시켜 금속 산화물 나노입자 콜로이드 용액을 제조하는 단계; 및

   e) 상기 금속 산화물 나노입자 콜로이드 용액을 세척, 분리한 후 건조하여 금속 산화물 나노입자를 얻는 단계를 포함하는 금속 산화물 나노입자의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 계면활성제는 0.1 내지 1.0 몰의 양으로 분산 유기용매에 첨가되는 것인 금속 산화물 나노입자의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 분산 유기용매로는 포화된 선형 탄화수소류, 포화된 고리화 탄화수소류, 및 방향족 탄화수소류으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나인 금속 산화물 나노입자의 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 계면활성제는 소듐 도데실술페이트, 소듐 비스(2-에틸헥실)술포숙시네이트(AOT), 도데실벤젠술폰산, 소듐 디옥틸술포숙시네이트, 소듐 알킬페놀 에테르 술포네이트, 및 소듐 알킬술포네이트로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나인 금속 산화물 나노입자의 제조방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 금속염은 철, 코발트, 니켈, 및 크롬으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 금속의 염인 금속 산화물 나노입자의 제조방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 금속염은 황산철, 염화제일철, 염화제이철, 질산철, 펜타카보닐철, 아세트산철, 및 옥살산철로 이루어진 군에서 선택되는 철염인 금속 산화물 나노입자의 제조방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 금속염은 염화제일철과 염화제이철이 1:2의 몰비로 혼합된 것인 금속 산화물 나노입자의 제조방법.
8. 제1항에 있어서, 상기 염기성 용액은 수산화 나트륨, 수산화 칼륨, 수산화 리튬, 테트라메틸암모니아수, 암모니아수 및 탄산나트륨 군으로부터 선택되는 것인 금속 산화물 나노입자의 제조방법.
9. 제1항에 있어서, 상기 d) 단계의 금속염과 염기성 용액의 반응시 반응온도는25 내지 70 ℃이고, 반응압력은 0.5 내지 10기압이고, 반응시간은 2 내지 24시간인 금속 산화물 나노입자의 제조방법.
10. 제1항에 있어서, 상기 d) 단계의 제1 및 제2 유중수형계 에멀젼의 혼합은 균질화기와 초음파 분해기를 이용하여 수행되며, 상기 균질화기는 5,000내지 30,000 rpm의 속도로 하는 작동되는 것인 금속 산화물 나노입자의 제조방법.
11. 제1항에 있어서, 상기 b), c) 또는 d) 단계는 질소 분위기 하에서 실시하는 것인 금속 산화물 나노입자의 제조방법.
12. 제1항 내지 제11항중 어느 하나의 방법으로 제조되는 금속 산화물 나노입자.
13. 제12항에 있어서, 상기 금속 산화물 나노입자는 0.5 내지 1,000 나노미터 크기를 가지는 금속 산화물 나노입자.
14. 제12항에 있어서, 상기 금속 산화물 나노입자는 X-선 소각 산란(small angle X-ray scattering)실험으로 측정한 결과 반경이 1.0 내지 3.0 나노미터이고, 관성반경이 1.5 내지 3.5 나노미터인 금속 산화물 나노입자.
15. 제12항에 있어서, 상기 금속 산화물 나노입자의 포화 자화율은 8.00 내지20.00 emu/g 인 금속 산화물 나노입자.
16. 제12항의 금속 산화물 나노입자와 전도성 고분자를 포함하는 복합체.