KR101197186B1 - 나노 크기의, 단분산성 및 안정한 금속 은의 제조 방법 및 그로부터 얻어지는 생성물 - Google Patents

나노 크기의, 단분산성 및 안정한 금속 은의 제조 방법 및 그로부터 얻어지는 생성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 습식 밀링 방법을 통해, 1 내지 100 nm 범위의 지름 및 20 내지 40 nm의 평균 지름을 갖는, 단분산 성질, 12 개월이 넘는 안정성, 넓은 범위의 농도를 갖는 나노 크기의 금속 은 입자를 제조하는 방법에 관한 것이다. 그 방법은 4 단계를 포함한다: a) 탄닌 군 및 바람직하게는 탄닌산으로부터 환원제 용액을 제조하는 단계; b) 가용성 은 염 용액을 제조하는 단계; c) 반응 단계 및, d) 액-고 분리 단계; 상기 입자 크기는 환원제의 본질 및 유동의 pH 조절에 의해 결정된다. 마지막 단계는 이 단계 후에 사용자가 생성물을 바람직한 매질에 합쳐지도록 준비할 수 있게 하는, 물질을 분리하고 농축시키도록 고안된다. 얻은 입자는 예를 들어, 물, 알키달릭 및 페놀계 수지, 니트로셀룰로스, 폴리우레탄, 비닐, 아크릴, 알코올 및 다양한 종류의 유기 물질 및 중합체, 예를 들어 고밀도 및 저밀도 폴리에틸렌, 나일론, ABS 및/또는 이들의 혼합물과 같은 다양한 매질에 재분산될 수 있다.
나노 크기의 금속 은 제조 방법, 습식 밀링, 금속 은 나노 입자 페이스트

Description

나노 크기의, 단분산성 및 안정한 금속 은의 제조 방법 및 그로부터 얻어지는 생성물{PROCESS FOR MANUFACTURE OF NANOMETRIC, MONODISPERSE, AND STABLE METALLIC SILVER AND PRODUCT OBTAINED THEREFROM}
본 발명은 금속 나노입자의 제조 방법 및 구체적으로는 나노 크기의 단분산성인 안정한 금속 은을 다양한 매질에서 제조하는 방법에 관한 것이다.
발명의 전례
은 입자는 살균제 및 항바이러스제로 유용하고, 그 살균제로서의 기능은 입자 크기에 반비례한다는 것은 잘 알려져 있으며, 이러한 이유로 나노 입자는 특별히 흥미로운 것이다. 이 물질은 또한 다른 것들 중에서, 유기 화합물의 수소첨가(hydrogenization)에 촉매로서 유용성을 가진다.
본문에서 특정 용어의 사용에 대한 혼동을 피하기 위해, "나노입자"는 일반적으로 100 nm 이하의 지름을 가지는 입자를 일컫는데 사용된다; "단분산"은 크기 면에서 낮은 가변성을 갖는 입자를 규명할 때 사용된다; "안정성"은 저장 기간 동안 기계적 또는 화학적 수단을 적용하지 않고 물질의 입자 크기 및 단분산성이 변하지 않는 품질을 나타낸다.
본질적으로, 금속 은 (Metallic silver) 나노 입자의 제조를 위한 두 유형의 공지된 방법이 있다:
a) 플라즈마에 의해, 금속 은 바가 기화되도록 가열되고, 그 후 기화된 은이 적절한 대기에서 냉각되어, 금속 은의 미세한 가루 (불활성 대기 중에서) 또는 사용된 대기의 속성과 조합된 은 복합체가 얻어진다.
b) 습식 밀링에 의해, 은 이온 용액이 생성물의 크기를 조절하기 위한 계면 활성제 및 안정제의 존재 하에서 환원 과정에 투입된다.
최근에는 습식 밀링에 의한 은 환원 응용에 있어서 빛의 존재 효과에 대한 보고가 있어 왔고 (문헌 ["Preparation of silver nanoparticles by photo-reduction for surface-enhances Raman scattering"; Huiying Jia, Jiangbo Zeng, Wei Song, Jing An, Bing Zhao; Thin Solid Films 496 (2006) 281 - 287], 문헌 ["Photochemical preparation of nanoparticles of Ag in aqueous solution and on the surface of mesoporous silica"; G. V. Krylova, A. M. Eremenko, N. P. Smirnova, S. Eustis; Theoretical and experimental chemistry (2005) 41(2) 105-110]), 여기서 금속 은 입자는 기질의 표면에 생성되기 때문에, 계면활성제 및 안정제의 추가는 필수적이지 않았고; 반응은 3 시간 동안 계속되었다.
슈에린(Xuelin)은 빛의 존재 하에서 은 나노 나노입자를 얻기 위한 환원제로서 소듐 시트레이트의 사용을 보고한다 (문헌 ["Seedless, surfactantless photoreduction synthesis of silver nanoplates"; Xuelin Tian, Kai Chen, Gengyu Cao; Materials Letters 60 (2006) 828-830]).
그 밖의 문헌에서, 금속 은 나노 입자의 침전이 언급되었고, 그 반응은 8 내 지 24 시간 지속될 수 있었다 (CN1810422, Gao, 2006). 다른 문헌에서, 반응을 촉진시키기 위해, 혼합물은 100 ℃에 가까운 온도로 가열된다 (CN1686646, Liu, 2005; CN1669914, Luo, 2005).
습식 밀링 방법의 경우에, 중요한 문제는 첨가물의 선택인데, 이는 그들이 반응에 사용되는 계면활성제와 나노 입자가 예정된 응용 사이에서 조화를 이루어야 하거나 또는 반대로, 계면활성제를 없애기 위한 과정에 생성물을 투입해야 하기 때문이다; 게다가, 반응 혼합물에서 첨가제의 농도는 은 나노 입자의 크기에 영향을 주도록 조절될 필요가 있다; 반면에, 반응 시간이 상대적으로 길어, 입자 크기의 분포가 넓은 변동성을 갖는 것에 주의하는 것이 중요하다.
발명의 목적
선행 문헌에서 발견된 문제점에 비추어, 본 발명의 목적은 금속 은 입자를 제조하는 새로운 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 얻어진 나노 입자 크기 조절을 단순화하는 습식 밀링 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 단분산된 금속 은 나노 입자를 생산하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 1 내지 100 nm의 평균 지름을 갖는 금속 은 나노 입자를 생산하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 5 내지 60 nm의 평균 지름을 갖는 금속 은 나노 입자를 생산하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 12 개월보다 더 뛰어난 안정성을 가지는 금속 은 나노 입자를 생산하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 다양한 응용에서 쉽게 분산되는 은 나노 입자 생성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 높은 농도로 금속 은 나노 입자를 생산하기 위해, 원래 습도의 감소에 의한 방법 (습식 밀링)을 제공하는 것이다.
본 발명의 물질을 더욱 잘 이해하기 위해, 설명은 본 발명을 예시하는 일련의 도면을 수반한다. 도면은 다음과 같이 기술된다:
도 1은 본 발명의 금속 은 나노 입자를 얻는 방법을 나타내는 블럭을 포함하는 다이어그램이다.
도 2는 본 발명의 방법에 의한 생성물 중 나노 크기의 은 입자 크기 분포를 보여주는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 방법에 의한 또 다른 생성물 중 나노 크기의 은 입자 크기 분포를 보여주는 그래프이다.
도 4는 본 발명에서 기술된 과정을 위해 제조된 생성물 내 나노 크기의 단분산성 금속 은의 현미경 사진이다.
도 5는 본 발명에서 기술된 과정을 위해 제조된 또 다른 생성물 내 나노 크기의 단분산성 금속 은의 현미경 사진이다.
본 발명의 간단한 설명
본 발명은 금속 은의 나노 크기 입자를 제조하기 위한 습식 밀링 방법 및 그것을 통해 얻어지는 생성물에 관한 것이다. 그 입자는 1 내지 100 nm 범위의 지름, 20 내지 40 nm의 평균 지름 및 하기의 특징을 갖는다: 단분산성, 12 개월이 넘는 안정성 및 큰 범위의 농도.
본 발명의 방법은 기재 물질로서, 나트륨, 칼륨, 암모늄 및 암모니아의 히드록시드와 같은 알칼리의 조절 첨가에 의해 알칼리성 범위의 조정된 pH를 갖는, 황산염, 질산염 등과 같은 가용성 은 염 용액을 요구한다. 범주에 탄닌산을 포함하여, 탄닌이 환원제로서 사용된다.
본 발명의 중요한 측면은 반응의 전, 도중 및 후에 용액의 pH를 적절히 조절하는 것에 관한 것이고, 이는 그것이 입자 크기 및 그것의 가변성에 실질적으로 중요한 영향을 미치기 때문이다.
본 발명에서 제안된 방법과 선행 기술의 방법 간의 주 차이점은 환원제로서 탄닌 및 바람직하게는 탄닌산을 사용한다는 것이고, 이들은 그밖에 입자 크기를 100 nm 미만 값으로 조절하면서 공지된 방법의 계면활성제 및 안정제의 기능을 수행하고, 따라서 그들을 추가하는 것이 불필요하도록 하여, 이러한 방식으로 생산 공정을 단순화하는 추가적인 이점을 갖는 동시에, 그것은 반응 동안에 생성된 나노 입자의 응집 및 정제 단계 후의 재응집을 방해한다.
방법은 4 단계를 갖는다:
a) 농도가 0.01 중량% 내지 20 중량%가 되도록 환원제의 수용액을 제조하고, 여기서 용액의 농도 및 양은 반응의 효율 및 얻어지는 입자 크기에 직접적으로 영향을 미친다;
b) 0.01 중량% 내지 20 중량%의 농도를 갖는 은 염 수용액을 준비한다;
c) 반응기 내에서 환원 용액과 은 용액을 혼합한다; 반응 동안, pH는 10.5 내지 11.5의 값으로 암모늄 히드록시드로 조절된다; 지속시간은 1시간까지 될 수 있고, 다만 약 15분 내에 95%보다 큰 전환율이 얻어진다;
d) 배합된 금속 은의 나노 입자는 경사 분리, 원심법, 여과 등과 같이 고체와 액체를 분리하는 임의의 수단에 의해 모액으로부터 제거된다.
반응은 일광의 존재 하에서 촉진된다는 것이 밝혀졌다.
앞서 언급한 것과 같이, 탄닌 또는 탄닌산을 환원제로서 사용하는 것은, 얻어진 나노 입자 크기를 조절하기 위한 다른 유형의 첨가제를 사용할 필요를 없애주는데, 그럼에도 불구하고, 계속 기술되는 바와 같이, 탄닌의 사용에 더하여 평균 크기의 범위를 조절하게 만드는 상기 기술된 방법의 변형이 존재한다.
발명의 한 가지 모델에서, 나노 입자의 크기는, 암모늄 히드록시드의 첨가에 의해 11.5 값까지의 알칼리성 범위 내로의 은 염 용액의 pH의 조절을 통해 조정된다. 이 용액의 pH가 반응 전에 조절되지 않은 경우, 반응에서 얻어진 나노 입자는 40 내지 50 nm 부근의 평균 입자 크기를 가질 것이고, 산화 은의 생성이 검출될 것이라는 것이 발견되었다. 산화 은은 반응의 수율을 낮춘다.
본 발명의 또 다른 모델에서, 환원 용액의 pH는 암모늄 히드록시드의 첨가를 통해 11.5 값까지의 알칼리성 범위에서 조절된다.
그들의 혼합물 이전에, 선행 모델에서 기술된 용액들 중 하나 또는 모두에서의 pH의 변화는, 최종 생성물의 나노 입자 크기에 놀라운 효과를 가진다.
모액으로부터 유리된 나노 입자를 얻기 위한 상 분리는, "제타 전위" (입자 및 다른 입자와의 그들의 통합 표면 위의 전하를 나타냄)가 변한다면, 나노 입자가 응집될 때까지 용액의 산성화 또는 응집제의 첨가에 의해 더 쉬워진다.
이 방법 또는 임의의 다른 모델을 통해 얻은 생성물은, 예를 들어, 물, 알코올, 알키달릭(alkydalic) 및 페놀계 수지, 니트로셀룰로스, 폴리우레탄, 비닐, 아크릴 및 다양한 종류의 유기 물질 및 중합체, 예를 들어 고밀도 및 저밀도 폴리에틸렌, 나일론, ABS 및, 또는 이들의 혼합물과 같은 다양한 매질에 재분산될 수 있는 입자를 가지는 습윤 페이스트이다.
본 발명의 상세한 설명
본 발명은 하나가 황산염 및 질산염을 포함하는 군으로부터 선택되는, 은에 가용성인 몇몇 염의 수용액, 및 탄닌, 바람직하게는 탄닌산 군으로부터 선택되는 환원제로부터의 환원 용액인 두 용액의 반응을 통하여 금속 은의 나노 크기의 입자를 제조하는 습식 밀링 방법에 관한 것이다.
수용액에서 특히 환원제로서 탄닌 및 탄닌산을 사용하는 주 이점은 입자 크기를 100 nm보다 작의 값으로 조절하는 것뿐만 아니라, 그것이 공지된 방법에서 계면활성제 및 안정제를 대체하여, 공정을 단순화하고, 동시에 반응 중 생산된 나노 입자의 응집 및 정제 단계 후의 그들의 재응집을 방해한다는 사실에 있다.
본 발명의 전형적인 결과와 함께 다양한 가능성을 포함하는 표 1에서 볼 수 있는 것과 같이, 크기 면에서 거의 변동성이 없고 (단일 분산), 정의된 범위 내의 평균 크기를 갖는 나노 입자의 생산을 확실하게 하기 위해, 반응 전, 도중 및 후, 용액의 pH의 적당한 조절을 유지하는 것이 필요하다.
Figure 112009041444561-pct00001
표 1의 데이터로부터 명백하듯이, 나중에 신호화 될 값으로 은 염 용액의 pH를 조절하지 않은 효과로 상대적으로 더 큰 평균 입자 크기를 갖는 생산물 및 산화 은의 생성이 나타났다. 이는 한편으로는 반응의 수율을 낮추고, 다른 한편으로는 몇몇 최종 응용분야에서 더 낮은 효율을 갖게 될 "오염된" 생성물이다.
이어서 도 1에 도시한 본 발명 자체 과정의 세부사항이 나타날 것이고, 여기서 기술된 작동 및 경로는 괄호 친 숫자에 의해 나타난다.
단계 1. 환원 용액의 제조 (100)
탄닌 및 바람직하게는, 탄닌산을 포함하는 군으로부터 선택된 환원제 (5)를 할로겐이 없는 물 (10)에 용해시켜 0.01 중량% 내지 20 중량% 농도의 수용액 (35)을 형성한다.
또 다른 모델에서는, 표 1에서 입증된 것에 일치시키고, 나트륨, 칼륨, 암모늄 및 암모니아의 히드록시드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 히드록시드 (25), 바람직하게는 암모늄 히드록시드의 첨가를 통해 11.5의 최대값이 될 때까지 알칼리성 범위로 환원 용액의 pH를 조절한다.
단계 2. 은 용액의 제조 (200)
황산염 및 질산염을 포함하는 군으로부터 선택된 은 염 (15), 바람직하게는 질산은을 무 할로겐의 물 (20)에 용해하여 0.01 중량% 내지 20 중량%의 농도를 갖는 수용액 (40)을 형성한다.
또 다른 모델에서는, 표 1에서 입증된 것에 따라, 그것의 효과가 용액의 노화를 늦출 수 있기 때문에, 나트륨, 칼륨, 암모늄 및 암모니아의 히드록시드를 포함하는 군으로부터 선택되는 히드록시드 (30), 바람직하게는 암모늄 히드록시드의 첨가를 통해 11.5의 최대값이 될 때까지 알칼리성 범위로 은 염 용액의 pH를 조절한다.
은 수용액은 바람직하게는 반응을 수행하기 직전, 그것의 사용 최대 15분 전에, 제조되어야 한다.
단계 3. 금속 은 나노 입자의 반응 및 생산 (300)
반응기에서, 95% 보다 높은 전환율에 도달하기 충분한 시간인, 적어도 15분 동안, 상온 및 상압의 조건 하에서, 확실히 효과적인 혼합이 되도록, 환원 용액 (35)와 은 염 용액 (40)을 혼합한다; 실험실적 시험은 빛의 존재가 반응 속도를 증가시키는 효과를 갖는다는 것을 보여주고, 그러한 이유로 빛이 통과할 수 있는 벽을 가진 반응기를 사용하는 것이 권장된다.
환원 용액 (35) 및 은 염 용액 (40)을 첨가한 후 즉시, 암모늄 히드록시드 (50)을 첨가하여 pH 값이 10.5 내지 11.5가 될 때까지 혼합물의 pH를 조절한다.
반응의 결과물은 단분산성 금속 은 나노 입자의 현탁액 (45)이다.
단계 4. 모액으로부터의 분리 (400)
은 나노 입자 현탁액 (45)으로부터 모액 (55)를 분리하기 위하여, 임의의 고-액 분리 방법, 예를 들어 침강, 여과 또는 원심법이 사용될 수 있다. 분리 단계를 쉽게 하기 위하여, 제타 전위를 변화시키는 응집제 또는 산 (65)이 사용될 수 있다. 바람직하게는 사용된 은 염에서와 동일한 관능기 내의 산을 사용한다.
그리하여 얻어진 생성물 (60)은 나노 크기의, 안정하고, 쉽게 분산될 수 있으며, 입자 크기 분포에서 낮은 가변성을 가지고 (단분산) 1 내지 100 nm 범위의 평균 입자 크기를 갖는 (이는 반응 전 pH 조절과 관련한 제조 방법에 의존함) 금속 은의 습윤 페이스트이다.
은 나노 입자 (60)을 함유하는 생성물은, 최종 사용자의 응용 용도에 필요한지 여부에 따라, 물 또는 다른 유기 용매, 단량체 또는 수지를 이용한 그 밖의 세척 과정에 투입될 수 있다.
앞서 기술한 것과 같이, 바람직한 모델을 포함하여 기술된 방법에 따라 얻어진 생성물은, 입자가 물, 알코올, 알키달릭 및 페놀계 수지, 니트로셀룰로스, 폴리우레탄, 비닐, 아크릴 및 다양한 종류의 유기 물질 및 중합체, 예를 들어, 고밀도 및 저밀도 폴리에틸렌, 나일론, ABS 및, 또는 이들의 혼합물과 같은 다양한 매질에 재분산될 수 있는 습윤 페이스트이다.
도 2는 본 발명의 방법에 의해 얻어진 페이스트에서 금속 은의 입자 크기 분포 그래프이다. 여기서, 평균 (D50)이 47.0 nm이고, 90%의 입자가 41.5 nm보다 큰 크기 (D10)를 갖고, 90%의 입자가 56.0 nm 보다 작은 입자 크기 (D90)를 갖는 입자 크기 분포가 관찰될 수 있다. 코울터(Coulter) LS230로 마크된 장비에 의해, 레이저 선의 회절로 측정이 완료되었다.
도 3은 본 발명의 방법에 의해 얻어진 나노 크기의 은 입자 크기 분포의 그래프이고, 이는 다음과 같은 입자 크기 분포를 보인다: D10, 4.7 nm; D50, 21.0 nm; D90, 40.7 nm. 측정은 아코스토시저(AcoustoSizer) Ⅱ로 마크된 장비에 의해, 초음파 감쇠로 수행되었다.
도 4는 입자 크기 10 내지 20 nm의 본 발명의 방법으로 제조된 나노 크기 및 단분산성 금속 은 생성물의 현미경 사진이다.
도 5는, 입자 크기의 범위가 1 내지 100 nm로 입증된 본 발명의 방법으로 제조된, 5 내지 20 nm의 입자 크기를 갖는 나노 크기 및 단분산성 금속 은 생성물의 현미경 사진이다.
본 발명의 방법에 대한 선행하는 설명은 얻은 생성물이 확실히 다음과 같은 성질의 금속 은 나노 입자에 도달하는 데 필요한 단계를 반영한다: 호모제니(homogeny), 안정성, 단분산 및 바람직한 모델을 포함하여 이미 기술한 그 외의 것; 그럼에도 불구하고, 상기 설명 및 수반된 도면은 상기 방법 및 생성물을 예시하는 것으로 고려되어야 하지 이들을 제한하는 것은 아니다. 이 물질에 대한 지식을 가진 사람에게, 본 발명의 방법을 수행하기 위해 변형이 이루어질 수 있고, 하지만, 상기 변형이 하기 청구의 범위에서 설명될 본 발명의 본질에서 벗어나는 것으로 생각될 수는 없다는 것은 명백하다.

Claims (30)

  1. a) 은 염 수용액을 제조하는 단계;
    b) 환원제 수용액을 제조하는 단계;
    c) 은 염 수용액 및 환원제 수용액을 혼합하여 반응을 생성시키는 단계; 및
    d) 은 나노 입자로부터 모액을 분리하는 단계
    를 포함하며,
    i) 상기 환원제 수용액은 0.01 중량% 내지 20 중량% 농도의 환원제를 함유하고;
    ii) 상기 은 염 수용액은 0.01 중량% 내지 20 중량% 농도의 가용성 은 염을 함유하며;
    iii) 상기 반응은 상기 혼합물의 pH를 암모늄 히드록시드의 첨가에 의해 10.5 내지 11.5의 값으로 조절하면서 수행되고;
    iv) 모액의 분리는 응집제 또는 산의 첨가에 의해 금속 입자의 제타 전위를 변화시킴으로써 수행되는 것을 특징으로 하는,
    습식 밀링에 의해 단분산성이고 안정한 나노 크기 입자의 금속 은을 제조하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 환원제가 탄닌류로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 나노 크기의 금속 은 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서, 환원제 용액의 pH를 11.5까지의 알칼리성 범위 값으로 조절하는 단계를 추가로 포함하는, 나노 크기의 금속 은 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서, 환원제 용액의 pH를 조절하는 단계에서 첨가된 히드록시드가 나트륨, 칼륨 및 암모니아의 히드록시드를 포함하는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 나노 크기의 금속 은 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서, 환원제 용액의 pH를 변화시키기 위하여 암모늄 히드록시드를 사용하는 것을 특징으로 하는, 나노 크기의 금속 은 제조 방법.
  6. 제3항에 있어서, 환원제 용액의 pH가 조절되는 경우, 은 염 용액의 pH도 11.5까지의 알칼리성 값으로 조절될 때 상기 방법으로 얻은 생성물이 10 내지 20 nm의 평균 입자 크기를 갖는 것을 특징으로 하는, 나노 크기의 금속 은 제조 방법.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 환원제 용액의 pH가 조절되지 않는 경우, 은 염 용액의 pH가 11.5까지의 알칼리성 값으로 조절될 때 상기 방법으로 얻은 생성물이 20 내지 30 nm의 평균 입자 크기를 갖는 것을 특징으로 하는, 나노 크기의 금속 은 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서, 은 염 용액을 질산염 및 황산염을 포함하는 군으로부터 선택되는 가용성 은 염으로부터 제조하는 것을 특징으로 하는, 나노 크기의 금속 은 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서, 은 염 용액을 가용성 질산은으로부터 제조하는 것을 특징으로 하는, 나노 크기의 금속 은 제조 방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 은 염 용액의 pH를 11.5의 알칼리성 범위 값으로 조절하는 단계를 추가로 포함하는, 나노 크기의 금속 은 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서, 은 염 용액의 pH를 조절하기 위해 첨가된 히드록시드가 나트륨, 칼륨, 암모늄 및 암모니아의 히드록시드를 포함하는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 나노 크기의 금속 은 제조 방법.
  12. 제1항에 있어서, 은 염 용액을 이의 노화를 막기 위해 환원제 용액과 반응시키기 적어도 15분 이전 동안 제조하는 것을 특징으로 하는, 나노 크기의 금속 은 제조 방법.
  13. 제1항에 있어서, 환원제 용액 및 은 용액의 혼합이 반응기 내에서 교반에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는, 나노 크기의 금속 은 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서, 환원제 용액 및 은 염 용액의 반응 혼합이 빛의 존재 하에서 수행되는 것을 특징으로 하는, 나노 크기의 금속 은 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서, 환원제 용액 및 은 염 용액의 반응 혼합이 일광의 존재 하에서 수행되는 것을 특징으로 하는, 나노 크기의 금속 은 제조 방법.
  16. 제14항에 있어서, 반응기가 빛을 통과시킬 수 있는 벽을 포함하는 것을 특징으로 하는, 나노 크기의 금속 은 제조 방법.
  17. 제1항에 있어서, 반응 혼합이 1시간까지의 기간으로 수행되는 것을 특징으로 하는, 나노 크기의 금속 은 제조 방법.
  18. 제1항에 있어서, 반응 혼합이 30분 미만의 기간으로 수행되는 것을 특징으로 하는, 나노 크기의 금속 은 제조 방법.
  19. 제1항에 있어서, 반응 혼합이 적어도 15분 동안 수행되는 것을 특징으로 하는, 나노 크기의 금속 은 제조 방법.
  20. 제19항에 있어서, 15분 후의 반응의 진행이 95% 이상인 것을 특징으로 하는, 나노 크기의 금속 은 제조 방법.
  21. 제1항에 있어서, 모액으로부터 나노 입자를 분리하는 단계가 통상의 고체-액체 분리 방법에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는, 나노 크기의 금속 은 제조 방법.
  22. 제1항에 있어서, 단분산 규칙의 입자 크기 분포를 나타내는 것을 특징으로 하는, 나노 크기의 금속 은 제조 방법.
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Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MXNL06000107A (es) 2006-12-20 2008-10-08 Ind Penoles Sa De Cv Proceso para la fabricacion de plata metalica nanometrica, monodispersa y estable y producto obtenido.
US8361188B2 (en) * 2009-04-03 2013-01-29 Indian Institute Of Science Methods for preparing metal and metal oxide nanoparticles
WO2011155134A1 (ja) * 2010-06-11 2011-12-15 日本板硝子株式会社 貴金属微粒子、貴金属微粒子の回収方法、および回収した貴金属微粒子を用いる貴金属微粒子分散体の製造方法
DE102010033924A1 (de) * 2010-08-03 2012-02-09 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Herstellung von Nanopartikeln aus einem Edelmetall und die Verwendung der so hergestellten Nanopartikel
CN102000832A (zh) * 2010-12-01 2011-04-06 中国人民解放军济南军区第四零一医院 一种纳米银的制备方法及纯化工艺
GB2486190A (en) * 2010-12-06 2012-06-13 P V Nano Cell Ltd Concentrated dispersion of nanometric silver particles
CN102102198B (zh) * 2011-02-12 2013-08-07 南京大学 一种调控金属纳米颗粒在树脂载体内分布的方法
CN103624249B (zh) * 2013-03-29 2015-10-07 中南大学 一种高振实密度银粉的制备方法
CN103302306A (zh) * 2013-06-19 2013-09-18 东南大学 一种基于多酚还原制备功能化纳米银的方法
CA2926945A1 (en) 2013-06-25 2014-12-31 Ricardo Benavides Perez Bacteriostatic and fungistatic additive in masterbatch for application in plastics, and method for producing same
RU2547982C1 (ru) * 2013-10-21 2015-04-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (ИХС РАН) Способ получения наночастиц серебра
JP6587616B2 (ja) * 2013-12-31 2019-10-09 ローディア オペレーションズ 銀ナノ構造体の作製方法
JP2017524829A (ja) * 2014-06-20 2017-08-31 ローディア オペレーションズ 安定剤を含まない金属ナノ粒子合成およびそれから合成される金属ナノ粒子の使用
US20160001370A1 (en) * 2014-07-03 2016-01-07 Carestream Health, Inc. Reducing agents for silver morphology control
RU2587446C1 (ru) * 2015-01-12 2016-06-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии твердого тела Уральского отделения Российской академии наук Способ получения ультрадисперсного порошка серебра и ультрадисперсный порошок серебра, полученный этим способом
MX2015001206A (es) 2015-01-26 2016-07-25 Schulman A Inc Composicion antibacteriana de nanoparticulas de plata unidas a un agente dispersante.
CN106312087B (zh) * 2015-07-03 2019-02-22 王东 纳米金属颗粒及其制备方法
RU2638716C2 (ru) * 2016-04-28 2017-12-15 Общество с ограниченной ответственностью "М9" Способ получения гидрозоля серебра
CN105834449B (zh) * 2016-05-04 2017-09-22 苏州思美特表面材料科技有限公司 一种利用微纳米气泡作为晶种诱导生产银粉的制备方法
CN105817645A (zh) * 2016-05-13 2016-08-03 溧阳市立方贵金属材料有限公司 一种可控粒度的超纯银粉的制备方法
CN107363268B (zh) * 2017-08-24 2023-04-18 深圳原驰三维技术有限公司 一种连续制备高固含量纳米银的装置与方法
CN107377994B (zh) * 2017-08-24 2023-04-18 深圳原驰三维技术有限公司 一种纳米银浆的规模化生产装置与方法
CN109021836A (zh) * 2018-07-03 2018-12-18 肇庆市华莱特复合新型材料有限公司 一种抗菌水性鞋油及其制备方法
CN110883340A (zh) * 2018-09-10 2020-03-17 河南金渠银通金属材料有限公司 一种负电性超细银粉及其制备方法
CN109332723A (zh) * 2018-12-10 2019-02-15 西安宏星电子浆料科技有限责任公司 一种低温导电胶用银粉的制备方法
CN111020209B (zh) * 2019-12-13 2022-03-01 招金矿业股份有限公司蚕庄金矿 一种从冶金废液中提银的方法
CN113787194B (zh) * 2021-09-16 2022-10-25 齐鲁工业大学 利用单宁酸涂层辅助酚醛树脂微球表面原位还原形成超小尺寸和高密度纳米银粒子的方法
CN115300459B (zh) * 2022-08-11 2023-07-18 山东第一医科大学附属眼科研究所(山东省眼科研究所山东第一医科大学附属青岛眼科医院) 纳米酶复合水凝胶滴眼液的制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005019028A (ja) * 2003-06-23 2005-01-20 Bando Chem Ind Ltd 金属コロイド液およびそれを用いた導電インク
US20060254387A1 (en) 2005-05-10 2006-11-16 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Metal nano particle and method for manufacturing them and conductive ink

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES342382A1 (es) * 1966-06-28 1968-07-16 Ciba Geigy Procedimiento para la preparacion de plata coloidal enri- quecida.
JP4197250B2 (ja) * 2002-11-22 2008-12-17 バンドー化学株式会社 金属コロイド液、その製造方法及びその利用
CN1232377C (zh) * 2003-06-05 2005-12-21 中国科学院理化技术研究所 立方体银纳米晶颗粒的制备方法
JP4771366B2 (ja) 2003-07-17 2011-09-14 旭化成メディカル株式会社 金属コロイド溶液
KR100554207B1 (ko) * 2003-10-28 2006-02-22 대주전자재료 주식회사 은 나노 입자의 제조방법
JP2005254179A (ja) * 2004-03-12 2005-09-22 Bando Chem Ind Ltd 合成方法及び合成装置
CN1669914A (zh) 2004-03-16 2005-09-21 中国乐凯胶片集团公司 一种纳米银溶胶的制备方法
CN1686646A (zh) 2005-04-26 2005-10-26 四川大学 一种粒径可控的单分散纳米银粉的制备方法
CN1709618A (zh) * 2005-07-08 2005-12-21 昆明理工大学 一种纳米、亚微米银粉的制备方法
CN1810422A (zh) * 2006-02-24 2006-08-02 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种纳米银溶胶的制备方法
US7842274B2 (en) * 2006-03-31 2010-11-30 Umicore, S.A. Process for manufacture of silver-based particles and electrical contact materials
MXNL06000107A (es) 2006-12-20 2008-10-08 Ind Penoles Sa De Cv Proceso para la fabricacion de plata metalica nanometrica, monodispersa y estable y producto obtenido.
WO2008100163A1 (en) 2007-02-13 2008-08-21 Instytut Wlókien Naturalnych Method of manufacturing silver nanoparticles, cellulosic fibers and nanofibers containing silver nanoparticles, fibers and nanofibers containing silver nanoparticles, use of silver nanoparticles to the manufacture of cellulosic fibers and nanofibers, and wound dressing containing silver nanoparticles

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005019028A (ja) * 2003-06-23 2005-01-20 Bando Chem Ind Ltd 金属コロイド液およびそれを用いた導電インク
US20060254387A1 (en) 2005-05-10 2006-11-16 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Metal nano particle and method for manufacturing them and conductive ink

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SUN et al., Materials Science and Engineering A.15, August 2004, Vol.379, pp.378-383

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