KR102391743B1 - 이종금속 나노입자의 합성방법 - Google Patents

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방석호
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임광범
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경희대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명의 일 실시예는 (a) 2종 이상의 금속 전구체 및 폴리에틸렌글리콜을 무기용매에 용해시켜 전구체 용액을 제조하는 단계; (b) 상기 전구체 용액에 염기를 투입하는 단계; 및 (c) 가열하는 단계;를 포함하는, 이종금속 나노입자의 합성방법을 제공한다.

Description

이종금속 나노입자의 합성방법{SYNTHESIS METHOD OF BIMETALLIC NANOPARTICLES}
본 명세서는 이종금속 나노입자의 신규한 합성방법 및 이로부터 합성된 이종금속 나노입자에 관한 것이다.
금속 나노입자는 부피 대비 표면적의 비율이 높고, 나노입자 표면의 원자들이 높은 활성을 갖고 있어 동일한 물질의 벌크 상태와는 다른 물리적 화학적 특성을 나타낸다. 이러한 금속 나노입자의 특성으로 인하여 금속 나노입자의 합성 방법 및 금속 나노입자 특유의 성질을 이용한 응용 분야에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.
이종금속 나노입자(bimetallic nanoparticles)는 2종의 상이한 금속의 조합으로 형성되는 금속 나노입자로, 합금, 코어-쉘, 중공, 응집체 등의 구조를 나타낼 수 있다. 이종금속 나노입자는 단일금속 나노입자에 비하여 더욱 우수한 특성을 나타내며, 목적에 따른 원소 선택, 이종 원소간 비율 조절의 용이성 등의 장점으로 인해 전기화학 촉매, 광 촉매, 센서, 약물 전달 등 다양한 분야에 적용되고 있다. 특히 이종금속 나노입자가 촉매로 사용되는 경우, 단일금속 나노입자에 비하여 향상된 활성을 나타내며, 높은 촉매 활성 및 선택도로 인하여 비용 효율적이고 안정적인 촉매로 사용이 가능하다. 또한, 이러한 이종금속 나노입자의 응용 가능성으로 인해 이종금속 나노입자의 새로운 용도 및 효과적인 합성방법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 보편적으로 사용되고 있는 이종금속 나노입자 합성 기술인 수열 합성법은 고온 고압 하에서 물 또는 수용액을 이용하여 물질을 합성하는 방법으로, 금속염, 산화물, 수화물 또는 금속 분말의 용해도에 의존하는 특성을 이용하여 물질을 합성하거나 성장시키는 액상 합성 방법이다. 반응속도가 빠르고 균일한 결정상의 입자를 제조할 수 있으나, 반응기 내부 온도를 물의 끓는점인 100 ℃ 이상으로 높여 고온 고압 환경을 조성해야 하기 때문에 시설비 및 운용비 측면에서 대량생산에 어려움이 존재한다.
또한, 기존에 상용화된 전기증착법, 마이크로파 합성법 등의 다른 이종금속 나노입자 합성방법들도 100 ℃를 상회하는 높은 온도에서 반응이 진행되거나, 상대적으로 긴 반응시간을 필요로 하거나, 유해한 유기용매상에서 반응이 진행되거나, 여러 단계의 반응을 거쳐 만들어지는 등 대량생산에 있어서 여러가지 제한점을 갖는다.
따라서, 이종금속 나노입자의 대량생산 분야에 적용되기 위한 경제적이고 친환경적인 합성방법의 개발이 요구되고 있다.
일본 재공표특허공보 WO2018/181568 (2018.10.04.) 한국 공개특허공보 제10-2017-0087449호 (2017.07.28.)
S.-H. Woo et al., "Synthesis and characterization of nickel nanoparticles by hydrazine reduction in ethylene glycol"J. of Colloid and Interface Science, Vol.259, pp 282-286 (2003).
본 명세서의 기재사항은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 명세서의 일 목적은 경제적이고 친환경적인 이종금속 나노입자의 신규한 합성방법 및 이로부터 합성된 이종금속 나노입자를 제공하는 것이다.
일 측면에 따르면 (a) 2종 이상의 금속 전구체 및 폴리에틸렌글리콜을 무기용매에 용해시켜 전구체 용액을 제조하는 단계; (b) 상기 전구체 용액에 염기를 투입하는 단계; 및 (c) 가열하는 단계;를 포함하는, 이종금속 나노입자의 합성방법을 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 2종 이상의 금속 전구체는 아연(Zn) 전구체 및 철(Fe) 전구체를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 무기용매는 물일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 염기는 수산화나트륨(NaOH)일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 (c) 단계에서 가열 온도는 50 ℃ 이상 100 ℃ 미만일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 (c) 단계에서 가열 시간은 10~20 시간일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 (c) 단계는 300~1,500 rpm으로 교반하면서 가열하는 단계;일 수 있다.
일 실시예에 있어서, (d) 산을 투입하는 단계;를 추가로 포함할 수 있다.
다른 일 측면에 따르면, 상기 방법으로 합성된, 이종금속 나노입자를 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 이종금속 나노입자의 평균 입도가 50 nm 이하일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 이종금속 나노입자는 pH가 7.0 미만인 용액에서 2종 이상의 금속 이온을 방출하는 것일 수 있다.
본 명세서의 일 측면에 따른 이종금속 나노입자의 합성방법은 경제적이고 친환경적이므로, 전기화학 촉매, 광 촉매, 센서, 약물 전달 등 다양한 분야에 사용 가능한 이종금속 나노입자의 대량생산 기술에 적용될 수 있다.
본 명세서의 일 측면에 따른 이종금속 나노입자의 합성방법은 반응 온도, 반응 시간, 교반 속도 등의 반응 조건 설정을 통해 입자의 크기 및 형태를 조절할 수 있으므로, 용도에 따른 다양한 크기 및 형태의 이종금속 나노입자 합성에 적용될 수 있다.
본 명세서의 일 측면의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 명세서의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 명세서의 일 실시예에 의한 아연 기반 산화철 나노입자의 TEM 이미지 및 EDS 성분 매핑 이미지이다.
도 2는 본 명세서의 일 실시예에 의한 아연 기반 산화철 나노입자의 XRD 패턴을 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 명세서의 일 실시예에 의한 아연 기반 산화철 나노입자의 XPS 스펙트럼이다.
도 4는 본 명세서의 일 실시예에 의한 아연 기반 산화철 나노입자의 용해 특성 평가 결과이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 명세서의 일 측면을 설명하기로 한다. 그러나 본 명세서의 기재사항은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 명세서의 일 측면을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 수치적 값의 범위가 기재되었을 때, 이의 구체적인 범위가 달리 기술되지 않는 한 그 값은 유효 숫자에 대한 화학에서의 표준규칙에 따라 제공된 유효 숫자의 정밀도를 갖는다. 예를 들어, 10은 5.0 내지 14.9의 범위를 포함하며, 숫자 10.0은 9.50 내지 10.49의 범위를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 명세서의 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
이종금속 나노입자의 합성방법
본 명세서의 일 측면에 따른 이종금속 나노입자의 합성방법은 (a) 2종 이상의 금속 전구체 및 폴리에틸렌글리콜을 무기용매에 용해시켜 전구체 용액을 제조하는 단계; (b) 상기 전구체 용액에 염기를 투입하는 단계; 및 (c) 가열하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 (a) 단계는 금속 전구체 및 폴리에틸렌글리콜을 무기용매에 용해시키고 혼합하여 반응물인 전구체 용액을 제조하는 단계로, 상온에서 수행될 수 있다.
상기 폴리에틸렌글리콜(polyethylen glycol, PEG)은 안정제로 작용할 수 있다. 안정제는 금속 간의 합금 제조 시 서로 다른 환원 전위를 가지는 금속의 환원 속도를 조절하여 저온에서 균일한(monodisperse) 합금의 형성이 가능하게 할 수 있다.
상기 폴리에틸렌글리콜을 안정제로 사용함으로써, 유기용매를 사용하지 않고 다른 합성방법에 비하여 상대적으로 낮은 온도, 낮은 압력의 마일드(mild)한 조건 하에서 균일하게 혼합 및 분산된 이종금속 나노입자를 경제적이고 친환경적으로 합성할 수 있으며, 환원 전위에 차이가 있는 서로 다른 이종금속의 합금 제조 시 두 금속 간의 환원전위 차이로 인해 낮은 환원전위를 갖는 한가지 금속만 환원되는 문제를 해결할 수 있다.
상기 2종 이상의 금속 전구체 종류 및 이들의 원소 비율은 이종금속 나노입자의 사용 목적에 따라 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 2종 이상의 금속 전구체는 동일한 원소 비율로 포함될 수 있다.
상기 금속 전구체는 아연(Zn) 전구체, 철(Fe) 전구체, 구리(Cu) 전구체, 주석(Sn) 전구체, 니켈(Ni) 전구체, 코발트(Co) 전구체, 망간(Mn) 전구체 및 크롬(Cr) 전구체로 이루어진 군으로부터 선택된 2종 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 2종 이상의 금속 전구체는 아연(Zn) 전구체 및 철(Fe) 전구체를 포함할 수 있다.
상기 아연(Zn) 전구체는 염화 아연, 디 에틸 아연, 디 메틸 아연, 아세트산 아연, 아연 아세틸아세토네이트, 요오드화 아연, 브롬화 아연, 염화 아연, 불화 아연, 질산 아연, 황산 아연 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있으며, 예를 들어, 상기 아연(Zn) 전구체는 질산아연6수화물 (Zn(NO3)2·6H2O)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 철(Fe) 전구체는 아세트산 철, 철 아세틸아세토네이트, 브롬화 철, 염화 철, 불화 철, 산화 철, 질산 철, 황산 철, 수산 철, 과염화 철 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있으며, 예를 들어, 상기 철(Fe) 전구체는 염화철(II) (FeCl2)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 무기용매는 물일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 환경에 유해한 유기용매를 사용하던 기존의 이종금속 나노입자의 합성방법과 달리, 물을 용매로 사용함으로써 경제적이고 친환경적으로 이종금속 나노입자를 합성할 수 있다.
상기 (b) 단계는 상기 전구체 용액에 염기 용액을 투입하여 반응물의 pH를 조절하는 단계이다.
상기 염기는 수산화나트륨(NaOH)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 (c) 단계는 반응을 진행시켜 생성물인 이종금속 나노입자를 생성하는 단계로, 다른 합성방법에 비하여 상대적으로 낮은 온도, 압력 조건에서 수행될 수 있다.
상기 (c) 단계에서 가열 온도는 50 ℃ 이상 100 ℃ 미만일 수 있다. 예를 들어, 상기 가열 온도는 50 ℃, 55 ℃, 60 ℃, 65 ℃, 70 ℃, 75 ℃, 80 ℃, 85 ℃, 90 ℃, 95 ℃, 99 ℃ 또는 이들 중 두 값의 사이 값일 수 있다. 상기 가열 온도를 조절함으로써 합성되는 이종금속 나노입자의 크기 및 형태를 조절할 수 있다. 100 ℃를 큰 폭으로 상회하는 온도에서 반응이 진행되던 기존의 이종금속 나노입자의 합성방법과 달리, 상대적으로 낮은 온도에서 반응이 진행됨으로써 경제적이고 대량생산에 적합한 이종금속 나노입자의 합성이 가능하다.
상기 (c) 단계에서 가열 시간은 10~20 시간일 수 있다. 예를 들어, 상기 가열 시간은 10 시간, 11 시간, 12 시간, 13 시간, 14 시간, 15 시간, 16 시간, 17 시간, 18 시간, 19 시간, 20 시간 또는 이들 중 두 값의 사이 값일 수 있다. 상기 가열 시간을 조절함으로써 합성되는 이종금속 나노입자의 크기 및 형태를 조절할 수 있다. 긴 반응시간을 필요로하는 기존의 이종금속 나노입자의 합성방법과 달리, 상대적으로 짧은 반응시간을 가짐으로써 경제적이고 대량생산에 적합한 이종금속 나노입자의 합성이 가능하다.
상기 (c) 단계는 300~1,500 rpm으로 교반하면서 가열하는 단계;일 수 있다. 예를 들어, 상기 교반 속도는 300 rpm, 400 rpm, 500 rpm, 600 rpm, 700 rpm, 800 rpm, 900 rpm, 1,000 rpm, 1,100 rpm, 1,200 rpm, 1,300 rpm, 1,400 rpm, 1,500 rpm 또는 이들 중 두 값의 사이 값일 수 있다. 상기 교반 속도를 조절함으로써 합성되는 이종금속 나노입자의 크기 및 형태를 조절할 수 있다
상기 이종금속 나노입자의 합성방법은 (d) 산을 투입하는 단계;를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 산은 염산(HCl)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 산을 투입함으로써 수산화물 상태로 존재하는 일부 미반응 입자들을 산화물 상태로 반응시킬 수 있다.
상기 이종금속 나노입자의 합성방법은 상기 (d) 단계 이후에 생성물을 원심분리한 후 증류수에 재분산시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 생성물을 원심분리함으로써 미반응 물질을 제거하여 합성된 이종금속 나노입자를 세척할 수 있다.
상기 이종금속 나노입자의 합성방법은 단일단계로 제조되는 것일 수 있다. 여러 단계의 반응을 포함하는 기존의 이종금속 나노입자의 합성방법과 달리, 단일단계로 제조함으로써 경제적이고 대량생산에 적합한 이종금속 나노입자의 합성이 가능하다.
상기 이종금속 나노입자의 합성방법의 모든 단계는 상압 조건에서 진행되는 것일 수 있다. 높은 압력을 필요로하는 기존의 이종금속 나노입자의 합성방법과 달리, 상압 조건에서 반응이 진행됨으로써 경제적이고 대량생산에 적합한 이종금속 나노입자의 합성이 가능하다.
이종금속 나노입자
본 명세서의 다른 일 측면에 따른 이종금속 나노입자는 상기 이종금속 나노입자의 합성방법으로 합성된 것일 수 있다.
상기 이종금속 나노입자는 전기화학 촉매, 광 촉매, 센서, 약물 전달 등 다양한 분야에 사용될 수 있으며, 단일금속 나노입자에 비하여 우수한 촉매 활성을 나타낼 수 있다.
상기 이종금속 나노입자의 크기 및 형태는 이종금속 나노입자의 합성에 사용된 금속 전구체의 종류, 합성 시 반응 온도, 반응 시간 및 교반 속도에 따라 달라질 수 있으며, 상기 이종금속 나노입자의 크기 및 형태에 따라 다른 특성을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 상기 이종금속 나노입자가 촉매로 사용되는 경우 입자 크기가 작아질수록 촉매 활성이 커질 수 있고, 형태에 따라 촉매 활성 또는 선택도가 달라질 수 있다.
상기 이종금속 나노입자는 합금 구조일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 이종금속 나노입자는 구형(spherical), 삼각형(triangular) 6각형(hexagonal), 막대형(rod) 등 다양한 형태로 합성될 수 있다. 예를 들어, 상기 이종금속 나노입자는 구형 형태일 수 있고, 2종 이상의 금속 이온이 나노입자 상에 균일하게 분산된 것일 수 있다. 상기 2종 이상의 금속 이온이 상기 이종금속 나노입자 상에 균일하게 분산됨으로써 모든 종류의 금속 이온이 고른 활성을 나타낼 수 있다.
상기 이종금속 나노입자의 평균 입도가 50 nm 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 이종금속 나노입자의 평균 입도는 5 nm, 10 nm, 15 nm, 20 nm, 25 nm, 30 nm, 35 nm, 40 nm, 45 nm, 50 nm 또는 이들 중 두 값의 사이 값일 수 있다. 상기 이종금속 나노입자는 합성 시 반응 온도, 반응 시간 및 교반 속도의 조절에 따라 제어된 입도를 나타낼 수 있다.
상기 이종금속 나노입자는 pH가 7.0 미만인 용액에서 2종 이상의 금속 이온을 방출하는 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 이종금속 나노입자는 pH가 6.5, 6.0, 5.5, 5.0, 4.5, 4.0, 3.5, 3.0, 2.5, 2.0, 1.5, 1.0, 0.5, 0 또는 이들 중 두 값의 사이 값인 용액에서 2종 이상의 금속 이온을 방출하는 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 2종 이상의 금속 이온은 아연(Zn) 이온 및 철(Fe) 이온을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 이종금속 나노입자는 예를 들어, 아연 기반 산화철 나노입자(Zn-based iron oxide nanoparticles, ZIO)일 수 있고, 상기 아연 기반 산화철 나노입자는 ZnFe2O4, Fe3O4 및 α-Fe2O3를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하, 본 명세서의 실시예에 관하여 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이하의 실험 결과는 상기 실시예 중 대표적인 실험 결과만을 기재한 것이며, 실시예 등에 의해 본 명세서의 범위와 내용이 축소되거나 제한되어 해석될 수 없다. 아래에서 명시적으로 제시하지 않은 본 명세서의 여러 구현예의 각각의 효과는 해당 부분에서 구체적으로 기재하도록 한다.
실시예 : 이종금속 나노입자의 합성
1 mmol (0.2974 g)의 질산아연6수화물 (98%, Zn(NO3)2·6H2O), 1 mmol (0.1267 g)의 염화철(II) (98%, FeCl2), 0.4 g의 폴리에틸렌글리콜 (Mn 20000, polyethylen glycol, PEG), 및 1.2 mmol (0.048 g)의 수산화나트륨 (97%, NaOH)를 각각 2 mL, 2 mL, 5 mL, 및 1 mL의 증류수에 균일하게 용해시켜 Zn(NO3)2·6H2O 용액, FeCl2 용액, PEG 용액, 및 NaOH 용액을 제조하였다. 그 후, Zn(NO3)2·6H2O 용액, FeCl2 용액, 및 PEG 용액을 상온에서 혼합하였다. 5 분 동안 교반한 후, NaOH 용액을 반응 혼합물에 첨가하였다. 90 ℃, 상압에서 16 시간 동안 400~1,400 rpm으로 교반하면서 가열한 후, 0.2 mL의 염산 (37%, HCl)을 첨가하였다. 생성물을 8,000~13,000 rpm으로 10 분 동안 원심분리하여 아세톤으로 2 회 미반응 물질을 제거한 후 증류수에 재분산시켜 아연 기반 산화철 나노입자(Zn-based iron oxide nanoparticles, ZIO)를 수득하였다.
실험예 1 : 이종금속 나노입자의 구조 및 형태 분석
에너지 분산형 X-선(energy-dispersive)이 장착된 투과전자현미경(Transmission electron microscopy, TEM) (JEOL, JEM-2100F, Tokyo, Japan)을 사용하여 상기 실시예에서 합성한 아연 기반 산화철 나노입자의 나노 구조 및 형태를 분석하였다.
도 1a는 아연 기반 산화철 나노입자의 투과 전자 현미경(TEM) 이미지이고, 도 1b는 아연 기반 산화철 나노입자의 에너지 분산 분광법(energy-dispersive spectroscopy, EDS) 성분 매핑 이미지이다.
도 1a 및 1b를 참고하면, 아연 기반 산화철 나노입자는 20~40 nm 크기의 구형 나노입자이며, 아연(Zn) 및 철(Fe) 이온이 균일하게 분산되어 있는 것을 확인할 수 있다.
실험예 2 : 이종금속 나노입자의 결정 구조 분석
상기 실시예에서 합성한 아연 기반 산화철 나노입자의 결정 구조를 분석하기 위하여 6 °/min의 주사 속도(scan rate)에서 Cu-Kα 방사선(λ=0.154 nm)이 있는 Rigaku D/MAX-2200PC X-선 회절계를 사용하여 분말 X-선 회절(Powder X-ray diffraction, XRD) (Bruker, MA, USA) 분석을 수행하였다.
도 2는 아연 기반 산화철 나노입자의 X-선 회절(XRD) 패턴을 나타낸 그래프이다.
도 2를 참고하면, 아연 기반 산화철 나노입자의 XRD 패턴은 ZnFe2O4 (29.94 °, 35.22 °, 42.9 °, 56.53 °, 62.34 °, JCPDS file no 89-1010) 및 α-Fe2O3 (24.24 °, 33.11 °, 35.61 °, 40.81 °, 49.37 °, 53.96 °, 63.91 °, 71.66 °, JCPDS file no 33-0664)의 존재를 나타낸다.
ZnFe2O4와 Fe3O4는 유사한 XRD 패턴을 나타내므로 아연 기반 산화철 나노입자의 결정 구조와 나노입자에서 Zn 및 Fe의 산화 상태를 분석하기 위하여 X-선 광전자 분광법(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS) (ULVAC PHI, PHI 5000 VersaProbe, Osaka, Japan)을 수행하였다.
도 3a, 3b 및 3c는 각각 ZnFe2O4, Zn 2p 및 Fe 2p에 대한 고해상도 X-선 광전자 분광법 (XPS) 스펙트럼이다.
도 3b를 참고하면, Zn 2p에 대한 XPS 스펙트럼에서는 Zn2+에 해당하는 1020.67 및 1043.94 eV에서 Zn 2p3/2 및 Zn 2p1/2 피크가 각각 나타났다. 또한 도 3c를 참고하면, Fe 2p에 대한 XPS 스펙트럼에서 Fe2+ (710.63 eV) 및 Fe3+ (712.98 eV)에 해당하는 피크의 존재가 확인되었다. 이러한 결과는 아연 기반 산화철 나노입자가 ZnFe2O4, Fe3O4 및 α-Fe2O3로 구성되어 있음을 나타낸다.
실험예 3 : 이종금속 나노입자의 용해 특성 분석
상기 실시예에서 합성한 아연 기반 산화철 나노입자의 용해 특성은 유도결합 플라즈마 (inductively-coupled plasma, ICP) (LEEMAN, Direct Reading Echelle ICP, OH, USA) 분광계를 사용하여 약산성(pH 4.5) 및 중성(pH 7.0) 조건에서 평가하였다.
도 4a는 pH 7.0의 용액에서 평가한 아연 기반 산화철 나노입자의 Zn 및 Fe 이온의 용해 그래프이고, 도 4b는 pH 4.5의 용액에서 평가한 아연 기반 산화철 나노입자의 Zn 및 Fe 이온의 누적 방출 프로파일이다.
도 4a를 참고하면, 중성(pH 7.0) 조건에서 아연 기반 산화철 나노입자는 거의 용해되지 않았다. 그러나 도 4b를 참고하면, 약산성(pH 4.5) 조건에서는 아연 기반 산화철 나노입자가 용해되어 Zn 및 Fe 이온을 방출하였고, 시간이 지날수록 방출된 Zn 및 Fe 이온의 수가 점점 증가한 것을 확인할 수 있다. 이러한 결과는 아연 기반 산화철 나노입자가 약산성 조건에서 용해되어 금속 이온을 방출하는 특성을 가짐을 나타낸다.
전술한 본 명세서의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 명세서의 일 측면이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 명세서에 기재된 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 명세서의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 명세서의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (11)

  1. (a) 아연(Zn) 전구체 및 철(Fe) 전구체를 포함하는 2종 이상의 금속 전구체 및 폴리에틸렌글리콜을 무기용매에 용해시켜 전구체 용액을 제조하는 단계;
    (b) 상기 전구체 용액에 염기를 투입하는 단계;
    (c) 가열하는 단계; 및
    (d) 산을 투입하는 단계;를 포함하는, 이종금속 나노입자의 합성방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 무기용매는 물인, 이종금속 나노입자의 합성방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 염기는 수산화나트륨(NaOH)인, 이종금속 나노입자의 합성방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서 가열 온도는 50 ℃ 이상 100 ℃ 미만인, 이종금속 나노입자의 합성방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서 가열 시간은 10~20 시간인, 이종금속 나노입자의 합성방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 (c) 단계는 300~1,500 rpm으로 교반하면서 가열하는 단계;인, 이종금속 나노입자의 합성방법.
  8. 삭제
  9. 제1항 및 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항의 방법으로 합성된, 이종금속 나노입자.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 이종금속 나노입자의 평균 입도가 50 nm 이하인, 이종금속 나노입자.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 이종금속 나노입자는 pH가 7.0 미만인 용액에서 2종 이상의 금속 이온을 방출하는, 이종금속 나노입자.
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