KR20170073846A - Method for producing antimicrobial different metal nano catalyst composites and antimicrobial different metal nano catalyst composites produced by the same method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 항균성 이종 금속나노촉매 복합체의 제조방법 및 상기 방법에 의해 제조된 항균성 이종 금속나노촉매 복합체에 관한 것으로, 섬유를 준비하는 단계; 상기 섬유에 복수의 카르복실산을 작용기로 포함하는 링커를 형성하는 단계; 금속산화물 및 상기 금속과 상이한 이종의 금속산화물 전구체 또는 이종의 금속을 공급하여 생성된 이종 금속나노촉매의 입자 크기를 조절하는 단계; 및 상기 링커에 상기 이종 금속나노촉매를 결합하는 단계;를 포함하는 항균성 이종 금속나노촉매 복합체의 제조방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 제조방법으로 제조된 항균성 이종 금속나노촉매 복합체를 제공한다.The present invention relates to a method for preparing an antimicrobial heterogeneous metal nanocatalyst complex and an antimicrobial heterogeneous metal nanocatalyst complex prepared by the method, the method comprising: preparing a fiber; Forming a linker comprising a plurality of carboxylic acid functional groups on the fiber; Adjusting the particle size of the heterogeneous metal nanocatalyst produced by supplying the metal oxide and the different kind of metal oxide precursor or the different metal to the metal; And bonding the dissimilar metal nanocatalyst to the linker. The present invention also provides a method for producing an antimicrobial heterogeneous metal nanocatalyst composite.
The present invention also provides antibacterial heterogeneous metal nanocatalyst complexes prepared by the above-described method.
Description
본 발명은 섬유 소재상에 항균 특성을 향상시키는 항균성 이종 금속나노촉매 복합체의 제조방법 및 상기 제조방법으로 제조된 항균성 이종 금속나노촉매 복합체에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing an antibacterial heterogeneous metal nanocatalyst complex which improves the antibacterial property on a fiber material and an antibacterial heterogeneous metal nanocatalyst complex prepared by the above method.
기존의 항균 소재는 대부분 금속 또는 무기물 항균소재를 모재에 침지 또는 담지하는 방식을 사용하고 있다. Most conventional antimicrobial materials use a method of immersing or supporting metal or inorganic antimicrobial materials in the base material.
한국등록특허 제10-0693011호는 전이금속의 미세 입자를 섬유에 담지하는 방법에 관한 것으로서, 전이금속 화합물의 수용액에 피담지물인 섬유를 침지시켜 전이금속을 이온 상태로 섬유에 부착시킨 후, 이를 환원제로 환원 처리함으로써 전이금속을 미세 입자 형태로 섬유에 견고하게 담지 시킴으로써 세탁 등의 외부요인에 의하여 용이하게 탈리 되지 않아 전이금속 특유의 유익한 기능을 장기간 유지할 수 있는 제조방법을 개시하고 있다. Korean Patent No. 10-0693011 relates to a method of supporting fine particles of a transition metal on a fiber, wherein a fiber to be supported is immersed in an aqueous solution of a transition metal compound to attach a transition metal to the fiber in an ionic state, And a reduction method using a reducing agent so as to firmly support the transition metal in the form of fine particles on the fiber, thereby preventing the transition metal from easily leaving due to external factors such as washing, thereby maintaining a beneficial function peculiar to the transition metal for a long period of time.
또한, 한국공개특허 제10-2008-0108714호는 항균 및 항곰팡이 기능을 갖는 함수성 티슈의 제조방법에 관한 것으로서, 섬유원료에 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 게르마늄(Ge), 셀레늄(Se), 아연(Zn), 구리(Cu), 텅스텐(W) 중에서 선택되는 하나 또는 그 중에서 선택된 2 이상의 금속 나노입자를 혼입하여 티슈원단 자체로서 항균 및 항곰팡이 기능을 갖게 하는 제조방법을 개시하고 있다.Also, Korean Patent Laid-Open No. 10-2008-0108714 relates to a method for producing a water-soluble tissue having antimicrobial and antifungal functions, and a method of producing a water-based tissue using platinum (Pt), gold (Au), silver (Ag) Ge or a metal nanoparticle selected from the group consisting of selenium (Se), zinc (Zn), copper (Cu) and tungsten (W) is mixed into the tissue fabric itself to have antibacterial and antifungal functions And a manufacturing method thereof.
그러나, 상기 선행기술의 경우 기존 항균 소재가 담지, 공출 또는 코팅 방식으로 사용되므로 사용 시간이 길어질수록 항균물질의 탈리로 인한 항균 효율 감소가 급격히 이루어진다. However, since the conventional antimicrobial material is used in a supporting, dispensing, or coating manner in the prior art, antimicrobial efficiency is rapidly reduced due to desorption of the antimicrobial material as the use time becomes longer.
한편, 한국등록특허 제10-1105182호는 유기계 항균제 및 무기계 항균제를 함유하는 항균성 조성물에 관하여 개시하고 있으나, 항균 특성이 우수한 유기계 소재의 경우 인체 경구 또는 피부에 독성 문제를 유발하는 단점이 있고 무기계 소재의 경우 단위 무게당 항균 성능이 부족한 단점이 있다.Korean Patent No. 10-1105182 discloses an antimicrobial composition containing an organic antimicrobial agent and an inorganic antimicrobial agent. However, organic materials having excellent antibacterial properties have disadvantages that they cause toxicity to the human oral or skin, There is a disadvantage in that the antibacterial performance per unit weight is insufficient.
따라서, 항균 지속성을 만족시키기 위한 항균 소재의 고정화 기술 개발이 요구되고, 물리 화학적으로 안정성이 높으며 동시에 인체에 무해한 장파장 UV 광원하에서도 항균 특성이 효과적으로 발현할 수 있는 이종 나노소재를 복합화한 섬유소재 개발이 요구된다.Therefore, development of an antibacterial material immobilization technology to satisfy antimicrobial sustainability, development of a fiber material that combines heterogeneous nanomaterials capable of effectively exhibiting antimicrobial properties even in a long-wavelength UV light source that is physically and chemically stable and harmless to the human body .
본 발명의 하나의 목적은 복수의 카르복실산을 작용기로 포함하는 링커에 입자 크기가 조절된 이종 금속나노촉매를 결합하는 단계를 포함하는 항균성 이종 금속나노촉매 복합체의 제조방법을 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a method for preparing an antimicrobial heterometallic nanocatalyst complex comprising the step of binding a particle size controlled heterogeneous metal nanocatalyst to a linker comprising a plurality of carboxylic acid functional groups.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 제조방법으로 제조된 항균성 이종 나노촉매 복합체를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide an antimicrobial heterogeneous nano-catalyst composite prepared by the above-mentioned production method.
상기 목적을 달성하기 위한 하나의 양태로서, 본 발명은 섬유를 준비하는 단계; 상기 섬유에 복수의 카르복실산을 작용기로 포함하는 링커를 형성하는 단계; 금속산화물 및 상기 금속과 상이한 이종의 금속산화물 전구체 또는 이종의 금속을 공급하여 생성된 이종 금속나노촉매의 입자 크기를 조절하는 단계;According to one aspect of the present invention, Forming a linker comprising a plurality of carboxylic acid functional groups on the fiber; Adjusting the particle size of the heterogeneous metal nanocatalyst produced by supplying the metal oxide and the different kind of metal oxide precursor or the different metal to the metal;
상기 링커에 상기 이종 금속나노촉매를 결합하는 단계;를 포함하는 항균성 이종 금속나노촉매 복합체의 제조방법을 제공한다.And bonding the dissimilar metal nanocatalyst to the linker. The present invention also provides a method for producing an antimicrobial heterogeneous metal nanocatalyst composite.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 링커는 숙신산(succinic acid) 또는 1,2,3,4-부탄테트라-카르복실산( 1,2,3,4-butanetetra-carboxylic acid)이고, 상기 이종 금속나노촉매는 금속산화물(1) 및 금속 또는 금속산화물(1) 및 금속산화물(2)의 형태로 이종 금속이 결합된 것을 특징으로 한다. In one embodiment of the present invention, the linker is succinic acid or 1,2,3,4-butanetetra-carboxylic acid, and the dissimilar metal The nano-catalyst is characterized in that a dissimilar metal is bonded in the form of metal oxide (1) and metal or metal oxide (1) and metal oxide (2).
상기 금속산화물(1)은 TiO2, Al2O3 및 ZnO로 이루어진 군 중에서 선택되고, 상기 금속은 Cu, Ag, Au, Pd 및 Pt로 이루어진 군 중에서 선택되고, 상기 금속산화물(2)은 V205, Fe203 및 SiO2로 이루어진 군 중에서 선택되는 것을 특징으로 한다.Wherein the metal oxide (1) is selected from the group consisting of TiO 2 , Al 2 O 3 and ZnO, and the metal is selected from the group consisting of Cu, Ag, Au, Pd and Pt, 2 0 5 , Fe 2 O 3, and SiO 2 .
상기 링커를 형성하는 단계는, 소디움 하이포-포스페이트(sodium hypo-phosphate)를 혼합하여 교반기에서 반응시키는 단계; 상기 반응 생성물을 압착 및 건조 후 100℃ ~ 200℃에서 큐어링하는 단계; 를 더 포함한다. The step of forming the linker comprises mixing sodium hypo-phosphate and reacting in a stirrer; Curing the reaction product at 100 ° C to 200 ° C after compression and drying; .
상기 이종 금속나노촉매의 입자 크기를 조절하는 단계는, a) 상기 금속산화물 전구체 용액으로서 M-(NO3)x(M은 금속)을 준비하여 상기 금속산화물과 혼합한 후 NH3H2O 용액을 첨가하여 pH를 9.5 ~ 10.5로 조정하고 교반하여 NH4 +이온이 산화반응을 지체시켜 입자크기를 조절하는 단계, b) 상기 금속산화물 전구체 용액으로서 M-(NO3)x(M은 금속)을 준비하여 상기 금속산화물과 혼합한 후 분산제 소디움 올리에이트(sodium oleate)를 첨가하여 입자크기를 조절하는 단계 또는 c) 상기 금속산화물 전구체 용액으로서 M-아세틸아세토네이트(M-acetylacetonate, M은 금속)를 비수용성 용매상에 분산시키고 상기 금속산화물을 혼합한 후 교반하여 입자크기를 조절하는 단계인 것을 특징으로 한다.Adjusting the particle size of the dissimilar metal nano-catalyst, a) NO (M- as the metal oxide precursor solution 3) x (M is a metal), then a solution of the metal oxide and to prepare the NH 3 H 2 O solution B) adjusting the particle size by retarding the oxidation reaction of the NH 4 + ion by adjusting the pH to 9.5 to 10.5 by adding the metal oxide precursor solution, M- (NO 3 ) x (M is metal) (M-acetylacetonate, M is a metal) as the metal oxide precursor solution; and mixing the metal oxide with the metal oxide and then adjusting the particle size by adding a dispersing agent sodium oleate; or c) Is dispersed in a non-aqueous solvent phase, and the metal oxide is mixed and stirred to adjust the particle size.
상기 링커에 상기 이종 금속나노촉매를 결합하는 단계는 상기 링커를 상기 이종 금속나노촉매의 분산액에 20분 ~ 40분 교반시키는 단계; 100℃~150℃에서 건조 열처리한 후 상온에서 건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. The step of binding the dissimilar metal nanocatalyst to the linker comprises: stirring the linker with the dispersion of the dissimilar metal nanocatalyst for 20 minutes to 40 minutes; Drying heat treatment at 100 ° C to 150 ° C, and drying at room temperature.
또 다른 양태로서, 상기 제조방법으로 제조된 항균성 이종 나노촉매 복합체를 제공한다. In another aspect, there is provided an antimicrobial heterogeneous nano-catalyst composite produced by the above production method.
본 발명에 따른 항균성 이종 금속나노촉매 복합체는 복수의 카르복실산을 작용기로 포함하는 링커에 의해 고정화되어 물리적 안정성이 우수하며, 항균성 소재의 항균성이 장기간 지속될 수 있다.The antimicrobial heterometallic nanocatalyst complex according to the present invention is immobilized by a linker containing a plurality of carboxylic acids as a functional group, so that it has excellent physical stability and antimicrobial activity of the antimicrobial material can be maintained for a long period of time.
또한 본 발명에 따른 항균성 이종 금속나노촉매 복합체의 제조방법은 이종 금속의 입자크기를 조절하여 고가의 UV 광원 (365nm 이하)이 아닌 저가의 저밀도 장파장 광원에서도 항균 특성이 우수하다.In addition, the method for preparing an antibacterial heterometallic nanocatalyst complex according to the present invention is excellent in antimicrobial properties even at a low-cost, long-wavelength light source that is not an expensive UV light source (365 nm or less) by controlling the particle size of dissimilar metals.
또한 본 발명에 따른 항균성 이종 금속나노촉매 복합체 및 그의 제조방법은 고온 열처리 공정이 없어서 섬유 소재 자체의 특성의 저하가 없다.In addition, the antibacterial heterogeneous metal nanocatalyst complex according to the present invention and the method for producing the same have no degradation in the properties of the fiber material itself because there is no high temperature heat treatment process.
도 1은 본 발명에 따른 항균성 이종 금속나노촉매 복합체의 제조방법을 나타낸 개략도이다.1 is a schematic view showing a method for producing an antibacterial heterogeneous metal nanocatalyst composite according to the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinals such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements are not limited by such terms. These terms are used only to distinguish one component from another.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나, 또는 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결되어' 있다거나, '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may be present in between . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, '포함한다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a component, or a combination thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시 예를 상세히 설명한다. Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 항균성 이종 금속나노촉매 복합체의 제조방법을 나타낸 개략도이다.1 is a schematic view showing a method for producing an antibacterial heterogeneous metal nanocatalyst composite according to the present invention.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 섬유를 준비하는 단계; 상기 섬유에 복수의 카르복실산을 작용기로 포함하는 링커를 형성하는 단계; 금속산화물 및 상기 금속과 상이한 이종의 금속산화물 전구체 또는 이종의 금속을 공급하여 생성된 이종 금속나노촉매의 입자 크기를 조절하는 단계; 및 상기 링커에 상기 이종 금속나노촉매를 결합하는 단계;를 포함하는 항균성 이종 금속나노촉매 복합체의 제조방법을 제공한다.In order to accomplish the object of the present invention, Forming a linker comprising a plurality of carboxylic acid functional groups on the fiber; Adjusting the particle size of the heterogeneous metal nanocatalyst produced by supplying the metal oxide and the different kind of metal oxide precursor or the different metal to the metal; And bonding the dissimilar metal nanocatalyst to the linker. The present invention also provides a method for producing an antimicrobial heterogeneous metal nanocatalyst composite.
상기 섬유를 준비하는 단계는 섬유 소재를 물중탕 하에서 1시간 세척하여 잔유물을 제거하고 압착 후 100℃ 이하에서 건조하는 단계를 포함한다.The step of preparing the fiber includes washing the fiber material with water for 1 hour to remove the residue, and then drying the fiber material at 100 ° C or less after compression.
상기 링커는 복수의 카르복실산을 작용기로 포함하는 유기 링커이며, 화학적으로 섬유 표면 또는 금속에 결합할 수 있다. 상기 화학적 결합은 공유결합, 이온결합 또는 배위결합을 포함할 수 있다. 상기 링커의 작용기 중 하나의 카르복실기가 화학적으로 섬유 표면에 결합하고 다른 하나의 카르복실기가 금속에 결합할 수 있다. 바람직하게, 상기 링커는 숙신산(succinic acid) 또는 1,2,3,4-부탄테트라-카르복실산(1,2,3,4-butanetetra-carboxylic acid)이다.The linker is an organic linker containing a plurality of carboxylic acids as a functional group, and can chemically bind to a fiber surface or a metal. The chemical bond may comprise a covalent bond, an ionic bond or a coordination bond. One of the functional groups of the linker may be chemically bound to the fiber surface and the other carboxyl group may be bonded to the metal. Preferably, the linker is succinic acid or 1,2,3,4-butanetetra-carboxylic acid.
상기 링커를 형성하는 단계는, 소디움 하이포-포스페이트(sodium hypo-phosphate)를 혼합하여 교반기에서 반응시키는 단계; 상기 반응 생성물을 압착 및 건조 후 100℃ ~ 200℃에서 큐어링하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.The step of forming the linker comprises mixing sodium hypo-phosphate and reacting in a stirrer; Curing the reaction product at 100 ° C to 200 ° C after compression and drying; As shown in FIG.
상기 소디움 하이포-포스페이트는 10 중량% 이내로 혼합하는 것이 바람직하다.It is preferable that the sodium hypophosphite is mixed in an amount of 10 wt% or less.
상기 큐어링 단계를 통하여 상기 링커를 섬유 소재에 고정화 할 때 반응 후 금속산화물 소재와 다시 결합하기 위해 수분산 교반할 때 상기 링커가 쉽게 탈리되는 것을 방지할 수 있다. 이때 너무 고온이면 섬유 소재에 변성이 발생하므로 200℃ 이하의 온도를 적용하여 링커를 고정화하는 것이 바람직하다.When the linker is immobilized on the fiber material through the curing step, the linker can be prevented from being easily torn off when the water dispersion and agitation are performed to bond the metal oxide material again after the reaction. At this time, if the temperature is too high, denaturation occurs in the fiber material, so it is preferable to immobilize the linker by applying a temperature of 200 DEG C or less.
상기 이종 금속나노촉매는 금속산화물(1) 및 금속 또는 금속산화물(1) 및 금속산화물(2)의 형태로 이종 금속이 결합된 것을 특징으로 한다. 이때 이종 금속나노촉매는 두 개의 다른 금속 소재가 물리적으로 구분된 형태를 지니며, 바람직하게는 덤벨(dumbell) 형태로 결합될 수 있다. 따라서 상기 이종 금속나노촉매는 기존의 복합촉매와 다르게 도핑과 같은 방법이 아닌 금속산화물/금속 또는 금속산화물/금속 산화물 복합소재이며, 이때 두 개의 상이한 물질이 각각 물리적으로 외부에 별도의 표면적을 확보할 수 있는 형태를 지니게 제조한다. 이러한 구조는 장파장 광원에 의하여 발생하는 hole-electron pair의 분할을 향상시켜서 촉매 특성을 증대하며 지지체로 사용되는 섬유와의 정전기적 접착력을 향상시킬 수 있다. 상기의 이종 금속나노촉매는 링커로 처리한 섬유에 부착함으로써 장기간 사용 및 물리적 충격에도 탈리/박리를 줄일수 있어서 섬유소재의 항균/살균 특성을 장기적으로 유지할 수 있다. The dissimilar metal nanocatalyst is characterized in that a dissimilar metal is bonded in the form of a metal oxide (1) and a metal or a metal oxide (1) and a metal oxide (2). Wherein the dissimilar metal nanocatalyst has a physically distinct form of two different metal materials, preferably in a dumbell form. Accordingly, the dissimilar metal nanocatalyst is a metal oxide / metal or metal oxide / metal oxide composite material, not a method of doping unlike the conventional composite catalyst, in which two different materials physically secure a separate surface area And the like. This structure improves the splitting of the hole-electron pairs generated by the long wavelength light source, thereby enhancing the catalytic properties and improving the electrostatic adhesion to the fibers used as the support. The dissimilar metal nanocatalysts can be attached to the fibers treated with the linker to reduce the separation / peeling even in long term use and physical impact, so that the antibacterial / sterilizing property of the fiber material can be maintained for a long term.
상기 금속산화물(1)은 섬유 소재에 정전기적으로 결합할수 있는 광활성 산화물로서 TiO2, Al2O3 및 ZnO으로 이루어진 군 중에서 선택되고, 상기 금속은 살균 특성이 큰 Cu, Ag, Au, Pd 및 Pt로 이루어진 군 중에서 선택되고, 상기 금속산화물(2)은 밴드갭이 낮은 V205, Fe203 및 SiO2로 이루어진 군 중에서 선택되는 것을 특징으로 한다.Wherein the metal oxide (1) is a photoactive oxide capable of electrostatically bonding to a fiber material, the metal being selected from the group consisting of TiO 2 , Al 2 O 3 and ZnO, the metal being selected from the group consisting of Cu, Ag, Pt, and the metal oxide (2) is selected from the group consisting of V 2 O 5 , Fe 2 O 3 and SiO 2 having a low band gap.
바람직하게, 상기 이종 금속나노촉매는 TiO2/Cu 또는 TiO2/V2O5 이다.Preferably, the dissimilar metal nanocatalyst is TiO 2 / Cu or TiO 2 / V 2 O 5 .
상기 이종 금속나노촉매 생성을 위하여 일반적인 액상 공정(hydrothermal 등)이 적용 가능하며, 이때 생성시 hydrothermal 방식을 통해 동시 생성해야 하며 이종 금속을 각각 개별적으로 생성해서 혼합하는 형태는 포함하지 않는다. 이때 금속산화물(2)의 배합 비율을 과량으로 하고 온도를 150℃ ~ 250℃의 저온에서 반응시킴으로써 금속산화물(2)를 금속산화물(1)의 표면에 다량 생성시킬 수 있다.For the production of the heterogeneous metal nanocatalyst, a general liquid phase process (hydrothermal process, etc.) is applicable. In this case, hydrothermal process must be simultaneously produced. However, the process for producing the heterogeneous metal nano catalyst is not included. At this time, a large amount of the metal oxide (2) can be produced on the surface of the metal oxide (1) by excessively mixing the metal oxide (2) and reacting the temperature at a low temperature of 150 to 250 ° C.
상기 이종 금속나노촉매의 입자 크기를 조절하는 단계는, a) 상기 금속산화물 전구체 용액으로서 M-(NO3)x (상기 식에서 M은 금속, x는 1-3의 정수임)을 준비하여 상기 금속산화물과 혼합한 후 NH3H2O 용액을 첨가하여 pH를 9.5 ~ 10.5로 조정하고 교반하여 NH4 +이온이 산화반응을 지체시켜 입자크기를 조절하는 단계, b) 상기 금속산화물 전구체 용액으로서 M-(NO3)x을 준비하여 상기 금속산화물과 혼합한 후 분산제 소디움 올리에이트(sodium oleate)를 첨가하여 입자크기를 조절하는 단계 또는 c) 상기 금속산화물 전구체 용액으로서 M-아세틸아세토네이트(M-acetylacetonate, M은 금속)를 비수용성 용매상에 분산시키고 상기 금속산화물을 혼합한 후 교반하여 입자크기를 조절하는 단계인 것을 특징으로 한다.The step of controlling the particle size of the dissimilar metal nanocatalyst may include the steps of: a) preparing M- (NO 3 ) x (where M is a metal and x is an integer of 1-3) as the metal oxide precursor solution, Adjusting the pH to 9.5 to 10.5 by adding NH 3 H 2 O solution and stirring to retard the oxidation reaction of NH 4 + ions to adjust the particle size, b) mixing the M- (NO 3 ) x, mixing the metal oxide with the metal oxide, and then adding a dispersant sodium oleate to adjust the particle size; or c) mixing the metal oxide precursor solution with M-acetylacetonate , M is a metal) is dispersed in a non-aqueous solvent phase, and the metal oxide is mixed and stirred to adjust the particle size.
상기 링커에 상기 이종 금속나노촉매를 결합하는 단계는 상기 링커를 상기 이종 금속나노촉매의 분산액에 20분 ~ 40분 교반시키는 단계; 100℃ ~ 150℃에서 건조 열처리한 후 상온에서 건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. The step of binding the dissimilar metal nanocatalyst to the linker comprises: stirring the linker with the dispersion of the dissimilar metal nanocatalyst for 20 minutes to 40 minutes; Drying heat treatment at 100 ° C to 150 ° C, and drying at room temperature.
입자 크기가 조절된 항균성 이종 금속나노촉매 복합체는 고가의 UV 광원 (365 nm 이하)이 아닌 저가의 저밀도 장파장 광원에서도 효과적으로 사용이 가능하다. 즉, 380 nm ~ 400 nm 파장의 일반적인 광원 (actinic light)에서도 항균 활성이 효과적이다. Particle size controlled antimicrobial heterometallic nanocatalyst complexes can be effectively used in low-cost, low-density, long-wavelength light sources that are not expensive UV light sources (<365 nm). That is, the antimicrobial activity is effective even in the actinic light having a wavelength of 380 nm to 400 nm.
또한 본 발명은, 섬유를 준비하는 단계; 상기 섬유에 복수의 카르복실산을 작용기로 포함하는 링커를 형성하는 단계; 금속산화물 및 상기 금속과 상이한 이종의 금속산화물 전구체 또는 이종의 금속을 공급하여 생성된 이종 금속나노촉매의 입자 크기를 조절하는 단계; 상기 링커에 상기 이종 금속나노촉매를 결합하는 단계를 포함하는 항균성 이종 금속나노촉매 복합체의 제조방법으로 제조된 항균성 이종 금속나노촉매 복합체를 제공한다. The present invention also provides a method of fabricating a fiber, comprising: preparing a fiber; Forming a linker comprising a plurality of carboxylic acid functional groups on the fiber; Adjusting the particle size of the heterogeneous metal nanocatalyst produced by supplying the metal oxide and the different kind of metal oxide precursor or the different metal to the metal; And bonding the dissimilar metal nanocatalyst to the linker. The present invention also provides an antimicrobial heterometallic nano-catalyst composite prepared by the method for producing an antimicrobial heterometallic nanocatalyst complex.
Claims (6)
상기 섬유에 복수의 카르복실산을 작용기로 포함하는 링커를 형성하는 단계;
금속산화물 및 상기 금속과 상이한 이종의 금속산화물 전구체 또는 이종의 금속을 공급하여 생성된 이종 금속나노촉매의 입자 크기를 조절하는 단계; 및
상기 링커에 상기 이종 금속나노촉매를 결합하는 단계;
를 포함하는 항균성 이종 금속나노촉매 복합체의 제조방법.
Preparing a fiber;
Forming a linker comprising a plurality of carboxylic acid functional groups on the fiber;
Adjusting the particle size of the heterogeneous metal nanocatalyst produced by supplying the metal oxide and the different kind of metal oxide precursor or the different metal to the metal; And
Coupling the dissimilar metal nanocatalyst to the linker;
Lt; RTI ID = 0.0 > nanocatalyst < / RTI > complex.
상기 링커는 숙신산(succinic acid) 또는 1,2,3,4-부탄테트라-카르복실산(1,2,3,4-butanetetra-carboxylic acid)이고,
상기 이종 금속나노촉매는 금속산화물(1) 및 금속 또는 금속산화물(1) 및 금속산화물(2)의 형태로 이종 금속이 결합된 것을 특징으로 하는 항균성 이종 금속나노촉매 복합체의 제조방법.
The method according to claim 1,
The linker is succinic acid or 1,2,3,4-butanetetra-carboxylic acid,
Wherein the dissimilar metal nanocatalyst is bound to a dissimilar metal in the form of a metal oxide (1) and a metal or a metal oxide (1) and a metal oxide (2).
상기 금속산화물(1)은 TiO2, Al2O3 및 ZnO로 이루어진 군 중에서 선택되고,
상기 금속은 Cu, Ag, Au, Pd 및 Pt로 이루어진 군 중에서 선택되고,
상기 금속산화물(2)는 V205, Fe203 및 SiO2로 이루어진 군 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 항균성 이종 금속나노촉매 복합체의 제조방법.
3. The method of claim 2,
The metal oxide (1) is selected from the group consisting of TiO 2 , Al 2 O 3 and ZnO,
Wherein the metal is selected from the group consisting of Cu, Ag, Au, Pd and Pt,
Wherein the metal oxide (2) is selected from the group consisting of V 2 O 5 , Fe 2 O 3 and SiO 2 .
상기 링커를 형성하는 단계는, 소디움 하이포-포스페이트(sodium hypo-phosphate)를 혼합하여 교반기에서 반응시키는 단계; 상기 반응 생성물을 압착 및 건조 후 100℃ ~ 200℃에서 큐어링하는 단계; 를 더 포함하고,
상기 이종 금속나노촉매의 입자 크기를 조절하는 단계는,
a) 상기 금속산화물 전구체 용액으로서 M-(NO3)x (상기 식에서 M은 금속, x는 1-3의 정수임)을 준비하여 상기 금속산화물과 혼합한 후 NH3H2O 용액을 첨가하여 pH를 9.5 ~ 10.5로 조정하고 교반하여 NH4 +이온이 산화반응을 지체시켜 입자크기를 조절하는 단계, b) 상기 금속산화물 전구체 용액으로서 M-(NO3)x을 준비하여 상기 금속산화물과 혼합한 후 분산제 소디움 올리에이트(sodium oleate)를 첨가하여 입자크기를 조절하는 단계 또는 c) 상기 금속산화물 전구체 용액으로서 M-아세틸아세토네이트(M-acetylacetonate, M은 금속)를 비수용성 용매상에 분산시키고 상기 금속산화물을 혼합한 후 교반하여 입자크기를 조절하는 단계인 것을 특징으로 하는 항균성 이종 금속나노촉매 복합체의 제조방법.
The method according to claim 1,
The step of forming the linker comprises mixing sodium hypo-phosphate and reacting in a stirrer; Curing the reaction product at 100 ° C to 200 ° C after compression and drying; Further comprising:
Wherein the step of controlling the particle size of the dissimilar metal nanocatalyst comprises:
a) M - (NO 3 ) x (M is a metal and x is an integer of 1 to 3 ) is prepared as the metal oxide precursor solution and mixed with the metal oxide, followed by addition of NH 3 H 2 O solution Is adjusted to 9.5 to 10.5 and stirred to retard the oxidation reaction of NH 4 + ions to adjust the particle size; b) M- (NO 3 ) x is prepared as the metal oxide precursor solution and mixed with the metal oxide A step of adding a post-dispersing agent sodium oleate to adjust the particle size; or c) dispersing M-acetylacetonate (M metal) as a metal oxide precursor solution in a non-aqueous solvent phase, Wherein the metal oxide is mixed and stirred to adjust the particle size.
상기 링커에 상기 이종 금속나노촉매를 결합하는 단계는 상기 링커를 상기 이종 금속나노촉매의 분산액에 20분 ~ 40분 교반시키는 단계; 100℃ ~ 150℃에서 건조 열처리한 후 상온에서 건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 항균성 이종 금속나노촉매 복합체의 제조방법.
The method according to claim 1,
The step of binding the dissimilar metal nanocatalyst to the linker comprises: stirring the linker with the dispersion of the dissimilar metal nanocatalyst for 20 minutes to 40 minutes; And drying at 100 ° C to 150 ° C, followed by drying at room temperature.
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| KR20090093702A (en) * | 2008-02-29 | 2009-09-02 | 재단법인서울대학교산학협력재단 | Process for Synthesizing Metal-Metal Oxide Heterostructured Nanoparticle |
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| Applied Biochemistry and Biotechnology 2012 * |
| Applied Physics A 2013 * |
| International Nano Letters 2015 * |
| Journal of Materials Chemistry B 2015 * |
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