KR20140147580A - 코어-쉘 금속 입자의 제조방법 - Google Patents

코어-쉘 금속 입자의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20140147580A
KR20140147580A KR1020130071132A KR20130071132A KR20140147580A KR 20140147580 A KR20140147580 A KR 20140147580A KR 1020130071132 A KR1020130071132 A KR 1020130071132A KR 20130071132 A KR20130071132 A KR 20130071132A KR 20140147580 A KR20140147580 A KR 20140147580A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
metal
solution
particles
ether
metal particle
Prior art date
Application number
KR1020130071132A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101599103B1 (ko
Inventor
인준호
변영창
최재훈
서정현
최동철
신종민
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020130071132A priority Critical patent/KR101599103B1/ko
Publication of KR20140147580A publication Critical patent/KR20140147580A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101599103B1 publication Critical patent/KR101599103B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/16—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
    • B22F9/18—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
    • B22F9/24—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from liquid metal compounds, e.g. solutions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2202/00—Treatment under specific physical conditions
    • B22F2202/01—Use of vibrations

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Abstract

본 발명은 코어-쉘(core-shell) 금속 입자의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은, (1)물과 유기 용제를 포함하는 혼합 용매에 제1금속 입자와 분산제를 혼합하여 제1금속 입자 분산 용액을 얻는 단계; 및 (2)상기 제1금속 입자 분산 용액에 제2금속 전구체 용액과 환원제 용액을 혼합하는 단계를 포함하는 코어-쉘 금속 입자의 제조방법을 제공한다. 본 발명에 따르면, 제1금속 입자(코어)의 표면에 은(Ag) 등의 제2금속이 용이하게 코팅된다. 또한, 반응 후, 잔류물의 생성량이 적으며, 반응 용기에 은(Ag) 등의 제2금속이 달라붙는 현상이 없거나 최소화된다.

Description

코어-쉘 금속 입자의 제조방법 {METHOD FOR MANUFACTURING METAL PARTICLES WITH CORE-SHELL STRUCTURE}
본 발명은 코어-쉘(core-shell) 금속 입자의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 금속 입자(코어)의 표면에 은(Ag) 등의 금속(쉘)을 용이하게 코팅할 수 있는 코어-쉘 금속 입자의 제조방법에 관한 것이다.
은(Ag)이나 구리(Cu) 등의 금속은 열적 및 전기적 특성이 뛰어나다. 이 중에서, 특히 은(Ag)은 우수한 전기적 특성과 함께 항균성을 갖는다. 이에 따라, 은(Ag)은 도전성 재료, 전자파 차폐 재료 및 항균 재료 등의 다양한 용도로 응용되고 있다. 특히, 은(Ag) 입자는 각종 전자 제품의 회로기판, 디스플레이 소자, 트랜지스터, 전지(태양 전지) 등의 전극으로 유용하게 사용되고 있다.
그러나 은(Ag)은 가격이 비싸고, 강도가 약하다는 단점이 있다. 또한, 구리(Cu) 등의 금속은 산화에 약하다는 단점을 갖는다. 이에 따라, 이들 금속의 단점을 보완한 코어-쉘(core-shell) 구조의 금속 입자가 주목되고 있다.
위와 같은 코어-쉘 구조의 금속 입자는 주로 전기 도금법, 무전해 도금법 및 기상 반응법 등을 통해 제조되고 있다. 그러나 전기 도금법과 기상 반응법 등의 방법은 치밀하고 균일한 두께의 코팅이 어려워 상업화에 곤란한 경우가 많다. 이에 반해, 무전해 도금법은 치밀하고 균일한 두께의 코팅이 가능하다. 또한, 무전해 도금법은 산업적인 측면에서도 제조비용이 낮고 대량생산이 가능하다는 장점이 있다. 이때, 대부분의 코어-쉘 구조의 금속 입자는, 구리(Cu) 등의 금속을 코어(core)로 하고, 은(Ag) 등의 금속을 쉘(shell)로 하여 제조되고 있다.
예를 들어, 대한민국 공개특허 제10-2004-0016097호, 대한민국 공개특허 제10-2007-0104802호 및 대한민국 공개특허 제10-2011-0059946호 등에는 위와 관련된 기술로서, 무전해 도금법을 이용하여 구리(Cu)의 표면에 은(Ag)을 코팅하는 금속 입자의 제조방법이 제시되어 있다.
또한, 대부분의 종래 기술에 따른 제조방법은 증감제로서 염화주석(SnCl2)을 사용하고 있다. 그러나 이 경우, 흡착되지 않는 염화주석(SnCl2) 등의 잔류물 생성량이 많고, 반응 후에 진행되는 후속 공정, 예를 들어 잔류물을 제거하는 공정 등에서 코팅 입자에 악영향을 끼친다. 또한, 반응 용기의 벽면에 환원된 은(Ag)이 달라붙는 문제점이 발생되어, 이를 위한 후처리 공정이 필요하다. 이에 따라, 코팅 공정이 전반적으로 복잡하고, 은(Ag) 코팅층의 균일성도 떨어진다.
대한민국 공개특허 제10-2004-0016097호 대한민국 공개특허 제10-2007-0104802호 대한민국 공개특허 제10-2011-0059946호 　
이에, 본 발명은 금속 입자(코어)의 표면에 은(Ag) 등의 금속(쉘)을 용이하게 코팅할 수 있는 코어-쉘 금속 입자의 제조방법을 제공하는 데에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
(1) 물과 유기 용제를 포함하는 혼합 용매에 제1금속 입자와 분산제를 혼합하여 제1금속 입자 분산 용액을 얻는 단계; 및
(2) 상기 제1금속 입자 분산 용액에 제2금속 전구체 용액과 환원제 용액을 혼합하는 단계를 포함하는 코어-쉘 금속 입자의 제조방법을 제공한다.
이때, 상기 혼합 용매는, 물과 유기 용제가 1 : 0.8 ~ 1.2의 중량비로 혼합된 것이 좋다. 그리고 상기 유기 용제는 알콜류 및 글리콜류로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다.
또한, 상기 (1)단계에서는 제1금속 입자 100 중량부에 대하여, 분산제를 0.2 ~ 10.0 중량부로 혼합하는 것이 좋다.
아울러, 상기 (2)단계에서는 제1금속 입자 분산 용액에 은(Ag) 전구체 용액과 환원제 용액을 각각 0.3ml ~ 0.8ml씩 30초 내지 2분 간격으로 주입하여 혼합하는 것이 좋다.
본 발명에 따르면, 제1금속 입자(코어)의 표면에 은(Ag) 등의 제2금속이 용이하게 코팅된다. 또한, 반응 후, 잔류물의 생성량이 적으며, 반응 용기에 은(Ag) 등의 제2금속이 달라붙는 현상이 없거나 최소화된다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제조된 은(Ag) 코팅 니켈(Ni) 입자의 FESEM(Field Emission Scanning Electron Microscope ; 주사 전자 현미경) 사진이다.
　
본 발명은 코어-쉘(core-shell) 구조의 금속 입자로서, 제1금속 입자(코어)의 표면에 제2금속(쉘)이 코팅된 금속 입자의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 코어-쉘 금속 입자의 제조방법은, (1)제1금속 입자 분산 용액을 얻는 단계; 및 (2)상기 제1금속 입자 분산 용액에 제2금속 전구체 용액과 환원제 용액을 혼합하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 제1금속 입자 분산 용액은 용매에 제1금속 입자와 분산제를 분산 혼합하여 제조하되, 상기 용매는 물과 유기 용제를 포함하는 혼합 용매를 사용한다. 이하, 본 발명의 예시적인 형태를 설명하면 다음과 같다.
상기 제1금속 입자는 코어(core)를 구성한다. 이러한 제1금속 입자는 특별히 제한되지 않으며, 이는 다양한 금속(단일 금속 또는 2 이상의 합금)으로부터 선택될 수 있다. 제1금속 입자는 예를 들어 니켈(Ni), 구리(Cu), 텅스텐(W), 알루미늄(Al) 및 이들의 합금 등으로부터 선택될 수 있다. 제1금속 입자는, 구체적인 예를 들어 니켈(Ni) 입자로부터 선택되는 것이 좋다.
또한, 상기 제1금속 입자는 다양한 형상 및 크기를 가질 수 있다. 제1금속 입자는, 예를 들어 구형 등의 형상을 가질 수 있다. 본 발명에서, 구형은 완전한 구형만을 의미하는 것은 아니다. 아울러, 제1금속 입자는, 예를 들어 1.5㎛(마이크로미터) ~ 20㎛의 평균 크기(직경)를 가질 수 있다.
이때, 상기 제1금속 입자의 크기가 1.5㎛ 미만이면, 표면적이 넓어져 목적하는 제2금속(Ag 등)의 코팅 두께를 얻기 위해 많은 양의 제2금속 전구체 용액(질산은 용액 등)을 투입해야 하고, 입자 크기가 작아 용액 상에서의 분산성이 떨어질 수 있다. 그리고 제1금속 입자의 크기가 20㎛를 초과하면, 제조된 코어-쉘 금속 입자의 크기가 너무 비대해져 전극 등의 용도로 적용이 어려울 수 있고, 제조된 코어-쉘 입자의 형상이 일정해지지 않을 수 있다. 또한, 상기 크기 범위를 제1금속 입자를 사용하는 경우, 코어-쉘 금속 입자의 적용 분야가 다양해지고, 코어-쉘 금속 입자의 특성 발휘에 효과적이다.
바람직한 구현예에 따라서, 상기 제1금속 입자는 표면에 존재하는 산화막(예를 들어, NiO막 등)이 제거된 것이 좋다. 제1금속 입자의 표면에 산화막이 형성되어 있는 경우, 제2금속의 코팅성이 떨어질 수 있다. 산화막의 제거는 예를 들어 에칭(etching)을 통해 구현될 수 있다. 그리고 에칭은 산(acid) 처리, 플라즈마 처리 및 레이저 조사 등으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 예시적인 형태에 따라서, 상기 제1금속 입자의 표면 산화막 제거는 산 처리를 통해 진행하는 것이 좋으며, 이때 산 처리는 제1금속 입자를 산성 용액을 이용하여 에칭(etching)하되, 예를 들어 10분 내지 2시간 동안 산성 용액에 분산, 방치하여 제1금속 입자를 에칭하는 방법으로 진행될 수 있다.
상기 산성 용액은 예를 들어 황산, 질산, 및 염산 등으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 용액으로부터 선택될 수 있다. 상기 산 처리는, 보다 구체적인 예를 들어 물 100 중량부에 대하여 제1금속 입자(일례로, Ni 입자) 3 ~ 30 중량부를 분산시킨 후, 여기에 산성 용액(예를 들어, 60 ~ 98wt%의 황산 수용액) 2 ~ 15 중량부를 가하여 10분 내지 2시간 동안 에칭(etching) 처리하는 방법으로 진행할 수 있다. 이와 같은 방법으로 산 처리한 경우, 제1금속 입자(예를 들어, Ni 입자)의 표면에 존재하는 산화막(NiO막 등)이 효과적으로 제거되어, 제2금속의 코팅량이 증가되면서 균일하게 코팅될 수 있다. 이때, 상기 산 처리는 황산 용액을 이용하는 것이 바람직하다. 황산 용액은, 다른 산성 용액에 비해 제1금속 입자, 특히 니켈(Ni) 입자의 손상 없이 산화막(NiO막 등)을 선택적으로 제거할 수 있어 본 발명에 유용하다.
상기 제1금속 입자는 용매에 분산된다. 이때, 용매는 물과 유기 용제를 포함하는 혼합 용매가 사용된다. 이와 같이, 혼합 용매를 사용하는 경우, 제1금속 입자의 분산성이 효과적으로 개선되며, 이는 결국 제2금속(Ag 등의 코팅성을 향상시킨다.
상기 유기 용제는 알콜류 및 글리콜류 등으로부터 선택된 하나 이상을 사용하는 것이 좋다. 유기 용제는, 예를 들어 에탄올 및 에틸렌 글리콜 등으로부터 선택된 하나 이상을 사용하는 것이 좋다. 보다 구체적인 예를 들어, 상기 혼합 용매는 물과 에탄올의 혼합, 물과 에틸렌 글리콜의 혼합, 또는 물, 에탄올 및 에틸렌 글리콜의 혼합 등으로부터 선택될 수 있다. 이때, 물과 유기 용제는 1 : 0.8 ~ 1.2의 중량비로 혼합되는 것이 좋다. 이러한 혼합 비율에서 최적의 효과가 구현될 수 있다.
상기 분산제는 제1금속 입자를 용액 내에 안정하게 분산시킬 수 있는 것이면 좋다. 분산제는, 예를 들어 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리에틸렌글리콜옥틸페닐에테르, 폴리에틸렌글리콜노닐페닐에테르, 폴리에틸렌글리콜도데실페닐에테르, 폴리에틸렌글리콜알킬아릴에테르, 폴리에틸렌글리콜올레일에테르, 폴리에틸렌글리콜라우릴에테르, 폴리에틸렌글리콜알킬페닐에테르, 폴리에틸렌글리콜올레핀산에테르, 폴리에틸렌글리콜디스테아린산에테르, 폴리에틸렌글리콜솔비탄모노라우레이트, 폴리에틸렌글리콜솔비탄모노스테아레이트, 폴리에틸렌글리콘알킬에테르, 폴리옥시에틸렌라우릴알콜에테르 및 폴리옥시에틸렌라우릴지방산에스테르 등으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다. 이들 중에서, 바람직하게는 폴리비닐피롤리돈(PVP) 및 폴리에틸렌글리콜옥틸페닐에테르 등으로 선택되는 것이 좋으며, 보다 바람직하게는 중량평균분자량(MW)이 20,000 ~ 60,000인 폴리비닐피롤리돈(PVP)을 사용하는 것이 좋다.
또한, 상기 분산제는 제1금속 입자(예를 들어, Ni 입자) 100 중량부에 대하여, 0.2 ~ 10.0 중량부로 혼합되는 것이 좋다. 이때, 분산제의 사용량 0.2 중량부 미만이면, 제1금속 입자에 달라붙는 분산제의 양이 적어 효과적인 분산이 어려울 수 있다. 그리고 분산제의 사용량이 10.0 중량부를 초과하는 경우 과잉 사용에 따른 상승효과가 그다지 크지 않고, 용액의 점성이 증가될 수 있다. 이러한 점을 고려할 때, 분산제는 제1금속 입자(예를 들어, Ni 입자) 100 중량부에 대하여, 1.0 ~ 5.0 중량부로 혼합되는 것이 좋다.
아울러, 상기 제1금속 입자 분산 용액을 제조함에 있어서, 혼합 용매에 제1금속 입자와 분산제를 첨가한 다음, 초음파를 가하면서 교반 혼합하는 것이 좋다. 초음파를 가하면서 예를 들어 30분 내지 2시간 동안 200 ~ 600rpm으로 교반하는 것이 좋다.
이상의 과정을 통해 제조된 제1금속 입자 분산 용액은, 제2금속 전구체 용액 및 환원제 용액과의 혼합에 의해, 양질의 코어-쉘 구조의 금속 입자를 생성시키면서 효율적인 공정을 도모한다.
구체적으로, 본 발명에 따르면, 용매로서 물과 유기 용제의 혼합 사용, 물과 유기 용제는 최적의 비율로 혼합, 그리고 적절한 양의 분산제 첨가 등에 의해, 제1금속 입자의 표면에 은(Ag) 등의 제2금속이 나노미터 크기의 입자상으로 용이하게 코팅된다. 또한, 반응 후, 잔류물의 생성량이 적으며, 반응 용기에 은(Ag) 등이 달라붙는 현상이 없거나 최소화된다.
한편, 본 발명에서, 상기 제2금속 전구체 용액과 환원제 용액은 특별히 제한되지 않는다.
상기 제2금속 전구체 용액은 적어도 1종 이상의 제2금속 전구체를 포함하는 것이면 좋다. 제2금속 전구체 용액은, 예를 들어 물 100 중량부에 대하여 제2금속 전구체 5 ~ 30 중량부를 포함할 수 있다. 상기 제2금속 전구체는 환원 반응에 의해 제2금속을 생성시킬 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 이때, 상기 제2금속은, 그의 생성 과정에서 제1금속 입자(코어)의 표면에 코팅(도금)되어 쉘(shell)을 구성한다. 이러한 제2금속은 특별히 한정하는 것은 아니지만, 예를 들어 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt) 및 팔라듐(Pd) 등으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.
구체적으로, 상기 제2금속 전구체는 분자 내에 하나 이상의 제2금속, 예를 들어 상기 나열한 바와 같은 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt) 및 팔라듐(Pd) 등으로부터 선택된 하나 이상의 금속 원소를 가지는 것이면 제한되지 않는다. 제2금속 전구체는, 예를 들어 분자 내에 은(Ag)을 포함하는 은(Ag) 전구체나, 팔라듐(Pd)을 포함하는 팔라듐(Pd) 전구체로부터 선택될 수 있다. 보다 구체적인 예를 들어, 제2금속 전구체는 AgNO3, AgBF4, AgCF3SO3, AgClO4, AgOAc 및 AgPF6 등의 은(Ag)염; 및 염화팔라듐, 질산테트라아민 팔라듐 및 설파민산팔라듐 등의 팔라듐(Pd)염 등으로부터 선택된 이상을 사용할 수 있다.
또한, 상기 환원제 용액은 적어도 환원제를 포함하는 것이면 좋다. 상기 환원제 용액은, 예를 들어 물 100 중량부에 대하여 환원제 0.05 ~ 10.0 중량부를 포함할 수 있다. 이때, 환원제는 제2금속 전구체를 환원시킬 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 환원제는 예를 들어 히드라진(N2H4), Ag(NH3)2NO3, NaBH4, LiBH4, 테트라부틸암모늄, 보로하이드라이드, 디메틸포름아미드, 탄닌산, 글리콜, 글리세롤, 글루코스, 로첼염(Rochelle salt), 스트르산염, 포름알데히드 및 포르말린 등으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다. 또한, 본 발명에서, 환원제는 상기 나열한 물질들의 수화물을 포함하며, 예를 들어 하이드라진 모노하이드레이트(N2H4ㆍH2O) 등을 들 수 있다.
또한, 상기 제1금속 입자 분산 용액에 제2금속 전구체 용액과 환원제 용액을 혼합함에 있어서, 제2금속 전구체 용액과 환원제 용액을 서로 혼합한 후에, 이 혼합물을 제1금속 입자 분산 용액에 첨가 혼합하거나, 제2금속 전구체 용액과 환원제 용액을 각각 별도로 제1금속 입자 분산 용액에 첨가 혼합할 수 있다. 이때, 용액의 혼합 시, 400 ~ 800rpm, 보다 구체적으로는 500 ~ 600rpm으로 교반하는 것이 좋다.
아울러, 상기 제2금속 전구체 용액과 환원제 용액을 단계적으로 첨가 혼합하는 것이 좋다. 본 발명의 예시적인 구현예에 따라서, 상기 제1 금속 입자 분산 용액에 제2금속 전구체 용액과 환원제 용액을 각각 0.3ml ~ 0.8ml씩 30초 내지 2분 간격으로 주입해주면서 교반하는 것이 좋다. 보다 구체적인 예를 들어, 교반을 진행하면서 제1금속 입자 분산 용액에 제2금속 전구체 용액과 환원제 용액을 각각 0.3ml ~ 0.8ml씩 순차적으로 주입하고, 30초 내지 2분을 기다린 후, 다시 제2금속 전구체 용액과 환원제 용액을 각각 0.3ml ~ 0.8ml씩 순차적으로 주입하고, 30초 내지 2분을 기다리는 과정을 반복하면서 혼합하는 것이 좋다. 이러한 단계적인 주입을 반복함에 의해, 은(Ag) 등의 제2금속이 제1금속 입자의 표면상에 균일한 두께로 코팅되어, 양호한 코어-쉘 구조를 가질 수 있으며, 또한 제2금속의 코팅량이 증가될 수 있다.
또한, 위와 같이, 제2금속 전구체 용액과 환원제 용액을 단계적으로 주입하여 혼합하되, 상기 제1금속 입자 분산 용액에 대한 제2금속 전구체 용액과 환원제 용액의 전체 주입량은 제1금속 입자 분산 용액 100 중량부에 대하여, 상기 제2금속 전구체 용액은 예를 들어 30 ~ 80 중량부, 상기 환원 용액은 예를 들어 30 ~ 80 중량부가 될 수 있다. 이때, 제2금속 전구체 용액과 환원제 용액은, 이들에 포함된 제2금속 전구체와 환원제의 종류에 따라 화학 양론(stoichiometric)을 고려하여 적정량씩 단계적으로 주입하는 것이 좋다.
이상에서 설명한 본 발명에 따르면, 코어-쉘 구조의 금속 입자를 효율적인 공정으로 용이하게 제조할 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면, 제1금속 입자의 표면에 은(Ag) 등의 제2금속이 용이하게 코팅된다.
또한, 코어를 구성하는 금속 입자(예를 들어, Ni 입자 등)를 10㎛ 이하의 미세한 크기를 사용한 경우에도 은(Ag) 등의 제2금속이 용이하게 코팅된다. 아울러, 반응 후, 잔류물의 생성량이 적으며, 반응 용기에 제2금속이 달라붙는 현상이 없거나 최소화된다. 이때, 코팅된 제2금속은 입자상으로서 나노미터(㎚) 크기(직경)를 가질 수 있다. 코팅된 제2금속은, 예를 들어 1㎚ 내지 1,000㎚, 보다 구체적인 예를 들어 10㎚ 내지 500㎚의 평균 크기(직경)를 가질 수 있다.
본 발명에 따라 제조된 코어-쉘 구조의 금속 입자는 다양한 분야에 적용될 수 있으며, 그 적용 분야는 제한되지 않는다. 예를 들어, 각종 전자 제품의 도전성 재료, 전자파 차폐 재료 및 항균 재료 등의 다양한 용도로 적용될 수 있으며, 보다 구체적인 예를 들어 태양 전지 등의 전극 재료로 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 예시한다. 하기의 실시예는 본 발명의 이해를 돕도록 하기 위해 예시적으로 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다. 하기 실시예에서는, 제1금속 입자(코어)로서 대략 구형의 Ni 입자를 사용한 것을 예시하였다. 그리고 하기 실시예에서 D50은 Ni 입자 전체 중 중간값 직경이다.
[실시예 1]
Ni 입자(D50 = 1.7 ㎛) 90g을 물 1L(리터)에 넣고 교반 분산시켰다. 그리고 여기에 황산(95wt% 수용액)을 주입하여 30분 동안 에칭(etching) 처리하여 Ni 입자 표면의 산화막을 제거하였다. 이후, 여액을 제거하고, Ni 입자를 분리한 다음, 분리된 Ni 입자를 증류수로 세척하였다.
물과 에탄올을 1 : 1의 중량비로 섞어 혼합 용매를 준비한 다음, 여기에 상기 세척한 Ni 입자와 분산제로서 중량평균분자량(MW)이 40,000인 폴리비닐피롤리돈(PVP)을 넣고, 초음파를 가하면서 1시간 동안 400rpm으로 교반하여 분산시켰다.(Ni입자 분산 용액 제조) 이때, Ni 입자 분산 용액에는 혼합 용매(물 : 에탄올 = 1 : 1의 중량비) 600g, Ni 입자 90g, 분산제(PVP) 3g이 혼합되었다.
물 200g에 AgNO3 30g을 녹여 AgNO3 용액을 준비하였다. 또한, 물 200g에 하이드라진 모노하이드레이트(N2H4ㆍH2O) 2.21g을 가하여 하이드라진 용액을 준비하였다.
반응 용기에서, 상기 Ni 입자 분산 용액에 AgNO3 용액과 하이드라진 용액을 각각 0.5ml씩 1분 간격으로 주입해주면서 500rpm으로 교반하여 반응시켰다. 반응 후, Ni 입자의 표면에 Ag 나노입자가 코팅되었다. 첨부된 도 1은 본 실시예 1에 따라 제조된 Ag 코팅 Ni 입자의 FESEM(Field Emission Scanning Electron Microscope ; 주사 전자 현미경) 사진이다.
[실시예 2]
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 혼합 용매와 분산제의 종류 및 첨가량을 달리하였다. 즉, 혼합 용매로는 물과 에틸렌 글리콜을 1 : 1의 중량비로 섞어서 사용하였으며, 분산제로는 폴리에틸렌글리콜옥틸페닐에테르(상품명 ; triton x-100) 3.5g을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 Ni 입자의 표면에 Ag 나노입자를 코팅시켰다. 첨부된 도 2는 본 실시예 2에 따라 제조된 Ag 코팅 Ni 입자의 FESEM 사진이다.
첨부된 도 1 및 도 2에 보인 바와 같이, 입자 크기가 1.7㎛로서 작은 크기의 Ni 입자를 사용하였음에도 불구하고, 은(Ag) 나노입자가 Ni 입자의 표면에 코팅되었음을 알 수 있다.
[실시예 3 ~ 6]
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 혼합 용매의 혼합비와, 분산제의 첨가량을 달리하였다.
[비교예 1]
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 용매와 환원제를 달리 사용하였다. 구체적으로, 용매의 경우에는 혼합 용매를 사용하지 않고 물을 사용하였으며, 환원제의 경우에는 하이드라진 모노하이드레이트(N2H4ㆍH2O) 대신에 염화주석(SnCl2)를 사용하였다. 그리고 분산제의 첨가량을 달리하였다. 그리고 분산제의 사용량을 달리하였다.
상기 각 실시예 및 비교예에서 사용된 반응 용기 벽면의 은(Ag) 에 코팅(석출) 여부를 평가하고, 그 결과를 하기 [표 1]에 나타내었다.
< 반응 용기의 은(Ag) 코팅(석출) 결과 >
비고 용매의 혼합비(중량비)
[물 : 유기 용제]		 분산제의 첨가량
[Ni 입자 100 중량부 기준]		 반응 용기의
은(Ag) 코팅 여부
실시예 1 1 : 1 3.33 없음
실시예 2 1 : 1 3.89 없음
실시예 3 1 : 0.6 4.46 없음
실시예 4 1 : 0.8 2.68 없음
실시예 5 1 : 1.2 1.24 없음
실시예 6 1 : 1.4 0.62 없음
비교예 1 1 : 0 0.14 코팅
상기 [표 1]에 보인 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예들의 경우, 반응 용기에 은(Ag)이 달라붙지 않음을 알 수 있었다.

Claims (18)

  1. (1) 물과 유기 용제를 포함하는 혼합 용매에 제1금속 입자와 분산제를 혼합하여 제1금속 입자 분산 용액을 얻는 단계; 및
    (2) 상기 제1금속 입자 분산 용액에 제2금속 전구체 용액과 환원제 용액을 혼합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 금속 입자의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 혼합 용매는, 물과 유기 용제가 1 : 0.8 ~ 1.2의 중량비로 혼합된 것을 특징으로 하는 코어-쉘 금속 입자의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유기 용제는 알콜류 및 글리콜류로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 코어-쉘 금속 입자의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유기 용제는 에탄올 및 에틸렌 글리콜로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 코어-쉘 금속 입자의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1금속 입자는 니켈(Ni), 구리(Cu), 텅스텐(W), 알루미늄(Al) 및 이들의 합금 중에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 코어-쉘 금속 입자의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1금속 입자는 1.5㎛ ~ 20㎛의 평균 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 금속 입자의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1금속 입자는, 표면의 산화막이 제거된 것을 특징으로 하는 코어-쉘 금속 입자의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1금속 입자는, 산(acid) 처리에 의해 표면의 산화막이 제거된 것을 특징으로 하는 코어-쉘 금속 입자의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1금속 입자는 니켈(Ni) 입자이고, 상기 산(acid) 처리는 황산 용액이 이용된 것을 특징으로 하는 코어-쉘 금속 입자의 제조방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 (1)단계는 초음파를 가하면서 혼합 교반하여 제1금속 입자 분산 용액을 얻는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 금속 입자의 제조방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 (1)단계는 제1금속 입자 100 중량부에 대하여 분산제를 0.2 ~ 10.0 중량부로 혼합하는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 금속 입자의 제조방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 분산제는 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리에틸렌글리콜옥틸페닐에테르, 폴리에틸렌글리콜노닐페닐에테르, 폴리에틸렌글리콜도데실페닐에테르, 폴리에틸렌글리콜알킬아릴에테르, 폴리에틸렌글리콜올레일에테르, 폴리에틸렌글리콜라우릴에테르, 폴리에틸렌글리콜알킬페닐에테르, 폴리에틸렌글리콜올레핀산에테르, 폴리에틸렌글리콜디스테아린산에테르, 폴리에틸렌글리콜솔비탄모노라우레이트, 폴리에틸렌글리콜솔비탄모노스테아레이트, 폴리에틸렌글리콘알킬에테르, 폴리옥시에틸렌라우릴알콜에테르 및 폴리옥시에틸렌라우릴지방산에스테르로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 코어-쉘 금속 입자의 제조방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제2금속 전구체 용액은 분자 내에 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt) 및 팔라듐(Pd)으로부터 선택된 하나 이상의 금속 원소를 가지는 제2금속 전구체를 포함하는 것을 코어-쉘 금속 입자의 제조방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제2금속 전구체 용액은 은(Ag) 전구체를 포함하는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 금속 입자의 제조방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 은(Ag) 전구체는 AgNO3, AgBF4, AgCF3SO3, AgClO4, AgOAc 및 AgPF6으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 코어-쉘 금속 입자의 제조방법.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 환원제 용액은 히드라진(N2H4), 하이드라진 모노하이드레이트(N2H4ㆍH2O), Ag(NH3)2NO3, NaBH4, LiBH4, 테트라부틸암모늄, 보로하이드라이드, 디메틸포름아미드, 탄닌산, 글리콜, 글리세롤, 글루코스, 로첼염, 스트르산염, 포름알데히드 및 포르말린으로부터 선택된 하나 이상의 환원제를 포함하는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 금속 입자의 제조방법.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 (2)단계는 제1금속 입자 분산 용액에 제2금속 전구체 용액과 환원제 용액을 각각 0.3ml ~ 0.8ml씩 30초 내지 2분 간격으로 주입하여 혼합하는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 금속 입자의 제조방법.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 (2)단계는 400 ~ 800rpm으로 교반 혼합하는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 금속 입자의 제조방법.
KR1020130071132A 2013-06-20 2013-06-20 코어-쉘 금속 입자의 제조방법 KR101599103B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130071132A KR101599103B1 (ko) 2013-06-20 2013-06-20 코어-쉘 금속 입자의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130071132A KR101599103B1 (ko) 2013-06-20 2013-06-20 코어-쉘 금속 입자의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140147580A true KR20140147580A (ko) 2014-12-30
KR101599103B1 KR101599103B1 (ko) 2016-03-02

Family

ID=52676334

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130071132A KR101599103B1 (ko) 2013-06-20 2013-06-20 코어-쉘 금속 입자의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101599103B1 (ko)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103785822A (zh) * 2012-10-26 2014-05-14 深圳市龙岗区华宇新材料研究中心 一种微米级复合材料及其制备方法
CN105537618A (zh) * 2015-12-29 2016-05-04 吉林大学 一种制备介孔AuSiO2复合粒子的方法
CN106984307A (zh) * 2017-05-05 2017-07-28 董可轶 一种具有York‑Shell结构Ag‑Pt@C纳米球及其制备方法
WO2019107692A1 (ko) * 2017-11-29 2019-06-06 한국에너지기술연구원 팔라듐 코어 입자의 제조방법
CN114226724A (zh) * 2021-12-22 2022-03-25 合肥工业大学 一种铜@银核壳结构颗粒及相关制备方法和应用
CN114603153A (zh) * 2022-03-19 2022-06-10 昆明理工大学 一种由纳米铜银自组装而成的双金属颗粒的制备方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108435201B (zh) * 2018-03-09 2020-09-04 华侨大学 一种多枝状Pd@PtNi核壳纳米催化剂的合成方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5945158A (en) * 1996-01-16 1999-08-31 N.V. Union Miniere S.A. Process for the production of silver coated particles
JP2002275511A (ja) * 2001-03-15 2002-09-25 Murata Mfg Co Ltd 金属粉末の製造方法、金属粉末、導電性ペーストならびに積層セラミック電子部品
KR20040016097A (ko) 2002-08-16 2004-02-21 한국지질자원연구원 귀금속 피복 금속 분말의 제조방법
KR20070059975A (ko) * 2005-12-06 2007-06-12 주식회사 엘지화학 코어-쉘 형태의 나노입자 및 그 제조방법
KR20070104802A (ko) 2006-04-24 2007-10-29 주식회사 휘닉스피디이 은 코팅층이 형성된 금속 분말의 제조 방법
KR100905399B1 (ko) * 2007-09-07 2009-06-30 연세대학교 산학협력단 우수한 전도성과 유리 및 세라믹 기판과의 접착력 향상을위한 금속 나노입자와 나노 글래스 프릿을 포함하는 전도성잉크 조성물
KR20110059946A (ko) 2009-11-30 2011-06-08 한국지질자원연구원 무전해도금법에 의한 은 코팅 구리분말을 제조하는 방법 및 그 은 코팅 구리 입자

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5945158A (en) * 1996-01-16 1999-08-31 N.V. Union Miniere S.A. Process for the production of silver coated particles
JP2002275511A (ja) * 2001-03-15 2002-09-25 Murata Mfg Co Ltd 金属粉末の製造方法、金属粉末、導電性ペーストならびに積層セラミック電子部品
KR20040016097A (ko) 2002-08-16 2004-02-21 한국지질자원연구원 귀금속 피복 금속 분말의 제조방법
KR20070059975A (ko) * 2005-12-06 2007-06-12 주식회사 엘지화학 코어-쉘 형태의 나노입자 및 그 제조방법
KR20070104802A (ko) 2006-04-24 2007-10-29 주식회사 휘닉스피디이 은 코팅층이 형성된 금속 분말의 제조 방법
KR100905399B1 (ko) * 2007-09-07 2009-06-30 연세대학교 산학협력단 우수한 전도성과 유리 및 세라믹 기판과의 접착력 향상을위한 금속 나노입자와 나노 글래스 프릿을 포함하는 전도성잉크 조성물
KR20110059946A (ko) 2009-11-30 2011-06-08 한국지질자원연구원 무전해도금법에 의한 은 코팅 구리분말을 제조하는 방법 및 그 은 코팅 구리 입자

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103785822A (zh) * 2012-10-26 2014-05-14 深圳市龙岗区华宇新材料研究中心 一种微米级复合材料及其制备方法
CN103785822B (zh) * 2012-10-26 2016-12-21 深圳门德科技有限公司 一种微米级复合材料及其制备方法
CN105537618A (zh) * 2015-12-29 2016-05-04 吉林大学 一种制备介孔AuSiO2复合粒子的方法
CN106984307A (zh) * 2017-05-05 2017-07-28 董可轶 一种具有York‑Shell结构Ag‑Pt@C纳米球及其制备方法
WO2019107692A1 (ko) * 2017-11-29 2019-06-06 한국에너지기술연구원 팔라듐 코어 입자의 제조방법
CN114226724A (zh) * 2021-12-22 2022-03-25 合肥工业大学 一种铜@银核壳结构颗粒及相关制备方法和应用
CN114226724B (zh) * 2021-12-22 2024-01-16 合肥工业大学 一种铜@银核壳结构颗粒及相关制备方法和应用
CN114603153A (zh) * 2022-03-19 2022-06-10 昆明理工大学 一种由纳米铜银自组装而成的双金属颗粒的制备方法
CN114603153B (zh) * 2022-03-19 2024-01-23 昆明理工大学 一种由纳米铜银自组装而成的双金属颗粒的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR101599103B1 (ko) 2016-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101599103B1 (ko) 코어-쉘 금속 입자의 제조방법
KR101789213B1 (ko) 화학환원법을 이용한 코어-쉘 구조의 은 코팅 구리 나노 와이어의 제조방법
US10056505B2 (en) Multi shell metal particles and uses thereof
US20130087363A1 (en) Metal nanowires with high linearity, method for producing the metal nanowires and transparent conductive film including the metal nanowires
JP6536581B2 (ja) 金属微粒子分散液
TW201043359A (en) Silver particles and a process for making them
JP6165063B2 (ja) 導電性粒子およびその製造方法
TW201100185A (en) Silver particles and a process for making them
WO2016185628A1 (ja) 銀コート銅粉及びそれを用いた銅ペースト、導電性塗料、導電性シート、並びに銀コート銅粉の製造方法
KR20080100365A (ko) 미립 은 입자 제조 방법 및 그 제조 방법으로 얻어진 미립 은 입자
JP2001214201A (ja) ニッケル粉、その製造方法及び電子部品電極形成用ペースト
KR101630533B1 (ko) 고분산성의 환원된 그래핀 옥사이드 기반 금속 나노입자 분산액의 제조방법 및 이를 이용한 환원된 그래핀 옥사이드 기반 금속 나노입자 필름
JP5509432B2 (ja) 繊維導電体の製造方法、及びその方法により得られた繊維導電体
EP2971231A2 (en) Multi shell metal particles and uses thereof
KR101514890B1 (ko) 표면품질이 우수한 다단계 금속 복합체의 제조방법
RU2398049C2 (ru) Усовершенствованные стабилизация и рабочие характеристики автокаталитических способов нанесения покрытия методом химического восстановления
JP2006291323A (ja) Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ三元合金薄膜を形成する方法
KR101599104B1 (ko) 코어-쉘 금속 입자의 제조방법
TW201621083A (zh) 金屬化基板表面的方法及具有金屬化表面的基板
WO2014173793A1 (en) Method for coating of carbon nanomaterials
KR101738213B1 (ko) 코어-쉘 금속 입자의 제조방법 및 이에 따라 제조한 코어-쉘 금속 입자
KR20140146901A (ko) 코어-쉘 금속 입자 및 그 제조방법
US20180264548A1 (en) Silver Coated Copper Flakes and Methods of Their Manufacture
KR101644676B1 (ko) 코어-쉘 금속 입자 및 그 제조방법
WO2018212345A1 (ja) 導体の製造方法、配線基板の製造方法及び導体形成用組成物

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190116

Year of fee payment: 4