KR20070082607A - Green preparation of metal nanoparticles by using sucrose - Google Patents

Abstract

Metal nanoparticle manufacturing process is provided, which uses sucrose as gelling agent and reducing agent. A metal nanoparticle manufacturing process comprises the steps of: heating metal compounds in aqueous sucrose solution with stirring in the absence or presence of macromolecular gelling agent. The non-reducing sugar sucrose, which acts as a gelling agent and a reducing agent in the process, is used in the amount of 5% by weight to saturated concentration or more for the process. The prepared metal nanoparticle colloid is centrifuged to obtain solid contents, then it is optionally dried, and it is dispersed in dispersion media to obtain colloid having desired concentration.

Description

슈크로스를 사용한 금속나노입자의 친환경적인 제조방법 {GREEN PREPARATION OF METAL NANOPARTICLES BY USING SUCROSE}Eco-friendly manufacturing method of metal nanoparticles using sucrose {GREEN PREPARATION OF METAL NANOPARTICLES BY USING SUCROSE}

도 1은 본 발명의 실시예 1에서 제조된 은나노입자 콜로이드 용액의 투과전자현미경 사진(scale bar 50: nm)이고, 1 is a transmission electron micrograph (scale bar 50: nm) of the silver nanoparticle colloidal solution prepared in Example 1 of the present invention,

도 2는 도 1은 본 발명의 실시예 1에서 제조된 은나노입자 콜로이드 용액의 투과전자현미경 사진(scale bar: 50 nm)이고, 2 is a transmission electron micrograph (scale bar: 50 nm) of the silver nanoparticle colloidal solution prepared in Example 1 of the present invention,

도 3a 및 3b는 본 발명의 실시예 3에서 제조된 은나노입자 콜로이드 용액의 투과전자현미경 사진(scale bar: (a)50 nm 및 (b)10 nm)이다. 3a and 3b are transmission electron micrographs (a) 50 nm and (b) 10 nm of the silver nanoparticle colloidal solution prepared in Example 3 of the present invention.

본 발명은 슈크로스를 사용한 금속나노입자의 친환경적인 제조방법에 관한 것으로, 더욱 특별하게는 고분자 겔화제의 존재 또는 부재 하에 슈크로스 수용액에서 은, 철, 니켈, 코발트와 같은 금속의 화합물을 교반 하에 가열하는 것을 포함하는 금속나노입자 또는 이의 콜로이드 용액의 친환경적인 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to an environmentally friendly method for producing metal nanoparticles using sucrose, and more particularly, to stirring a compound of a metal such as silver, iron, nickel and cobalt in an aqueous sucrose solution in the presence or absence of a polymer gelling agent. It relates to an environmentally friendly method for producing metal nanoparticles or colloidal solutions thereof including heating.

최근들어 나노기술이 급속히 발전하면서 여러 금속나노입자의 물성 및 제조방법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 금속 나노입자는 전자, 정보통신, 생 명공학 및 환경공학 분야 등의 산업적인 측면에서 활용 범위가 매우 광범위하고 그 효과 또한 매우 높을 것으로 기대되기 때문에 이의 제조방법에 대해 전세계적인 관심이 높아지고 있다. Recently, with the rapid development of nanotechnology, studies on the properties and manufacturing methods of various metal nanoparticles have been actively conducted. Metal nanoparticles are expected to be widely used in industrial fields such as electronics, telecommunications, biotechnology and environmental engineering, and their effects are expected to be very high.

예를 들면, 은(Ag)은 우수한 열전도성 및 전기전도성을 가지고 있을 뿐만 아니라 뛰어난 항균 및 살균효과를 가지고 있어 산업분야에 널리 이용되고 있다. 특히 전자산업에 있어서 반도체 및 커패시터 등의 내부전극과 배선으로서 널리 사용되고 있다. 최근들어, 나노크기의 은 미립자는 극미량으로 사용되어도 우수한 항균성을 나타내기 때문에, 플라스틱 및 섬유 등과 같이 우리 생활에서 직접 사용될 수 있는 물품에 널리 응용되고 있다. For example, silver (Ag) not only has excellent thermal conductivity and electrical conductivity, but also has excellent antibacterial and bactericidal effect, and thus is widely used in industrial fields. Especially in the electronics industry, it is widely used as internal electrodes and wirings, such as a semiconductor and a capacitor. Recently, nano-sized silver fine particles exhibit excellent antibacterial properties even when used in very small amounts, and thus are widely applied to articles that can be used directly in our lives such as plastics and fibers.

금속나노입자는 가스증발-응축법과 기상환원법과 같이 기상에서 제조하는 방법, 화학적 환원법과 분무건조법 등과 같이 액상으로 제조하는 방법, 그리고 기계적 분쇄법에 의해 제조될 수 있다. 일반적으로 액상제조법은 다른 제조법보다 형성된 나노입자가 균일하고 장치비가 저렴하다는 장점을 갖지만, 응집현상이 일어날 수 있고 입자형상이 다소 불규칙하다는 단점이 있다. The metal nanoparticles may be prepared by a gas phase-condensation method and a gas phase reduction method, a liquid phase method such as a chemical reduction method and a spray drying method, and a mechanical grinding method. In general, the liquid phase manufacturing method has the advantage that the nanoparticles formed are uniform and cheaper than the other manufacturing method, but the disadvantage is that the aggregation can occur and the particle shape is somewhat irregular.

금속나노입자의 제조법으로서 히드록시기를 갖는 액상 알콜을 용매겸 환원제로서 사용하여 금속염을 환원시키는 알콜환원법이 널리 사용되고 있다 (참조: Nanoparticles of Ag, Au, Pd, and Cu Produced By Alcohol Reduction Of The Salts, S. Ayyappan et al., J.Master. Res., vol. 12, No. 2, Feb. 1997, pp. 398-401; 한국특허출원 10-2004-0027298호). 알콜환원법에서는 히드록시기가 환원제의 역할을 함으로써 따로 환원제를 넣을 필요가 없지만 금속 콜로이드의 분산성 을 높이기 위해 분산제를 넣어주고 반응을 진행시킨다. 알콜환원법의 전형적인 프로세스는 다음과 같다: H₂PtCl₆, HAuCl₄, RhCl₃, RuCl₃, AgNO₃ 등을 에탄올과 물의 1:1 혼합물에 용해시키고 여기에 폴리비닐피롤리돈(PVP)와 같은 수용성 고분자를 첨가하고 환류시키면서 가열하게 되면 백금, 금, 로듐, 루테늄, 은 등의 나노입자 분산액을 얻게된다. 이때, 에탄올은 환원제이면서 용매역할을 하며 수용성 고분자는 분산제와 환원촉진제로써의 역할을 동시에 하게 된다. 저온에서 환원이 잘되지 않는 금속류를 환원시키기 위해 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜과 같은 고비점알콜을 환원제로서 사용하는 알콜환원법을 폴리올 프로세스라 지칭하기도 한다.As a method for preparing metal nanoparticles, an alcohol reduction method for reducing metal salts using a liquid alcohol having a hydroxyl group as a solvent and a reducing agent is widely used (see Nanoparticles of Ag, Au, Pd, and Cu Produced By Alcohol Reduction Of The Salts, S Ayyappan et al., J. Master.Res. , Vol. 12, No. 2, Feb. 1997, pp. 398-401; Korean Patent Application No. 10-2004-0027298). In the alcohol reduction method, since the hydroxy group acts as a reducing agent, it is not necessary to add a reducing agent, but a dispersing agent is added and the reaction proceeds to increase the dispersibility of the metal colloid. A typical process of alcohol reduction is as follows: H ₂ PtCl ₆ , HAuCl ₄ , RhCl ₃ , RuCl ₃ , AgNO _3, etc. are dissolved in a 1: 1 mixture of ethanol and water, such as polyvinylpyrrolidone (PVP). When the water-soluble polymer is added and heated under reflux, nanoparticle dispersions of platinum, gold, rhodium, ruthenium, and silver are obtained. At this time, ethanol serves as a reducing agent and a solvent, and the water-soluble polymer plays a role as a dispersing agent and a reducing accelerator. The alcohol reduction method using high boiling point alcohols such as ethylene glycol and propylene glycol as a reducing agent to reduce metals that are not easily reduced at low temperatures is also referred to as a polyol process.

한편, 노쓰캐롤라이나 주립대의 월렌 그룹은 질산은 수용액에 환원제인 글루코스와 겔화제인 전분을 넣고 40℃로 가열해서 안정화된 은나노입자를 청정화학적으로 합성하는데 성공하였다 [참조: J.Am.Chem.Soc., 125, 13940 (2003)]. 생성된 은나노입자의 크기는 주로 1~8 nm 사이인 것으로 확인되었으며, 전분으로 안정화된 나노입자는 안정성이 매우 높아서 10개월간 보관해도 전혀 뭉침 현상이 발견되지 않았다. 상기 방법이 "완전히 환경친화적"이라고 할 수 있는 이유는 반응용매로 유기용매를 전혀 사용하지 않고 물을 사용했다는 점과, 공해를 유발하지 않는 천연물질들을 환원제와 겔화제로 사용하며 서 계면활성제를 사용한다는 점과, 분리제거와 회수가 어려운 계면활성제를 사용하지 않는다는 점이다. Meanwhile, Wallen Group of North Carolina State University succeeded in chemically synthesizing stabilized silver nanoparticles by adding glucose, a reducing agent, and starch, a gelling agent, to an aqueous solution of silver nitrate and heating to 40 ° C. [ J.Am.Chem.Soc., 125, 13940 (2003). The size of the produced silver nanoparticles was found to be mainly between 1 ~ 8 nm, the nanoparticles stabilized with starch is very stable, so no agglomeration phenomenon was found even if stored for 10 months. The reason why the method is "completely environmentally friendly" is that water is used without any organic solvent as a reaction solvent, and natural surfactants that do not cause pollution are used as reducing agents and gelling agents, and surfactants are used. And do not use surfactants that are difficult to remove and recover.

은나노입자를 포함하여 금속나노입자를 제조하는 많은 방법들이 알려져 있지만, 더욱 경제적이고 더욱 간편하고 더욱 친환경적인 제조방법에 대한 필요성은 여 전히 존재한다. Although many methods for producing metal nanoparticles, including silver nanoparticles, are known, there is still a need for a more economical, simpler and more environmentally friendly manufacturing method.

따라서, 본 발명자들은 더욱 경제적이고 더욱 간편하고 더욱 친환경적인 금속나노입자 제조방법을 개발하기 위하여 노력한 결과, 비환원당으로 알려져 있는 슈크로스를 겔화제 및 환원제로서 사용하여 질산은과 같은 은화합물을 환원시켜 은나노입자 콜로이드를 제조할 수 있음을 발견하였다. 더나가서, 상기 방법으로 여러 가지 금속화합물로부터 크기가 균질한 금속나노입자들을 제조할 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하였다. Therefore, the present inventors endeavored to develop a more economical, simpler and more environmentally friendly method for producing metal nanoparticles. As a result, sucrose, which is known as a non-reducing sugar, is used as a gelling agent and a reducing agent to reduce silver compounds such as silver nitrate. It has been found that particle colloids can be prepared. Furthermore, the present invention was found to be capable of producing homogeneous metal nanoparticles from various metal compounds by the above method.

본 발명의 목적은 고분자 겔화제의 존재 또는 부재 하에 금속화합물을 슈크로스 수용액에서 교반 하에 가열하는 것을 포함하는 금속나노입자 또는 이의 콜로이드 용액의 제조방법을 제공한다. It is an object of the present invention to provide a method for preparing metal nanoparticles or colloidal solutions thereof, which comprises heating a metal compound in an aqueous solution of sucrose with or without a polymer gelling agent.

본 발명의 더 이상의 목적은 고분자 겔화제의 존재 또는 부재하에 질산은과 같은 은화합물을 슈크로스 수용액에서 가열하는 것을 포함하는 은나노입자 또는 이의 콜로이드 용액의 제조방법을 제공한다. It is a further object of the present invention to provide a method for preparing silver nanoparticles or colloidal solutions thereof, which comprises heating a silver compound such as silver nitrate in an aqueous sucrose solution in the presence or absence of a polymer gelling agent.

이하에 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.The present invention is explained in more detail below.

슈크로스는 D-글루코스와 D-프룩토스가 결합된 2탄당으로서 설탕(table sugar)로서 시판되는 물질이다. 1탄당인 글루코스와 2탄당인 맥아당 등은 환원당으로 알려져 있지만 슈크로스는 비환원당으로 알려져 있다. 때문에 환원당인 글루코스 등을 금속의 환원제로서 사용한 경우는 많이 알려져 있지만, 비환원당인 슈크 로스를 환원제로서 사용한 경우는 거의 알려져 있지 않다. 더구나, 고분자 겔화제의 부재 또는 소량 존재하에 2탄당인 슈크로스를 환원하고자하는 금속화합물에 비해 상당히 과량으로 첨가하면 2탄당인 슈크로스가 글루코스와는 달리 겔화제로서 역할을 하여 상당히 균질한 입도를 갖는 금속나노입자를 제조할 수 있다는 것은 놀라운 사실이다. Sucrose is a binary sugar in which D-glucose and D-fructose are combined and are commercially available as table sugar. Glucose, a sugar, and maltose, a sugar, are known as reducing sugars, but sucrose is known as a non-reducing sugar. Therefore, there have been many known cases where glucose or the like, which is a reducing sugar, is used as a reducing agent for metals, but little is known when sucrose, which is a non-reducing sugar, is used as a reducing agent. Moreover, in the absence of a polymer gelling agent or in the presence of a small amount, the addition of a significant amount of the sucrose, which is disaccharide, in comparison with the metal compound to be reduced, causes the sucrose, which is a sugar, to act as a gelling agent, unlike glucose, resulting in a fairly homogeneous particle size. It is surprising that metal nanoparticles can be produced.

슈크로스는 시중에서 설탕으로 시판되고 있는 물질로서, 20℃의 물 100g에 약 200g이 녹을 정도로 물에서의 용해도가 매우 높기 때문에, 다른 겔화제와는 달리 매우 많은 양을 사용할 수 있고 이에 따라 환원시킬 은화합물도 비례해서 많이 사용할 수 있다. Sucrose is a substance commercially available as sugar, and since it has a high solubility in water such that about 200 g is dissolved in 100 g of water at 20 ° C., it is possible to use a very large amount unlike other gelling agents and thus reduce it. Silver compounds can also be used in proportion.

본 발명에서 사용될 수 있는 금속화합물로는 전이금속, 귀금속, 희토류금속, 예를들면 백금, 팔라듐, 금, 은, 로듐, 루테늄, 이리듐, 오스뮴, 구리, 아연, 백금, 니켈, 철, 텅스텐 등의 염, 예를들면 수산화물, 할로겐화물, 산화물, 황화물 또는 탄화물일 수 있다. Metal compounds that can be used in the present invention include transition metals, precious metals, rare earth metals, such as platinum, palladium, gold, silver, rhodium, ruthenium, iridium, osmium, copper, zinc, platinum, nickel, iron, tungsten, and the like. Salts, for example hydroxides, halides, oxides, sulfides or carbides.

본 발명에 따른 슈크로스 공정의 일반적인 반응절차는 다음과 같다: 물 1 리터에 슈크로스 300 ~ 600 g을 용해시키고 질산은과 같은 금속화합물을 10 ~ 20 g을 첨가하고 실온 내지 70℃의 온도에서 10 ~ 24시간 동안 교반하에 반응시킨다. The general reaction procedure of the sucrose process according to the present invention is as follows: Dissolve 300-600 g of sucrose in 1 liter of water, add 10-20 g of a metal compound such as silver nitrate, Reaction under stirring for ˜ 24 hours.

본 발명에 사용되는 슈크로스 수용액의 농도는 특별한 제한이 없지만 물을 기준으로 일반적으로 5중량% 내지 포화농도, 보통 10중량% 내지 포화농도, 특별하게는 15중량% 내지 포화농도일 수 있다. 슈크로스는 물에 잘 녹기 때문에 원심분리등으로 반응혼합물로부터 제거하기가 매우 용이하므로, 포화농도 이상의 양으로 첨가할 수도 있다. The concentration of the sucrose aqueous solution used in the present invention is not particularly limited, but may be generally 5% by weight to saturation concentration, usually 10% by weight to saturation concentration, and particularly 15% by weight to saturation concentration. Sucrose is well soluble in water, so it is very easy to remove it from the reaction mixture by centrifugation, etc., so it may be added in an amount above the saturation concentration.

환원시킬 금속 화합물과 슈크로스의 중량비는 특별히 한정되지 아니하나 일반적으로 1:5 이상, 보통 1:10 내지 1:200고, 바람직하게는 1:15 내지 1:100이다. The weight ratio of the metal compound to sucrose to be reduced is not particularly limited, but is generally 1: 5 or more, usually 1:10 to 1: 200, and preferably 1:15 to 1: 100.

본 발명의 하나의 변법에 있어서, 고분자 겔화제를 첨가하여 나노입자의 입도조절을 더욱 용이하게 하거나 콜로이드의 안정성을 향상시켜 저장안정성을 증가시킬 수 있다. 첨가되는 고분자 겔화제의 양은 일반적으로 슈크로스를 기준으로 0.1 내지 50중량%, 보통 0.5 내지 20중량%, 바람직하게는 1 내지 10중량% 이다. 고분자 겔화제로는 PVP와 같은 수용성 중합체, 폴리올, 셀룰로스 또는 이의 유도체, 카르보머 및 가용성녹말(soluble starch) 등을 언급할 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. In one variation of the invention, the polymer gelling agent may be added to facilitate the particle size control of the nanoparticles or to improve the stability of the colloid to increase the storage stability. The amount of polymer gelling agent added is generally from 0.1 to 50% by weight, usually from 0.5 to 20% by weight, preferably from 1 to 10% by weight, based on sucrose. Polymeric gelling agents may include, but are not limited to, water soluble polymers such as PVP, polyols, cellulose or derivatives thereof, carbomers and soluble starch, and the like.

본 발명에 있어서, 반응온도는 특별히 한정되지 않지만 일반적으로 10 내지 100℃의 온도에서, 대개로는 15 내지 90℃의 온도에서, 바람직하게는 20 내지 80℃의 온도, 특히 바람직하게는 30 내지 70℃의 에서 반응을 진행시킬 수 있다. 반응시간은 특별히 한정되지 않고 사용된 사용되는 금속 화합물 및 반응온도에 따라 가변적으로 결정된다. 반응온도가 10 내지 20℃의 저온일 경우에는 일반적으로 24시간 이상 반응시키며, 60 내지 70℃의 고온일 경우에는 보통 2 내지 8시간 동안 반응시킬 수 있으나, 본 발명은 이러한 것으로 한정되지 않는다. 적절한 반응온도와 반응시간은 당업계 숙련인들에 의해 몇 번의 실험으로 용이하게 선택될 수 있다. In the present invention, the reaction temperature is not particularly limited but is generally at a temperature of 10 to 100 ° C., usually at a temperature of 15 to 90 ° C., preferably at a temperature of 20 to 80 ° C., particularly preferably of 30 to 70 ° C. The reaction can proceed at < RTI ID = 0.0 > The reaction time is not particularly limited and is variably determined depending on the metal compound and the reaction temperature used. When the reaction temperature is a low temperature of 10 to 20 ℃ is generally reacted for more than 24 hours, when the high temperature of 60 to 70 ℃ can be reacted for 2 to 8 hours, but the present invention is not limited to this. Appropriate reaction temperatures and reaction times can be readily selected by several skilled in the art in several experiments.

본 발명에 있어서, 교반속도는 특별한 영향을 주지 아니하나 미세입자를 제조할 때 1000 rpm 이상의 고속교반이 도움이 될 수도 있다. 필요에 따라 초음파 등을 사용하여 입도조절 및 분산유지를 보조할 수 있다. In the present invention, the stirring speed does not have a special effect but when stirring the high speed of 1000 rpm or more may be helpful. If necessary, ultrasonic waves may be used to assist in particle size control and dispersion maintenance.

본 발명에서 제조된 금속나노입자 콜로이드를 원심분리하여 고형분을 수득하고, 이를 건조하거나 건조하지 않고 물, 알콜 또는 유기용매의 분산매에 분산시켜 금속나노입자를 원하는 농도, 예를 들면 100 내지 300,000 ppm의 농도로 함유하는 콜로이드 용액을 제조할 수 있다. Centrifugation of the metal nanoparticle colloid prepared in the present invention to obtain a solid content, which is dispersed in a dispersion medium of water, alcohol or organic solvent without drying or drying to disperse the metal nanoparticles in a desired concentration, for example 100 to 300,000 ppm Colloidal solutions containing in concentration can be prepared.

본 발명의 방법에 따라 수득된 콜로이드 용액에서 금속나노입자들의 크기는 1~100 nm의 크기를 갖는 것으로 투과전자현미경(TEM)으로 확인된다. The size of the metal nanoparticles in the colloidal solution obtained according to the method of the present invention is confirmed to have a size of 1 ~ 100 nm by transmission electron microscope (TEM).

본 발명에 따른 금속나노입자 콜로이드의 제조방법은 반응용매가 물이고 환원제 및 겔화제가 슈크로스 또는 시판되는 설탕이고 인체나 환경에 해로운 시약을 사용하지 않으며 해로운 부산물도 실질적으로 생성되지 않는 친환경적인 제조방법으로서, 경제적이나 환경적으로 매우 유익하다. The method for producing a metal nanoparticle colloid according to the present invention is an environmentally friendly manufacturing method in which the reaction solvent is water, the reducing agent and the gelling agent are sucrose or commercially available sugar, and do not use reagents harmful to humans or the environment, and no harmful by-products are generated. As a result, economically and environmentally very beneficial.

이하의 실시예는 본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위해 주어지는 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 아니한다. The following examples are given to further illustrate the present invention, but the present invention is not limited thereto.

실시예 1Example 1

설탕 (삼양사 제조, 소량의 올리고당 함유) 20 g을 물 50 ml에 첨가하여 완전히 용해시키고, 여기에 질산은 1 g을 첨가하여 약 60℃에서 8시간 동안 교반 하에 반응시켜 은나노입자 콜로이드 용액을 제조한다. 20 g of sugar (manufactured by Samyang Co., Ltd., containing a small amount of oligosaccharides) is added to 50 ml of water to completely dissolve. 1 g of silver nitrate is added thereto and reacted under stirring at about 60 ° C. for 8 hours to prepare a silver nanoparticle colloidal solution.

도 1은 이렇게 제조된 은나노입자 콜로이드 용액의 투과전자현미경 (TEM) 사진으로서 약 8~10 nm 크기의 은나노입자들이 형성되었음이 확인된다 (Scale bar 50 nm). 1 is a transmission electron microscope (TEM) image of the silver nanoparticle colloid solution thus prepared, and it was confirmed that silver nanoparticles having a size of about 8 to 10 nm were formed (Scale bar 50 nm).

실시예 2Example 2

실시예 1과 동일하게 진행하지만, 10℃에서 48시간 동안 교반 하에 가열하였다. 도 2는 이렇게 제조된 은나노입자 콜로이드 용액의 TEM 사진으로서, 약 10~15 nm 크기의 은나노입자들이 형성되었음이 확인된다 (Scale bar 50 nm). Proceed as in Example 1, but heated under stirring at 10 ° C. for 48 hours. 2 is a TEM image of the silver nanoparticle colloid solution thus prepared, and it was confirmed that silver nanoparticles having a size of about 10 to 15 nm were formed (Scale bar 50 nm).

실시예 3Example 3

시판되는 설탕 (삼양사 제조) 20 g 및 가용성녹말 0.5g을 물 50 ml에 첨가하여 완전히 용해시키고, 여기에 질산은 0.5 g을 첨가하여 약 40℃에서 24시간 동안 교반 하에 반응시켜 은나노입자 콜로이드 용액을 제조한다. 제조된 콜로이드 용액은 실온에서 1개월 이상 침전을 형성하지 않고 안정화되어 있었다. 20 g of commercially available sugar (manufactured by Samyang Corp.) and 0.5 g of soluble starch are added to 50 ml of water to dissolve completely, and 0.5 g of silver nitrate is added thereto and reacted under stirring at about 40 ° C. for 24 hours to prepare a silver nanoparticle colloidal solution. do. The prepared colloidal solution was stabilized at room temperature without forming a precipitate for at least 1 month.

도 3a 및 3b는 이렇게 제조된 은나노입자 콜로이드 용액의 투과전자현미경 (TEM) 사진으로서 약 4~8 nm 크기의 은나노입자들이 형성되었음이 확인된다 (Scale bar 3a: 50 nm, 3b: 10 nm). 3A and 3B are transmission electron microscope (TEM) images of the prepared silver nanoparticle colloid solution, and it was confirmed that silver nanoparticles having a size of about 4 to 8 nm were formed (Scale bar 3a: 50 nm, 3b: 10 nm).

실시예 4Example 4

슈크로스 20 g을 물 20 ml에 첨가하여 완전히 용해시키고, 여기에 질산은 0.5 g을 첨가하여 약 60℃에서 4시간 동안 교반 하에 반응시켜 은나노입자 콜로이드 용액을 제조한다. 이렇게 제조된 용액은 상당히 고농도이지만 실온에서 매우 안정하여 장시간 후에도 침전이 발생하지 않았다. 20 g of sucrose is added to 20 ml of water to dissolve completely, and 0.5 g of silver nitrate is added thereto and reacted under stirring at about 60 ° C. for 4 hours to prepare a silver nanoparticle colloidal solution. The solution thus prepared is quite high in concentration but very stable at room temperature so that no precipitation occurs after a long time.

실시예 5~7Examples 5-7

시판되는 설탕 (삼양사 제조) 40 g을 물 50 ml에 첨가하여 용해시키고, 여에 염화철 (FeCl₂), 염화니켈(NiCl₂) 또는 염화코발트 (CoCl₂)를 각각 1g 씩 첨가하여 약 50℃에서 10~24 시간 동안 교반 하에 반응시켰다. 철, 니켈 및 코발트 나노입자의 형성을 각각 TEM으로 확인하였다. 40 g of commercially available sugar (manufactured by Samyang) was added to 50 ml of water to dissolve, and 1 g of iron chloride (FeCl ₂ ), nickel chloride (NiCl ₂ ) or cobalt chloride (CoCl ₂ ) was added thereto at about 50 ° C. The reaction was allowed to stir for 10 to 24 hours. Formation of iron, nickel and cobalt nanoparticles was confirmed by TEM, respectively.

실시예 8 및 9Examples 8 and 9

설탕(슈크로스) 대신에 글루코스를 사용하여 실시예 1 및 2와 동일하게 진행하였지만 만족스러운 결과를 얻지 못하였다. Glucose was used instead of sugar (sucrose) in the same manner as in Examples 1 and 2, but no satisfactory results were obtained.

본 발명에 따르면, 물과 슈크로스(설탕) 만을 이용하여 매우 균질하고 안정하며 미세한 금속나노입자 및 이를 함유하는 콜로이드 용액을 친환경적인 방식으로 제조할 수 있으며, 고분자 겔화제를 소량 첨가하여 입도 조절성 및 저장안정성을 더욱 향상시킬 수 있다. According to the present invention, using only water and sucrose (sugar), very homogeneous, stable and fine metal nanoparticles and colloidal solutions containing the same can be produced in an environmentally friendly manner, and by adding a small amount of a polymer gelling agent to control particle size And storage stability can be further improved.

Claims (4)

슈크로스 수용액에서 금속 화합물을 교반 하에 가열하는 것을 포함하는 금속나노입자 콜로이드의 제조방법.A method for producing a metal nanoparticle colloid comprising heating a metal compound under stirring in an aqueous sucrose solution. 제 1 항에 있어서, 전술한 슈크로스 수용액의 농도는 10중량% 내지 포화농도인 것을 특징으로 하는 제조방법.The method according to claim 1, wherein the concentration of the sucrose aqueous solution is 10 wt% to saturation concentration. 제 1 항에 있어서, 전술한 슈크로스 수용액은 수용성 중합체, 폴리올, 셀룰로스 또는 가용성녹말에서 선택되는 고분자 겔화제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.The method according to claim 1, wherein the aqueous sucrose solution further comprises a polymer gelling agent selected from a water-soluble polymer, polyol, cellulose or soluble starch. 제 1 항에 있어서, 전술한 금속 화합물은 은, 철, 니켈 또는 코발트의 수산화물, 할로겐화물, 산화물, 황화물 또는 탄화물인 것을 특징으로 하는 제조방법. The method according to claim 1, wherein the metal compound described above is a hydroxide, halide, oxide, sulfide or carbide of silver, iron, nickel or cobalt.

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