KR20160059685A - Metal nano structure and preparing method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 금속 나노 구조체 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 둘 이상의 서로 다른 금속을 포함하며, 판 형상을 가진 금속 나노 구조체 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a metal nanostructure and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a metal nanostructure having two or more different metals and having a plate shape and a method of manufacturing the same.
각종 반도체 소자, PDP 또는 LCD 등의 표시 장치 또는 태양 전지 등에는, 전극, 배선 또는 전자파 차폐 필름과 같은 도전성을 띄는 다양한 요소들이 포함된다. 이러한 도전성 요소들의 형성을 위해, 가장 많이 사용되는 방법 중의 하나는 도전성을 띄는 미세 입자, 예를 들어, 도전성 나노 입자와 용매 등을 포함하는 도전성 잉크 조성물을 기판 상에 인쇄한 후 이를 열처리(예를 들어, 소성 및 건조)하여, 다양한 도전성 요소들을 이루는 각종 도전성 패턴 또는 도전막을 기판 상에 형성하는 방법이다.Various semiconductor elements, display devices such as PDPs or LCDs, solar cells, and the like include various conductive elements such as electrodes, wires, or electromagnetic wave shielding films. For forming these conductive elements, one of the most used methods is to print a conductive ink composition containing conductive fine particles, for example, conductive nanoparticles and a solvent, on a substrate and heat-treat the same And baking and drying), thereby forming various conductive patterns or conductive films on the substrate, which constitute various conductive elements.
그런데, 현재까지 개발된 도전성 나노 입자를 이용해 도전막 또는 도전성 패턴을 형성하기 위해서는, 이를 포함하는 도전성 잉크 조성물을 기판 상에 인쇄한 후에, 고온으로 소성하여 상기 도전성 잉크 조성물에 포함된 유기물(예를 들어, 유기 용매 등)을 제거하면서 도전성 나노 입자를 환원시키거나 용융 연결시키는 공정이 요구되었다. 이는 도전성 잉크 조성물에 포함된 도전성 나노 입자를 환원시키거나 도전성 나노 입자끼리 용융 연결시켜 최종 형성된 도전성 패턴 또는 도전막이 균일하면서도 우수한 도전성을 띄도록 하기 위함이었다.However, in order to form a conductive film or a conductive pattern using the conductive nanoparticles developed to date, the conductive ink composition containing the conductive nanoparticles is printed on a substrate and then baked at a high temperature to form an organic material (for example, A process for reducing or melting the conductive nanoparticles while removing the organic nanoparticles, for example, organic solvents, is required. This is to reduce the conductive nanoparticles contained in the conductive ink composition or melt-connect the conductive nanoparticles to make the finally formed conductive pattern or conductive film uniform and have excellent conductivity.
그러나, 이러한 고온 소성 공정의 필요성으로 인해 도전막 또는 도전성 패턴을 형성할 수 있는 기판의 종류에 한계가 있는 등의 한계가 존재하였다. 이 때문에, 보다 낮은 온도의 소성 공정 기타 열처리 공정을 적용하더라도, 우수한 도전성을 가진 도전성 패턴 등을 형성할 수 있게 하는 도전성 나노 입자 또는 도전성 잉크 조성물이 계속적으로 요구되어 왔다. However, due to the necessity of the high-temperature firing process, there are limitations such as the limitation of the kinds of the substrate on which the conductive film or the conductive pattern can be formed. For this reason, even when a baking process or other heat treatment process at a lower temperature is applied, there is a continuing demand for a conductive nanoparticle or a conductive ink composition capable of forming a conductive pattern having excellent conductivity.
이에 다양한 저온 소성용 도전성 나노 입자 또는 도전성 잉크 조성물이 제안된 바 있으나, 아직까지 소성 온도를 충분히 낮출 수 없거나 충분한 도전성을 얻을 수 없는 등의 한계가 있어, 새로운 도전성 나노 입자 또는 도전성 잉크 조성물의 개발이 필요한 실정이다.
Various conductive nanoparticles or conductive ink compositions for low-temperature firing have been proposed. However, since the firing temperature can not be sufficiently lowered or sufficient conductivity can not be obtained yet, development of new conductive nanoparticles or conductive ink compositions It is necessary.
본 발명은 저온 소성이 요구되는 환경 하에서도 우수한 도전성을 나타내는 도전성 패턴 또는 도전막 등의 형성을 가능케 하는 금속 나노 구조체를 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a metal nanostructure capable of forming a conductive pattern or a conductive film or the like that exhibits excellent conductivity even under an environment requiring low temperature firing.
또한, 본 발명은 단순한 방법에 의해 상기 금속 나노 구조체를 제조할 수있는 제조 방법을 제공하는 것이다. The present invention also provides a manufacturing method capable of producing the metal nanostructure by a simple method.
또한, 본 발명은 상기 금속 나노 구조체를 포함하며, 기판 상에 인쇄된 후, 낮은 온도의 열처리 또는 건조 공정을 적용하더라도 우수한 도전성을 나타내는 도전성 패턴 또는 도전막 등을 형성할 수 있게 하는 도전성 잉크 조성물을 제공하는 것이다.The present invention also provides a conductive ink composition comprising the metal nanostructure and capable of forming a conductive pattern or a conductive film exhibiting excellent conductivity even when a low temperature heat treatment or drying process is applied after printing on a substrate .
또한, 본 발명은 상기 금속 나노 구조체를 포함하며, 화학 반응에서 우수한 활성을 보일 수 있고, 반응의 진행에 따라 활성의 저하가 크게 나타나지 않는 촉매를 제공하는 것이다.
The present invention also provides a catalyst comprising the metal nanostructure and exhibiting excellent activity in a chemical reaction and showing no significant decrease in activity as the reaction progresses.
본 발명은 전도성 고분자를 매개로 연결된 제1금속을 포함하고, 1nm 내지 100nm의 두께와, 200nm 이상의 직경과, 상기 두께보다 크고 상기 직경보다 작거나 같은 폭을 가지며, 상기 폭/직경의 비는 0.6 내지 1인 금속 나노플레이트; 및 상기 두께, 직경, 및 폭에 의해 정의되는 금속 나노플레이트의 한쪽 또는 양쪽 평면 상에 결합되어 있는 제2금속을 포함하며, 상기 제1금속과 상기 제2금속은 서로 상이한, 판 형상의 금속 나노 구조체를 제공한다. The present invention relates to a conductive polymer composition comprising a first metal connected via a conductive polymer and having a thickness of 1 nm to 100 nm, a diameter of 200 nm or more, a width larger than the thickness and equal to or smaller than the diameter, A metal nanoplate; And a second metal bonded on one or both planes of the metal nanoplate defined by the thickness, diameter, and width, wherein the first metal and the second metal are different from each other, Structure.
상기 금속 나노 구조체의 직경은 약 200nm 내지 약 100㎛인 것이 바람직할 수 있으며, 폭은 약 120nm 내지 약 100㎛인 것이 바람직할 수 있다. The diameter of the metal nanostructure may be about 200 nm to about 100 m, and the width of the metal nanostructure may be about 120 nm to about 100 m.
그리고, 상기 직경/두께의 비는 약 10 내지 약 20,000인 것이 바람직할 수 있다. And, the diameter / thickness ratio may be preferably from about 10 to about 20,000.
또한, 상기 금속 나노 구조체는 다각형, 원형 또는 타원형의 판 형상을 가질 수 있다. In addition, the metal nanostructure may have a polygonal, circular, or elliptical plate shape.
상기 금속 나노 구조체에 포함되는 제2금속은, 상기 금속 나노플레이트의 한쪽 또는 양쪽 평면 상에 나노 스케일의 두께를 갖는 금속 층의 형태로 결합되어 있거나, 상기 금속 나노플레이트의 한쪽 또는 양쪽 평면 상에 금속 나노 입자의 형태로 결합되어 있을 수 있다. The second metal included in the metal nanostructure may be bonded to one or both planes of the metal nanoplate in the form of a metal layer having a nanoscale thickness, And may be bonded in the form of nanoparticles.
그리고, 상기 금속 나노 구조체는 금속 산화물을 전혀 포함하지 않거나, 바람직하게는 약 1중량% 미만의 금속 산화물을 포함하고 있을 수 있다. In addition, the metal nanostructure may contain no metal oxide, or preferably contain less than about 1 wt% metal oxide.
상기 제1금속은 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택되는 금속일 수 있고, 상기 제2금속은 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru), 및 로듐(Rh)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 금속 또는 이들의 합금을 포함할 수 있으며, 상기 제2금속은 제1금속에 비해 상대적으로 높은 표준 환원 전극 전위 값을 갖는 것이 바람직할 수 있다. The first metal may be a metal selected from the group consisting of gold (Au), silver (Ag), platinum (Pt), and copper (Cu) At least one metal selected from the group consisting of platinum (Pt), copper (Cu), palladium (Pd), iridium (Ir), ruthenium (Ru), and rhodium (Rh) , It may be preferable that the second metal has a relatively high standard electrode potential value relative to the first metal.
한편, 본 발명은 전도성 고분자 및 제1금속의 염을 반응시켜 금속 나노플레이트를 형성하는 단계; 및 상기 금속 나노플레이트를 제2금속의 염과 반응시키는 단계를 포함하는, 금속 나노 구조체의 제조 방법을 제공한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method for preparing a metal nanoparticle comprising: reacting a conductive polymer and a salt of a first metal to form a metal nanoplate; And reacting the metal nanoplate with a salt of the second metal.
상기 제조 방법에 있어서, 전도성 고분자 및 제1금속의 염을 반응시키는 단계는 약 -40 내지 약 30℃의 온도, 및 약 0.5 내지 약 2기압의 조건에서, 약 10분 내지 약 250시간 동안 진행되는 것이 바람직할 수 있다. In the above production method, the step of reacting the conductive polymer and the salt of the first metal is conducted at a temperature of about -40 to about 30 캜, and a temperature of about 0.5 to about 2 atm for about 10 minutes to about 250 hours May be preferred.
그리고, 상기 금속 나노플레이트를 제2금속의 염과 반응시키는 단계는, 약 -10 내지 약 100℃의 온도, 및 약 0.5 내지 약 2기압의 조건에서, 약 10분 내지 약 24시간 동안 진행되는 것이 바람직할 수 있다. The step of reacting the metal nanoplate with the salt of the second metal may be carried out at a temperature of about -10 to about 100 캜 and about 0.5 to about 2 atm for about 10 minutes to about 24 hours Lt; / RTI >
또한, 상기 전도성 고분자는 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리티오펜 및 이들의 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 고분자를 포함할 수 있고, 상기 제조 방법에서, 제1금속은 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택되는 금속일 수 있으며, 제2금속은 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru), 및 로듐(Rh)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 금속 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. Also, the conductive polymer may include at least one polymer selected from the group consisting of polyaniline, polypyrrole, polythiophene, and copolymers thereof. In the above manufacturing method, the first metal may be at least one selected from the group consisting of gold (Au), silver And the second metal may be a metal selected from the group consisting of gold (Au), silver (Ag), platinum (Pt), copper (Cu), palladium Pd), iridium (Ir), ruthenium (Ru), and rhodium (Rh), or an alloy thereof.
상기 제1금속이 은인 경우, 제1금속의 전구체로 사용할 수 있는 제1금속의 염은 질산은(AgNO3), 황산은(Ag2SO4), 아세트산은(Ag(CH3COO)), 불화은(AgF), 염화은(AgCl), 브롬화은(AgBr), 요오드화은(AgI), 시안화은(AgCN), 시안산은(AgOCN), 락트산은(Ag(CH3CHOHCOO)), 탄산은(Ag2CO3), 과염소산은(AgClO4), 삼불화메틸아세트산은(Ag(CF3COO)), 및 삼불화메틸술폰산은(Ag(CF3SO3))으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. When the first metal is silver, the salt of the first metal that can be used as a precursor of the first metal is silver nitrate (AgNO 3 ), silver sulfate (Ag 2 SO 4 ), acetic acid silver (Ag (CH 3 COO) (AgF), silver chloride (AgCl), beuromhwaeun (AgBr), silver iodide (AgI), sianhwaeun (AgCN), cyan acid (AgOCN), lactic acid is (Ag (CH 3 CHOHCOO)) , carbonate (Ag 2 CO 3), , At least one selected from the group consisting of perchloric acid (AgClO 4 ), methyl trifluoromethanesulfonate (Ag (CF 3 COO)), and methyl trifluoromethanesulfonate (Ag (CF 3 SO 3 ) .
그리고 상술한 반응들은 물, 알코올, 아세톤, 메틸에틸케톤 (MEK), 에틸렌글리콜, 포름아미드 (HCONH2), 디메틸포름아미드 (DMF), 디메틸아세트아미드 (DMAc), 디메틸술폭사이드 (DMSO), 및 N-메틸피롤리돈 (NMP)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 용매 내에서 진행되는 것이 바람직할 수 있다. And the above-described reactions are carried out in the presence of a base such as water, alcohol, acetone, methyl ethyl ketone (MEK), ethylene glycol, formamide (HCONH 2 ), dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide (DMAc), dimethylsulfoxide And N-methylpyrrolidone (NMP). It is preferable that the reaction is carried out in at least one solvent selected from the group consisting of N-methylpyrrolidone (NMP).
상술한 금속 나노 구조체는 다양한 화학 반응의 촉매 또는 촉매 조성물로 사용될 수 있으며, 구체적으로 산화 반응, 환원 반응, 유기 커플링 반응, 연료 전지, 또는 전기화학 센서에 사용되는 촉매로 사용될 수 있다.
The metal nanostructure described above can be used as a catalyst or catalyst composition for various chemical reactions and can be specifically used as a catalyst used in an oxidation reaction, a reduction reaction, an organic coupling reaction, a fuel cell, or an electrochemical sensor.
본 발명에 따르면, 촉매 활성 물질의 함유량이 낮은 경우에도, 화학 반응에서 우수한 활성을 보일 수 있고, 반응의 진행에 따라 활성의 저하가 크게 나타나지 않는 촉매의 제공을 가능케 하는 금속 나노 구조체 및 그 제조 방법이 제공된다.
According to the present invention, there is provided a metal nano-structure capable of exhibiting excellent activity in a chemical reaction even when the content of the catalytically active substance is low, and capable of providing a catalyst in which the activity is not significantly deteriorated as the reaction proceeds, / RTI >
도 1은 발명의 일 실시예에 따라 얻어진 판 형상의 금속 나노 구조체의 SEM 이미지이다.
도 2는 발명의 일 실시예에 따라 얻어진 판 형상의 금속 나노 구조체의 TEM 이미지이다.
도 3은 발명의 일 실시예에 따라 얻어진 판 형상의 금속 나노 구조체의 EDX 스펙트럼이다.
도 4는 발명의 일 실시예에 따라 얻어진 판 형상의 금속 나노 구조체의 특정 부분에 대한 EDX 스펙트럼 분석이다. 1 is an SEM image of a plate-shaped metal nanostructure obtained according to an embodiment of the present invention.
2 is a TEM image of a plate-shaped metal nanostructure obtained according to an embodiment of the present invention.
3 is an EDX spectrum of a plate-shaped metal nanostructure obtained according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an EDX spectrum analysis of a specific portion of the metal nanostructure of a plate shape obtained according to an embodiment of the present invention. FIG.
본 발명의 금속 나노 구조체는 전도성 고분자를 매개로 연결된 제1금속을 포함하고, 1nm 내지 100nm의 두께와, 200nm 이상의 직경과, 상기 두께보다 크고 상기 직경보다 작거나 같은 폭을 가지며, 상기 폭/직경의 비는 0.6 내지 1인 금속 나노플레이트; 및 상기 두께, 직경, 및 폭에 의해 정의되는 금속 나노플레이트의 한쪽 또는 양쪽 평면 상에 결합되어 있는 제2금속을 포함하고, 상기 제1금속과 상기 제2금속은 서로 상이하며, 판 형상을 갖는다. The metal nanostructure of the present invention includes a first metal connected through a conductive polymer and has a thickness of 1 nm to 100 nm, a diameter of 200 nm or more, a width larger than the thickness and smaller than or equal to the diameter, Of the metal nanoplate is 0.6 to 1; And a second metal bonded on one or both planes of the metal nanoplate defined by the thickness, diameter, and width, wherein the first metal and the second metal are different from each other and have a plate shape .
또한, 본 발명의 금속 나노 구조체의 제조 방법은 전도성 고분자 및 제1금속의 염을 반응시켜 금속 나노플레이트를 형성하는 단계; 및 상기 금속 나노플레이트를 제2금속의 염과 반응시키는 단계를 포함한다. The method of manufacturing a metal nanostructure according to the present invention comprises the steps of: forming a metal nanoparticle by reacting a conductive polymer and a salt of a first metal; And reacting the metal nanoplate with a salt of a second metal.
또한, 본 발명의 촉매는 상술한 금속 나노 구조체를 포함한다.
In addition, the catalyst of the present invention includes the above-described metal nanostructure.
본 발명에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되며, 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. In the present invention, the terms first, second, etc. are used to describe various components, and the terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
또한, 본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성 요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Moreover, the terminology used herein is for the purpose of describing exemplary embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprising," "comprising," or "having ", and the like are intended to specify the presence of stated features, integers, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, components, or combinations thereof.
또한 본 발명에 있어서, 각 층 또는 요소가 각 층들 또는 요소들의 "상에" 또는 "위에" 형성되는 것으로 언급되는 경우에는 각 층 또는 요소가 직접 각 층들 또는 요소들의 위에 형성되는 것을 의미하거나, 다른 층 또는 요소가 각 층 사이, 대상체, 기재 상에 추가적으로 형성될 수 있음을 의미한다. Also in the present invention, when referring to each layer or element being "on" or "on" each layer or element, it is meant that each layer or element is formed directly on each layer or element, Layer or element may be additionally formed between each layer, the object, and the substrate.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 하기에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 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 forms disclosed, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
명시적인 다른 기재가 없는 한, 본 명세서 전체에서 사용되는 몇 가지 용어는 다음과 같이 정의된다.Unless expressly stated otherwise, some terms used throughout this specification are defined as follows.
본 명세서 전체에서, "금속 나노플레이트" 또는 "판 형상의 금속 나노 구조체"는 금속을 포함하면서, 3차원적으로 보아, 어느 한쪽 평면 방향으로 면적이 넓게 형성되며, 그보다 작은 두께를 구비하여, 판(plate) 형상을 띄고 있는 나노 구조체를 지칭할 수 있다. Throughout the present specification, the term "metal nanoplate" or "plate-like metal nano structure" includes metal and has a larger area in either one of the planar directions as viewed in three dimensions, a nanostructure having a plate shape can be referred to.
상기 판 형상 나노 구조체의 넓게 형성된 평면의 외주 상의 임의의 두 점을 잇는 직선 중 가장 긴 직선 거리를 "직경"이라고 정의할 수 있다. And the longest straight line distance between any two points on the outer periphery of the broadly formed plane of the plate-like nanostructure may be defined as "diameter ".
또한, 상기 직경 방향과 수직하는 방향에서, 상기 판 형상의 외주 상의 두 점을 잇는 직선 중 가장 긴 직선 거리를 "폭"이라고 정의할 수 있다. Further, in the direction perpendicular to the radial direction, the longest straight line connecting the two points on the outer periphery of the plate shape can be defined as "width ".
또한, 상기 평면과 수직하는 방향으로 상기 "금속 나노플레이트" 또는 "판 형상의 금속 나노 구조체"의 한쪽 끝에서 반대 쪽 끝까지의 평균 직선 거리를 "두께"로 정의할 수 있다.The average straight line distance from one end to the opposite end of the "metal nanoplate" or "plate-like metal nanostructure" in the direction perpendicular to the plane can be defined as "thickness".
이러한 "금속 나노플레이트" 또는 "판 형상의 금속 나노 구조체"는 직경, 폭, 또는 두께 중, 하나 이상(예를 들어, 두께)이 나노 스케일의 크기를 가지며, 직경 또는 폭은 두께보다 큰 값을 가짐에 따라, 얇은 두께의 다각형, 원형 또는 타원형 등의 평면 형태를 구비한 판(플레이트, plate) 형상을 띌 수 있는 것이다. Such a "metal nanoplate" or "plate-like metal nanostructure" may have a nanoscale size of at least one of the diameter, width, or thickness (for example, thickness) It is possible to obtain a plate shape having a planar shape such as a polygonal, circular or elliptical shape with a thin thickness.
또한, 상기 "금속 나노 구조체"가 "실질적으로 금속 산화물을 포함하지 않는다"고 함은 상기 금속 나노 구조체에 포함된 "금속"이 산화되지 않은 상태로 존재하여 금속 나노 구조체가 금속 산화물을 전혀 포함하지 않거나, 그 제조 과정 또는 사용 과정 중에 불가피하게 미량의 금속, 예를 들어, 총 중량에 대해 1중량% 미만, 혹은 0.1중량% 미만의 금속 만이 산화되어 이에 대응하는 미량의 금속 산화물만을 포함하는 경우를 지칭할 수 있다.
The "metal nanostructure" does not "substantially contain a metal oxide" means that the "metal" contained in the metal nanostructure exists in an unoxidized state so that the metal nanostructure contains no metal oxide Or only a trace amount of metal, for example less than 1% by weight, or less than 0.1% by weight, based on the total weight, of the metal is oxidized during the course of its production or use and contains only the corresponding trace amount of metal oxide .
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명의 일 측면에 따른 판 형상의 금속 나노 구조체는 전도성 고분자를 매개로 연결된 제1금속을 포함하고, 1nm 내지 100nm의 두께와, 200nm 이상의 직경과, 상기 두께보다 크고 상기 직경보다 작거나 같은 폭을 가지며, 상기 폭/직경의 비는 0.6 내지 1인 금속 나노플레이트; 및 상기 두께, 직경, 및 폭에 의해 정의되는 금속 나노플레이트의 한쪽 또는 양쪽 평면 상에 결합되어 있는 제2금속을 포함하며, 상기 제1금속과 상기 제2금속은 서로 상이하고, 판 형상을 가진다. According to an aspect of the present invention, a plate-shaped metal nanostructure includes a first metal connected through a conductive polymer and has a thickness of 1 nm to 100 nm, a diameter of 200 nm or more, a width larger than the thickness, The width / diameter ratio of the metal nanoplate being 0.6 to 1; And a second metal bonded on one or both planes of the metal nanoplate defined by the thickness, diameter, and width, wherein the first metal and the second metal are different from each other and have a plate shape .
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 금속 나노플레이트의 직경은 약 200nm 내지 약 100㎛일 수 있고, 바람직하게는 약 200nm 내지 약 50㎛일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 약 200nm 내지 약 20㎛일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the diameter of the metal nano-plate may be about 200 nm to about 100 m, preferably about 200 nm to about 50 m, more preferably about 200 nm to about 20 m .
또한, 상기 금속 나노플레이트는 두께가 약 1nm 내지 약 100nm 일 수 있고, 바람직하게는 약 1nm 내지 약 50nm 일 수 있다. In addition, the metal nanoplate may have a thickness of about 1 nm to about 100 nm, and preferably about 1 nm to about 50 nm.
그리고, 상기 직경/두께의 비는 약 10 내지 약 20,000일 수 있으며 더욱 바람직하게는 약 100 내지 약 2,000일 수 있다. And, the diameter / thickness ratio may be from about 10 to about 20,000, and more preferably from about 100 to about 2,000.
또한, 상기 금속 나노플레이트는, 폭이 약 120nm 내지 약 100㎛일 수 있고, 바람직하게는 약 120nm 내지 약 50㎛일 수 있으며, 더욱 바람직하게는, 약 200nm 내지 약 20㎛일 수 있다.In addition, the metal nanoplate may have a width of about 120 nm to about 100 m, preferably about 120 nm to about 50 m, and more preferably about 200 nm to about 20 m.
본 발명자들의 연구 결과, 전도성 고분자 및 금속염을 소정의 반응 조건 하에 함께 반응시키는 등의 방법에 의해, 금속을 포함하는 나노 구조체로서 적절한 나노 스케일의 두께를 가지면서, 어느 정도의 넓은 일 평면 면적을 갖고있어, 1nm 내지 100nm의 두께와, 200nm 이상의 직경과, 두께보다 크고 직경보다 작거나 같은 폭을 가지며, 상기 폭/직경의 비는 약 0.6 내지 약 1인 판 형상의 나노 구조체, 즉, 금속 나노플레이트 및 그 평면 상에 결합된 제2금속을 포함하는 금속 나노 구조체가 얻어질 수 있음이 밝혀졌다. 이러한 금속 나노 구조체는 기존에 알려진 금속 나노 구조체 또는 금속 나노 입자에 비해, 넓은 일 평면 면적을 갖도록 형성된 것으로, 직경, 폭, 또는 두께 중, 하나 이상(예를 들어, 두께)이 나노 스케일의 크기를 가지며, 직경 또는 폭은 두께보다 큰 값을 가짐에 따라, 얇은 두께의 다각형, 원형 또는 타원형 등의 평면 형태를 구비한 판(플레이트, plate) 형상을 띌 수 있다. As a result of research conducted by the inventors of the present invention, it has been found that, by a method such as a method of reacting a conductive polymer and a metal salt together under predetermined reaction conditions, a nano- A metal nano plate having a thickness of 1 nm to 100 nm, a diameter of 200 nm or more, a width larger than the thickness and equal to or less than the diameter, and a width / diameter ratio of about 0.6 to about 1, And a second metal bonded on its plane, can be obtained. Such a metal nanostructure is formed to have a large one-plane area compared to a previously known metal nanostructure or metal nanoparticle. One or more of the diameter, width, or thickness (for example, thickness) And the diameter or width has a value larger than the thickness, so that it can take the shape of a plate having a planar shape such as a thin-walled polygon, a circle or an ellipse.
또한, 상기 금속 나노 구조체는, 이하에서 더욱 상세히 설명하겠지만, 상대적으로 낮은 압력 및 온도 하에서의 단순한 상기의 반응을 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있어, 실질적으로 금속 산화물을 포함하지 않을 수 있다. Further, the metal nanostructure may be prepared by a method including a simple reaction as described above at relatively low pressure and temperature, which will be described in more detail below, and may not substantially contain a metal oxide.
본 발명의 일 실시예에 따른 금속 나노 구조체는 적어도 나노 스케일의 두께를 갖는 미세한 금속 입자가 충분히 넓은 일 평면 면적을 갖도록 연결된 상태로 얻어질 수 있고, 또한, 실질적으로 금속 산화물을 포함하지 않을 수 있다. The metal nanostructure according to an embodiment of the present invention may be obtained in a state that fine metal particles having a nanoscale thickness at least have a sufficiently large plane area and may not substantially contain a metal oxide .
따라서, 이러한 금속 나노 구조체를 포함하는 촉매를 사용할 경우, 촉매 활성 성분으로 적은 함량 만의 금속 성분을 사용하더라도, 화학 반응에서 우수한 활성을 나타낼 수 있다. Therefore, when a catalyst containing such a metal nanostructure is used, even if only a small amount of metal component is used as a catalytically active component, it can exhibit excellent activity in a chemical reaction.
또한, 다양한 환경 하에서도 소결현상이나 금속 나노 입자의 응집 등이 없이, 우수한 촉매 활성이 지속될 수 있기 때문에, 산화 반응, 환원 반응, 유기 합성 반응, 유기 커플링 반응 등 다양한 화학 반응의 촉매로 매우 바람직하게 사용될 수 있다. In addition, since it can maintain excellent catalytic activity without sintering or aggregation of metal nanoparticles under various environments, it is very preferable as a catalyst for various chemical reactions such as oxidation reaction, reduction reaction, organic synthesis reaction and organic coupling reaction Lt; / RTI >
한편, 상기 금속 나노 구조체는 전도성 고분자, 및 금속염의 반응으로 형성됨에 따라, 상기 전도성 고분자를 매개로 미세한 금속 입자가 연결되어 넓은 면적의 일 평면을 갖는 판 형상을 띌 수 있게 된다. 이러한 금속 나노 구조체는 금속 입자를 상호 연결하여 판 형상이 적절히 유지될 수 있게 하는 전도성 고분자를 포함할 수 있다. 즉, 이러한 전도성 고분자 등의 함유함으로 해서, 별도의 고온 소성 과정 등이 없이 제조 가능하기 때문에, 상기 금속 나노 구조체는 실질적으로 금속 산화물을 포함하지 않으면서도 넓은 면적의 일 평면을 갖는 판 형상을 이룰 수 있다. Meanwhile, since the metal nanostructure is formed by the reaction of the conductive polymer and the metal salt, fine metal particles are connected to the metal nanostructure through the conductive polymer, so that the metal nanostructure can be formed into a plate shape having a flat surface with a large area. Such a metal nanostructure may include a conductive polymer that interconnects the metal particles to allow the plate shape to be properly maintained. That is, since the metal nanostructure can be produced without the necessity of a separate high-temperature baking process by containing such a conductive polymer or the like, the metal nanostructure can be formed into a plate shape having substantially one flat surface have.
따라서, 상술한 바와 같이, 이러한 금속 나노 구조체를 촉매로 이용할 경우, 종래 금속 나노 입자 등을 환원시키거나 소성하기 위해 진행하던 별도의 고온 공정 없이도, 우수한 촉매 활성을 나타낼 수 있다. As described above, when such a metal nanostructure is used as a catalyst, excellent catalytic activity can be exhibited without a separate high-temperature process which has conventionally been carried out to reduce or calcine metal nanoparticles and the like.
또한, 상기 금속 나노 구조체는 전도성 고분자를 매개로 제1금속 및 제2금속을 포함하는 판 형상으로 형성되기 때문에, 다른 금속 등을 주형 등으로 사용할 필요가 없으며, 실리카 등 별도의 지지체를 사용할 필요가 없기 때문에 기존의 귀금속 촉매 구조체 또는 촉매 조성물에 비해 적은 양의 제1금속 및/또는 제2금속 만을 사용하더라도, 우수한 촉매 활성을 나타낼 수 있다. In addition, since the metal nanostructure is formed into a plate shape including the first metal and the second metal through the conductive polymer, it is not necessary to use another metal as a template, and it is necessary to use a separate support such as silica It is possible to exhibit excellent catalytic activity even when only a small amount of the first metal and / or the second metal is used as compared with the conventional noble metal catalyst structure or catalyst composition.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 금속 나노 구조체는 실질적으로 금속 산화물을 포함하지 않을 수 있다. 즉, 금속 나노 구조체 총 중량에 대해 1중량% 미만, 혹은 0.1중량% 미만의 금속 만이 산화되어 금속 나노 구조체가 이에 대응하는 미량의 금속 산화물만을 포함할 수 있다. 이하에서도 설명하는 바와 같이, 상기 금속 나노 구조체는 기존의 금속 나노 구조체 제조 조건보다 낮은 온도 및 압력, 예를 들면 영하 40℃, 1atm 에서 전도성 고분자 및 금속염의 반응에 의해 형성될 수 있으므로, 이전에 금속 나노 입자 촉매 등의 제조를 위한 고온 반응 공정 등에 의해 야기되던 금속의 산화를 최소화하여 실질적으로 금속 산화물을 포함하지 않을 수 있다. 이에 따라, 종래에 이에 포함된 금속 산화물 나노 입자 등을 환원시키기 위해 진행하던 별도의 고온 공정을 진행하지 않더라도 이로부터 형성된 촉매가 우수한 반응 활성을 나타낼 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the metal nanostructure may not substantially contain a metal oxide. That is, only less than 1% by weight or less than 0.1% by weight of the metal is oxidized based on the total weight of the metal nanostructure, so that the metal nanostructure may contain only a small amount of metal oxide corresponding thereto. As described below, the metal nanostructure can be formed by reaction of a conductive polymer and a metal salt at a lower temperature and pressure than a conventional metal nanostructure manufacturing condition, for example, at -40 ° C and 1 atm, The oxidation of the metal caused by the high-temperature reaction process for manufacturing the nanoparticle catalyst and the like may be minimized, so that the metal oxide may not be substantially contained. Accordingly, the catalyst formed therefrom can exhibit excellent reaction activity even if a separate high-temperature process for reducing metal oxide nanoparticles or the like contained therein is not performed.
이하에서 더욱 상세히 설명하겠지만, 상기 금속 나노플레이트는 전도성 고분자와 제1금속의 염을 반응시키는 공정을 통해, 전도성 고분자 상에서 제1금속을 환원 및 결합시키는 방법으로 제조될 수 있다. 따라서, 상기 금속 나노플레이트에 포함되는 제1금속으로는 전도성 고분자 상에서 환원 가능한 임의의 금속을 사용할 수 있으며, 예를 들어, 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt) 또는 구리(Cu) 등을 사용할 수 있다.As will be described in more detail below, the metal nanoplate may be prepared by a method of reducing and bonding a first metal on a conductive polymer through a process of reacting a conductive polymer with a salt of a first metal. For example, a metal such as gold (Au), silver (Ag), platinum (Pt), or copper (Cu) may be used as the first metal included in the metal nanoplate. Etc. may be used.
또, 상기 금속 나노플레이트는 상기 전도성 고분자 상에 금속이 배열되면서 형성되기 때문에, 복수의 금속 성분이 포함되어 이중 일부가 금속 나노플레이트의 골격 또는 기본적 주형 등을 이룰 필요가 없어, 단일 금속 성분 만을 포함할 수 있다. 즉, 상기 제1금속으로는 단일 종의 금속이 사용될 수 있다. 이 때문에, 적용 분야에 적합한 단일한 금속 성분만을 포함하는 금속 나노플레이트를 용이하게 얻을 수 있고, 이러한 금속 나노플레이트를 포함하는 금속 나노 구조체의 특성을 조절하여 촉매 또는 도전성 패턴 등의 다양한 분야에 보다 적합하게 적용할 수 있다.In addition, since the metal nanoplate is formed by arranging the metal on the conductive polymer, a plurality of metal components are included, and a part of the metal nanoplate does not need to have the skeleton or basic mold of the metal nanoplate. can do. That is, a single species of metal may be used as the first metal. Therefore, it is possible to easily obtain a metal nanoplate containing only a single metal component suitable for an application field, and to control the characteristics of the metal nano-structure including the metal nanoplate, thereby being more suitable for various fields such as catalysts or conductive patterns .
그리고, 상기 금속 나노플레이트에 포함되는 전도성 고분자로는, 상기 제1금속의 염과 반응하여 제1금속과 결합할 수 있는 임의의 고분자를 사용할 수 있다. 이러한 전도성 고분자의 구체적인 예로는 폴리피롤, 폴리아닐린 또는 폴리티오펜이나 이들의 공중합체 등을 들 수 있다.The conductive polymer included in the metal nanoplate may be any polymer capable of reacting with the salt of the first metal and bonding with the first metal. Specific examples of such a conductive polymer include polypyrrole, polyaniline or polythiophene, and copolymers thereof.
한편, 상기 판 형상의 금속 나노 구조체는 상술한 금속 나노플레이트와 함께, 이의 한쪽 또는 양쪽 평면(이러한 금속 나노플레이트의 평면은 폭 및 길이에 의해 정의되는 금속 나노플레이트의 상면 또는 하면으로 될 수 있다.) 상에 결합된 제2금속을 포함한다. On the other hand, the plate-shaped metal nanostructure may be formed on one or both planes of the metal nano-plates together with the above-described metal nano-plates (the plane of such metal nano-plates may be a top surface or a bottom surface of a metal nanoplate defined by a width and a length. ). ≪ / RTI >
이러한 제2금속은 환원된 금속 형태로서 금속 나노플레이트에 포함된 전도성 고분자 등에 물리적 또는 화학적으로 결합될 수 있다. 이러한 제2금속은 상기 금속 나노 플레이트의 한쪽 또는 양쪽 평면 상에 나노 스케일의 두께를 갖는 금속 층의 형태로서 결합될 수도 있으며, 금속 나노 입자의 형태로서 결합될 수도 있다.The second metal may be physically or chemically bonded to the conductive polymer included in the metal nanoplate as a reduced metal form. The second metal may be bonded in the form of a metal layer having a nanoscale thickness on one or both planes of the metal nanoplate, or may be bonded in the form of metal nanoparticles.
이러한 제2금속의 결합 형태의 조절을 통해서도 상기 금속 나노 구조체의 특성을 제어할 수 있으며, 이러한 금속 나노 구조체를 다양한 분야에 적합하게 적용할 수 있게 된다.It is also possible to control the characteristics of the metal nanostructure by controlling the bonding type of the second metal, and the metal nanostructure can be suitably applied to various fields.
또한, 상기 제2금속으로는 상기 금속 나노 구조체의 적용 용도에 따라, 일반적인 귀금속 또는 고전도성 금속 등을 별다른 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 금속 나노 구조체를 촉매로서 사용하고자 하는 경우, 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 코발트(Co) 또는 루테늄(Ru) 등의 1종 이상이나, 이들의 합금을 사용할 수도 있으며, 상기 금속 나노 구조체를 도전성 패턴 등의 형성을 위해 사용하고자 하는 경우, 금(Au) 및/또는 은(Ag), 의 1종 이상이나, 이들의 합금을 사용할 수 있다. 특히, 상기 제2금속이 제1금속에 비해 상대적으로 높은 표준 환원 전극 전위 값을 갖는 경우, 상기 제2금속이 제1금속을 포함하는 금속 나노플레이트 상에 갈바닉 교환 반응을 통해 더욱 용이하게 결합될 수 있기 때문에, 상기 제2금속은 제1금속에 비해 상대적으로 높은 표준 환원 전극 전위 값을 갖는 것이 바람직할 수 있다. As the second metal, a general noble metal or a highly conductive metal may be used without limitation, depending on the application of the metal nano-structure. For example, when the metal nanostructure is used as a catalyst, one or more of platinum (Pt), palladium (Pd), rhodium (Rh), iridium (Ir), cobalt (Co), or ruthenium Or an alloy thereof may be used. When the metal nanostructure is to be used for forming a conductive pattern or the like, one or more of gold (Au) and / or silver (Ag) or an alloy thereof may be used . Particularly, when the second metal has a relatively high standard electrode potential value relative to the first metal, the second metal is more easily bonded to the metal nanoplate including the first metal through a galvanic exchange reaction It is preferable that the second metal has a relatively high standard electrode potential value as compared with the first metal.
상기 제2금속으로 2종 이상의 금속을 사용하는 경우, 이들 금속은 상기 금속 나노플레이트 상에 복합층, 다중층, 합금층, 금속 입자 또는 합금 입자 등의 어떠한 형태로도 결합될 수 있으며, 이러한 결합 형태의 조절을 통해서도 다양한 기능 및 유용성을 갖는 금속 나노 구조체의 제공이 가능해 진다.When two or more metals are used as the second metal, these metals may be bonded to the metal nanoplate in any form such as a complex layer, a multilayer, an alloy layer, a metal particle or an alloy particle, It is possible to provide metal nanostructures having various functions and usability through control of the shape.
상술한 바와 같이, 발명의 일 구현예에 따른 판 형상의 금속 나노 구조체는 금속 나노플레이트에 여러 가지 제2금속을 결합시켜 다양한 기능을 나타낼 수 있다. 촉매 활성을 나타내는 귀금속 등을 제 2 금속으로 사용하는 경우, 상술한 금속 나노 구조체를 산화/환원 반응이나 유기 커플링 반응 등의 각종 반응 촉매, 연료 전지용 촉매 또는 전기 화학적 센서용 촉매 등으로도 매우 바람직하게 적용할 수 있다. 특히, 상기 금속 나노 구조체는 귀금속과 같은 촉매 활성 물질의 함유량이 비교적 낮은 상태에서도 촉매 활성 물질의 넓은 표면적을 구현할 수 있고, 금속 나노 구조체 표면으로 드러나는 귀금속 등의 일정 결정 면의 넓이를 극대화할 수 있다. 따라서, 상기 금속 나노 구조체는 보다 우수한 활성을 나타내는 다양한 촉매를 제공할 수 있게 한다.As described above, the plate-shaped metal nanostructure according to an embodiment of the present invention can exhibit various functions by bonding various second metals to the metal nanoplate. When a noble metal or the like exhibiting catalytic activity is used as the second metal, the above-mentioned metal nanostructure is also very favorably used as various reaction catalysts such as an oxidation / reduction reaction and an organic coupling reaction, a catalyst for a fuel cell or a catalyst for an electrochemical sensor . In particular, the metal nanostructure can realize a large surface area of the catalytically active material even when the content of the catalytically active substance such as a noble metal is relatively low, and maximize the area of a predetermined crystal surface such as noble metal exposed on the surface of the metal nanostructure . Therefore, the metal nanostructure makes it possible to provide various catalysts exhibiting better activity.
또한, 고전도성 금속을 제2금속으로 사용하는 경우, 상기 금속 나노 구조체를 포함하는 도전성 잉크를 고분자, 유리 또는 금속 등으로 이루어진 임의의 기질 또는 기판 상에 인쇄한 후, 고온 소성 등을 진행하지 않더라도 우수한 도전성을 나타내는 각종 도전성 패턴 또는 도전막 등의 전도성 필름을 형성할 수 있다. 특히, 고전도성 금속의 비교적 낮은 함유량으로도 이러한 특성을 나타낼 수 있고, 고온 소성의 필요성이 없어 어떠한 재질로 된 기판에도 적용되어 다양한 도전성 패턴 또는 도전막을 형성할 수 있다. 따라서, 이러한 금속 나노 구조체는 PDP 또는 LCD 등의 각종 표시 장치, 반도체 소자 또는 태양전지 등에 포함되는 다양한 전도성 필름, 예를 들어, 각종 전극, 배선 또는 전자파 차폐 필름 등의 다양한 도전막 또는 도전성 패턴을 형성하기 위해 바람직하게 적용될 수 있다. 또한, 상기 금속 나노 구조체는 제2금속의 종류에 따라 우수한 열 전도성을 나타낼 수도 있으므로, 다양한 열전도성 필름을 형성하기 위해 적용될 수도 있다. When a highly conductive metal is used as the second metal, the conductive ink containing the metal nanostructure may be printed on any substrate or substrate made of polymer, glass, or metal or the like, A conductive film such as a conductive film or a conductive film which exhibits excellent conductivity can be formed. In particular, even with a relatively low content of a high-conductivity metal, such characteristics can be exhibited, and there is no need for high-temperature firing, so that it can be applied to a substrate made of any material to form various conductive patterns or conductive films. Therefore, such a metal nanostructure can be used as various conductive films or various conductive films such as various electrodes, wirings, or electromagnetic wave shielding films or conductive patterns included in various display devices such as PDP or LCD, semiconductor devices or solar cells The present invention is not limited thereto. In addition, the metal nanostructure may exhibit excellent thermal conductivity depending on the type of the second metal, and thus may be applied to form various thermally conductive films.
상술한 금속 나노 구조체를 포함하는 촉매, 도전성 잉크, 도전성 패턴, 전도성 필름, 또는 열전도성 필름 등의 구성은 당업자에게 자명하게 알려진 통상적인 구성에 따를 수 있으므로, 이에 대한 더 이상의 구체적인 설명은 생략하기로 한다.The constitution of the catalyst including the metal nanostructure, the conductive ink, the conductive pattern, the conductive film, the thermally conductive film and the like may be in accordance with a conventional structure known to those skilled in the art. Therefore, detailed description thereof will be omitted do.
한편, 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상술한 판 형상의 금속 나노 구조체의 제조 방법이 제공된다. 이 제조 방법은 전도성 고분자 및 제1금속의 염을 반응시켜 금속 나노플레이트를 형성하는 단계; 및 상기 금속 나노플레이트를 제2금속의 염과 반응시키는 단계를 포함할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing the above-described plate-shaped metal nanostructure. The method comprises: reacting a conductive polymer and a salt of a first metal to form a metal nanoplate; And reacting the metal nanoplate with a salt of a second metal.
본 발명자들의 실험 결과, 상기 전도성 고분자 및 제1금속의 염을 반응시키는 반응 공정을 통해 제1금속 및 전도성 고분자를 포함하는 상술한 금속 나노플레이트가 제조될 수 있고, 이를 다시 제2금속의 염과 반응시켜 상술한 일 구현예에 따른 판 형상의 금속 나노 구조체가 제조될 수 있음이 밝혀졌다.As a result of the experiments conducted by the inventors of the present invention, the above-described metal nanoplate including the first metal and the conductive polymer can be produced through the reaction process of reacting the conductive polymer and the salt of the first metal, The metal nanostructure of the plate-like shape according to the embodiment described above can be produced.
먼저, 상기 전도성 고분자와 제1금속의 염의 반응 공정을 거치게 되면, 전도성 고분자 상에서 제1금속이 이의 염으로부터 환원되어, 전도성 고분자 상에 배열 및 결합되면서 상기 금속 나노플레이트가 제조될 수 있다. 다시 말해서, 상기 전도성 고분자를 매개로 금속이 환원되면서 그 결과 형성된 미세 금속 입자들이 전도성 고분자 상에 판 형상으로 연결되어 상기 금속 나노플레이트가 제조될 수 있는 것이다.First, when the conductive polymer is subjected to a reaction process of a salt of a first metal, the first metal on the conductive polymer is reduced from its salt and arranged and bonded on the conductive polymer, so that the metal nanoplate can be manufactured. In other words, the metal is reduced through the conductive polymer, and the resultant fine metal particles are connected in a plate shape on the conductive polymer, so that the metal nanoplate can be manufactured.
이러한 금속 나노플레이트가 형성되는 비제한적 원리를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다. The non-limiting principle of forming such a metal nano plate will be described in more detail as follows.
상기 반응 공정에서는, 제1금속이 환원된 후에 그 금속 나노 결정의 특정 결정면에 전도성 고분자가 결합하면서 상기 제1금속의 금속 나노 결정의 높은 표면 에너지를 안정화시키게 된다. 이러한 안정화 에너지를 캡핑 에너지(capping energy)라고 하는데, 이러한 캡핑 에너지는 전도성 고분자의 종류, 제1금속의 종류, 그 금속 나노 결정 또는 결정 면의 종류 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 이러한 캡핑 에너지의 절대값이 클수록 전도성 고분자가 금속 나노 결정의 결정면에 결합하여 그 표면 에너지를 보다 안정화시킬 수 있으므로, 상기 전도성 고분자는 제1금속의 금속 나노 결정의 결정면들 중에서도, 전도성 고분자와의 캡핑 에너지의 절대값이 가장 큰 특정 결정면에 결합하게 된다. In the reaction step, after the first metal is reduced, a conductive polymer is bonded to a specific crystal plane of the metal nanocrystal, thereby stabilizing the high surface energy of the metal nanocrystals of the first metal. Such stabilization energy is referred to as capping energy. The capping energy may vary depending on the kind of the conductive polymer, the type of the first metal, the kind of the metal nanocrystals or the crystal plane, and the like. The larger the absolute value of the capping energy is, the more the conductive polymer is bonded to the crystal surface of the metal nanocrystals to further stabilize the surface energy thereof. Therefore, the conductive polymer is preferably selected from the group consisting of conductive polymers The absolute value of the capping energy of the specific crystal plane is bound to the largest specific crystal plane.
이러한 원리로 상기 제1금속의 특정 결정면이 주로 전도성 고분자와 결합하면서 다른 결정면의 방향으로 제 1 금속이 전도성 고분자 상에 배열될 수 있고, 그 결과, 상기 금속 나노플레이트가 형성될 수 있다. On this basis, the first metal may be arranged on the conductive polymer in a direction of another crystal plane while a specific crystal plane of the first metal is mainly bonded to the conductive polymer, and as a result, the metal nanoplate may be formed.
특히, 상기 제조 방법에 있어서, 전도성 고분자 및 제1금속의 염을 반응시키는 단계는 약 -40 내지 약 30℃의 온도, 바람직하게는 약 -40 내지 약 15℃의 저온 환경 및 약 0.5 내지 약 2기압의 조건에서, 약 10분 내지 약 250시간 동안 진행되는 것이 바람직할 수 있다. 상기 온도보다 낮은 온도에서 진행되는 경우, 전도성 고분자 및 제1금속의 염의 반응 속도가 지나치게 낮아, 금속 나노플레이트가 형성되지 않을 수 있으며, 상기 온도보다 높은 온도에서 진행되는 경우, 형성되는 제1금속의 특정 결정면의 방향 및 배열이 달라지게 되어, 판 형상이 아닌, 예를 들어 벨트 형상, 와이어(wire) 형상의 나노 구조체가 형성될 수 있는 문제점이 있다. Particularly, in the above production method, the step of reacting the conductive polymer and the salt of the first metal is carried out at a temperature of about -40 to about 30 캜, preferably in a low-temperature environment of about -40 to about 15 캜, Under atmospheric pressure conditions, it may be desirable to proceed for about 10 minutes to about 250 hours. If the temperature is lower than the above temperature, the reaction rate of the salt of the conductive polymer and the first metal may be too low to form the metal nanoplate, and if the temperature is higher than the above temperature, The orientation and arrangement of specific crystal planes are different, and thus there is a problem that a nano structure of, for example, a belt shape or a wire shape, which is not a plate shape, can be formed.
또한, 반응 온도 또는 압력을 지나치게 높게 하는 경우 등에는, 전도성 고분자와 금속염의 반응 속도가 지나치게 빨라짐에 따라, 전도성 고분자 상에 금속이 균일하게 배열 및 결합되기 어렵게 되고 표면 에너지 안정화에 따른 전도성 고분자의 결정면에 대한 캡핑(capping) 효과가 감소된다. 때문에, 금속 또는 전도성 고분자가 서로 뭉치게 되어, 크기가 큰 구형의 금속 구조체가 형성되는 문제점이 발생할 수 있다. In addition, when the reaction temperature or pressure is excessively increased, the reaction rate of the conductive polymer and the metal salt becomes excessively high, so that it is difficult for the metal to be uniformly arranged and bonded on the conductive polymer, The capping effect is reduced. Therefore, the metal or conductive polymer is aggregated with each other, resulting in a problem that a spherical metal structure having a large size is formed.
특히, 이러한 반응 공정에서는 고온 및 고압의 반응 조건이 요구되지 않고 반응물이 분산액 상태에서 단일 단계로 반응하므로, 상기 금속 나노플레이트가 단순한 과정을 통해 쉽게 제조될 수 있다. Particularly, in this reaction step, high temperature and high pressure reaction conditions are not required and the reactant reacts in a single step in a dispersion state, so that the metal nanoplate can be easily manufactured through a simple process.
한편, 상술한 반응 공정을 통해 금속 나노플레이트를 제조한 후, 이를 제2금속의 염과 반응시키면, 제2금속의 염이 금속 나노플레이트 상에서 환원되면서, 상기 금속 나노플레이트의 한쪽 또는 양쪽의 평면 상에 제2금속이 배열 및 결합될 수 있으며, 이러한 반응 공정의 결과 상술한 판 형상의 금속 나노 구조체가 제조될 수 있다. When the metal nanoplate is reacted with the salt of the second metal through the reaction process described above, the salt of the second metal is reduced on the metal nanoplate, and the surface of one or both of the metal nano- The second metal may be arranged and bonded to the first electrode, and as a result of the reaction process, the plate-shaped metal nanostructure described above may be produced.
특히, 상기 제2금속이 제1금속에 비해, 상대적으로 높은 표준 환원 전극 전위 값을 갖는 경우, 갈바닉 교환 반응에 의해 제2금속의 염이 더욱 쉽게 환원될 수 있기 때문에, 상기 제2금속은 상기 제1금속에 비해 높은 표준 환원 전극 전위 값을 갖는 것을 사용하는 것이 바람직할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. Particularly, when the second metal has a relatively high standard electrode potential value as compared with the first metal, since the salt of the second metal can be more easily reduced by the galvanic exchange reaction, It may be preferable to use a material having a higher standard electrode potential value than that of the first metal, but the present invention is not limited thereto.
또한, 이러한 제2금속의 염과의 반응 단계에서도, 상술한 캡핑 에너지 등의 영향으로 제2금속의 특정 결정면이 주로 전도성 고분자 또는 이를 포함한 금속 나노플레이트와 결합할 수 있으며, 이에 따라, 제2금속의 일정 결정면이 표면에 선택적으로 드러난 형태로 상기 판 형상의 금속 나노 구조체가 제조될 수 있다.Also, in the step of reacting with the salt of the second metal, the specific crystal face of the second metal can be mainly bonded to the conductive polymer or the metal nanoplate including the conductive polymer due to the capping energy or the like, The metal nanostructure of the plate shape can be manufactured in such a manner that a predetermined crystal plane of the metal nanostructure is selectively exposed on the surface.
이러한 특성을 이용할 경우, 상술한 바와 같이, 촉매 활성과 주로 관련이 있는 제2금속(예를 들어, 팔라듐, 백금 등의 귀금속과 같은 촉매 활성 물질)의 일정 결정면이 표면에 선택적으로 드러난 금속 나노 구조체를 제조할 수 있기 때문에, 금속 나노 구조체가 보다 우수한 촉매 활성을 나타낼 수 있다.When such a characteristic is used, as described above, a certain crystal plane of a second metal (for example, a catalytically active substance such as a noble metal such as palladium or platinum), which is mainly related to the catalytic activity, The metal nanostructure can exhibit more excellent catalytic activity.
또한, 상기 금속 나노플레이트를 제2금속의 염과 반응시키는 단계는, 약 -10 내지 약 100℃의 온도, 및 약 0.5 내지 약 2기압의 조건에서, 약 10분 내지 약 24시간 동안 진행되는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 조건 하에 상기 반응 단계를 진행함에 따라, 금속 나노플레이트의 평면 상에 제2금속이 적절히 결합된 판 형상의 금속 나노 구조체를 높은 수율로 얻을 수 있다. 다만, 이러한 반응 조건을 적절히 조절하여, 금속 나노플레이트에 대한 제2금속의 결합 정도 혹은 결합 형태를 조절할 수 있으며, 이러한 반응 조건의 조절은 당업자에게 자명하다.Further, the step of reacting the metal nanoplate with the salt of the second metal may be carried out at a temperature of about -10 to about 100 캜 and about 0.5 to about 2 atm for about 10 minutes to about 24 hours Lt; / RTI > As the reaction step proceeds under these conditions, a plate-shaped metal nanostructure in which the second metal is properly bonded on the plane of the metal nanoplate can be obtained with high yield. However, it is possible to control the degree of bonding or the bonding form of the second metal to the metal nanoplate by appropriately adjusting the reaction conditions, and the control of such reaction conditions is obvious to those skilled in the art.
그리고, 상기 전도성 고분자와 제1금속의 염을 반응시키는 단계에서는, 전도성 고분자와 제1금속의 염이 혼합된 분산액을 형성한 후, 이러한 분산액을 일정 온도 및 압력 하에서 유지함으로써 진행할 수 있다. 이러한 반응 단계 진행 후, 형성된 금속 나노플레이트의 분산액에 제2금속의 염을 가하여 일정 온도 및 압력 하에 유지함으로써, 제2금속의 염과의 반응 단계를 진행할 수 있으며, 그 결과 판 형상의 금속 나노 구조체를 얻을 수 있다. In the step of reacting the conductive polymer with the salt of the first metal, a dispersion in which the conductive polymer and the salt of the first metal are mixed may be formed, and then the dispersion may be maintained at a constant temperature and pressure. After the reaction step proceeds, a salt of the second metal is added to the dispersion of the formed metal nanoplate, and the mixture is allowed to react with the salt of the second metal by maintaining the salt at a predetermined temperature and pressure. As a result, Can be obtained.
이러한 제조 방법에서 사용 가능한 전도성 고분자, 제1금속 및 제2금속의 종류에 관해서는 이미 상술한 바와 같다. The types of the conductive polymer, the first metal, and the second metal that can be used in this manufacturing method are as described above.
또한, 상기 제1금속 또는 제2금속의 염으로는, 이전부터 금속 나노 입자 등을 형성하기 위한 전구체로서 사용되던 통상적인 형태의 염을 별다른 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1금속 또는 제2금속의 염으로는, 이들 금속의 질산염, 황산염, 아세트산염, 할로겐화염, 탄산염, 락트산염, 시안화염, 시안산염 또는 술폰산염 등을 사용할 수 있다.The salt of the first metal or the second metal may be any conventional salt used as a precursor for forming metal nanoparticles and the like without limitation. For example, as the salt of the first metal or the second metal, a nitrate, a sulfate, an acetate, a halogenate, a carbonate, a lactate, a cyanide, a cyanate or a sulfonate of these metals may be used.
특히, 제1또는 제2금속으로 은(Ag)을 사용하는 경우, 상기 제1 또는 제2금속의 염으로는 질산은(AgNO3), 황산은(Ag2SO4), 아세트산은(Ag(CH3COO))이나, 불화은(AgF), 염화은(AgCl), 브롬화은(AgBr) 또는 요오드화은(AgI)의 할로겐화은, 시안화은(AgCN), 시안산은(AgOCN), 락트산은(Ag(CH3CHOHCOO)), 탄산은(Ag2CO3), 과염소산은(AgClO4), 삼불화메틸아세트산은(Ag(CF3COO)) 또는 삼불화메틸술폰산은(Ag(CF3SO3)) 등을 사용할 수 있고, 제1 또는 제2금속으로 백금(Pt)과 같은 귀금속을 사용하는 경우, K2PtCl4 등을 사용할 수 있으며, 상기 제2금속으로 팔라듐(Pd) 등을 사용하는 경우, K2PdCl4 등을 사용하는 것이 가능하다. 다만, 위에서 예시된 염 이외에도 제1 금속 또는 제2금속의 다양한 형태의 염을 사용할 수 있음은 물론이다.Particularly, when silver (Ag) is used as the first or second metal, silver (AgNO 3 ), silver sulfate (Ag 2 SO 4 ) and acetic acid silver (Ag (CH 3 COO)) and, bulhwaeun (AgF), silver chloride (AgCl), beuromhwaeun (AgBr) or silver halide, sianhwaeun (AgCN), cyan acid (AgOCN), lactic acid is (Ag (CH 3 CHOHCOO) of silver iodide (AgI)), (Ag 2 CO 3 ), silver perchlorate (AgClO 4 ), silver trifluoromethylacetate (Ag (CF 3 COO)) or methyl trifluoromethanesulfonate (Ag (CF 3 SO 3 ) When a noble metal such as platinum (Pt) is used as the first or second metal, K 2 PtCl 4 or the like can be used. When palladium (Pd) or the like is used as the second metal, K 2 PdCl 4 Or the like can be used. However, it goes without saying that various types of salts of the first metal or the second metal may be used in addition to the salts exemplified above.
그리고, 상기 전도성 고분자와 제1금속의 염의 반응 단계 또는 금속 나노플레이트와 제2금속의 염의 반응 단계에서는, 이들 각 반응물만을 반응시킬 수도 있지만, 이들 중 한 단계 이상을 환원제의 존재 하에 진행할 수도 있다. In the step of reacting the conductive polymer with the salt of the first metal or the step of reacting the metal nanoplate with the salt of the second metal, only these respective reactants may be reacted, but one or more of these reactants may be conducted in the presence of a reducing agent.
상기 제1금속의 표준 환원 전위가 비교적 낮은 경우, 환원제의 존재 하에 전도성 고분자와 제1금속의 염을 반응시키면, 전도성 고분자 상에서 제1금속을 보다 효과적으로 환원시켜 반응이 빨라지고 수율이 보다 높아질 수 있다. 이에 따라, 금속 나노플레이트를 보다 용이하게 높은 수율로 얻을 수 있다. When the standard reduction potential of the first metal is relatively low, the first metal may be more effectively reduced on the conductive polymer by reacting the conductive polymer with the salt of the first metal in the presence of the reducing agent to accelerate the reaction and increase the yield. As a result, the metal nanoplate can be obtained more easily with a high yield.
또한, 제2금속의 염과의 반응 단계의 경우에도, 제2금속의 환원 전위가 금속 나노플레이트에 포함된 각 성분에 비해 비교적 낮은 경우에는, 환원제의 존재 하에 진행할 수 있다. 이에 따라, 제2금속을 보다 용이하게 환원시켜 금속 나노플레이트에 결합시킬 수 있으며, 적절한 특성을 갖는 판 형상의 금속 나노 구조체를 보다 높은 수율로 얻을 수 있다. Further, even in the case of the step of reacting with the salt of the second metal, in the case where the reduction potential of the second metal is relatively low as compared with each component contained in the metal nanoplate, the reaction can be carried out in the presence of the reducing agent. As a result, the second metal can be more easily reduced and bonded to the metal nanoplate, and a plate-shaped metal nanostructure having suitable characteristics can be obtained with higher yield.
각 반응 단계에서 사용 가능한 환원제의 종류는 제1 또는 제2금속의 종류에 따라 달라질 수 있고, 해당 제1 또는 제2금속의 염을 환원시킬 수 있도록, 이러한 염 또는 이에 대응하는 금속 이온보다 표준 환원 전위가 낮은 것을 선택해 사용할 수 있다. 이러한 환원제의 보다 구체적인 예로는, 히드라진, 아스코르브산, 하이드로퀴논, 레소시놀 또는 카토콜 등의 다가페놀계 화합물; 트리에틸아민과 같은 아민계 화합물; 디메틸아미노피리딘과 같은 피리딘계 화합물; 포름알데히드와 같은 알데히드계 화합물 또는 에틸렌글리콜 등의 다가알코올계 화합물이나 이들 중에 선택된 2 종 이상의 혼합물을 들 수 있으며, 이외에도 제1 또는 제2 금속의 종류에 따라 다양한 환원제를 사용할 수 있음은 물론이다.The kind of the reducing agent that can be used in each reaction step may vary depending on the type of the first or second metal and may be selected from the group consisting of standard reduction It is possible to select and use a low potential. More specific examples of such a reducing agent include a polyhydric phenol-based compound such as hydrazine, ascorbic acid, hydroquinone, resorcinol or cathecol; Amine-based compounds such as triethylamine; Pyridine-based compounds such as dimethylaminopyridine; Aldehyde-based compounds such as formaldehyde, polyhydric alcohol compounds such as ethylene glycol, and mixtures of two or more selected therefrom. In addition, various reducing agents may be used depending on the kind of the first or second metal.
다만, 상술하였다시피, 제2금속이 제1금속보다 높은 표준 환원 전극 전위값을 갖는 경우, 이러한 환원제의 사용이 반드시 필요한 것은 아니며, 갈바닉 교환 반응에 의해, 자발적으로, 제2금속의 환원이 일어날 수 있다. However, as described above, when the second metal has a higher standard electrode potential value than the first metal, the use of such a reducing agent is not necessarily required, and the reduction of the second metal occurs spontaneously by the galvanic exchange reaction .
그리고 상술한 반응들, 즉, 상기 전도성 고분자와 제1금속의 염의 반응 또는 금속 나노플레이트와 제2금속의 염의 반응은 물, 알코올, 아세톤, 메틸에틸케톤 (MEK), 에틸렌글리콜, 포름아미드 (HCONH2), 디메틸포름아미드 (DMF), 디메틸아세트아미드 (DMAc), 디메틸술폭사이드 (DMSO), 및 N-메틸피롤리돈 (NMP)으로 이루어진 그룹에서 선택되는 용매 또는 하나 이상의 혼합 용매 내에서 진행될 수 있다. The reaction between the conductive polymer and the salt of the first metal or the reaction between the metal nanoplate and the salt of the second metal is carried out in the presence of water, alcohol, acetone, methyl ethyl ketone (MEK), ethylene glycol, formamide (HCONH2 ), Dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide (DMAc), dimethylsulfoxide (DMSO), and N-methylpyrrolidone (NMP) .
또한, 상술한 금속 나노플레이트를 제2금속의 염과 반응시키는 단계는 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리비닐알코올(PVA), 폴리아크릴산(PAA), 폴리아크릴아마이드, 폴리에틸렌이민(PEI), 폴리아닐린 유도체, 폴리피롤 유도체, 폴리티오펜 유도체, 및 이들의 공중합체; 세틸트라이메틸아모늄클로라이드(CTAC); 세틸트라이메틸아모늄브로마이드(CTAB); 소듐도데실설페이트(SDS); 소듐도데실벤젠설포네이트(SDBS); 트라이옥틸포스핀(TOP); 및 트라이옥틸포스핀옥사이드(TOPO)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 분산제의 존재 하에 진행될 수도 있다. 이러한 분산제의 첨가로 인하여, 금속 나노플레이트를 분산액 내에 균일하게 분산시킬 수 있으며, 이에 따라 제2금속의 염과의 반응을 효율적으로 진행하여, 금속 나노플레이트 표면에서 환원된 제2금속이 균일하게 분포되도록 할 수 있다. 그러나 본 발명이 반드시 위에 기재한 분산제에 한정되는 것은 아니며, 전도성 고분자의 종류에 따라 적절한 분산제를 선택하여 사용하거나, 분산제 없이 반응을 진행시킬 수도 있다. The step of reacting the metal nanoplate with the salt of the second metal may be carried out by reacting the metal nanoparticle with a salt of the second metal in a solvent such as polyvinylpyrrolidone (PVP), polyvinyl alcohol (PVA), polyacrylic acid (PAA), polyacrylamide, polyethyleneimine Polyaniline derivatives, polypyrrole derivatives, polythiophene derivatives, and copolymers thereof; Cetyltrimethylammonium chloride (CTAC); Cetyltrimethylammonium bromide (CTAB); Sodium dodecyl sulfate (SDS); Sodium dodecylbenzenesulfonate (SDBS); Trioctylphosphine (TOP); , And trioctylphosphine oxide (TOPO). Due to the addition of such a dispersing agent, the metal nanoplate can be uniformly dispersed in the dispersion, whereby the reaction with the salt of the second metal proceeds efficiently, and the second metal reduced uniformly on the surface of the metal nanoplate . However, the present invention is not limited to the above-described dispersing agent, and a suitable dispersing agent may be selected depending on the kind of the conductive polymer, or the reaction may be carried out without a dispersing agent.
예를 들어, 폴리아닐린 유도체와 같은 수용성 전도성 고분자를 사용하는 경우, 이를 물에 분산시키고 이 분산액에 제1금속의 염을 첨가하여 금속 나노플레이트의 형성을 위한 반응 단계를 진행할 수 있으며, 이렇게 형성된 금속 나노플레이트를 물 또는 기타 다양한 용매에 분산시키고 제2금속의 염을 첨가하여 이후의 반응 단계를 진행할 수 있다. 또한, 각 전도성 고분자와 제1 또는 제2금속의 염의 종류에 따라, 위에서 나열되거나 이전에 알려진 다양한 용매를 사용해 반응물의 분산액을 얻고 각 반응 단계를 진행할 수 있다. For example, when a water-soluble conductive polymer such as a polyaniline derivative is used, it may be dispersed in water and a salt of the first metal may be added to the dispersion to carry out a reaction step for forming a metal nanoplate. Plates may be dispersed in water or other various solvents and salts of the second metal may be added to carry out subsequent reaction steps. Depending on the type of salt of each conductive polymer and the first or second metal, it is also possible to obtain a dispersion of reactants using various solvents listed above or previously known, and to carry out each reaction step.
이때, 상기 제1 또는 제2 금속의 염은 고체 상태로 가할 수도 있고 용액 상태로 만든 후 첨가할 수도 있다. 이렇게 얻은 각 분산액을 상술한 온도 및 압력 조건 하에 일정 시간 이상 유지하면, 상기 분산액 내에서 금속 나노플레이트 및 판 형상의 금속 나노 구조체가 각각 형성될 수 있다. 이들 각 반응 공정에서 반응물의 첨가 순서나 분산액의 형성 방법 및 혼합 순서 등은 통상적인 범위 안에서 당업자에게 자명하게 변경될 수 있음은 물론이다.At this time, the salt of the first or second metal may be added in a solid state or in a solution state and then added. When each of the dispersions thus obtained is maintained for a predetermined time or longer under the above-described temperature and pressure conditions, metal nanoplates and plate-shaped metal nanostructures can be formed in the dispersion. It goes without saying that the sequence of addition of the reactants, the method of forming the dispersion, the mixing order, and the like in each of these reaction steps can be changed obviously to those skilled in the art.
상술한 금속 나노 구조체는 다양한 화학 반응의 촉매 또는 촉매 조성물로 사용될 수 있으며, 구체적으로 산화 반응, 환원 반응이나, 스즈키 커플링 반응, 헥 커플링 반응, 네기시 커플링 반응 등의 다양한 유기 커플링 반응, 연료 전지, 또는 전기화학 센서에 사용되는 촉매로 사용될 수 있으며, 반응의 종류에 따라 적절한 제2금속을 포함할 수 있다. 이러한 금속 나노 구조체는 낮은 함량의 촉매 활성 물질을 포함하더라도, 상대적으로 우수한 활성을 나타낼 수 있음은 상술한 바와 같다. The metal nanostructure described above can be used as a catalyst or catalyst composition for various chemical reactions and specifically includes various organic coupling reactions such as an oxidation reaction, a reduction reaction, a Suzuki coupling reaction, a Hek coupling reaction, a Negishi coupling reaction, A fuel cell, or an electrochemical sensor, and may include an appropriate second metal depending on the kind of the reaction. As described above, such a metal nanostructure can exhibit relatively excellent activity even though it contains a low content of a catalytically active substance.
또한, 상술한 방법으로 제조된 판 형상의 금속 나노 구조체는 용매와 혼합되어 인쇄 가능한 도전성 잉크 조성물로 제공될 수도 있다. In addition, the plate-like metal nanostructure produced by the above-described method may be provided as a printable conductive ink composition by mixing with a solvent.
상기 도전성 잉크 조성물은 PDP 또는 LCD 등의 각종 표시 장치, 반도체 소자 또는 태양전지에 포함되는 각종 전극, 배선 또는 전자파 차폐 필름 등의 다양한 도전막 또는 도전성 패턴이나, 열전도성 필름과 같은 다양한 전도성 필름을 형성하기 위하여 바람직하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 도전성 잉크 조성물은 투명 기판 상에 인쇄되어 터치 패널에 포함되는 투명 도전막을 형성하기 위해 적용되거나, 반도체 기판의 각종 배선 패턴 또는 전극을 형성하기 위해 적용되거나, 각종 표시 장치의 각종 배선 패턴, 전극 또는 전자파 차폐 필터 등을 형성하기 위해 적용될 수 있다. 특히, 상기 도전성 잉크 조성물은 고온 소성 없이도 그 자체로 우수한 도전성을 나타내는 판 형상의 금속 나노 구조체를 포함하므로, 저온 소성이 요구되는 환경 하에서 더욱 바람직하게 적용될 수 있으며, 고온 소성이 요구되지 않음에 따라 적용 가능한 기판 종류의 한계 등을 극복할 수 있게 한다.The conductive ink composition forms various conductive films such as various display devices such as a PDP or LCD, various electrodes such as semiconductor devices or various electrodes included in a solar cell, wires or electromagnetic wave shielding films, or conductive patterns or various conductive films such as thermally conductive films The present invention is not limited thereto. For example, the conductive ink composition may be applied on a transparent substrate to form a transparent conductive film included in a touch panel, or may be applied to form various wiring patterns or electrodes of a semiconductor substrate, A pattern, an electrode, or an electromagnetic wave shielding filter or the like. In particular, since the conductive ink composition includes a plate-like metal nanostructure that exhibits excellent conductivity by itself without high-temperature firing, it can be more preferably applied under an environment requiring low-temperature firing, and since high-temperature firing is not required, application Thereby enabling to overcome limitations of possible substrate types and the like.
도전성 잉크 조성물 또는 촉매 등은 통상의 금속 나노 입자 대신 상술한 금속 나노 구조체를 포함하는 것을 제외하고는, 본 기술분야에서 일반적으로 알려진 도전성 잉크 조성물 또는 귀금속 촉매의 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기의 도전성 잉크 조성물은 상기 금속 나노 구조체 외에도 용매 또는 기타 필요에 따라 도전성 잉크 조성물에 포함되던 임의의 성분, 예를 들어, 분산제, 바인더 또는 안료 등을 더 포함할 수도 있다.The conductive ink composition or catalyst or the like may have a constitution of a conductive ink composition or a noble metal catalyst generally known in the art, except that it contains the above-mentioned metal nanostructure in place of conventional metal nanoparticles. For example, in addition to the metal nanostructure, the conductive ink composition may further include an optional component such as a dispersant, a binder, or a pigment, which is contained in the solvent or other optional conductive ink composition.
이때, 상기 도전성 잉크 조성물은 조성물의 전체 중량을 기준으로 약 0.01 내지 약 95 중량%의 금속 나노 구조체를 포함할 수 있다. 이로써, 상기 도전성 잉크 조성물 내의 금속 나노 구조체의 분산성이 양호해질 수 있고, 추후 용매 등을 쉽게 제거하여 도전막 또는 도전성 패턴을 형성할 수 있다.At this time, the conductive ink composition may include about 0.01 to about 95 weight% of the metal nanostructure based on the total weight of the composition. As a result, the dispersibility of the metal nanostructure in the conductive ink composition can be improved, and the solvent or the like can be easily removed later to form a conductive film or a conductive pattern.
상기 도전막 또는 도전성 패턴 등은 전도성 필름의 형태일 수도 있다. 이러한 전도성 필름은 우수한 도전성을 나타내면서도 그 형성 과정에서 고온 소성 공정이 요구되지 않아, 적용 가능한 기판의 한계 등의 기술적 한계를 극복하고 보다 다양한 기판 및 전기, 전자 장치 등에 적용될 수 있다.The conductive film or conductive pattern or the like may be in the form of a conductive film. Such a conductive film exhibits excellent conductivity, but does not require a high-temperature baking process during its formation, and overcomes the technical limitations of applicable substrates and can be applied to various substrates, electric and electronic devices, and the like.
이러한 전도성 필름은, 예를 들어, 기판 상에 상술한 도전성 잉크 조성물을 인쇄 또는 도포한 후, 예를 들어, 약 50 내지 약 200 ℃의 저온에서 건조 또는 열처리하여 상기 도전성 잉크 조성물에 포함된 용매 등을 제거하는 방법으로 형성될 수 있다.Such a conductive film may be formed by, for example, printing or applying the above-described conductive ink composition on a substrate, followed by drying or heat treatment at a low temperature of, for example, about 50 to about 200 캜 to remove the solvent As shown in FIG.
이렇게 형성된 전도성 필름에서는 상기 금속 나노 구조체가 서로 연결되어 전도성 채널이 형성될 수 있다. 이러한 전도성 채널에서, 상기 금속 나노 구조체가 서로 만나는 접점에서는, 이들 금속 나노 구조체의 넓은 면끼리 만나거나, 좁은 면끼리 만나거나, 혹은 모서리나 꼭지점이 서로 만날 개연성이 있다. 다만, 상기 금속 나노 구조체는 상술한 바와 같은 넓은 면적의 일 평면을 가진다는 점과 함께 상기 전도성 필름을 코팅할 때 가해지는 전단력(shear)을 고려하면, 상기 금속 나노 구조체는 전도성 필름 내에서 넓은 면이 바닥에 눕는 형태로 분포될 개연성이 높으며, 상기 금속 나노 구조체의 넓은 면끼리 만나서 연결될 개연성이 보다 높아진다. 기존의 나노와이어 등의 다른 형태의 나노구조체를 포함한 잉크 조성물로부터 전도성 필름을 형성하는 경우에는, 나노구조체끼리 만나는 접점이 좁은 선 또는 점으로 형성될 개연성이 보다 높아서, 전도성 채널의 저항이 보다 높아지고 상대적으로 도전성은 낮아질 수 있는데 비해, 상기 발명의 또 다른 구현예에 따른 전도성 필름은 금속 나노 구조체끼리 만나는 접점이 넓은 면으로 형성될 개연성이 높기 때문에, 이전에 알려진 것보다 우수한 도전성을 나타내는 것으로 예측될 수 있다.In the conductive film thus formed, the metal nanostructures may be connected to each other to form a conductive channel. In such a conductive channel, at the contact point where the metal nanostructures meet each other, there is a possibility that the wide surfaces of these metal nanostructures meet each other, meet with narrow faces, or meet with corner or vertexes. However, considering the fact that the metal nanostructure has a flat surface having a large area as described above, and considering shear applied when the conductive film is coated, the metal nanostructure has a large surface in the conductive film Is likely to be distributed in a form of lying on the floor, and the possibility that the wide surfaces of the metal nanostructure are connected to each other and connected to each other is further increased. In the case of forming a conductive film from an ink composition containing other types of nanostructures such as existing nanowires, the contact of the nanostructures to each other is likely to be formed by a narrow line or point, so that the resistance of the conductive channel is higher and relatively The conductive film according to another embodiment of the present invention can be expected to exhibit better conductivity than previously known because the conductive film formed by the metal nanostructures is likely to be formed on a wide surface have.
이에 상기 전도성 필름은 각종 표시 장치, 반도체 소자 또는 태양전지 등에 포함되는 전극, 배선 또는 전자파 차폐 필름 등의 임의의 도전막 또는 도전성 패턴으로 될 수 있고, 투명 기판 상에 형성되어 터치 패널 등에 포함되는 투명 도전막 등의 투명 전도성 필름으로 될 수도 있다. 특히, 이러한 전도성 필름이 적용된 터치 패널, 태양전지, 표시 장치 또는 반도체 소자 등은 고온 소성 없이 형성되면서도 우수한 도전성을 나타내는 도전성 요소들을 포함함에 따라, 적용 가능한 기판의 한계 등의 기술적 한계가 줄어들고, 우수한 특성을 나타낼 수 있다. The conductive film may be any conductive film or conductive pattern such as an electrode, a wiring, or an electromagnetic wave shielding film included in various display devices, semiconductor devices, or solar cells, and may be a conductive film formed on a transparent substrate, And may be a transparent conductive film such as a conductive film. Particularly, since the touch panel, the solar cell, the display device, the semiconductor device or the like to which such a conductive film is applied contain conductive elements which are formed without high-temperature firing and exhibit excellent conductivity, technical limitations such as limitations of applicable substrates are reduced, Lt; / RTI >
한편, 이러한 터치 패널, 태양전지, 표시 장치 또는 반도체 소자 등은 상술한 도전성 잉크 조성물로 형성된 전도성 필름을 포함하는 것을 제외하고는, 통상적인 공정에 따라 제조될 수 있다.
On the other hand, such a touch panel, a solar cell, a display device, a semiconductor element, or the like can be produced according to a conventional process, except that it includes a conductive film formed of the above-described conductive ink composition.
이하, 발명의 구체적인 실시예를 통해, 발명의 작용 및 효과를 보다 상술하기로 한다. 다만, 이러한 실시예는 발명의 예시로 제시된 것에 불과하며, 이에 의해 발명의 권리범위가 정해지는 것은 아니다.Best Mode for Carrying Out the Invention Hereinafter, the function and effect of the present invention will be described in more detail through specific examples of the present invention. It is to be understood, however, that these embodiments are merely illustrative of the invention and are not intended to limit the scope of the invention.
<< 실시예Example >>
시약의 준비Preparation of reagents
후술하는 금속 나노 구조체의 제조에 사용된 시약들은 다음과 같으며 특별한 정제 없이 구입한 상태로 사용하였다: The reagents used to prepare the metal nanostructures described below were used as purchased without special purification:
aniline hydrochloride (Aldrich, 97%), 2-aminobenzoic acid (Aldrich, 99%), 1,3-phenylenediamine (Aldrich, 99+%), 1,3-propane sultone(Aldrich, 98%), ammonium persulfate (Acros, 98%), K2PdCl4 (Aldrich), Pd(NO3)2·H2O (Aldrich, ~40% Pd basis), AuCl3 (Aldrich, 99%), HCl (덕산), HNO3 (덕산), AgNO3 (Acros, 99%)
Aniline hydrochloride (Aldrich, 97%), 2-aminobenzoic acid (Aldrich, 99%), 1,3-phenylenediamine (Aldrich, 99+%), 1,3-propane sultone , 98%), K 2 PdCl 4 (Aldrich), Pd (NO 3) 2 · H 2 O (Aldrich, ~ 40% Pd basis), AuCl 3 (Aldrich, 99%), HCl ( Duksan), HNO 3 ( Duksan), AgNO 3 (Acros, 99%),
전도성 고분자의 합성Synthesis of conductive polymer
<< 합성예Synthetic example 1> 1>
N-(1', 3'-N- (1 ', 3 ' - phenylenediaminophenylenediamino )-3-) -3- propanepropane sulfonateulfonate 의 합성Synthesis of
1 L 플라스크에 m-phenylenediamine 54.07g (0.500mol)과 1,3-propane sultone 61.07g (0.500mol)을 THF 500ml에 녹이고 24시간 동안 환류 및 교반하였다. 실온으로 식히고 글라스 필터로 거른 후, THF : n-Hex 1 : 1 (v/v) 혼합 용매 1000ml로 씻고 진공 건조하여 회청색의 분말 108.52g (0.472mol, 94.3% yield)을 얻었다. 이렇게 얻은 N-(1', 3'-phenylenediamino)-3-propane sulfonate 는 하기 반응식 a의 반응결과물과 같은 화학 구조를 가지고 있었다.54.07 g (0.500 mol) of m-phenylenediamine and 61.07 g (0.500 mol) of 1,3-propane sultone were dissolved in 500 ml of THF and refluxed and stirred for 24 hours. The mixture was cooled to room temperature, filtered through a glass filter, washed with 1000 ml of a mixed solvent of THF: n-Hex 1: 1 (v / v) and vacuum dried to obtain 108.52 g (0.472 mol, 94.3% yield) of a supernatant-colored powder. The thus obtained N- (1 ', 3'-phenylenediamino) -3-propane sulfonate had the same chemical structure as the reaction result of the following reaction formula a.
[반응식 a][Reaction Scheme a]
N-(1', 3'-phenylenediamino)-3-propane sulfonateN- (1 ', 3'-phenylenediamino) -3-propane sulfonate
<< 합성예Synthetic example 1-1> 1-1>
P[ anthranilic acid ] 0.5 -[N-(1', 3'- phenylenediamino )-3- propane sulfonate]0. 5 의 합성 P [ anthranilic acid ] 0.5 - [N- (1 ', 3'- phenylenediamino ) -3- propane sulfonate] 0. 5 Synthesis of
Anthranilic acid 3.43g 과 상기 합성예 1에서 얻은 N-(1', 3'-phenylenediamino)-3-propane sulfonate 5.75g을 0.2M HCl 용액 300ml와 EtOH 100ml의 혼합 용액에 녹이고, ammonium persulfate 14.21g 이 용해된 0.2M HCl 용액 200ml을 10분에 걸쳐 첨가한 후 24시간 동안 교반하였다. 이 용액을 아세톤 3.6L 에 가하여 폴리아닐린 고분자 침전을 얻고 4000rpm 및 1시간 조건으로 원심 분리하여 침전을 분리하였다. 이후 아세톤/0.2M HCl 혼합용액 (6:1 v/v)으로 3회 세척하고 건조하여 6.12g의 P[anthranilic acid]0.5-[N-(1', 3'-phenylenediamino)-3-propane sulfonate]0.5 을 얻었다. (66.4% yield) 이렇게 얻은 폴리아닐린의 두 반복 단위의 조성비는 52:48 인 것으로 확인되었고 (solid state NMR로 분석), 중량 평균 분자량은 약 2,830g/mole 정도인 것으로 확인되었다(GPC 분석). 또, 이러한 P[anthranilic acid]0.5-[N-(1', 3'-phenylenediamino)-3-propane sulfonate]0.5의 전도성 고분자는 하기 반응식 b의 반응결과물과 같은 화학 구조를 갖는 것으로 확인되었다.3.43 g of anthranilic acid and 5.75 g of the N- (1 ', 3'-phenylenediamino) -3-propane sulfonate obtained in Synthesis Example 1 were dissolved in a mixed solution of 300 ml of a 0.2 M HCl solution and 100 ml of EtOH, 14.21 g of ammonium persulfate dissolved Was added over a period of 10 minutes, followed by stirring for 24 hours. This solution was added to 3.6 L of acetone to obtain a polyaniline polymer precipitate, and centrifuged at 4000 rpm for 1 hour to separate the precipitate. After washing three times with an acetone / 0.2 M HCl mixed solution (6: 1 v / v) and drying, 6.12 g of P [anthranilic acid] 0.5 - [N- (1 ', 3'- phenylenediamino) -3-propane sulfonate ] 0.5 . (66.4% yield) The ratio of the two repeating units of the obtained polyaniline was found to be 52:48 (analyzed by solid state NMR), and the weight average molecular weight was found to be about 2,830 g / mole (GPC analysis). The conductive polymer of P [anthranilic acid] 0.5 - [N- (1 ', 3'-phenylenediamino) -3-propane sulfonate] 0.5 was found to have the same chemical structure as the reaction product of the following reaction scheme b.
[반응식 b][Reaction Scheme b]
P[anthranilic acid]0.5-[N-(1', 3'-phenylenediamino)-3-propane sulfonate]0.5 P [anthranilic acid] 0.5 - [N- (1 ', 3'-phenylenediamino) -3-propane sulfonate] 0.5
금속 나노 구조체의 제조Fabrication of metal nanostructures
<실시예 1>≪ Example 1 >
합성예 1-1에서 만들어진 전도성 고분자 P[anthranilic acid]0.5-[N-(1', 3'-phenylenediamino)-3-propane sulfonate]0.5 100mg 과 AgNO3 167mg 을 증류수 50ml에 분산시키고 4℃에서 168시간 동안 방치하였다. Conductivity made in Synthesis Example 1-1 Polymer P [anthranilic acid] 0.5 - [ N- (1 ', 3'-phenylenediamino) -3-propane sulfonate] was dispersed 0.5 100mg and 167mg AgNO 3 in distilled water in a 50ml 4 ℃ 168 Lt; / RTI >
이 후, 약 3500rpm에서 약 10분간 원심분리하여, 금속 나노플레이트 침전물을 회수하였다. Thereafter, centrifugation was performed at about 3500 rpm for about 10 minutes to recover the metal nanoplate precipitate.
이 금속 나노플레이트를 40mL의 증류수에 분산시키고, 0.1M의 K2PdCl4 1mL와 1.5mg/mL의 PVP 수용액 10mL을 첨가하였다. 이 수용액을 100℃, 상압의 조건에서 2 시간 동안 교반하였다. 반응이 완료된 후, 반응용액을 종이 필터를 이용하여 거르고 증류수 50 mL로 씻은 후 잘 말려서 정제된 금속 나노 구조체를 얻었다. This metal nanoplate was dispersed in 40 mL of distilled water, and 1 mL of 0.1 M K 2 PdCl 4 and 10 mL of a 1.5 mg / mL aqueous PVP solution were added. This aqueous solution was stirred at 100 DEG C and normal pressure for 2 hours. After the reaction was completed, the reaction solution was filtered with a paper filter, washed with 50 mL of distilled water, and dried to obtain a purified metal nanostructure.
이렇게 얻어진 판 형상의 금속 나노 구조체의 SEM 이미지를 도 1에 도시하였으며 TEM 이미지는 도 2에 도시하였다. An SEM image of the plate-like metal nanostructure thus obtained is shown in FIG. 1, and a TEM image is shown in FIG.
또한, 상기 판 형상의 금속 나노 구조체의 EDX 스펙트럼을 도 3 및 도 4에 도시하였고, 도 4의 금속 나노 구조체에 특정 부분의 EDX 스펙트럼을 통해 상기 금속 나노 구조체의 조성을 분석하여, 포함된 금속의 함량비를 하기 표 1에 나타내었다.The EDX spectrum of the plate-shaped metal nanostructure is shown in FIG. 3 and FIG. 4, and the composition of the metal nanostructure is analyzed through the EDX spectrum of a specific part of the metal nanostructure of FIG. 4, The ratios are shown in Table 1 below.
(Atomic ratio, %)Ag
(Atomic ratio,%)
(Atomic ratio, %)Pd
(Atomic ratio,%)
위 표에서 분석된 금속 나노 구조체의 조성과 SEM 및 TEM 이미지를 통해, 은을 포함하는 금속 나노플레이트의 평면 상에 팔라듐 나노 입자가 결합된 것을 확인할 수 있었으며, 또한, 특정 범위의 두께와, 특정 범위의 직경과, 상기 두께보다 크고 상기 직경보다 작거나 같은 폭을 가지며, 상기 폭/직경의 비가 약 0.6 내지 약 1로 형성되어 다각형의 판 형상을 가지게 되는 것을 명확히 확인할 수 있었다.
The composition, SEM and TEM images of the metal nanostructures analyzed in the above table confirm that the palladium nanoparticles are bonded on the plane of the metal nanoplate containing silver, Diameter and a width smaller than or equal to the diameter and having a width / diameter ratio of about 0.6 to about 1, thus having a polygonal plate shape.
Claims (23)
상기 두께, 직경, 및 폭에 의해 정의되는 금속 나노플레이트의 한쪽 또는 양쪽 평면 상에 결합되어 있는 제2금속을 포함하며,
상기 제1금속과 상기 제2금속은 서로 상이한, 판 형상의 금속 나노 구조체.
Wherein the first metal has a thickness of 1 nm to 100 nm, a diameter of 200 nm or more, a width greater than the thickness and equal to or less than the diameter, and a ratio of the width to the diameter is 0.6 to 1 Metal nanoplate; And
And a second metal bonded on one or both planes of the metal nanoplate defined by the thickness, diameter, and width,
Wherein the first metal and the second metal are different from each other.
상기 직경은 200nm 내지 100㎛인 금속 나노 구조체.
The method according to claim 1,
Wherein the diameter is 200 nm to 100 탆.
상기 폭은 120 nm 내지 100 ㎛인 금속 나노 구조체
The method according to claim 1,
The width of the metal nanostructure having a width of 120 nm to 100 m
상기 직경/두께의 비는 10 내지 20,000인 금속 나노 구조체.
The method according to claim 1,
Wherein the diameter / thickness ratio is 10 to 20,000.
다각형, 원형 또는 타원형의 판 형상을 띄고 있는 금속 나노 구조체.
The method according to claim 1,
A metal nano structure having a polygonal, circular or elliptical plate shape.
상기 제2금속은 상기 금속 나노플레이트의 한쪽 또는 양쪽 평면 상에 금속 나노 입자의 형태로 결합되어 있는 금속 나노 구조체.
The method according to claim 1,
Wherein the second metal is bonded to one or both planes of the metal nano plate in the form of metal nanoparticles.
상기 제2금속은 상기 금속 나노플레이트의 한쪽 또는 양쪽 평면 상에 나노 스케일의 두께를 갖는 금속 층의 형태로 결합되어 있는 금속 나노 구조체.
The method according to claim 1,
Wherein the second metal is bonded in the form of a metal layer having a nanoscale thickness on one or both planes of the metal nanoplate.
1 중량% 미만의 금속 산화물을 포함하는 금속 나노 구조체.
The method according to claim 1,
A metal nanostructure comprising less than 1% by weight of a metal oxide.
상기 제2금속은 상기 제1금속보다 높은 표준 환원 전극 전위 값을 갖는 금속 나노 구조체.
The method according to claim 1,
Wherein the second metal has a higher standard electrode potential value than the first metal.
상기 제1금속은 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택되는 금속이고,
상기 제2금속은 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru), 및 로듐(Rh)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 금속 또는 이들의 합금을 포함하는 금속 나노 구조체.
The method according to claim 1,
Wherein the first metal is a metal selected from the group consisting of gold (Au), silver (Ag), platinum (Pt), and copper (Cu)
The second metal is selected from the group consisting of gold (Au), silver (Ag), platinum (Pt), copper (Cu), palladium (Pd), iridium (Ir), ruthenium (Ru), and rhodium ≪ / RTI > wherein the metal nanostructure comprises at least one metal or an alloy thereof.
상기 금속 나노플레이트를 제2금속의 염과 반응시키는 단계를 포함하는, 금속 나노 구조체의 제조 방법.
Reacting a conductive polymer and a salt of a first metal to form a metal nanoplate; And
And reacting the metal nanoplate with a salt of a second metal.
상기 전도성 고분자 및 제1금속의 염을 반응시키는 단계는 -40 내지 30℃의 온도, 및 0.5 내지 2기압의 조건에서, 10분 내지 250시간 동안 진행되는, 금속 나노 구조체의 제조 방법.
12. The method of claim 11,
Wherein the step of reacting the conductive polymer and the salt of the first metal is performed at a temperature of -40 to 30 占 폚 and a pressure of 0.5 to 2 atm for 10 minutes to 250 hours.
상기 금속 나노플레이트를 제2금속의 염과 반응시키는 단계는, -10 내지 100℃의 온도, 및 0.5 내지 2기압의 조건에서, 10분 내지 24시간 동안 진행되는, 금속 나노 구조체의 제조 방법.
12. The method of claim 11,
Wherein the step of reacting the metal nanoplate with the salt of the second metal is carried out at a temperature of -10 to 100 ° C and a pressure of 0.5 to 2 atm for 10 minutes to 24 hours.
상기 전도성 고분자는 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리티오펜 및 이들의 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 고분자를 포함하는 금속 나노 구조체의 제조 방법.
12. The method of claim 11,
Wherein the conductive polymer comprises at least one polymer selected from the group consisting of polyaniline, polypyrrole, polythiophene, and copolymers thereof.
상기 제2금속은 상기 제1금속보다 높은 표준 환원 전극 전위 값을 갖는 금속 나노 구조체의 제조 방법.
12. The method of claim 11,
Wherein the second metal has a higher standard electrode potential value than the first metal.
상기 제1금속은 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택되는 금속이고,
상기 제2금속은 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru), 및 로듐(Rh)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 금속 또는 이들의 합금을 포함하는 금속 나노 구조체의 제조 방법.
12. The method of claim 11,
Wherein the first metal is a metal selected from the group consisting of gold (Au), silver (Ag), platinum (Pt), and copper (Cu)
The second metal is selected from the group consisting of gold (Au), silver (Ag), platinum (Pt), copper (Cu), palladium (Pd), iridium (Ir), ruthenium (Ru), and rhodium Wherein the metal nanostructure comprises at least one metal or an alloy thereof.
상기 제1금속은 은이고, 상기 제1금속의 염은 질산은(AgNO3), 황산은(Ag2SO4), 아세트산은(Ag(CH3COO)), 불화은(AgF), 염화은(AgCl), 브롬화은(AgBr), 요오드화은(AgI), 시안화은(AgCN), 시안산은(AgOCN), 락트산은(Ag(CH3CHOHCOO)), 탄산은(Ag2CO3), 과염소산은(AgClO4), 삼불화메틸아세트산은(Ag(CF3COO)), 및 삼불화메틸술폰산은(Ag(CF3SO3))으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 금속 나노 구조체의 제조 방법.
12. The method of claim 11,
Wherein the first metal is silver and the salt of the first metal is selected from the group consisting of silver nitrate (AgNO 3 ), silver sulfate (Ag 2 SO 4 ), acetic acid silver (Ag CH 3 COO), silver fluoride (AgF) , beuromhwaeun (AgBr), silver iodide (AgI), sianhwaeun (AgCN), cyan acid (AgOCN), lactic acid is (Ag (CH 3 CHOHCOO)) , carbonate (Ag 2 CO 3), perchloric acid is (AgClO 4), three fluoride, methyl acetate is (Ag (CF 3 COO)) , and three methyl fluoride acid a method of manufacturing a metal nano-structure, comprising at least one element selected from the group consisting of (Ag (CF 3 SO 3) ).
물, 알코올, 아세톤, 메틸에틸케톤 (MEK), 에틸렌글리콜, 포름아미드 (HCONH2), 디메틸포름아미드 (DMF), 디메틸아세트아미드 (DMAc), 디메틸술폭사이드 (DMSO), 및 N-메틸피롤리돈 (NMP)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 용매 내에서 진행되는 금속 나노 구조체의 제조 방법.
12. The method of claim 11,
Water, alcohols, acetone, methyl ethyl ketone (MEK), ethylene glycol, formamide (HCONH 2), dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide (DMAc), dimethyl sulfoxide (DMSO), and N- methylpyrrolidone (NMP) in the presence of a metal catalyst.
상기 금속 나노플레이트를 제2금속의 염과 반응시키는 단계는 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리비닐알코올(PVA), 폴리아크릴산(PAA), 폴리아크릴아마이드, 폴리에틸렌이민(PEI), 폴리아닐린 유도체, 폴리피롤 유도체, 폴리티오펜 유도체, 및 이들의 공중합체; 세틸트라이메틸아모늄클로라이드(CTAC); 세틸트라이메틸아모늄브로마이드(CTAB); 소듐도데실설페이트(SDS); 소듐도데실벤젠설포네이트(SDBS); 트라이옥틸포스핀(TOP); 및 트라이옥틸포스핀옥사이드(TOPO)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 분산제의 존재 하에 진행되는 금속 나노 구조체의 제조 방법.
12. The method of claim 11,
The step of reacting the metal nanoplate with the salt of the second metal may be carried out by reacting the metal nanoplate with a salt of the second metal in a solvent such as polyvinylpyrrolidone (PVP), polyvinyl alcohol (PVA), polyacrylic acid (PAA), polyacrylamide, polyethyleneimine (PEI) Polypyrrole derivatives, polythiophene derivatives, and copolymers thereof; Cetyltrimethylammonium chloride (CTAC); Cetyltrimethylammonium bromide (CTAB); Sodium dodecyl sulfate (SDS); Sodium dodecylbenzenesulfonate (SDBS); Trioctylphosphine (TOP); And trioctylphosphine oxide (TOPO) in the presence of at least one dispersing agent.
상기 금속 나노플레이트를 형성하는 단계 및 상기 금속 나노플레이트를 제2금속의 염과 반응시키는 단계 중, 적어도 어느 한 단계는 환원제의 존재 하에 진행되는 금속 나노 구조체의 제조 방법.
12. The method of claim 11,
Wherein at least one of the steps of forming the metal nanoplate and the step of reacting the metal nanoplate with a salt of the second metal proceeds in the presence of a reducing agent.
A catalyst comprising the metal nanostructure according to any one of claims 1 to 10.
산화 반응, 환원 반응, 유기 커플링 반응, 연료 전지, 또는 전기화학 센서에 사용되는 촉매.
22. The method of claim 21,
Catalysts used in oxidation reactions, reduction reactions, organic coupling reactions, fuel cells, or electrochemical sensors.
A conductive ink composition comprising the metal nanostructure according to any one of claims 1 to 10.
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|---|---|---|---|---|
| CN116190338A (en) * | 2023-04-26 | 2023-05-30 | 深圳平创半导体有限公司 | Three-dimensional interconnection device and preparation method thereof |
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2014
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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