KR101890348B1 - Manufacturing method of metal-nano complex powder using spray dryer - Google Patents

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이영진
김진호
이미재
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Abstract

Disclosed is a method for manufacturing metal-nano composite powder using spray-drying, obtaining metal-nano composite powder in a completely dried state in quantity in a short period of time by using pray-drying in which a metal mixture solution is dried by spraying a fine aerosol to the same and heating the same. According to the present invention, the method comprises the following steps of: (a) forming a metal mixture solution by mixing a solvent with a capping agent and a metal precursor; and (b) obtaining metal-nano composite powder by spray-drying the metal mixture solution.

Description

분무건조법을 이용한 금속나노 복합체 분말 제조 방법{MANUFACTURING METHOD OF METAL-NANO COMPLEX POWDER USING SPRAY DRYER}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a method for producing a metal nanocomposite powder by a spray drying method,

본 발명은 금속나노 복합체 분말 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 금속 혼합 용액을 매우 미세한 에어로졸로 분사하면서 열을 가해 건조하는 분무건조법을 이용하여 단시간 내에 대량으로 완전 건조된 파우더 상태의 금속나노 복합체 분말을 수득할 수 있는 분무건조법을 이용한 금속나노 복합체 분말 제조 방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a method for producing a metal nanocomposite powder, and more particularly, to a method for producing a metal nanocomposite powder by a spray drying method in which a metal mixed solution is sprayed with a very fine aerosol, The present invention relates to a method for producing a metal nanocomposite powder using a spray drying method capable of obtaining a powder.

최근, 산업기술의 발전이 혁신적으로 이루어짐에 따라 나노기술 또한 발달하게 되어 나노 크기를 갖는 수많은 무기입자 또는 금속입자들을 제조하는 것이 용이해졌다. 무기물 또는 금속의 나노입자들은 극대화된 표면적 및 양자효과로 인해 벌크 상에서 나타내는 물리, 화학적 성질들은 상대적으로 적은 양만으로도 더욱 뛰어나게 실현될 수 있을 뿐만 아니라, 벌크 상에서와는 다른 성질들을 나타내기도 하는 것으로 보고되었다.In recent years, as the development of industrial technology has progressed, nanotechnology has also developed, making it easier to manufacture a large number of nanoparticles of inorganic or metallic particles. Nanoparticles of inorganic or metallic nanoparticles have been reported to exhibit properties that are different from those of the bulk phase as well as being able to realize better physical and chemical properties due to the maximized surface area and quantum effect, .

이와 같이 나노입자들은 극소량 사용하여도 벌크 상으로 사용되는 재료와 거의 동등하거나 더욱 우수한 효과를 나타내다. 또한, 나노입자들이 극소량만 사용되기 때문에 인체 및 환경에 대한 독성도 거의 나타내지 않으므로 환경친화적이고 인체 및 자연환경에도 유익한 재료로 인정되어, 나노입자들은 새로운 재료로 각광받으며 이에 대한 수많은 연구가 진행되고 있다.As such, nanoparticles exhibit nearly equal or even better effects than bulk materials, even when used in very small quantities. In addition, since nanoparticles are used only in very small amounts, they show little toxicity to humans and the environment. Therefore, they are regarded as being environmentally friendly and beneficial to human and natural environment, and nanoparticles are attracting attention as new materials, .

이러한 나노입자들 중 은(silver)은 금 다음으로 뛰어난 전도성을 갖는 금속으로서 항균, 살균, 항곰팡이, 탈취, 원적외선방출, 대전 방지 등의 복합적인 성능을 가지는 것은 예로부터 알려져 왔다.Among these nanoparticles, silver has been known as a metal having excellent conductivity following gold and has a complex performance such as antibacterial, sterilizing, antifungal, deodorizing, far infrared ray emission, and antistatic.

이러한 은은 다른 귀금속에 비해 저렴하지만 다른 재료에 대해서는 여전히 값비싼 귀금속이기 때문에, 은의 전도성, 항균성, 탈취성 등을 경제적으로 이용하기 위해, 은을 미립자화시키거나, 실리카, 제올라이트 등의 다공성 물질에 의 담지시키거나, 또는 코팅 또는 도금하여 이용해 왔다.Such silver is cheaper than other noble metals but is still a precious noble metal with respect to other materials. Therefore, in order to economically utilize silver's conductivity, antibacterial property, deodorization property, or the like, Supported, or coated or plated.

나노 크기로 미립자화된 은나노 입자들은 벌크 상의 은에 비해 더욱 탁월한 성질들을 나타낼 것으로 기대되어, 은나노 입자를 분말 또는 용액 상으로 제조하는 나노기술에 대해 수많은 연구가 있었다. Nano-sized microparticles of silver nanoparticles are expected to exhibit more superior properties than silver in bulk, and there have been numerous studies on nanotechnology to produce silver nanoparticles in powder or solution form.

그러나, 이러한 은나노 입자는 균일한 입자크기로 제조하는 것이 어려울 뿐만 아니라, 화학적 및 물리학적으로 안정적이지 못하여 장기간의 보관이 어렵다는 문제가 있었다.However, such silver nanoparticles are not only difficult to produce with a uniform particle size, but are also chemically and physically unstable, making long-term storage difficult.

관련 선행 문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2004-0023039호(2004.03.18. 공개)가 있으며, 상기 문헌에는 분무건조용 세라믹 분말 슬러리 및 그 제조방법이 기재되어 있다.A related prior art is Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2004-0023039 (published on Mar. 18, 2004), which discloses ceramic powder slurry for spray-drying and a method for producing the same.

본 발명의 목적은 금속 혼합 용액을 매우 미세한 에어로졸로 분사하면서 열을 가해 건조하는 분무건조법을 이용하여 단시간 내에 대량으로 완전 건조된 파우더 상태의 금속나노 복합체 분말을 수득할 수 있는 분무건조법을 이용한 금속나노 복합체 분말 제조 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a metal nano composite powder which is capable of obtaining powdery metal nano composite powders that are completely dried in a short time in a short time by using a spray drying method in which heat is applied and dried while spraying a metal mixed solution with a very fine aerosol, And a method for producing the composite powder.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 분무건조법을 이용한 금속나노 복합체 분말 제조 방법은 (a) 용매에 환원제, 표면 보호제(capping agent) 및 금속 전구체를 혼합하여 금속 혼합 용액을 형성하는 단계; 및 (b) 상기 금속 혼합 용액을 분무건조하여 금속나노 복합체 분말을 수득하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for preparing a metal nanocomposite powder using a spray drying method, comprising the steps of: (a) forming a metal mixed solution by mixing a reducing agent, a capping agent, ; And (b) spray drying the metal mixed solution to obtain a metal nanocomposite powder.

이때, 상기 (a) 단계는, 상기 용매에 환원제 및 표면 보호제(capping agent)를 첨가하고, 200 ~ 1,000rpm의 속도로 10 ~ 60분 동안 1차 교반하는 단계와, 상기 용매에 환원제 및 표면 보호제(capping agent)가 혼합된 용액에 금속 전구체를 첨가하고, 500 ~ 3,000rpm의 속도로 2차 교반하는 단계를 포함할 수 있다.The step (a) may further include the steps of adding a reducing agent and a capping agent to the solvent and stirring the mixture at a rate of 200 to 1,000 rpm for 10 to 60 minutes, and adding a reducing agent and a surface- adding a metal precursor to a mixed solution of a capping agent and secondary stirring at a speed of 500 to 3,000 rpm.

여기서, 상기 환원제는 PVP(polyvinylpyrrolidone), 시트르산삼나트륨(trisodium citrate), 수산화 붕소나트륨(sodium borohydride) 및 아스코르브산(ascorbic acid) 중 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 상기 표면 보호제(capping agent)는 PVP(polyvinylpyrrolidone), 시트르산삼나트륨(trisodium citrate), CTAB(cetyl trimethylammonium bromide) 및 폴리소르베이트(polysorbate) 중 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 상기 금속 전구체는 금속을 함유하는 초산염(acetate), 질산염(nitrate), 염화물(chloride), 수화물(hydroxide), 탄산염(carbonate) 및 산화물(oxide) 중 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The reducing agent may include at least one selected from the group consisting of polyvinylpyrrolidone (PVP), trisodium citrate, sodium borohydride, and ascorbic acid, May include at least one selected from polyvinylpyrrolidone (PVP), trisodium citrate, cetyl trimethylammonium bromide (CTAB), and polysorbate, and the metal precursor may be at least one selected from the group consisting of acetate, Nitrates, chlorides, hydroxides, carbonates, and oxides of at least one selected from the group consisting of nitrates, nitrates, carbonates, and oxides.

여기서, 상기 금속 전구체는 0.7 ~ 1.75M의 농도를 갖는 것이 바람직하다. 특히, 상기 환원제 및 표면 보호제(capping agent)는 두 가지 역할을 동시에 수행할 수 있는 PVP(polyvinylpyrrolidone)이고, 상기 금속 전구체는 질산은(AgNO3)인 것이 바람직하다.Here, the metal precursor preferably has a concentration of 0.7 to 1.75M. Particularly, it is preferable that the reducing agent and the capping agent are polyvinylpyrrolidone (PVP) capable of simultaneously performing two functions, and the metal precursor is silver nitrate (AgNO 3 ).

또한, 상기 (b) 단계에서, 상기 금속나노 복합체 분말은 8.0 ~ 25.0 g/hour의 속도로 수득된다.Also, in the step (b), the metal nanocomposite powder is obtained at a rate of 8.0 to 25.0 g / hour.

한편, 상기 (b) 단계는, (b-1) 상기 금속 혼합 용액을 열처리 챔버의 내부로 투입하여 열처리하는 단계와, (b-2) 상기 열처리된 금속 혼합 용액을 분사 노즐을 이용하여 에어로졸 상태로 분사하는 단계와, (b-3) 상기 에어로졸 상태의 금속 혼합 용액을 건조 챔버 내에서 분무 건조한 후, 상기 건조 챔버와 연결된 포집 챔버 내에서 금속 혼합 분말을 포집하는 단계와, (b-4) 상기 금속 혼합 분말을 상기 포집 챔버에 연결되는 외부 필터 내에서 필터링하여 금속나노 복합체 분말을 수득하는 단계를 포함할 수 있다.The step (b) may further include the steps of: (b-1) injecting the metal mixed solution into the heat treatment chamber and performing heat treatment; and (b-2) (B-3) spraying and drying the metal mixed solution in an aerosol state in a drying chamber, and then collecting the metal mixed powder in a collection chamber connected to the drying chamber; and (b-4) And filtering the metal mixed powder in an external filter connected to the collecting chamber to obtain a metal nanocomposite powder.

이때, 상기 (b-1) 단계에서, 상기 열처리는 100 ~ 400℃에서 실시하는 것이 바람직하고, 상기 (b-2) 단계에서, 상기 금속 혼합 용액은 1.0 ~ 5.0mL/min의 속도로 분사하는 것이 바람직하다.In the step (b-1), the heat treatment is preferably performed at 100 to 400 ° C., and in the step (b-2), the metal mixed solution is sprayed at a rate of 1.0 to 5.0 mL / min .

또한, 상기 (b) 단계는, (b-5) 상기 건조 챔버, 포집 챔버 및 외부 필터 상호 간을 연결시키는 이송 배관에 연통되는 배출 배관을 통해 건조 가스를 외부로 배출시키는 단계를 더 포함할 수 있다.The step (b) may further include: (b-5) discharging the drying gas to the outside through a discharge pipe communicating with the transfer pipe connecting the drying chamber, the collecting chamber and the external filter have.

여기서, 상기 금속나노 복합체 분말은 200nm 이하의 평균 입경을 가지며, 단분산(monodisperse) 형태를 갖는다.Here, the metal nanocomposite powder has an average particle diameter of 200 nm or less and has a monodisperse shape.

이에 더불어, 상기 금속나노 복합체 분말은 용매에 가역적으로 용해될 수 있다.In addition, the metal nanocomposite powder can be reversibly dissolved in a solvent.

본 발명에 따른 분무건조법을 이용한 금속나노 복합체 분말 제조 방법은 금속 혼합 용액을 매우 미세한 에어로졸로 분사하면서 열을 가해 건조하는 분무건조법을 이용하는 것에 의해 8.0 ~ 25.0g/hour의 상당히 빠른 속도로 금속나노 복합체 분말을 대량 생산하는 것이 가능해질 수 있다.The method for preparing metal nanocomposite powder using the spray drying method according to the present invention is characterized in that the metal nanocomposite powder is produced at a very high speed of 8.0 to 25.0 g / hour by using a spray drying method in which heat is applied and dried while spraying the metal mixed solution with very fine aerosol It may be possible to mass-produce the powder.

이 결과, 본 발명에 따른 분무건조법을 이용한 금속나노 복합체 분말 제조 방법은 200nm 이하의 평균 입경을 가지며, 단분산(monodisperse) 형태를 갖는 금속나노 복합체 분말을 수득할 수 있다.As a result, it is possible to obtain a metal nanocomposite powder having an average particle size of 200 nm or less and having a monodisperse shape by the spray drying method according to the present invention.

또한, 본 발명에 따른 분무건조법을 이용한 금속나노 복합체 분말 제조 방법은 완전히 건조된 파우더 형태를 갖는 금속나노 복합체 분말을 수득할 수 있으므로, 우수한 장기 보관성을 가질 뿐만 아니라 용매에 가역적으로 용해할 시 분산성이 우수하여 추가적인 응용이 쉽다.In addition, since the method for preparing a metal nanocomposite powder using the spray drying method according to the present invention can obtain a powder of a metal nanocomposite having a completely dried powder form, it has excellent long-term storage property and, at the same time, It is easy to add application because of its excellent acidity.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 분무건조법을 이용한 금속나노 복합체 분말 제조 방법을 나타낸 공정 순서도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 분무건조법을 이용한 금속나노 복합체 분말 제조 방법을 설명하기 위한 공정 모식도.
도 3은 실시예 2에 따라 제조된 Ag-PVP 복합체 분말을 제타사이저로 측정한 결과를 나타낸 그래프.
도 4는 실시예 3에 따라 제조된 Ag-PVP 복합체 분말과, Ag-PVP 복합체 분말을 물에 용해시킨 상태를 나타낸 사진.
도 5는 실시예 3에 따라 제조된 Ag-PVP 복합체 분말을 물에 용해시킨 상태의 복합체 분말에 대한 자외-가시광 분광법으로 측정한 결과를 나타낸 그래프.
도 6은 실시예 3에 따라 제조된 Ag-PVP 복합체 분말에 대한 XRD 측정 결과를 나타낸 그래프.
도 7은 실시예 3에 따라 제조된 Ag-PVP 복합체 분말에 대한 SEM 사진.
도 8은 AgNO3의 농도에 따른 XRD 측정 결과를 나타낸 그래프.
도 9는 PVP 농도에 따른 XRD 측정 결과를 나타낸 그래프.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a process flow diagram illustrating a method of preparing a metal nanocomposite powder using a spray drying method according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 2 is a schematic view illustrating a process for producing a metal nanocomposite powder using the spray drying method according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 3 is a graph showing the results of measurement of the Ag-PVP composite powder prepared according to Example 2 with a zetaizer. FIG.
4 is a photograph showing the state of the Ag-PVP composite powder prepared according to Example 3 and the Ag-PVP composite powder dissolved in water.
FIG. 5 is a graph showing the results of measurement of a composite powder in which Ag-PVP composite powder prepared in Example 3 is dissolved in water, by ultraviolet-visible light spectroscopy.
6 is a graph showing the XRD measurement results of the Ag-PVP composite powder produced according to Example 3. Fig.
7 is a SEM photograph of the Ag-PVP composite powder prepared according to Example 3. Fig.
8 is a graph showing XRD measurement results according to the concentration of AgNO 3 .
9 is a graph showing the results of XRD measurement according to PVP concentration.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and how to accomplish them, will become apparent by reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 분무건조법을 이용한 금속나노 복합체 분말 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a method of manufacturing a metal nanocomposite powder using the spray drying method according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 분무건조법을 이용한 금속나노 복합체 분말 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 분무건조법을 이용한 금속나노 복합체 분말 제조 방법을 설명하기 위한 공정 모식도이다.FIG. 1 is a process flow diagram illustrating a method for manufacturing a metal nanocomposite powder using the spray drying method according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view for explaining a method for manufacturing a metal nanocomposite powder using the spray drying method according to an embodiment of the present invention. Fig.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 분무건조법을 이용한 금속나노 복합체 분말 제조 방법은 혼합 단계(S110) 및 분무건조 단계(S120)를 포함한다.Referring to FIGS. 1 and 2, the method for preparing a metal nanocomposite powder using the spray drying method according to an embodiment of the present invention includes a mixing step (S110) and a spray drying step (S120).

혼합mix

혼합 단계(S110)에서는 용매에 환원제, 표면 보호제(capping agent) 및 금속 전구체를 혼합하여 금속 혼합 용액을 형성한다.In the mixing step (S110), a reducing agent, a surface protecting agent, and a metal precursor are mixed with the solvent to form a metal mixed solution.

이때, 용매로는 분무건조 공정에 적용될 수 있는 용매라면 특별히 제한 없이 사용될 수 있다. 일 예로, 용매로는 순수, 증류수, 알코올 등에서 선택된 1종 이상이 이용될 수 있으며, 이 중 순수를 이용하는 것이 바람직하다.The solvent may be any solvent that can be used in the spray drying process. For example, as the solvent, at least one selected from pure water, distilled water, alcohol and the like may be used, and pure water is preferably used among them.

또한, 환원제 및 표면 보호제(capping agent)는 화학적 환원력과 금속 전구체의 표면을 보호할 수 있는 물질이 이용될 수 있다.The reducing agent and the capping agent may be a material capable of protecting the surface of the metal precursor and the chemical reducing power.

이때, 환원제로는 PVP(polyvinylpyrrolidone), 시트르산삼나트륨(trisodium citrate), 수산화 붕소나트륨(sodium borohydride) 및 아스코르브산(ascorbic acid) 중 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 표면 보호제(capping agent)는 PVP(polyvinylpyrrolidone), 시트르산삼나트륨(trisodium citrate), CTAB(cetyl trimethylammonium bromide) 및 폴리소르베이트(polysorbate) 중 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The reducing agent may include at least one selected from the group consisting of polyvinylpyrrolidone (PVP), trisodium citrate, sodium borohydride, and ascorbic acid, and a capping agent And may include at least one selected from polyvinylpyrrolidone (PVP), trisodium citrate, cetyl trimethylammonium bromide (CTAB), and polysorbate.

특히, 환원제 및 표면 보호제(capping agent)로 동시에 작용할 수 있는 PVP(polyvinylpyrrolidone) 및 시트르산삼나트륨(trisodium citrate) 중 선택된 1종 이상을 이용하는 것이 보다 바람직하다.Particularly, it is more preferable to use at least one selected from polyvinylpyrrolidone (PVP) and trisodium citrate which can simultaneously act as a reducing agent and a capping agent.

그리고, 금속 전구체는 금속을 함유하는 초산염(acetate), 질산염(nitrate), 염화물(chloride), 수화물(hydroxide), 탄산염(carbonate) 및 산화물(oxide) 중 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 이때, 금속으로는 Ag, Sn, Ti, Fe, Co, Li, Ni, Mn, W, Zn, Cu, Cr, Zr, Al, Ce, Y, Pd, Au, Pt 등에서 선택된 1종 이상이 이용될 수 있으며, 이 중 Au, Ag 및 Pt를 이용하는 것이 보다 바람직하다.The metal precursor may include at least one selected from the group consisting of acetate, nitrate, chloride, hydroxide, carbonate, and oxide containing a metal. At least one selected from Ag, Sn, Ti, Fe, Co, Li, Ni, Mn, W, Zn, Cu, Cr, Zr, Al, Ce, Y, Pd, Among them, Au, Ag and Pt are more preferably used.

이러한 금속 전구체는 0.7 ~ 1.75M의 농도를 갖는 것을 이용하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.75 ~ 1.70M의 농도를 제시할 수 있다. 금속 전구체의 농도가 0.7M 미만일 경우에는 지나치게 낮은 농도로 인하여 금속 입자의 수득 효율이 저하될 수 있다. 반대로, 금속 전구체의 농도가 1.75M을 초과할 경우에는 금속 입자의 표면이 표면 보호제(capping agent)에 의해 보호를 충분히 받지 못하게 되어 입자가 커지며, 입자 균일도가 떨어지는 단점을 유발할 수 있다.It is preferable to use such a metal precursor having a concentration of 0.7 to 1.75M, more preferably a concentration of 0.75 to 1.70M. If the concentration of the metal precursor is less than 0.7 M, the efficiency of obtaining metal particles may be lowered due to an excessively low concentration. On the other hand, if the concentration of the metal precursor is more than 1.75M, the surface of the metal particles may not be sufficiently protected by the surface protective agent, resulting in increase of the particle size and the uniformity of the particles may be lowered.

여기서, 환원제 및 표면 보호제(capping agent) 각각은 PVP(polyvinylpyrrolidone)를 이용하고, 금속 전구체는 질산은(AgNO3)을 이용하는 것이 가장 바람직하다. 환원제 및 표면 보호제 각각으로 PVP(polyvinylpyrrolidone)를 이용할 시, PVP(polyvinylpyrrolidone)의 농도는 0.02 ~ 0.05 g/mL를 갖는 것을 이용하는 것이 바람직하다.Here, it is most preferable to use PVP (polyvinylpyrrolidone) as the reducing agent and capping agent, and silver nitrate (AgNO 3 ) as the metal precursor. When polyvinylpyrrolidone (PVP) is used as the reducing agent and the surface protective agent, it is preferable to use a polyvinylpyrrolidone (PVP) having a concentration of 0.02 to 0.05 g / mL.

전술한 혼합 단계(S110)는 1차 혼합 과정 및 2차 혼합 과정으로 세분화하여 실시하는 것이 보다 바람직하다.It is more preferable that the mixing step (S110) is subdivided into a first mixing step and a second mixing step.

1차 혼합 과정에서는 용매에 환원제 및 표면 보호제(capping agent)를 첨가하고, 시약이 충분히 용해되도록 200 ~ 1,000rpm의 속도로 10 ~ 60분 동안 1차 교반한다. 이때, 교반이 충분하지 않을 경우 환원제 및 표면 보호제(capping agent) 간의 균일한 혼합이 이루어지지 않을 우려가 있다.In the first mixing step, a reducing agent and a capping agent are added to the solvent and stirred at a rate of 200 to 1,000 rpm for 10 to 60 minutes to sufficiently dissolve the reagent. At this time, if stirring is not sufficient, uniform mixing between the reducing agent and the capping agent may not be performed.

2차 혼합 과정에서는 용매에 환원제 및 표면 보호제(capping agent)가 혼합된 용액에 금속 전구체를 첨가하고 충분히 섞이도록 500 ~ 3,000rpm의 속도로 2차 교반한다. 이때, 2차 교반이 충분하게 이루어지지 않을 경우 균일한 입자가 생성되지 못할 가능성이 있다.In the second mixing process, the metal precursor is added to the mixed solvent of the reducing agent and the capping agent, and the mixture is stirred at a rate of 500 to 3,000 rpm for the second time. At this time, if the secondary agitation is not sufficiently performed, uniform particles may not be generated.

분무건조Spray drying

분무건조 단계(S120)에서는 금속 혼합 용액을 분무건조하여 금속나노 복합체 분말을 수득한다.In the spray drying step (S120), the metal mixed solution is spray-dried to obtain a metal nanocomposite powder.

이러한 분무건조는 금속 혼합 용액을 매우 미세한 에어로졸 상태로 분사하며, 열로써 건조하는 것이 기본 원리이다. 일반적인 분무건조 방식은 화학변화를 수반하지 않으나, 본 발명에서의 분무건조는 화학변화를 수반하게 되는데, 이는 용매의 건조에 의한 환원제와 금속 전구체의 국소농도(local concentration)의 극대화와 높은 열처리 온도에 의한 환원력의 극대화에 기인한 것이다.This spray drying is the basic principle that the metal mixed solution is sprayed in a very fine aerosol state and dried by heat. The general spray drying method does not involve chemical changes, but spray drying in the present invention involves chemical changes, which maximizes the local concentration of the reducing agent and the metal precursor by drying the solvent, As a result of maximization of the reduction power by

이를 위해, 분무건조 단계(S120)는 열처리 과정, 분사 과정, 포집 과정 및 필터링 과정으로 세분화될 수 있다. 또한, 분무건조 단계(S120)는 건조 가스 배출 과정을 더 포함할 수 있다.For this, the spray drying step (S120) can be subdivided into a heat treatment process, an injection process, a collection process, and a filtering process. In addition, the spray drying step (S120) may further include a drying gas discharging step.

열처리 과정에서는 금속 혼합 용액을 열처리 챔버(120)의 내부로 투입하여 열처리한다. 여기서, 금속 혼합 용액은 원료 투입구(110)를 통해 열처리 챔버(120)의 내부로 투입된다.In the heat treatment process, the metal mixed solution is injected into the heat treatment chamber 120 and heat-treated. Here, the metal mixed solution is introduced into the heat treatment chamber 120 through the material inlet 110.

이때, 열처리는 100 ~ 400℃에서 실시하는 것이 바람직하다. 열처리 온도가 100℃ 미만일 경우에는 금속 혼합 용액 중의 금속 전구체가 충분히 분해되기 어려워질 수 있다. 반대로, 열처리 온도가 400℃를 초과할 경우에는 더 이상의 효과 상승 없이 제조비용만을 상승시키는 요인으로 작용할 수 있으므로, 경제적이지 못하다.At this time, the heat treatment is preferably performed at 100 to 400 ° C. If the heat treatment temperature is less than 100 ° C, the metal precursor in the metal mixed solution may not be sufficiently decomposed. On the other hand, if the heat treatment temperature exceeds 400 ° C, it can be a factor that raises the manufacturing cost without further increase in the effect, which is not economical.

분사 과정에서는 열처리된 금속 혼합 용액을 분사 노즐(130)을 이용하여 에어로졸 상태로 분사한다.In the spraying process, the heat-treated metal mixed solution is sprayed in an aerosol state using the spray nozzle 130.

여기서, 금속 혼합 용액은 1.0 ~ 5.0 mL/min의 속도로 분사하는 것이 바람직하다. 분사 속도가 1.0 mL/min 미만일 경우에는 분사 노즐(130)이 막히는 문제가 발생할 수 있다. 반대로, 분사 속도가 5.0 mL/min를 초과할 경우에는 단분산된 금속나노 복합체 입자를 확보하는데 어려움이 따를 수 있다.Here, the metal mixed solution is preferably sprayed at a rate of 1.0 to 5.0 mL / min. If the injection speed is less than 1.0 mL / min, the injection nozzle 130 may be clogged. On the contrary, when the injection speed exceeds 5.0 mL / min, it may be difficult to obtain monodispersed nanocomposite particles.

포집 과정에서는 에어로졸 상태의 금속 혼합 용액을 건조 챔버(140) 내에서 분무 건조한 후, 건조 챔버(140)와 연결된 포집 챔버(150) 내에서 금속 혼합 분말을 포집한다.In the collecting process, the metal mixed solution in an aerosol state is spray dried in the drying chamber 140, and then the metal mixed powder is collected in the collecting chamber 150 connected to the drying chamber 140.

이와 같이, 건조 챔버(140) 내에서 분무 건조시 에어로졸 상태로 분사되는 금속 혼합 용액이 순간적으로 높은 국소농도(local concentration)를 형성하는 것을 이용하여 금속 전구체가 금속 입자로 충분히 환원될 수 있도록 해주며, 이 결과 금속 혼합 분말을 대량으로 포집할 수 있게 된다.As described above, the metal precursor sprayed in an aerosol state during spray drying in the drying chamber 140 forms a local concentration instantaneously, thereby enabling the metal precursor to be sufficiently reduced to metal particles As a result, it is possible to collect a large amount of the metal mixed powder.

필터링 과정에서는 금속 혼합 분말을 포집 챔버(150)에 연결되는 외부 필터(160) 내에서 필터링하여 금속나노 복합체 분말을 수득한다. 이 결과, 본 발명의 실시예에 따른 방법으로 제조되는 금속나노 복합체 분말은 분말건조법을 이용하는 것에 의해, 8.0 ~ 25g/hour의 상당히 빠른 속도로 대량 생산하는 것이 가능해질 수 있다.In the filtering process, the metal mixed powder is filtered in an external filter 160 connected to the collecting chamber 150 to obtain a metal nanocomposite powder. As a result, the metal nanocomposite powder produced by the method according to the embodiment of the present invention can be mass-produced at a considerably high speed of 8.0 to 25 g / hour by using the powder drying method.

건조 가스 배출 과정에서는 건조 챔버(140), 포집 챔버(150) 및 외부 필터(160) 상호 간을 연결시키는 이송 배관(170)에 연통되는 배출 배관(180)을 통해 건조 가스를 외부로 배출시킨다.The drying gas is discharged to the outside through the discharge pipe 180 which communicates with the transfer pipe 170 connecting the drying chamber 140, the collecting chamber 150 and the external filter 160.

전술한 본 발명의 실시예에 따른 분무건조법을 이용한 금속나노 복합체 분말 제조 방법에 의해 제조되는 금속나노 복합체 분말은 200nm 이하의 평균 입경을 가지며, 단분산(monodisperse) 형태를 갖는다.The metal nanocomposite powder prepared by the method for preparing a metal nanocomposite powder by the spray drying method according to the embodiment of the present invention has an average particle diameter of 200 nm or less and has a monodisperse shape.

이 결과, 본 발명의 실시예에 따른 방법으로 제조되는 금속나노 복합체 분말은 금속 혼합 용액을 매우 미세한 에어로졸로 분사하면서 열을 가해 건조하는 분무건조법을 이용하는 것에 의해 8.0 ~ 25.0g/hour의 상당히 빠른 속도로 대량 생산하는 것이 가능해질 수 있다.As a result, the metal nanocomposite powder produced by the method according to the present invention can be sprayed with a very fine aerosol while spraying the metal mixed solution with heat to dry it, whereby a very high speed of 8.0 to 25.0 g / hour It is possible to mass-produce them.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 방법으로 제조되는 금속나노 복합체 분말은 완전히 건조된 파우더 형태를 가지므로 우수한 장기 보관성을 가질 뿐만 아니라 용매에 가역적으로 용해할 시 분산성이 우수하여 추가적인 응용이 쉽다.In addition, since the metal nanocomposite powder produced by the method according to the embodiment of the present invention has a completely dried powder form, it has excellent long-term storage property and is excellent in dispersibility when reversibly dissolved in a solvent, .

실시예Example

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments of the present invention. It is to be understood, however, that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed in a limiting sense.

여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.The contents not described here are sufficiently technically inferior to those skilled in the art, and a description thereof will be omitted.

1. One. AgAg -- PVPPVP 복합체 분말 제조 Composite Powder Production

실시예Example 1 One

순수(DI water) 300g에 환원제 및 표면 보호제(capping agent)로 동시에 사용되는 PVP(polyvinylpyrrolidone) 15g을 첨가하고 30분 동안 500rpm의 속도로 교반한 후, 0.7M의 질산은(AgNO3) 50g을 투입하고 5분 동안 700rpm의 속도로 교반하여 금속 혼합 용액을 제조하였다.15 g of PVP (polyvinylpyrrolidone), which is simultaneously used as a reducing agent and a capping agent, was added to 300 g of DI water, stirred at 500 rpm for 30 minutes, and then 50 g of 0.7 M silver nitrate (AgNO 3 ) was added The mixture was stirred at a speed of 700 rpm for 5 minutes to prepare a metal mixed solution.

다음으로, 금속 혼합 용액을 열처리 챔버의 내부로 투입하여 200℃에서 열처리한 후, 열처리된 금속 혼합 용액을 분사 노즐을 이용하여 에어로졸 상태로 3.37 mL/min의 속도로 분사하였다.Next, the metal mixed solution was injected into the heat treatment chamber and heat-treated at 200 ° C., and the heat-treated metal mixed solution was sprayed at 3.37 mL / min in an aerosol state using an injection nozzle.

다음으로, 에어로졸 상태의 금속 혼합 용액을 건조 챔버 내에서 분무 건조한 후, 건조 챔버와 연결된 포집 챔버 내에서 금속 혼합 분말을 포집하였다.Next, a metal mixed solution in an aerosol state was spray-dried in a drying chamber, and then the metal mixed powder was collected in a collecting chamber connected to the drying chamber.

다음으로, 금속 혼합 분말을 포집 챔버에 연결되는 외부 필터 내에서 필터링하여 Ag-PVP 복합체 분말을 수득하였다.Next, the metal mixed powder was filtered in an external filter connected to the collection chamber to obtain an Ag-PVP composite powder.

실시예Example 2 2

열처리된 금속 혼합 용액을 분사 노즐을 이용하여 에어로졸 상태로 3.95 mL/min의 속도로 분사한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 Ag-PVP 복합체 분말을 수득하였다.The Ag-PVP composite powder was obtained in the same manner as in Example 1, except that the heat-treated metal mixed solution was sprayed at 3.95 mL / min in an aerosol state using an injection nozzle.

실시예Example 3 3

열처리된 금속 혼합 용액을 분사 노즐을 이용하여 에어로졸 상태로 4.51 mL/min의 속도로 분사한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 Ag-PVP 복합체 분말을 수득하였다.The Ag-PVP composite powder was obtained in the same manner as in Example 1, except that the heat-treated metal mixed solution was sprayed at a rate of 4.51 mL / min in an aerosol state using an injection nozzle.

2. 물성 평가2. Property evaluation

표 1은 실시예 1 ~ 3에 따라 제조된 Ag-PVP 복합체 분말의 평균 입경을 측정하여 나타낸 것이고, 도 3은 실시예 2에 따라 제조된 Ag-PVP 복합체 분말을 제타사이저로 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.Table 1 shows the average particle sizes of the Ag-PVP composite powders prepared according to Examples 1 to 3, and FIG. 3 shows the results of measurement of the Ag-PVP composite powders prepared according to Example 2 with zeta sis Fig.

[표 1][Table 1]

Figure 112017049784947-pat00001
Figure 112017049784947-pat00001

표 1에 도시된 바와 같이, 실시예 1 ~ 3에 따라 제조된 Ag-PVP 복합체 분말은 단분산 형태를 가지며, 평균 입경이 200nm 이하를 모두 만족하는 것을 확인하였다.As shown in Table 1, it was confirmed that the Ag-PVP composite powders prepared according to Examples 1 to 3 had a monodispersed form and all the average particle diameters were 200 nm or less.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 제타사이저(Zatasizer)를 이용하여 측정한 결과, 실시예 2에 따라 제조된 Ag-PVP 복합체 분말은 단분산(monodisperse)된 입자가 형성되었다는 것을 확인하였다.Also, as shown in FIG. 3, the Ag-PVP composite powder prepared according to Example 2 was observed to have monodispersed particles when measured using a Zatasizer.

도 4는 실시예 3에 따라 제조된 Ag-PVP 복합체 분말과, Ag-PVP 복합체 분말을 물에 용해시킨 상태를 나타낸 사진이고, 도 5는 실시예 3에 따라 제조된 Ag-PVP 복합체 분말을 물에 용해시킨 상태의 복합체 분말에 대한 자외-가시광 분광법으로 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.FIG. 4 is a photograph showing a state where the Ag-PVP composite powder prepared according to Example 3 and the Ag-PVP composite powder are dissolved in water, FIG. 5 is a photograph showing the state where the Ag- Of the composite powder in a state of being dissolved in an ultraviolet-visible light spectrophotometer.

도 4에 도시된 바와 같이, 용액 상의 실버 나노입자의 경우에는 장기 보관시 내용물이 변성되는 경우가 많이 있었으나, 실시예 3에 따라 제조된 Ag-PVP 복합체 분말은 완전히 건조된 파우더 형태를 갖는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 실시예 3에 따라 제조된 Ag-PVP 복합체 분말은 완전히 건조된 파우더이므로 장기 보관에 용이하다.As shown in FIG. 4, in the case of silver nano-particles in solution, the contents were often denatured during long-term storage, but it was confirmed that the Ag-PVP composite powder prepared according to Example 3 had a completely dried powder form . Thus, the Ag-PVP composite powder prepared according to Example 3 is a completely dried powder, which is easy to store for a long period of time.

이 결과, 실시예 3에 따라 제조된 Ag-PVP 복합체 분말은 물에 가역적으로 용해가 가능한 것을 확인할 수 있다. 이와 같이, Ag-PVP 복합체 분말은 추가 작업시 용매에 잘 분산되므로 응용이 쉽다.As a result, it can be confirmed that the Ag-PVP composite powder prepared according to Example 3 can be reversibly dissolved in water. As described above, the Ag-PVP composite powder is easily dispersed in the solvent during the additional operation, and thus is easy to apply.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 자외-가시광 분광법(UV-vis spectrum) 측정 결과, 실시예 3에 따라 제조된 Ag-PVP 복합체 분말은 410nm 영역에서 강한 피크를 나타내는 것을 확인할 수 있다. 이때, 실시예 3의 경우, 투입된 원료가 PVP와 질산은(AgNO3)뿐이라는 것을 고려할 때, 이 피크는 실버 나노입자(silver nanoparticle)에 의한 것으로 판단된다.On the other hand, as shown in FIG. 5, the result of UV-vis spectrum measurement shows that the Ag-PVP composite powder prepared according to Example 3 exhibits a strong peak in the region of 410 nm. In this case, in the case of Example 3, it is judged that the peak is due to silver nanoparticle, considering that the input raw material is only PVP and silver nitrate (AgNO 3 ).

도 6은 실시예 3에 따라 제조된 Ag-PVP 복합체 분말에 대한 XRD 측정 결과를 나타낸 그래프이고, 도 7은 실시예 3에 따라 제조된 Ag-PVP 복합체 분말에 대한 SEM 사진이다.FIG. 6 is a graph showing the XRD measurement results of the Ag-PVP composite powder prepared according to Example 3. FIG. 7 is a SEM image of the Ag-PVP composite powder prepared according to Example 3. FIG.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 실시예 3에 따라 제조된 Ag-PVP 복합체 분말의 경우, AgNP 피크가 검출되었으며, 단분산 형태로 균일하게 분산된 것을 확인할 수 있다.As shown in FIGS. 6 and 7, in the case of the Ag-PVP composite powder prepared according to Example 3, AgNP peaks were detected and it was confirmed that the AgNP peaks were uniformly dispersed in a monodispersed form.

한편, 도 8은 AgNO3의 농도에 따른 XRD 측정 결과를 나타낸 그래프이고, 도 9는 PVP 농도에 따른 XRD 측정 결과를 나타낸 그래프이다.8 is a graph showing XRD measurement results according to the concentration of AgNO 3 , and FIG. 9 is a graph showing XRD measurement results according to PVP concentration.

도 8에 도시된 바와 같이, AgNO3의 기준 농도(Ag 1X)인 0.7M 대비 2.5배인 1.75M(Ag 2.5X) 이상으로 증가하게 되면, 분말 건조 반응 후 잔여 AgNO3가 존재하는 것을 확인하였다.As shown in FIG. 8, when the reference concentration (Ag 1X) of AgNO 3 was increased to 1.75 M (Ag 2.5X) which is 2.5 times as much as 0.7 M, residual AgNO 3 was present after the powder drying reaction.

한편, 도 9에 도시된 바와 같이, PVP의 농도가 기존 농도인 0.05g/mL 대비 0.2배인 0.01 g/mL(PVP 0.2X) 이하로 감소하게 되면, 분말 건조 반응 후 잔여 AgNO3가 존재하는 것을 확인하였다.On the other hand, as shown in FIG. 9, when the concentration of PVP is reduced to 0.01 g / mL (PVP 0.2X) or less, which is 0.2 times the existing concentration of 0.05 g / mL, residual AgNO 3 Respectively.

이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been disclosed for illustrative purposes, those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. These changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the scope of the present invention should be determined by the following claims.

S110 : 혼합 단계
S120 : 분무건조 단계
S110: mixing step
S120: spray drying step

Claims (14)

(a) 용매에 환원제, 표면 보호제(capping agent) 및 금속 전구체를 혼합하여 금속 혼합 용액을 형성하는 단계; 및
(b) 상기 금속 혼합 용액을 분무건조하여 금속나노 복합체 분말을 수득하는 단계;를 포함하며,
상기 금속 전구체는 0.7 ~ 1.75M의 농도를 갖고,
상기 (b) 단계는, (b-1) 상기 금속 혼합 용액을 열처리 챔버의 내부로 투입하여 열처리하는 단계와, (b-2) 상기 열처리된 금속 혼합 용액을 분사 노즐을 이용하여 에어로졸 상태로 분사하는 단계와, (b-3) 상기 에어로졸 상태의 금속 혼합 용액을 건조 챔버 내에서 분무 건조한 후, 상기 건조 챔버와 연결된 포집 챔버 내에서 금속 혼합 분말을 포집하는 단계와, (b-4) 상기 금속 혼합 분말을 상기 포집 챔버에 연결되는 외부 필터 내에서 필터링하여 금속나노 복합체 분말을 수득하는 단계를 포함하고,
상기 (b-2) 단계에서, 상기 금속 혼합 용액은 1.0 ~ 5.0 mL/min의 속도로 분사하며,
상기 (b) 단계에서, 상기 금속나노 복합체 분말은 200nm 이하의 평균 입경을 가지며, 8.0 ~ 25.0g/hour의 속도로 수득되는 것을 특징으로 하는 분무건조법을 이용한 금속나노 복합체 분말 제조 방법.
(a) mixing a solvent with a reducing agent, a surface protecting agent, and a metal precursor to form a metal mixed solution; And
(b) spray-drying the metal mixed solution to obtain a metal nanocomposite powder,
The metal precursor has a concentration of 0.7 to 1.75 M,
The step (b) includes the steps of: (b-1) injecting the metal mixed solution into the heat treatment chamber and performing heat treatment; and (b-2) spraying the heat-treated metal mixed solution into an aerosol state (B-3) spraying and drying the metal mixed solution in an aerosol state in a drying chamber, and collecting the metal mixed powder in a collection chamber connected to the drying chamber; and (b-4) And filtering the mixed powder in an external filter connected to the collection chamber to obtain a metal nanocomposite powder,
In the step (b-2), the metal mixed solution is sprayed at a rate of 1.0 to 5.0 mL / min,
Wherein the metal nanocomposite powder has an average particle diameter of 200 nm or less and is obtained at a rate of 8.0 to 25.0 g / hour in the step (b).
제1항에 있어서,
상기 (a) 단계는,
상기 용매에 환원제 및 표면 보호제(capping agent)를 첨가하고, 200 ~ 1,000rpm의 속도로 10 ~ 60분 동안 1차 교반하는 단계와,
상기 용매에 환원제 및 표면 보호제(capping agent)가 혼합된 용액에 금속 전구체를 첨가하고, 500 ~ 3,000rpm의 속도로 2차 교반하는 단계를 포함하는 분무건조법을 이용한 금속나노 복합체 분말 제조 방법.
The method according to claim 1,
The step (a)
Adding a reducing agent and a capping agent to the solvent and stirring the mixture at a speed of 200 to 1,000 rpm for 10 to 60 minutes,
A metal precursor is added to a solution containing a reducing agent and a capping agent, and the solution is stirred at a speed of 500 to 3,000 rpm for a second time to prepare a metal nanocomposite powder.
제1항에 있어서,
상기 환원제는 PVP(polyvinylpyrrolidone), 시트르산삼나트륨(trisodium citrate), 수산화 붕소나트륨(sodium borohydride) 및 아스코르브산(ascorbic acid) 중 선택된 1종 이상을 포함하고,
상기 표면 보호제(capping agent)는 PVP(polyvinylpyrrolidone), 시트르산삼나트륨(trisodium citrate), CTAB(cetyl trimethylammonium bromide) 및 폴리소르베이트(polysorbate) 중 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 분무건조법을 이용한 금속나노 복합체 분말 제조 방법.
The method according to claim 1,
The reducing agent includes at least one selected from the group consisting of polyvinylpyrrolidone (PVP), trisodium citrate, sodium borohydride, and ascorbic acid,
Wherein the capping agent comprises at least one selected from the group consisting of PVP (polyvinylpyrrolidone), trisodium citrate, CTAB (cetyl trimethylammonium bromide) and polysorbate. (Method for producing metal nanocomposite powder).
제1항에 있어서,
상기 금속 전구체는
금속을 함유하는 초산염(acetate), 질산염(nitrate), 염화물(chloride), 수화물(hydroxide), 탄산염(carbonate) 및 산화물(oxide) 중 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 분무건조법을 이용한 금속나노 복합체 분말 제조 방법.
The method according to claim 1,
The metal precursor
A method of producing a metal-containing metal by a spray drying method, which comprises at least one selected from the group consisting of acetate, nitrate, chloride, hydroxide, carbonate and oxide containing a metal. (Method for producing nanocomposite powder).
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 환원제 및 표면 보호제(capping agent) 각각은 PVP(polyvinylpyrrolidone)이고,
상기 금속 전구체는 질산은(AgNO3)인 것을 특징으로 하는 분무건조법을 이용한 금속나노 복합체 분말 제조 방법.
The method according to claim 1,
Each of the reducing agent and the capping agent is PVP (polyvinylpyrrolidone)
Wherein the metal precursor is silver nitrate (AgNO 3 ).
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 (b-1) 단계에서,
상기 열처리는
100 ~ 400℃에서 실시하는 것을 특징으로 하는 분무건조법을 이용한 금속나노 복합체 분말 제조 방법.
The method according to claim 1,
In the step (b-1)
The heat treatment
100 to 400 < 0 > C.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 금속나노 복합체 분말은
단분산(monodisperse)된 것을 특징으로 하는 분무건조법을 이용한 금속나노 복합체 분말 제조 방법.
The method according to claim 1,
The metal nanocomposite powder
Wherein the metal nanocomposite powder is monodispersed.
제1항에 있어서,
상기 금속나노 복합체 분말은
용매에 가역적으로 용해되는 것을 특징으로 하는 금속나노 복합체 분말 제조 방법.
The method according to claim 1,
The metal nanocomposite powder
Wherein the metal nanocomposite powder is reversibly dissolved in a solvent.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102295894B1 (en) * 2020-10-21 2021-08-31 박요설 Manufacturing method of metal powder for 3D printing using granulating process
KR102334673B1 (en) * 2020-07-01 2021-12-06 한국생산기술연구원 manufacturing Method for porous powder

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080108146A (en) * 2006-04-04 2008-12-11 미쯔비시 레이온 가부시끼가이샤 Spray dryer, spray dry method, and polymer powder
JP2009197325A (en) * 2008-01-22 2009-09-03 Mitsubishi Materials Corp Dispersion solution of metal nanoparticle, and method for production thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080108146A (en) * 2006-04-04 2008-12-11 미쯔비시 레이온 가부시끼가이샤 Spray dryer, spray dry method, and polymer powder
JP2009197325A (en) * 2008-01-22 2009-09-03 Mitsubishi Materials Corp Dispersion solution of metal nanoparticle, and method for production thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102334673B1 (en) * 2020-07-01 2021-12-06 한국생산기술연구원 manufacturing Method for porous powder
KR102295894B1 (en) * 2020-10-21 2021-08-31 박요설 Manufacturing method of metal powder for 3D printing using granulating process

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