KR20110074251A - One-pot synthesis of silica nanoparticle in silica nanotube nano-structure - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A manufacturing method of silica nanotube and nanoparticle is provided to manufacture a nanotube and nanoparticle at the same time through one step process by using a surfactant solution and a vapor deposition reaction. CONSTITUTION: The manufacturing method of silica nanotube/nanoparticle includes following steps.(a) The surfactant solution 'capable of forming a nanoparticle structure' and an acid solution generating a hydrolysis- condensation reaction of a silica precursor are mixed. The surfactant solution is manufactured.(b) The surfactant solution is introduced to a hard template.(c) The silica precursor is reacted to the hard template, in which 'the surfactant solution is introduced' through the vapor deposition method. The silica nanotube / nanoparticle structure is manufactured with the one step process.(d) The silica nanotube / nanoparticle is obtained by eliminating the hard template. The kind of the surfactant is P65, P84, P103, P123 and their mixture.

Description

실리카 나노 튜브 안에 실리카 나노 입자가 존재하는 나노 구조의 단일 단계 제조방법 {One-pot synthesis of silica nanoparticle in silica nanotube nano-structure}One-step synthesis of silica nanoparticles in silica nanotubes {One-pot synthesis of silica nanoparticles in silica nanotube nano-structure}

본 발명은 계면활성제 용액과 기상증착 반응을 이용하여 경질 주형 안에서 실리카 나노 튜브 안에 실리카 나노 입자가 고정되어 있는 나노 구조를 단일 단계의 공정에 의하여 제조하는 것에 관한 것이다.The present invention relates to the production of a nanostructure in which silica nanoparticles are fixed in a silica nanotube in a hard mold using a surfactant solution and a vapor deposition reaction by a single step process.

나노 입자는 부피 대비 높은 표면적을 갖고 있기 때문에 주로 촉매와 같이 표면 특성이 중요한 재료에 널리 이용되고 있다. 그러나 나노 입자의 경우 그것을 고정시키지 않으면 액상 공정에서 사용하고 이를 회수하기 어렵다는 단점이 존재한다. 따라서 연속 공정에 나노 입자를 이용한 촉매 반응에서는 나노 입자를 특정한 기질에 고정시켜 사용할 필요가 있다.Since nanoparticles have a high surface area to volume, they are widely used in materials with important surface properties such as catalysts. However, in the case of nanoparticles, it is difficult to use them in a liquid phase process and to recover them without fixing them. Therefore, in a catalytic reaction using nanoparticles in a continuous process, it is necessary to fix the nanoparticles to a specific substrate.

최근에는 이러한 나노 입자를 평면 형태의 기질에 물리/화학적 방법을 통하여 고정하고 이를 센서 및 촉매 반응 등에 응용한 연구들이 진행되어 왔다. 이러한 방법은 나노 입자의 높은 표면적을 통하여 높은 민감도를 나타내는 센서와 높은 효율을 보이는 촉매 반응기를 제조할 수 있다는 장점이 있으며, 반응 후 나노 입자의 손실 및 회수의 필요성이 없다는 특징이 있다. 이러한 나노 구조체의 제조 방법은 일반적으로 두 단계 이상의 제조 과정이 수반된다. 센서에 사용될 기능성 나노 입자 또는 촉매 반응을 위한 나노 입자를 먼저 제조한 뒤, 이를 특정한 기질에 부착하는 단계가 필수적으로 필요하다. 따라서 여러 단계에 의하여 진행되는 공정상의 복잡하다는 단점이 존재한다. 또한, 물리/화학적인 방법으로 나노 입자를 부착하는 것은 제한이 있다는 것이 일반적이다.Recently, studies have been conducted to fix such nanoparticles to a substrate having a planar shape through physical and chemical methods and apply them to sensors and catalytic reactions. This method has the advantage of producing a highly sensitive sensor and a high efficiency catalytic reactor through the high surface area of the nanoparticles, there is no need for the loss and recovery of nanoparticles after the reaction. The method for producing such nanostructures generally involves two or more steps. It is necessary to first prepare functional nanoparticles to be used in the sensor or nanoparticles for catalytic reaction and then attach them to a specific substrate. Therefore, there is a disadvantage in that the process is complicated by several steps. It is also common to attach nanoparticles by physical / chemical methods.

최근에는 평면의 기질뿐만 아니라 나노 튜브와 같은 일차원의 나노 구조체에 나노 입자를 도입하는 방법에 대한 연구들이 진행되고 있다. 이는 나노 입자의 높은 표면적을 좀더 효과적으로 이용하기 위한 방법으로 주로 카본 나노 튜브 안에 탄소 60 개로 이루어진 풀러렌을 넣는 방향의 연구들이 진행되고 있으며, 이는 독특한 물리적 성질을 나타내기 때문에 주목을 받고 있다. 그러나 이러한 연구도 먼저 나노 튜브를 제조한 뒤, 그 안에 나노 입자를 다양한 방법에 의해 넣는 방법들이 대부분이다.Recently, researches on introducing nanoparticles into one-dimensional nanostructures such as nanotubes as well as planar substrates have been conducted. In order to use the high surface area of the nanoparticles more effectively, studies have been conducted to put the fullerene composed of 60 carbons into the carbon nanotubes, which are attracting attention because they exhibit unique physical properties. However, most of these studies also involve producing nanotubes first and then inserting nanoparticles into them by various methods.

따라서, 나노 입자를 나노 튜브 안에 간단하게 도입하기 위하여, 계면활성제 용액과 간단한 기상증착 반응으로 단일 단계의 과정에 의하여 손쉽게 나노구조체를 제조하는 방법이 강력히 요구되고 있다.Therefore, in order to simply introduce the nanoparticles into the nanotubes, there is a strong demand for a method for easily preparing nanostructures by a single step process using a surfactant solution and a simple vapor deposition reaction.

본 발명의 목적은 이러한 종래 기술의 문제점들을 일거에 해결하고자 계면활성제 용액과 간단한 기상증착 반응을 이용하여, 단일 단계 공정으로 실리카 나노 튜브 안에 실리카 나노 입자가 고정된 나노구조를 제조하는 방법을 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to provide a method for preparing nanostructures in which silica nanoparticles are immobilized in silica nanotubes in a single step process by using a surfactant solution and a simple vapor deposition reaction in order to solve these problems of the prior art. There is.

본 발명자들은 수많은 실험과 심도있는 연구를 거듭한 끝에, 이제껏 알려진 방법과는 전혀 다른 방법, 즉 나노 튜브를 먼저 제조한 뒤, 나노 튜브 안으로 나노 입자를 넣지 않고, 계면활성제 용액과 기상증착 반응을 통하여 양극 산화 알루미늄 경질 주형 안에서 실리카 나노 튜브 안에 실리카 나노 입자가 도입된 나노 구조를 단일 단계 과정으로 제조할 수 있음을 확인하였다. 또한, 반응시간에 따라 입자의 밀도를 조절할 수 있음을 확인하고 본 발명에 이르게 된다.After numerous experiments and in-depth studies, the inventors have made a completely different method from the known method, that is, preparing the nanotubes first, and then adding the nanoparticles into the nanotubes. It was confirmed that the nanostructure in which the silica nanoparticles were introduced into the silica nanotubes in the anodized aluminum hard mold can be manufactured in a single step process. In addition, it is confirmed that the density of the particles can be adjusted according to the reaction time and leads to the present invention.

본 발명은 경질 주형인 양극 산화 알루미늄의 기공 안에 나노입자의 구조를 형성할 수 있는 계면활성제 용액을 담근 후, 기상증착 반응기 내에서 실리카 전구체를 기상으로 도입하여 기공 안쪽에 실리카 나노 튜브 안에 실리카 나노 입자가 존재하는 나노 구조체를 제조하고, 경질 주형을 제거하여 실리카 나노 튜브/나노 입자를 얻는 것을 내용으로 한다.The present invention immerses a surfactant solution capable of forming a structure of nanoparticles in the pores of anodized aluminum oxide, which is a hard template, and then introduces a silica precursor into the gas phase in a vapor deposition reactor to form silica nanoparticles in the silica nanotubes inside the pores. To prepare a nanostructure in which is present, and to remove the hard template to obtain a silica nanotube / nano particles.

본 발명에 따른 실리카 나노 튜브/나노 입자의 제조 방법은,The method for producing silica nanotubes / nanoparticles according to the present invention,

(A) 나노입자 구조를 형성할 수 있는 계면활성제와 실리카 전구체를 가수분 해-축합반응을 시키는 산성 용액을 혼합하여 계면활성제 용액을 제조하는 단계;(A) preparing a surfactant solution by mixing a surfactant capable of forming a nanoparticle structure and an acidic solution which undergoes hydrolysis-condensation reaction of a silica precursor;

(B) 상기 계면활성제 용액을 경질 주형에 도입하는 단계; 및(B) introducing the surfactant solution into the hard mold; And

(C) 실리카 전구체를 기상증착 방법으로 상기 계명활성제가 도입된 경질 주형에 반응시켜 실리카 나노 튜브 안에 실리카 나노 입자가 존재하는 실리카 나노 튜브/나노 입자 구조를 한 단계의 과정에 의하여 제조하는 단계; 및(C) preparing a silica nanotube / nanoparticle structure in which the silica nanoparticles are present in the silica nanotubes by reacting the silica precursor with a hard template into which the commanding agent is introduced by vapor deposition; And

(D) 상기 반응이 완료된 경질 주형을 제거하여 실리카 나노 튜브/나노 입자를 제조하는 단계로 구성되어 있다.(D) removing the hard mold from which the reaction is completed, thereby preparing silica nanotubes / nanoparticles.

본 발명에 따른 양극 산화 알루미늄 경질 주형 내부에서의 단일 단계 과정에 의한 실리카 나노 튜브/나노 입자의 제조 방법은 여태껏 보고된 바 없는 전혀 새로운 방법으로써, 기상증착 반응을 통하여 단일 단계의 공정으로 나노 구조체를 제조하는 방법을 제공한다. 또한, 반응시간에 따라서 입자의 밀도를 조절할 수 있는 장점이 있다. 추가적인 촉매 도입을 통하여 다양한 나노 반응기로 응용이 가능할 것으로 여겨진다.The method for producing silica nanotubes / nanoparticles by a single step process inside an anodized aluminum hard mold according to the present invention is a completely new method that has not been reported so far. It provides a method of manufacturing. In addition, there is an advantage that can control the density of the particles according to the reaction time. The introduction of additional catalysts is expected to enable applications in a variety of nanoreactors.

단계 (A)에서 사용되는 계면활성제의 경우, 용액 상에서 미셀(micelle)을 형성할 수 있는 것이 적합하며, P65, P84, P103, P123 등을 이용하는 것이 바람직하다.In the case of the surfactant used in step (A), it is suitable to be able to form micelles in solution, preferably P65, P84, P103, P123 or the like.

산성 용액은 실리카 전구체를 가수분해-축합반응을 일으킬 수 있는 것이 적합하며, 염산(hydrochloric acid), 질산(Nitric acid), 인산(phosphoric acid) 등 이 사용 가능하다.The acid solution is suitable for causing hydrolysis-condensation reaction of the silica precursor, and hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, and the like may be used.

상기 계면활성제 용액의 조성에는 크게 제약이 있는 것은 아니며, 바람직하게는 계면활성제가 포화 농도 이하에서 균일한 혼합 용액이 되도록 제조하는 것이 적당하다.The composition of the surfactant solution is not particularly limited, and it is preferable to prepare the surfactant so that the mixed solution is uniform at a saturation concentration or lower.

단계 (B)에서 실리카 나노 튜브/나노 입자 제조에 사용되는 양극 산화 알루미늄 경질 주형의 기공 지름에는 크게 제약이 있는 것은 아니며, 바람직하게는 50 나노미터에서 500 나노미터 정도에서 제조하는 것이 적당하다.The pore diameter of the anodized aluminum hard mold used for preparing the silica nanotubes / nanoparticles in step (B) is not particularly limited, and is preferably prepared at about 50 nanometers to 500 nanometers.

경질 주형에 상기 계면활성제 용액을 도입하는 방법에는 크게 제약이 있는 것은 아니며, 경질 주형을 계면활성제 용액에 담그는 방법으로 30 초 내지 2 시간 정도 도입하는 것이 적당하나, 이들 범위에 한정되지 않고, 상기 범위보다 적거나 많을 수 있다.The method of introducing the surfactant solution into the hard mold is not particularly limited, and it is suitable to introduce the hard mold into the surfactant solution for about 30 seconds to 2 hours, but it is not limited to these ranges. May be less or more.

단계 (C)에서 기상증착 반응 온도에는 특별히 제한이 있는 것은 아니며, 진공 또는 상압 상태에서 실리카 전구체가 기상으로 도입될 수 있을 정도의 온도이면 적용 가능하다. 본 발명에서는 상온에서 섭씨 180도까지가 바람직하다.The vapor deposition reaction temperature in step (C) is not particularly limited, and may be applied as long as the temperature of the silica precursor can be introduced into the gas phase in a vacuum or atmospheric pressure state. In the present invention, up to 180 degrees Celsius is preferable at room temperature.

기상증착 반응 시간에는 크게 제약이 있는 것은 아니며, 30분에서 24시간이 바람직하다.The vapor deposition reaction time is not particularly limited, and 30 minutes to 24 hours are preferable.

단계 (D)에서 경질 주형을 제거하는 방법에는 크게 제약이 있는 것은 아니며, 경질 주형을 제거할 수 있는 약 산성 용액이면 적용 가능하다. 본 발명에서는 0.1 몰 농도에서 5 몰 농도까지가 바람직하다.The method for removing the hard mold in step (D) is not particularly limited and may be applied as long as it is a weakly acidic solution capable of removing the hard mold. In the present invention, from 0.1 molar concentration to 5 molar concentration is preferable.

본 발명의 방법에 의해 제조된 실리카 나노 튜브/나노 입자는 단일 단계의 제조 과정으로 간단하게 나노 구조를 구현할 수 있으며, 반응 시간을 조절함에 따라 실리카 나노 튜브 안에 존재하는 실리카 나노 입자의 밀도를 조절할 수 있다. 또한, 나노 튜브/나노 입자의 구조가 제공하는 높은 표면적을 통하여 촉매가 도입된 나노 반응기 등에 사용될 수 있을 것으로 예상되나, 본 발명에 따른 실리카 나노 튜브/나노 입자 나노구조체는 이들 예시적인 용도에 한정됨이 없이 추후 예상되는 다양한 용도에 응용, 적용될 수 있으며, 이들의 용도가 본 발명의 범주를 벗어나는 것은 아니다.The silica nanotubes / nanoparticles prepared by the method of the present invention can easily implement nanostructures in a single step manufacturing process, and control the density of the silica nanoparticles present in the silica nanotubes by controlling the reaction time. have. In addition, it is expected that the nanotube / nanoparticle nanostructures according to the present invention may be used in nano reactors in which a catalyst is introduced through the high surface area provided by the structure of the nanotubes / nanoparticles. It can be applied to a variety of applications foreseeable without later, and their use does not depart from the scope of the present invention.

[실시예][Example]

이하 실시예를 참조하여 본 발명의 구체적인 예를 설명하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Although specific examples of the present invention will be described with reference to the following Examples, the scope of the present invention is not limited thereto.

[실시예 1]Example 1

상온에서 용매로서 물 12 g에 에탄올 23 g을 넣고 산성 용액 포화염산 1 g, 계면활성제 P123 1g을 첨가하여 1시간 이상 교반한다. 얻어진 용액에 직경 200 나노미터 높이 60 미크로미터의 기공을 가진 지름 13 밀리미터의 양극 산화 알루미늄 경질 주형을 5분간 담가서 처리한다. 용액이 처리된 경질 주형을 기상증착 반응을 위한 유리 초자에 넣은 뒤, 상압 상태, 섭씨 100도에서 실리카 전구체 0.1 g을 도입시켜 기상증착 반응을 실행한다. 2시간의 반응 시간 후에 기상증착 반응 초자에서 양극 산화 알루미늄 경질 주형을 회수한다. 반응 후, 양극 산화 알루미늄을 3 M의 염산 용액에 넣어 경질 주형을 제거한다. 실리카 나노 튜브/나노 입자가 제조되었음을 도 1에 제시되어 있는 투과전자현미경 사진을 통하여 확인할 수 있다. 실리 카 나노 튜브의 길이는 경질 주형의 길이인 60 미크로미터, 지름은 200 나노미터이고, 튜브의 두께는 5 ~ 10 나노 미터 사이인 것을 확인하였으며, 10 ~ 20 나노 미터 사이의 지름을 가진 실리카 나노 입자가 튜브 안쪽에 동시에 생성된 것을 확인하였다.23 g of ethanol is added to 12 g of water as a solvent at room temperature, and 1 g of an acidic solution saturated hydrochloric acid and 1 g of a surfactant P123 are added and stirred for 1 hour or more. The resulting solution was treated by soaking for 5 minutes in anodized aluminum oxide hard mold having a diameter of 200 nanometers in height and 60 micrometers of pores of 13 millimeters in diameter. After the solution-treated hard template is placed in a glass jar for vapor deposition, 0.1 g of a silica precursor is introduced at atmospheric pressure and 100 degrees Celsius to carry out vapor deposition. After 2 hours of reaction time, the anodized aluminum mold is recovered from the vapor deposition reactor. After the reaction, anodized aluminum oxide is added to a 3 M hydrochloric acid solution to remove the hard mold. It can be confirmed through transmission electron micrographs shown in FIG. 1 that silica nanotubes / nanoparticles were prepared. The length of the silica nanotubes was 60 micrometers, the length of the rigid mold, the diameter was 200 nanometers, and the thickness of the tube was found to be between 5 and 10 nanometers. It was confirmed that the particles were produced simultaneously inside the tube.

[실시예 2][Example 2]

실시예 1과 마찬가지 방법으로 하되, 계면활성제를 P123가 아닌 P65, P84, P103을 이용하여 실리카 나노 튜브/나노 입자 구조를 제조하였으며, 투과전자현미경을 통하여 관찰한 결과, 제조된 나노구조에는 큰 차이가 없는 것을 확인하였다.In the same manner as in Example 1, but using a P65, P84, P103 surfactant instead of P123, a silica nanotube / nanoparticle structure was prepared, and observed through a transmission electron microscope, a large difference in the prepared nanostructure It was confirmed that there is no.

[실시예 3]Example 3

실시예 1과 마찬가지 방법으로 하되, 계면활성제의 농도가 용매 대비 0.01 질량비였을 경우, 투과전자현미경을 통하여 관찰한 결과, 실리카 나노 튜브/나노 입자에서 나노 입자의 밀도가 매우 적음을 확인하였다.In the same manner as in Example 1, but when the concentration of the surfactant was 0.01 mass ratio to the solvent, as observed through a transmission electron microscope, it was confirmed that the density of the nanoparticles in the silica nanotubes / nanoparticles is very small.

[실시예 4]Example 4

실시예 1과 마찬가지 방법으로 하되, 계면활성제의 농도가 용매 대비 1 질량비였을 경우, 투과전자현미경을 통하여 관찰한 결과 제조된 나노구조에는 큰 차이가 없는 것을 확인하였다.In the same manner as in Example 1, but when the concentration of the surfactant was 1 mass ratio to the solvent, it was confirmed through the transmission electron microscope that the produced nanostructures did not make a big difference.

[실시예 5]Example 5

실시예 1과 마찬가지 방법으로 하되, 산성 용액의 종류가 질산 또는 인산인 경우, 투과전자현미경을 통하여 관찰한 결과 제조된 나노구조에는 큰 차이가 없는 것을 확인하였다.In the same manner as in Example 1, but the type of acidic solution is nitric acid or phosphoric acid, as observed through a transmission electron microscope confirmed that there is no significant difference in the prepared nanostructures.

[실시예 6]Example 6

실시예 1과 마찬가지 방법으로 하되, 경질 주형의 기공 지름이 50 나노미터인 경우와 500 나노미터인 경우, 투과전자현미경을 통하여 관찰한 결과 제조된 실리카 나노 튜브의 지름은 경질 주형에 따라 차이를 보였으며, 제조된 나노구조에는 큰 차이가 없는 것을 확인하였다.In the same manner as in Example 1, when the pore diameter of the hard mold is 50 nanometers and 500 nanometers, the diameter of the prepared silica nanotubes as observed through the transmission electron microscope shows a difference depending on the hard mold It was confirmed that there is no significant difference in the prepared nanostructures.

[실시예 7]Example 7

실시예 1과 마찬가지 방법으로 하되, 경질 주형의 담금 시간이 30 초인 경우와 2 시간인 경우, 투과전자현미경을 통하여 관찰한 결과 제조된 나노구조에는 큰 차이가 없는 것을 확인하였다.In the same manner as in Example 1, when the immersion time of the hard mold is 30 seconds and 2 hours, it was confirmed through the transmission electron microscope to confirm that there is no significant difference in the prepared nanostructures.

[실시예 8]Example 8

실시예 1과 같은 방법으로 실험을 진행하되, 기상증착 반응 온도를 상온에서 진행하였을 때, 동일한 반응 시간에서 비교하였을 경우 튜브의 두께 및 입자의 지름이 작고 실리카의 밀도가 낮은 것을 투과전자현미경을 통하여 관찰하였다. 또한 섭씨 180 도에서 기상증착 실험을 진행하였을 경우, 동일한 반응 시간에서 비교하였을 경우 튜브의 두께 및 입자의 지름이 크고 밀도가 높은 것을 투과전자현미경을 통하여 확인하였다.The experiment was carried out in the same manner as in Example 1, but when the vapor deposition reaction temperature was carried out at room temperature, when compared at the same reaction time, the thickness of the tube, the particle diameter, and the density of silica were low through the transmission electron microscope. Observed. In addition, when the vapor deposition experiments were conducted at 180 degrees Celsius, it was confirmed through transmission electron microscopy that the tube thickness, particle diameter, and density were high when compared at the same reaction time.

[실시예 9]Example 9

실시예 1과 같은 방법으로 실험을 진행하되, 기상증착 반응 시간을 30 분으로 진행하였을 경우, 도 2의 투과전자현미경 사진에서 볼 수 있듯이 나노 튜브 안에 존재하는 나노 입자의 밀도가 감소하였다.When the experiment was conducted in the same manner as in Example 1, but when the reaction time of vapor deposition was 30 minutes, the density of the nanoparticles present in the nanotubes was reduced as shown in the transmission electron micrograph of FIG. 2.

[실시예 10]Example 10

실시예 1과 같은 방법으로 실험을 진행하되, 기상증착 반응 시간을 24 시간으로 진행하였을 경우, 도 2의 투과전자현미경 사진에서 볼 수 있듯이 나노 튜브 안에 존재하는 나노 입자의 밀도가 증가하였다.When the experiment was conducted in the same manner as in Example 1, but when the reaction time of vapor deposition was 24 hours, as shown in the transmission electron micrograph of FIG. 2, the density of nanoparticles present in the nanotubes was increased.

도 1은 본 발명의 실시예 1에서 제조된 실리카 나노 튜브/나노 입자의 투과전자현미경 사진이며;1 is a transmission electron microscope photograph of silica nanotubes / nanoparticles prepared in Example 1 of the present invention;

도 2는 본 발명의 실시예 1, 실시예 9 및 실시예 10을 통하여 제조된 실리카 나노 튜브/나노 입자의 투과전자현미경 사진이다.FIG. 2 is a transmission electron microscope photograph of silica nanotubes / nanoparticles prepared through Examples 1, 9, and 10 of the present invention.

Claims (8)

나노입자 구조를 형성할 수 있는 계면활성제와 실리카 전구체를 가수분해-축합반응을 시키는 산성 용액을 혼합하여 계면활성제 용액을 제조하는 단계;Preparing a surfactant solution by mixing the surfactant capable of forming the nanoparticle structure with an acidic solution that undergoes a hydrolysis-condensation reaction of the silica precursor; 상기 계면활성제 용액을 경질 주형에 도입하는 단계; 및Introducing the surfactant solution into a hard mold; And 실리카 전구체를 기상증착 방법으로 상기 계명활성제가 도입된 경질 주형에 반응시켜 실리카 나노 튜브 안에 실리카 나노 입자가 존재하는 실리카 나노 튜브/나노 입자 구조를 한 단계의 과정에 의하여 제조하는 단계; 및Reacting the silica precursor with a hard template into which the deactivator is introduced by vapor deposition to prepare a silica nanotube / nanoparticle structure in which silica nanoparticles are present in the silica nanotubes in a single step; And 상기 반응이 완료된 경질 주형을 제거하여 실리카 나노 튜브/나노 입자를 얻어 낼 수 있음을 특징으로 하는 실리카 나노 튜브/나노 입자의 구조의 제조방법Method for producing a structure of silica nanotubes / nanoparticles, characterized in that to obtain the silica nanotubes / nanoparticles by removing the hard mold completed the reaction 제 1항에 있어서, 사용되는 계면활성제의 종류가 P65, P84, P103, P123 및 이들로 구성된 혼합물인 것을 특징으로 하는 실리카 나노 튜브/나노 입자의 구조의 제조방법The method for producing a structure of silica nanotubes / nanoparticles according to claim 1, wherein the type of surfactant used is P65, P84, P103, P123 and mixtures thereof. 제 1항에 있어서, 사용되는 계면활성제의 농도가 용매 대비 0.01 에서 1 질량비인 것을 특징으로 하는 실리카 나노 튜브/나노 입자의 구조의 제조방법The method for preparing a structure of silica nanotubes / nanoparticles according to claim 1, wherein the concentration of the surfactant used is 0.01 to 1 mass ratio based on the solvent. 제 1항에 있어서, 사용되는 산성 용액의 종류가 염산, 질산, 인산인 것을 특징으로 하는 실리카 나노 튜브/나노 입자의 구조의 제조방법The method for producing a structure of silica nanotubes / nanoparticles according to claim 1, wherein the acidic solution used is hydrochloric acid, nitric acid, or phosphoric acid. 제 1항에 있어서, 사용되는 경질 주형 기공 지름이 50 나노미터에서 500 나노미터임을 특징으로 하는 실리카 나노 튜브/나노 입자의 구조의 제조방법The method for preparing a structure of silica nanotubes / nanoparticles according to claim 1, wherein the rigid mold pore diameter used is 50 nanometers to 500 nanometers. 제 1항에 있어서, 경질 주형의 담금 시간이 30 초에서 2 시간임을 특징으로 하는 실리카 나노 튜브/나노 입자의 구조의 제조방법The method for producing a structure of silica nanotubes / nanoparticles according to claim 1, wherein the hard mold is immersed for 30 seconds to 2 hours. 제 1항에 있어서, 기상증착 반응 온도가 상온에서 섭씨 180도임을 특징으로 하는 실리카 나노 튜브/나노 입자의 구조의 제조방법The method for preparing a structure of silica nanotubes / nanoparticles according to claim 1, wherein the vapor deposition temperature is 180 degrees Celsius at room temperature. 제 1항에 있어서, 기상증착 반응 시간이 30 분에서 24 시간임을 특징으로 하는 실리카 나노 튜브/나노 입자의 구조의 제조방법The method of claim 1, wherein the vapor deposition reaction time is from 30 minutes to 24 hours.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2015101118A1 (en) * 2013-12-31 2015-07-09 清华大学深圳研究生院 Preparation method for three-dimensional structured nanoarray-based biochip and application thereof

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