KR20200048681A - Method of nano particle-graphene composite and the nano particle-graphene composite manufactured by the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 나노 입자-그래핀 복합체의 제조방법 및 이에 따라 제조되는 나노 입자-그래핀 복합체에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a nanoparticle-graphene composite and a nanoparticle-graphene composite prepared accordingly.
나노 기술의 영역은 지난 20세기를 기점으로 하여 그 영역이 시작되었으며, 다양한 영역과 응용분야에서 중요한 요소로 주목되었는데, 그 대표적인 예로는 컴퓨터, 센서, 바이오 메디컬 그리고 많은 응용제품들을 언급할 수 있다. 현재 나노 재료는 그 자체만으로 구조적인 특징 때문에 폭 넓은 적용 범위를 가지고 있다. 그러나 재료과학에서는 물리 화학적인 특성이 증가되는 실험결과들이 지속적으로 나타났는데, 이것은 나노 과학과 기술 영역에서 적절한 차원영역이 존재함에 따른 것으로 생각할 수 있다. 이 점에서 그래핀과 그래핀을 기반으로 하는 고분자 나노 복합체의 발견은 현대 과학과 기술 안에서 중요한 나노 과학 영역에서의 요소로 대두 되고 있다.The field of nanotechnology began in the 20th century, and has been noted as an important element in various fields and applications. Representative examples include computers, sensors, biomedical, and many applications. Currently, nanomaterials have a wide range of applications because of their structural characteristics. However, in material science, experimental results with an increase in physicochemical properties continued to appear, which can be thought of as the existence of an appropriate dimensional domain in the nanoscience and technology domains. In this regard, the discovery of graphene and graphene-based polymer nanocomposites has emerged as an important element in the field of nanoscience within modern science and technology.
특히, 그래핀 소재는 기존 활물질에 대한 첨가제로 사용되거나 이종 화합물과의 복합체를 형성하는 등의 방법을 통해 리튬 이온 전지용 전극 재 등의 다양한 용도로 활용하는 예가 최근 집중적으로 보고되고 있다. 이는 이종 화합물과의 복합화를 통해 기존 전극재로서 부족한 특성을 보완하거나, 이종 화합물 특성과의 상승 효과(synergistic effect)를 유도하기 위해서 행하는 방법으로, 현재까지 그래핀과 복합소재로 사용되는 소재로는, 크게 금속과의 도핑 또는 복합체(B 도핑, Sn 및 Si와의 복합체), 탄소소재 혹은 고분자 소재와 복합체(CNT나 C60와의 복합체, 전도성 고분자 폴리 아닐린과의 복합체 등), 금속 산화물과의 복합체(TiO2, SnO2, Co3O4, Cu2O) 및 세라믹 복합체 등이 있다. 이외에도 전이금속 산화물 활물질의 첨가제로 사용하는 경우도 있다. In particular, graphene materials have been recently intensively reported as examples of using them as various additives such as electrode materials for lithium ion batteries through methods such as being used as additives to existing active materials or forming complexes with heterogeneous compounds. This is a method that is performed to complement the properties lacking as an existing electrode material through complexation with a heterogeneous compound, or to induce a synergistic effect with a heterogeneous compound. , Largely doped or complexed with metal (complex with B doping, Sn and Si), carbon material or complex with polymer material (complex with CNT or C 60 , complex with conductive polymer polyaniline, etc.), complex with metal oxide ( TiO 2 , SnO 2 , Co 3 O 4 , Cu 2 O) and ceramic composites. In addition, it may be used as an additive for a transition metal oxide active material.
이러한 그래핀 복합체를 제조하기 위하여, 기존에는 다양한 나노 입자와 산화 그래핀의 복합체를 제조하기 위해서 Co-precipitation과 같은 방법을 사용 하였다. 이는 metallic salt와 산화 그래핀의 용액을 섞어서 만드는 방법으로, 이 방법으로는 나노 입자가 뭉쳐 형태를 유지하지 못하게 되어 나노 입자의 특성이 줄어든다. 그리고 크기 조절이 어려워서 크기별로 다양한 물성을 얻기가 어렵다는 문제점이 있다. 또한 이러한 방법으로 제조된 나노 입자와 산화 그래핀의 복합체는 결정성이 떨어지거나 특성이 잘 나타나지 않는 경향을 보여주는 바, 그래핀 산화물 표면 위의 나노 입자 밀도 조절이 어렵고, 나노 입자의 정렬이 어렵다. 또한, 박막 제작이 어렵고, 이종의 나노 입자를 산화 그래핀의 양면에 흡착시키는 것이 불가능하였다.In order to prepare such a graphene complex, conventionally, a method such as Co-precipitation was used to produce a composite of various nanoparticles and graphene oxide. This is a method made by mixing a solution of metallic salt and graphene oxide. In this method, the properties of the nanoparticles are reduced because the nanoparticles do not aggregate and maintain their shape. In addition, there is a problem in that it is difficult to obtain various physical properties for each size due to difficulty in adjusting the size. In addition, the composite of the nanoparticles and graphene oxide prepared in this way shows a tendency of poor crystallinity or poor properties, making it difficult to control the density of nanoparticles on the surface of graphene oxide and difficult to align nanoparticles. In addition, thin film production was difficult, and it was impossible to adsorb heterogeneous nanoparticles on both sides of graphene oxide.
따라서, 나노 입자의 크기나 조성 등에 따라 독특한 특성을 유지하면서도 좋은 효율을 낼 수 있는 여러 소재의 나노 입자와 그래핀을 정전기적 인력 등을 도입하여 기존의 방법을 탈피한 간단한 복합체 제조 방법 개발이 필요하다.Therefore, it is necessary to develop a simple method for manufacturing a complex that deviates from the existing method by introducing electrostatic attraction to nanoparticles and graphene of various materials that can maintain good characteristics while maintaining unique characteristics according to the size or composition of the nanoparticles. Do.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 여러 소재의 나노 입자 (반도체, 금속, 자성 등)의 표면을 음전하를 띄는 Cl-, MoS4 2-로 치환한 후, 산화 그래핀의 모서리 또는 경계면 부분에 양전하를 띄는 고분자를 도입하여, 정전기적 힘을 이용하여 간단하게 나노 입자-그래핀 복합체를 제조하는 방법을 제공하기 위함이다.The present invention for solving the above problems, an object of the present invention, various nanoparticles of the material striking the surface of the (semiconductor, metal, magnetic, etc.) the negative charge Cl - was substituted with, MoS 4 2-, oxidation It is to provide a method for preparing a nanoparticle-graphene composite simply by using electrostatic force by introducing a polymer having a positive charge on a corner or an interface portion of graphene.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 분야 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problems to be solved by the present invention are not limited to those mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일 실시예에 따른 나노 입자-그래핀 복합체 제조방법은, 산화 그래핀 분산액을 제조하는 단계, 나노 입자 분산액을 제조하는 단계, 상기 산화 그래핀 분산액과 상기 나노 입자 분산액을 혼합하는 단계, 상기 혼합된 분산액을 교반하는 단계 및 나노 입자-그래핀 복합체를 수득하는 단계를 포함하고, 상기 산화 그래핀은 가장자리에 양전하를 띄는 것이고, 상기 나노 입자는 음전하를 띄는 것을 포함한다.The method for preparing a nanoparticle-graphene composite according to an embodiment of the present invention comprises: preparing a graphene oxide dispersion, preparing a nanoparticle dispersion, mixing the graphene oxide dispersion and the nanoparticle dispersion, Agitating the mixed dispersion and obtaining a nanoparticle-graphene complex, the graphene oxide has a positive charge at the edge, and the nanoparticle includes a negative charge.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 나노 입자는, 자성 입자, 금속 입자, 반도체 입자 및 산화물 입자로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the nanoparticles may include at least one selected from the group consisting of magnetic particles, metal particles, semiconductor particles, and oxide particles.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 나노 입자는, 2.5 nm 내지 30 nm 인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the nanoparticles may be from 2.5 nm to 30 nm.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 교반하는 단계 이후에, 상기 교반된 분산액에 알코올을 첨가하고, 원심분리 하는 단계를 더 포함 수 있다.According to an embodiment of the present invention, after the stirring step, the alcohol may be further added to the stirred dispersion, and further centrifuged.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 나노 입자-그래핀 복합체는, 상기 나노 입자의 음전하와 상기 산화 그래핀 가장자리의 양전하 간의 정전기적 인력을 이용하여 결합하여, 상기 산화 그래핀의 가장자리에 상기 나노 입자가 결합되어 형성되는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the nanoparticle-graphene composite is coupled by using an electrostatic attraction between the negative charge of the nanoparticle and the positive charge of the edge of the graphene oxide, and the nanoparticles are attached to the edge of the graphene oxide. The particles may be formed by bonding.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 산화 그래핀은, 그래핀의 경계 또는 모서리가 선택적으로 산화된 박리-그래핀(exofoliated graphene, EG)을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the graphene oxide may include exfoliated graphene (EG) in which a boundary or edge of graphene is selectively oxidized.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 산화 그래핀 분산액을 제조하는 단계는, 제 1 분산 용매 대비 5 부피% 내지 15 부피%의 산화 그래핀을 분산시켜서 제 1 분산액을 형성하는 단계, 제 2 분산 용매 대비 0.1 부피% 내지 10 부피%의 아민기(amine) 또는 이민기(imine) 전구체를 분산시켜서 제 2 분산액을 형성하는 단계 및 상기 제 1 분산액 및 상기 제 2 분산액을 혼합하는 단계를 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step of preparing the dispersion of graphene oxide comprises: dispersing 5 to 15% by volume of graphene oxide relative to the first dispersion solvent to form a first dispersion, second dispersion Dispersing an amine or an imine precursor of 0.1% to 10% by volume relative to a solvent to form a second dispersion and mixing the first dispersion and the second dispersion. have.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 제 1 분산액 및 상기 제 2 분산액을 혼합하는 단계는, 상기 제 1 분산액 중의 산화 그래핀의 카르복실기(-COOH)와 상기 제 2 분산액의 전구체의 아민기(-NH2) 또는 이민기(-C=NH) 간의 반응을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step of mixing the first dispersion and the second dispersion includes a carboxyl group (-COOH) of graphene oxide in the first dispersion and an amine group of a precursor of the second dispersion (- NH 2 ) or imine groups (-C = NH).
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 아민기 또는 이민기 전구체는, 폴리에틸렌이민(polyethyleneimine, PEI), 폴리(N-이소프로필아크릴아마이드)(poly(N-isopropylacrylamide)) 및 폴리아크릴아마이드(polyacrylamide)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the amine group or imine group precursor is polyethyleneimine (polyethyleneimine, PEI), poly (N-isopropylacrylamide), poly (N-isopropylacrylamide) and polyacrylamide. It may include at least one selected from the group consisting of.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 나노 입자 분산액을 제조하는 단계는, 제 3 분산 용매 대비 200 부피% 내지 400 부피%의 암모늄염을 분산시켜서 제 3 분산액을 형성하는 단계, 제 4 분산 용매 대비 100 부피% 내지 300 부피%의 나노 입자를 분산시켜서 제 4 분산액을 형성하는 단계, 상기 제 3 분산액과 상기 제 4 분산액을 교반하여 리간드 치환하는 단계 및 알코올을 첨가한 후 원심 분리하는 단계를 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the step of preparing the nanoparticle dispersion liquid comprises: dispersing 200 vol% to 400 vol% ammonium salt compared to the third dispersion solvent to form a third dispersion, 100 to the fourth dispersion solvent Dispersing the volume% to 300% by volume of the nanoparticles to form a fourth dispersion, agitating the third dispersion and the fourth dispersion to replace the ligand, and adding alcohol, followed by centrifugation. Can be.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 암모늄염은, NH4Cl, (NH4)2MoS4 또는 이 둘 모두를 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the ammonium salt may be one containing NH 4 Cl, (NH 4 ) 2 MoS 4 or both.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 제 3 분산 용매는 정제수(DIW) 또는 N-메틸포름아마이드(N-methylformamide, NMF)를 포함하고, 상기 제 4 분산 용매는, 헥산(hexane)을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the third dispersion solvent includes purified water (DIW) or N-methylformamide (N-methylformamide, NMF), and the fourth dispersion solvent comprises hexane (hexane) May be
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 제 3 분산액은 극성이고, 상기 제 4 분산액은 비극성인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the third dispersion may be polar, and the fourth dispersion may be non-polar.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 알코올은, 이소프로필알코올(isopropylalcohol, IPA), 아세토나이트릴 (acetonitrile) 및 에틸 아세테이트 (ethyl acetate)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the alcohol may be one containing at least one selected from the group consisting of isopropyl alcohol (isopropylalcohol, IPA), acetonitrile (acetonitrile) and ethyl acetate (ethyl acetate). .
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 산화 그래핀 분산액과 상기 나노 입자 분산액을 혼합하는 단계에서, 상기 산화 그래핀 분산액과 상기 나노 입자 분산액의 중량비는 1 : 6 내지 1 : 10 인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in the mixing of the graphene oxide dispersion and the nanoparticle dispersion, the weight ratio of the graphene oxide dispersion and the nanoparticle dispersion may be 1: 6 to 1: 10.
본 발명의 또 다른 측면의 일 실시예에 따른, 나노 입자-그래핀 복합체는, 전술한 일 실시예에 따라 제조된 것을 포함한다.According to one embodiment of another aspect of the present invention, the nanoparticle-graphene composite includes one manufactured according to the above-described embodiment.
본 발명은, 나노 입자-그래핀 복합체의 제조방법으로서, 산화 그래핀 분산액을 제조하는 단계, 나노 입자 분산액을 제조하는 단계, 상기 산화 그래핀 분산액과 상기 나노 입자 분산액을 혼합하는 단계, 상기 혼합된 분산액을 교반하는 단계 및 나노 입자-그래핀 복합체를 수득하는 단계를 포함하고, 상기 산화 그래핀은 가장자리에 양전하를 띄는 것이고, 상기 나노 입자는 음전하를 띄는 것인, 나노 입자-그래핀 복합체를 제공할 수 있다.The present invention, as a method of manufacturing a nanoparticle-graphene complex, preparing a graphene oxide dispersion, preparing a nanoparticle dispersion, mixing the graphene oxide dispersion and the nanoparticle dispersion, the mixed Agitating the dispersion and obtaining a nanoparticle-graphene complex, wherein the graphene oxide has a positive charge at the edge, and the nanoparticle has a negative charge, provides a nanoparticle-graphene complex can do.
보다 구체적으로는, 다양한 소재의 나노 입자(반도체, 금속, 자성 등)의 표면을 음전하를 띄게끔 처리하고, 산화 그래핀에 양전하를 띄는 고분자를 도입하여 정전기적 힘을 이용하여 복합체를 만드는 기술을 제공할 수 있다.More specifically, the technology of making a complex using electrostatic force by treating the surface of nanoparticles (semiconductor, metal, magnetic, etc.) of various materials to have a negative charge and introducing a positively charged polymer into graphene oxide Can provide.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 나노 입자-그래핀 복합체의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 나노 입자-그래핀 복합체를 제조하는 방법에 대한 공정도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공정도 가운데 나노 입자 분산액 제조 단계(200)의 나노 입자의 음전하 개질 과정을 나타낸 이미지이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공정도 가운데 산화 그래핀 분산액 제조 단계(100)의 박리 그래핀(EG)의 양전하 개질 과정을 나타낸 이미지이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 리간드 치환 후의 다양한 금속 나노 입자에 관한 TEM 사진이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 다양한 나노 입자와 PEI로 코팅된 EG(Exfoliated-graphene)의 각각의 Zeta potential값의 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 다양한 금속 나노 입자-그래핀 복합체의 TEM 사진이다.1 is a cross-sectional view of a nanoparticle-graphene composite prepared according to an embodiment of the present invention.
2 is a process diagram for a method of manufacturing a nanoparticle-graphene composite according to an embodiment of the present invention.
3 is an image showing a negative charge modification process of the nanoparticles in the nanoparticle
Figure 4 is an image showing a positive charge modification process of the exfoliated graphene (EG) of the graphene oxide
5 is a TEM photograph of various metal nanoparticles after ligand substitution according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph of each Zeta potential value of EG (Exfoliated-graphene) coated with various nanoparticles and PEI according to an embodiment of the present invention.
7 is a TEM photograph of various metal nanoparticle-graphene complexes prepared according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, various changes may be made to the embodiments, and the scope of the patent application right is not limited or limited by these embodiments. It should be understood that all modifications, equivalents, or substitutes for the embodiments are included in the scope of rights.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The terms used in the examples are used for illustrative purposes only and should not be construed as limiting. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함하며, 보다 구체적으로, 구성 요소(element) 또는 층이 다른 요소 또는 층 "상에(on)", "에 연결된(connected to)", 또는 "에 결합된(coupled to)" 것으로서 나타낼 때, 이것이 직접적으로 다른 구성 요소 또는 층에 있을 수 있거나, 연결될 수 있거나 결합될 수 있거나 또는 간섭 구성 요소 또는 층(intervening elements and layer)이 존재할 수 있는 것으로 이해될 수 있다.Throughout the specification, when one member is positioned “on” another member, this includes not only the case where one member is in contact with the other member, but also the case where another member is present between the two members. When an element or layer is indicated as being “on”, “connected to”, or “coupled to” another element or layer, it is directly another component or layer It can be understood that it can be in, can be connected to, can be combined, or there can be intervening elements and layers.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Throughout the specification, when a part "includes" a component, it does not exclude other components, but means that other components can be further included, such as "include" or "have". The term is intended to indicate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, and that one or more other features or numbers, steps, operation, component, part, or combination thereof. It should be understood that the existence or addition possibility of ones is not precluded.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person skilled in the art to which the embodiment belongs. Terms, such as those defined in a commonly used dictionary, should be interpreted as having meanings consistent with meanings in the context of related technologies, and should not be interpreted as ideal or excessively formal meanings unless explicitly defined in the present application. Does not.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어서, , 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in describing with reference to the accompanying drawings, the same reference numerals are assigned to the same components regardless of reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted. In describing the embodiments, when it is determined that detailed descriptions of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the embodiments, detailed descriptions thereof will be omitted.
이하, 본 발명의 나노 입자-그래핀 복합체의 제조방법 및 이에 따라 제조된 나노 입자-그래핀 복합체에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, a method for manufacturing a nanoparticle-graphene composite of the present invention and a nanoparticle-graphene composite prepared accordingly will be described in detail with reference to examples and drawings. However, the present invention is not limited to these examples and drawings.
이하, 실시예 및 비교예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by examples and comparative examples.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are only for illustrating the present invention, and the contents of the present invention are not limited to the following examples.
본 발명의 일 실시예에 따른 나노 입자-그래핀 복합체 제조방법은, 산화 그래핀 분산액을 제조하는 단계, 나노 입자 분산액을 제조하는 단계, 상기 산화 그래핀 분산액과 상기 나노 입자 분산액을 혼합하는 단계, 상기 혼합된 분산액을 교반하는 단계 및 나노 입자-그래핀 복합체를 수득하는 단계를 포함하고, 상기 산화 그래핀은 가장자리에 양전하를 띄는 것이고, 상기 나노 입자는 음전하를 띄는 것을 포함한다.The method for preparing a nanoparticle-graphene composite according to an embodiment of the present invention comprises: preparing a graphene oxide dispersion, preparing a nanoparticle dispersion, mixing the graphene oxide dispersion and the nanoparticle dispersion, Agitating the mixed dispersion and obtaining a nanoparticle-graphene complex, the graphene oxide has a positive charge at the edge, and the nanoparticle includes a negative charge.
일 측에 따를 때, 상기 그래핀은 sp2 탄소원자들이 벌집 격자를 이룬 형태의 2차원 나노 시트를 의미하며, 높은 비표면적과 우수한 전기전도도 및 기계적 강도를 가지는 것일 수 있다.According to one side, the graphene refers to a two-dimensional nano sheet in the form of a honeycomb lattice of sp 2 carbon atoms, and may have a high specific surface area, excellent electrical conductivity, and mechanical strength.
일 측에 따를 때, 그래핀은 한층 그래핀 (Single-Layer Graphene) 또는 두층 이상의 다층 형태를 갖는 그래핀일 수 있으며, 바람직하게는 박리된 그래핀(exfoliated graphene, EG)일 수 있다. 일반적으로 그래파이트의 각 층이 반데르발스 장력에 의해 적층되는 층 구조이고, 한 층의 그래파이트를 제거할 경우 그래핀이라고 통칭하며, 단층의 그래파이트에 산소 작용기를 포함하게 될 경우 산화 그래핀 또는 그래핀 산화물을 의미한다. 반면, 층 수를 줄이기 위해 다양한 방법으로 그래파이트의 각 층을 제거하게 되고, 이것은 박리된 그래파이트일 수 있다.According to one side, the graphene may be single-layer graphene or graphene having a multi-layered form of two or more layers, and preferably exfoliated graphene (EG). In general, each layer of graphite is a layer structure stacked by van der Waals tension, collectively referred to as graphene when removing one layer of graphite, and graphene oxide or graphene when a single layer of graphite includes an oxygen functional group Oxide. On the other hand, each layer of graphite is removed in various ways to reduce the number of layers, which may be exfoliated graphite.
일 측에 따를 때, 상기 박리된 그래파이트에서 산소 작용기가 포함될 경우 박리된 그래핀(EG)일 수 있으며, 상기 산소 작용기는 전도성을 유도하는 컨쥬게이션이 존재할 수 있다.According to one side, when the oxygen functional group is included in the exfoliated graphite, it may be exfoliated graphene (EG), and the oxygen functional group may have a conjugation that induces conductivity.
일 측에 따를 때, 상기 박리된 그래핀의 산소 작용기는 박리 그래파이트의 다양한 위치에 포함될 수 있으나, 바람직하게는 가장자리에 위치할 수 있으며, 상기 산소 작용기의 개수 및 접합양에 따라 박리된 그래핀의 전도성이 달라질 수 있다.According to one side, the oxygen functional group of the exfoliated graphene may be included at various positions of the exfoliated graphite, but preferably may be located at the edge, and the exfoliated graphene may be located depending on the number and bonding amount of the oxygen functional groups. Conductivity may vary.
일 측에 따를 따, 상기 박리된 그래핀의 산소 작용기는, edge와 grain boundary에만 선택적으로 산화가 된 '엣지 산화그래핀'일 수 있다.According to one side, the oxygen functional group of the exfoliated graphene may be 'edge graphene oxide' selectively oxidized only at the edge and grain boundary.
일 측에 따를 때, 상기 나노 입자-그래핀 복합체는 다양한 나노 입자와 그래핀의 복합화를 통해 얻을 수 있는 예상치 못한 시너지 효과를 가질 수 있으며, 상기 시너지 효과는 촉매 분야, 전자파 간섭 현상을 막아주는 전자파 차폐 기술뿐만 아니라 바이오 메디컬, 전기 전자 분에 등 다양한 분야에 활용 가능할 수 있다.According to one side, the nanoparticle-graphene composite may have an unexpected synergy effect obtained through the combination of various nanoparticles and graphene, and the synergy effect is a catalytic field, electromagnetic waves that prevent electromagnetic interference. In addition to the shielding technology, it can be used in various fields such as biomedical and electric / electronic components.
일 측에 따를 때, 상기 나노 입자-그래핀 복합체는 나노 입자의 크기에 따라서 그 크기가 다양할 수 있으며, 나노 입자의 결정 상태를 유지하여 고유의 나노 입자 특성을 잘 유지하는 것일 수 있다.According to one side, the nanoparticle-graphene composite may vary in size depending on the size of the nanoparticles, and may maintain the crystalline state of the nanoparticles, thereby maintaining well-maintained nanoparticle characteristics.
일 측에 따를 때, 상기 나노 입자-그래핀 복합체는 체적대비 비표면적, 전기 전도성이 우수하고, 구성 입자들간의 네트워크가 잘 형성되어 있어 특히 전극 제조시 바인더 없이도 2차 전지용 전극 소재로 활용할 수 있고, 더 나아가 전기 이중층 슈퍼 캐퍼시터용 전극재료, 전자파 차폐재, 고전도성 재료, 촉매 지지체 및 복합재료용 보강소재 등으로 사용될 수 있다.According to one side, the nanoparticle-graphene composite has a specific surface area to volume, excellent electrical conductivity, and a well-formed network between constituent particles, so it can be used as an electrode material for secondary batteries without a binder, especially when manufacturing electrodes. , Furthermore, it can be used as an electrode material for an electric double layer super capacitor, an electromagnetic wave shielding material, a highly conductive material, a catalyst support, and a reinforcing material for a composite material.
일 측에 따를 때, 상기 나노 입자-그래핀 복합체는 그 형태에 구애받지 않으나, 바람직하게는 분말 형태일 수 있다.According to one side, the nanoparticle-graphene complex is not limited by its shape, but may preferably be in powder form.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 나노 입자는, 자성 입자, 금속 입자, 반도체 입자 및 산화물 입자로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the nanoparticles may include at least one selected from the group consisting of magnetic particles, metal particles, semiconductor particles, and oxide particles.
일 측에 따를 때, 상기 나노 입자 가운데, 금속 입자인 금속 나노 입자는 그 종류가 특별히 제한되지 않으나, 일 예로, 철, 니켈, 구리, 금, 백금, 팔라듐, 코발트, 이의 합금 및 이의 산화물로 이루어지는 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.According to one side, among the nanoparticles, the metal nanoparticles, which are metal particles, are not particularly limited in kind, but include, for example, iron, nickel, copper, gold, platinum, palladium, cobalt, alloys thereof, and oxides thereof. It may include any one or more selected from the group.
일 측에 따를 때, 상기 금속 나노 입자는 특별히 모폴로지에는 제한되지 않으나, 바람직하게는 나노 와이어(nanowire), 나노 튜브(nanotube) 또는 나노 로드(nanorod) 형태일 수 있다.According to one side, the metal nanoparticles are not particularly limited to morphology, but may preferably be in the form of a nanowire, a nanotube, or a nanorod.
일 측에 따를 때, 상기 나노 입자 가운데, 자성 입자인 자성 나노 입자는 강자성을 띄는 입자로 크기는 약 10 nm 내외일 수 있다.According to one side, among the nanoparticles, the magnetic nanoparticles, which are magnetic particles, are ferromagnetic particles and may have a size of about 10 nm.
일 측에 따를 때, 상기 자성 나노 입자는 특별히 제한되지 않으나, 그 일 예로, 산화철(Fe2O3, Fe3O4), Ferrite(Fe3O4에서 Fe 하나가 다른 자성관련 원자로 바뀐 형태, ex: CoFe2O4, MnFe2O4), 합금(자성원자들로 인해 나타나는 산화문제, 전도성 및 안정성을 높이기 위해 귀금속과 합금시킨 것, ex: FePt, CoPt 등)일 수 있다.According to one side, the magnetic nanoparticles are not particularly limited, but, for example, iron oxide (Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 ), Ferrite (Fe 3 O 4 in the form of Fe changed to another magnetic related atom, ex: CoFe 2 O 4 , MnFe 2 O 4 ), alloys (oxidation problems caused by magnetic atoms, alloys with precious metals to increase conductivity and stability, ex: FePt, CoPt, etc.).
일 측에 따를 때, 상기 자성 나노 입자는, 바람직하게는 액체에 분산시킨 형태(ferrofluid)로 사용하는 것일 수 있으며 자기장의 세기와 방향을 변화시킴으로써 자유자재로 컨트롤 가능할 수 있고, 자성 나노 입자들이 액체상에서 서로 엉키지 않고 잘 분산되기 위하여 계면활성제 등을 더 첨가할 수도 있다.According to one side, the magnetic nanoparticles may be preferably used in a form dispersed in a liquid (ferrofluid), can be freely controllable by changing the strength and direction of the magnetic field, and the magnetic nanoparticles are in a liquid phase In order to disperse well without tangling with each other, a surfactant or the like may be further added.
일 측에 따를 때, 상기 나노 입자 가운데, 반도체 입자인 반도체 나노 입자는, 반도체 나노 결정, 반도체 나노 분말 등으로 불리울 수 있으며, 양자점을 의미할 수 있다.According to one side, among the nanoparticles, semiconductor nanoparticles, which are semiconductor particles, may be referred to as semiconductor nanocrystals, semiconductor nanopowders, etc., and may mean quantum dots.
일 측에 따를 때, 상기 반도체 나노 입자는 그 반경이 벌크 엑시톤 보어 반경 (bulk exciton Bohr radius) 보다 작으므로, 벌크 형태 재료와도 그 성질이 다르고 분자와도 다른 중간적 성질을 갖는 것일 수 있다.According to one side, since the semiconductor nanoparticles have a radius smaller than a bulk exciton Bohr radius, they may have intermediate properties that are different from those of bulk materials and different from molecules.
일 측에 따를 때, 상기 반도체 나노 입자는, 3차원 공간에서 전자와 홀의 양자제한효과(quantum confinement effect)에 의해서, 결정입자의 크기가 감소함에 따라 띠 간격(band gap)이 증가할 수 있다.According to one side, the band width of the semiconductor nanoparticles may increase as the size of crystal grains decreases due to a quantum confinement effect of electrons and holes in a three-dimensional space.
일 측에 따를 때, 상기 반도체 나노 입자는 무기화합물로 이루어진 결정성 반도체 재료로서, 양자크기효과로 인한 독특한 광물리적, 광화학적, 비선형 광학성질을 가지므로, 의료용이나 광촉매, 전하전달 디바이스, 분석화학 등 다양한 분야에 적용될 수 있다.According to one side, the semiconductor nanoparticle is a crystalline semiconductor material made of an inorganic compound, and has unique photophysical, photochemical, and nonlinear optical properties due to the quantum size effect, so it is used for medical or photocatalysts, charge transfer devices, and analytical chemistry. It can be applied to various fields.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 나노 입자는, 2.5 nm 내지 30 nm 인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the nanoparticles may be from 2.5 nm to 30 nm.
일 측에 따를 때, 상기 나노 입자의 직경이 2.5 nm보다 작은 경우에는 나노 입자가 유지가 되지 않거나, 그래핀과의 복합체를 형성하지 못하는 문제가 있을 수 있고, 나노 입자의 직경이 30 nm보다 큰 경우에는 그래핀 상에서 나노 입자들이 서로 뭉칠 수 있는 문제가 있을 수 있다.According to one side, when the diameter of the nanoparticles is less than 2.5 nm, there may be a problem that the nanoparticles are not maintained or cannot form a complex with graphene, and the diameter of the nanoparticles is greater than 30 nm. In some cases, there may be a problem that nanoparticles can be agglomerated on the graphene.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 교반하는 단계 이후에, 상기 교반된 분산액에 알코올을 첨가하고, 원심분리 하는 단계를 더 포함 수 있다.According to an embodiment of the present invention, after the stirring step, the alcohol may be further added to the stirred dispersion, and further centrifuged.
일 측에 따를 때, 상기 교반하는 단계에서 상기 교반은 자성을 갖는 물질로 교반할 경우, 교반 효과를 개선시킬 수 있으며, 상기 자성을 갖는 물질은 특별히 제한되지 않으나, 바람직하게는 자석 막대일 수 있다.According to one side, in the stirring step, the stirring may improve the stirring effect when stirring with a material having magnetic properties, and the material having magnetic properties is not particularly limited, but may preferably be a magnetic rod. .
일 측에 따를 때, 상기 원심분리 단계에서, 상기 알코올은 바람직하게는 나노 입자 분산액과 산화 그래핀 분산액의 혼합물의 1배 내지 5배, 더욱 바람직하게는 2배 내지 4배를 포함하는 것일 수 있으며, 일정한 속도로 원심 분리하여, 박리 그래핀의 가장자리에 기능화된 산소 작용기에 음전하를 띄는 나노 입자가 결합된 형태의 복합체를 수득할 수 있다.According to one side, in the centrifugation step, the alcohol may preferably include 1 to 5 times, more preferably 2 to 4 times the mixture of the nanoparticle dispersion and the graphene oxide dispersion, , Centrifugation at a constant rate, it is possible to obtain a complex in the form of nanoparticles exhibiting a negative charge on the functionalized oxygen functional group on the edge of the exfoliated graphene.
일 측에 따를 때, 상기 원심 분리는 5000 rpm 내지 9000 rpm의 속도 로 1분 내지 10분 동안 수행하는 것일 수 있다. 상기 원심 분리 속도가 5000rpm 미만이거나 9000rpm 초과일 경우에는, 형성된 복합체를 충분히 침전시켜서 수득하지 못할 수 있다.According to one side, the centrifugation may be performed for 1 minute to 10 minutes at a speed of 5000 rpm to 9000 rpm. If the centrifugal separation rate is less than 5000 rpm or more than 9000 rpm, the complex formed may not be sufficiently precipitated to obtain.
일 측에 따를 때, 상기 원심 분리 단계 이후에, 복합체의 불순물을 제거하고 순수한 복합체를 수득하기 위하여, 극성 용매에 다시 재분산시킬 수 있다.According to one side, after the centrifugation step, it may be redispersed again in a polar solvent in order to remove impurities from the complex and obtain a pure complex.
일 측에 따를 때, 상기 극성 용매는 특별히 제한되지 않으나, 바람직하게는 정제수 또는 NMF일 수 있다.According to one side, the polar solvent is not particularly limited, but may be preferably purified water or NMF.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 나노 입자-그래핀 복합체는, 상기 나노 입자의 음전하와 상기 산화 그래핀 가장자리의 양전하 간의 정전기적 인력을 이용하여 결합하여, 상기 산화 그래핀의 가장자리에 상기 나노 입자가 결합되어 형성되는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the nanoparticle-graphene composite is coupled by using an electrostatic attraction between the negative charge of the nanoparticle and the positive charge of the edge of the graphene oxide, and the nanoparticles are attached to the edge of the graphene oxide. The particles may be formed by bonding.
일 측에 따를 때, 상기 산화 그래핀 가장자리의 양전하는, 기존의 산화 그래핀의 가장자리에 부착된 산소 작용기, 바람직하게는 카르복실 그룹(-COOH)이 양전하를 갖는 작용기와 치환되어 기존의 산소 작용기의 위치에 양전하가 위치하는 것일 수 있다.According to one side, the positive charge at the edge of the graphene oxide is replaced with an oxygen functional group attached to the edge of the existing graphene oxide, preferably a functional group having a positive charge, and a conventional oxygen functional group The positive charge may be located at the position of.
일 측에 따를 때, 상기 나노 입자의 음전하는, 상기 산화 그래핀 가장자리의 양전하와 서로 다른 전하 간의 인력으로 강하게 결합하는 것일 수 있다.According to one side, the negative charge of the nanoparticles may be a strong bond by attraction between positive charges and different charges at the edge of the graphene oxide.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 산화 그래핀은, 그래핀의 경계 또는 모서리가 선택적으로 산화된 박리-그래핀(exfoliated graphene, EG)을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the graphene oxide may include exfoliated graphene (EG) in which a boundary or edge of graphene is selectively oxidized.
일 측에 따를 때, 상기 박리-그래핀의 선택적 산화는 바람직하게는 카르복실기를 포함하는 것일 수 있다.According to one side, the selective oxidation of the exfoliation-graphene may preferably include a carboxyl group.
일 측에 따를 때, 상기 모서리 또는 경계가 선택적 산화되 박리-그래핀은, 물에 분산이 가능하고, 결함(defect)이 적어 면 방향에서는 그래핀 자체의 특성을 잘 유지하여, 다양한 소재의 나노 입자의 표면을 음전하를 띄는 이온으로 개질하고, 상기 나노 입자를 그래핀의 모서리 부분에 붙여서 복합체를 제조함으로써 두가지 소재의 특성을 효과적으로 융합하는 것일 수 있다.According to one side, the edge or boundary is selectively oxidized, and peeling-graphene can be dispersed in water and has few defects, so it maintains the properties of graphene itself in the surface direction, making nano of various materials The surface of the particle may be modified with ions having a negative charge, and the nanoparticles may be attached to the edge of the graphene to prepare a composite to effectively fuse the properties of the two materials.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 산화 그래핀 분산액을 제조하는 단계는, 제 1 분산 용매 대비 5 부피% 내지 15 부피%의 산화 그래핀을 분산시켜서 제 1 분산액을 형성하는 단계, 제 2 분산 용매 대비 0.1 부피% 내지 10 부피%의 아민기(amine) 또는 이민기(imine) 전구체를 분산시켜서 제 2 분산액을 형성하는 단계 및 상기 제 1 분산액 및 상기 제 2 분산액을 혼합하는 단계를 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step of preparing the dispersion of graphene oxide comprises: dispersing 5 to 15% by volume of graphene oxide relative to the first dispersion solvent to form a first dispersion, second dispersion Dispersing an amine or an imine precursor of 0.1% to 10% by volume relative to a solvent to form a second dispersion and mixing the first dispersion and the second dispersion. have.
일 측에 따를 때, 상기 제 1 분산 용매는 바람직하게는 정제수일 수 있다.According to one side, the first dispersion solvent may be purified water.
일 측에 따를 때, 제 1 분산액은, 바람직하게는 50 ml 정제수에 5 mg의 EG를 분산시키는 것일 수 있다.According to one side, the first dispersion may preferably be to disperse 5 mg of EG in 50 ml purified water.
일 측에 따를 때, 제 2 분산 용매는 바람직하게는 정제수 일 수 있다.According to one side, the second dispersion solvent may preferably be purified water.
일 측에 따를 때, 상기 제 2 분산액은, 바람직하게는 50 ml 정제수에 0.5 ml의 아민기(amine) 또는 이민기(imine) 전구체 용액을 분산시키는 것일 수 있다.According to one side, the second dispersion may preferably be to disperse an amine or imine precursor solution of 0.5 ml in 50 ml purified water.
일 측에 따를 때, 상기 제 1 분산액 및 제 2 분산액을 혼합하는 단계는 바람직하게는 200ml 이상의 플라스크에서 수행될 수 있다.According to one side, the step of mixing the first dispersion liquid and the second dispersion liquid may be preferably performed in a flask of 200 ml or more.
일 측에 따를 때, 상기 혼합 이후에, 가열 및 냉각 단계를 포함할 수 있다.According to one side, after the mixing, heating and cooling steps may be included.
일 측에 따를 때, 상기 가열 및 냉각 단계 이후에 원심 분리를 더 포함하고, 이후 최소 3회 이상의 워싱 단계를 거칠 수 있다.According to one side, it may further include centrifugation after the heating and cooling steps, and then subjected to at least three washing steps.
일 측에 따를 때, 상기 워싱 단계 이후에, 재분산 단계를 더 포함할 수 있다.According to one side, after the washing step, a redistribution step may be further included.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 제 1 분산액 및 상기 제 2 분산액을 혼합하는 단계는, 상기 제 1 분산액 중의 산화 그래핀의 카르복실기(-COOH)와 상기 제 2 분산액의 전구체의 아민기(-NH2) 또는 이민기(-C=NH) 간의 반응을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step of mixing the first dispersion and the second dispersion includes a carboxyl group (-COOH) of graphene oxide in the first dispersion and an amine group of a precursor of the second dispersion (- NH 2 ) or imine groups (-C = NH).
일 측에 따를 때, 상기 아민기 또는 이민기와 카르복실기 간의 반응은 축합 반응, 치환 반응을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 축합반응일 수 있다.According to one side, the reaction between the amine group or imine group and the carboxyl group may include a condensation reaction, a substitution reaction, and preferably a condensation reaction.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 아민기 또는 이민기 전구체는, 폴리에틸렌이민(polyethyleneimine, PEI), 폴리(N-이소프로필아크릴아마이드) (poly(N-isopropylacrylamide)) 및 polyacrylamide로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the amine group or imine group precursor is selected from the group consisting of polyethyleneimine (PEI), poly (N-isopropylacrylamide) and polyacrylamide. It may include at least one.
일 측에 따를 때, 상기 아민기 또는 이민기 전구체는 바람직하게는 폴리에틸렌이민(polyethyleneimine, PEI)일 수 있다.According to one side, the amine group or imine group precursor may be preferably polyethyleneimine (PEI).
일 측에 따를 때, 상기 폴리에틸렌이민의 아민기는, 박리-그래핀(EG)의 가장자리에 위치한 카르복실기와 반응하여 EG의 가장자리에 양전하를 개질시키는 것일 수 있다.According to one side, the amine group of the polyethyleneimine may react with a carboxyl group located on the edge of the exfoliation-graphene (EG) to modify the positive charge on the edge of the EG.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 나노 입자 분산액을 제조하는 단계는, 제 3 분산 용매 대비 200 부피% 내지 400 부피%의 암모늄염을 분산시켜서 제 3 분산액을 형성하는 단계, 제 4 분산 용매 대비 100 부피% 내지 300 부피%의 나노 입자를 분산시켜서 제 4 분산액을 형성하는 단계, 상기 제 3 분산액과 상기 제 4 분산액을 교반하여 리간드 치환하는 단계 및 알코올을 첨가한 후 원심 분리하는 단계를 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the step of preparing the nanoparticle dispersion liquid comprises: dispersing 200 vol% to 400 vol% ammonium salt compared to the third dispersion solvent to form a third dispersion, 100 to the fourth dispersion solvent Dispersing the volume% to 300% by volume of the nanoparticles to form a fourth dispersion, agitating the third dispersion and the fourth dispersion to replace the ligand, and adding alcohol, followed by centrifugation. Can be.
일 측에 따를 때, 상기 제 3 분산액을 형성하는 단계는, 바람직하게는, 3ml 정제수 또는 NMF에 90 mg의 NH4Cl, (NH4)2MoS4 또는 이 둘 모두를 분산시키는 것일 수 있다.According to one side, the step of forming the third dispersion, preferably, may be to disperse 90 mg of NH 4 Cl, (NH 4 ) 2 MoS 4 or both in 3 ml purified water or NMF.
일 측에 따를 때, 상기 제 4 분산액을 형성하는 단계는, 바람직하게는, 2 ml Hexane에 40 mg의 나노 입자를 분산시키는 것일 수 있다.According to one side, the step of forming the fourth dispersion may preferably be to disperse 40 mg of nanoparticles in 2 ml Hexane.
일 측에 따를 때, 상기 제 3 분산액과 제 4 분산액을 교반하는 단계는, 바람직하게는 10 ml 이상의 바이알(vial)에서 수행될 수 있고, 상단층에 위치한 제 4 분산액의 나노 입자가 하단층의 제 3 분산액의 극성 용매로 넘어갈 때까지 교반하는 것일 수 있다.According to one side, the step of stirring the third dispersion and the fourth dispersion may be performed in a vial of preferably 10 ml or more, and the nanoparticles of the fourth dispersion located in the upper layer may be It may be stirred until it is passed to the polar solvent of the third dispersion.
일 측에 따를 때, 상기 교반 단계에서 나노 입자의 교반이 완료되어 리간드 치환이 완료된 뒤, 상기 상단층 제 4 분산액의 제 4 분산 용매는 제거하고 암모늄 염 대비 5 부피% 내지 15 부피%의 알코올을 첨가한 후 원심분리하는 것일 수 있다.According to one side, after the agitation of the nanoparticles is completed and the ligand substitution is completed in the stirring step, the fourth dispersion solvent of the fourth dispersion of the upper layer is removed and 5 to 15% by volume of alcohol compared to the ammonium salt After addition, it may be centrifuged.
일 측에 따를 때, 상기 원심 분리는 바람직하게는 5000 rpm 내지 9000 rpm의 속도로 1분 내지 10분 동안 수행하는 것일 수 있다.According to one side, the centrifugation may be preferably performed at a speed of 5000 rpm to 9000 rpm for 1 minute to 10 minutes.
일 측에 따를 때, 상기 원심 분리 이후 최소 3회 이상의 워싱 단계를 거칠 수 있다.According to one side, after the centrifugation, at least three washing steps may be performed.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 암모늄염은, NH4Cl, (NH4)2MoS4 또는 이 둘 모두를 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the ammonium salt may be one containing NH 4 Cl, (NH 4 ) 2 MoS 4 or both.
일 측에 따를 때, 암모늄염의 종류에 따라서 나노 입자-그래핀 복합체를 결합하는 정전기적 인력이 달라질 수 있다.According to one side, depending on the type of the ammonium salt, the electrostatic attraction of the nanoparticle-graphene complex may vary.
일 측에 따를 때, 상기 NH4Cl, (NH4)2MoS4 또는 이 둘 모두는 상기 나노 입자와 효과적으로 리간드 치환하여 무기물질로 효과적으로 전환될 수 있으며 산화 그래핀의 양전하와 우수한 정전기적 인력을 통해 결합하면서도, 크기가 너무 크지 않아서 두 입자 고유의 물성을 해치지 않을 수 있다.According to one side, the NH 4 Cl, (NH 4 ) 2 MoS 4 or both can be effectively converted into an inorganic material by effectively ligand substitution with the nanoparticles, and positive charge of graphene oxide and excellent electrostatic attraction Through bonding, the size is not too large, so that the properties of the two particles may not be impaired.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 제 3 분산 용매는 정제수(DIW) 또는 N-메틸포름아마이드(N-methylformamide, NMF)를 포함하고, 상기 제 4 분산 용매는, 헥산(hexane)을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the third dispersion solvent includes purified water (DIW) or N-methylformamide (N-methylformamide, NMF), and the fourth dispersion solvent comprises hexane (hexane) May be
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 제 3 분산액은 극성이고, 상기 제 4 분산액은 비극성인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the third dispersion may be polar, and the fourth dispersion may be non-polar.
일 측에 따를 때, 상기 제 3 분산액과 상기 제 4 분산액은 서로 다른 성질에 따라 서로 섞이지 않을 수 있다.According to one side, the third dispersion and the fourth dispersion may not be mixed with each other according to different properties.
일 측에 따를 때, 상기 제 3 분산액과 상기 제 4 분산액의 성질에 따라서 교반 단계에서 자성을 갖는 물질, 바람직하게는 자석 막대를 이용하여 상단층의 제 4 분산액의 나노 입자가 하단층의 제 3 분산액의 극성 용매로 넘어갈 때까지 효과적으로 교반할 수 있다.According to one side, according to the properties of the third dispersion and the fourth dispersion, the nanoparticles of the fourth dispersion of the upper layer using a magnetic material, preferably a magnetic rod, in the stirring step, the third layer of the lower layer It can be stirred effectively until the dispersion is passed to a polar solvent.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 알코올은, 이소프로필알코올(isopropylalcohol, IPA), 아세토나이트릴(acetonitrile) 및 에틸 아세테이트(ethyl acetate)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the alcohol may be one containing at least one selected from the group consisting of isopropyl alcohol (isopropylalcohol, IPA), acetonitrile, and ethyl acetate. .
일 측에 따를 때, 상기 알코올은 바람직하게는 이소프로필알코올일 수 있으며, 상기 이소프로필알코올은, 음이온 차이에 의한 산증을 발생시키지 않을 수 있다.According to one side, the alcohol may be preferably isopropyl alcohol, and the isopropyl alcohol may not cause acidosis due to anion difference.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 산화 그래핀 분산액과 상기 나노 입자 분산액을 혼합하는 단계에서, 상기 산화 그래핀 분산액과 상기 나노 입자 분산액의 중량비는 1 : 6 내지 1 : 10 인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in the step of mixing the graphene oxide dispersion and the nanoparticle dispersion, the weight ratio of the graphene oxide dispersion and the nanoparticle dispersion may be 1: 6 to 1: 10.
일 측에 따를 때, 상기 중량비가 1 : 6 미만일 경우에는 그래핀 모서리에 붙어있는 양이 너무 작아 원하는 복합체를 얻기 어려울 수 있으며, 1 : 10을 초과하는 경우에는 불순물의 양이 많아질 수 있다.According to one side, when the weight ratio is less than 1: 6, the amount attached to the edge of graphene may be too small to obtain a desired composite, and when it exceeds 1: 10, the amount of impurities may increase.
일 측에 따를 때, 상기 수치 범위내의 조성비를 갖는 경우, 산화 그래핀 분산액과 나노 입자 분산액의 혼합에 의해 그래핀 각 층의 가장자리에 효과적으로 음전하를 띄는 나노 입자가 결합될 수 있다.According to one side, when having a composition ratio within the above numerical range, nanoparticles having a negative charge can be effectively bound to the edge of each layer of graphene by mixing the graphene oxide dispersion and the nanoparticle dispersion.
일 측에 따를 때, 상기 산화 그래핀 분산액과 상기 나노 입자 분산액의 중량비는 바람직하게는 1 : 8 일 수 있다.According to one side, the weight ratio of the graphene oxide dispersion and the nanoparticle dispersion may be preferably 1: 8.
본 발명의 또 다른 측면의 일 실시예에 따른, 나노 입자-그래핀 복합체는, 전술한 일 실시예에 따라 제조된 것을 포함한다.According to one embodiment of another aspect of the present invention, the nanoparticle-graphene composite includes one manufactured according to the above-described embodiment.
일 측에 따를 때, 상기 전술한 일 실시예에 따라 제조된 나노 입자-그래핀 복합체는, 나노 입자와 그래핀 각각의 소재 특성을 살리면서도, 간이한 방법으로 강하게 결합하여 제공될 수 있으며, 다양한 크기와 그에 따른 특성에 따른 복합체를 제공할 수 있다.According to one side, the nanoparticle-graphene composite prepared according to the above-described embodiment may be provided by strongly combining in a simple manner while utilizing material properties of the nanoparticles and graphene, and various It is possible to provide a complex according to the size and the characteristics thereof.
이하, 실시예 및 비교예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by examples and comparative examples.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are only for illustrating the present invention, and the contents of the present invention are not limited to the following examples.
실시예 . 나노 입자-그래핀 복합체의 제조Example. Preparation of nanoparticle-graphene complex
1.One. Exfoliated graphene(EG)을 PEI로 기능화하는 단계Step to functionalize exfoliated graphene (EG) into PEI
이 때, 상기 기능화는 산화 그래핀의 가장자리를 양이온을 띄는 카르복실기로 개질시키는 단계를 의미하며, 본 명세서에서 '산화 그래핀 분산액을 제조하는 단계'에 해당할 수 있다.At this time, the functionalization means a step of modifying the edge of the graphene oxide to a carboxyl group having a cation, and may correspond to the step of preparing a dispersion of graphene oxide in the present specification.
① 50 ml 정제수에 분산시킨 5 mg의 EG와 50 ml 정제수에 분산시킨 PEI (1 부피%)를 200 ml 플라스크에 넣는다.① 5 mg of EG dispersed in 50 ml purified water and PEI (1% by volume) dispersed in 50 ml purified water are placed in a 200 ml flask.
② 60 ℃까지 가열한 후 12시간 동안 온도를 유지한다.② After heating to 60 ℃, maintain the temperature for 12 hours.
③ 상온(25 ℃)까지 냉각 시킨 뒤, PEI가 코팅된 EG는 7830 rpm의 속도로 20분 동안 원심 분리하여 얻을 수 있다. 이러한 Washing 과정은 3번 반복한다.③ After cooling to room temperature (25 ℃), PEI coated EG can be obtained by centrifugation for 20 minutes at a speed of 7830 rpm. This washing process is repeated three times.
④ 최종 결과물은 정제수 또는 N-Methyl formamide (NMF) 10 ml (0.5 mg/ml)에 다시 분산시킨다.④ The final result is redispersed in purified water or 10 ml (0.5 mg / ml) of N-Methyl formamide (NMF).
2.2. 나노 입자 표면 음이온 (ClNanoparticle surface anion (Cl -- or MoS or MoS 44 2-2- )으로 치환하는 단계)
이 때, 상기 치환은 나노 입자를 음이온을 띄는 작용기로 개질시키는 단계를 의미하며, 본 명세서에서 '나노 입자 분산액을 제조하는 단계'에 해당할 수 있다.At this time, the substitution refers to the step of modifying the nanoparticles to functional groups having an anion, it may correspond to the 'step of preparing a nanoparticle dispersion' in the present specification.
① 3ml 정제수 또는 NMF에 분산시킨 90 mg의 NH4Cl (또는 (NH4)2MoS4) 와 2 ml Hexane에 분산시킨 40 mg의 나노 입자를 10 ml vial에 넣는다.① Add 90 mg of NH4Cl (or (NH4) 2MoS4) dispersed in 3 ml purified water or NMF and 40 mg of nanoparticles dispersed in 2 ml Hexane into a 10 ml vial.
② 서로 섞이지 않는 두 용액을 자석 막대를 이용하여 상단층의 나노 입자가 하단층의 극성 용매로 넘어갈 때까지 교반 한다. ② Two solutions that are not mixed with each other are stirred using a magnetic rod until the nanoparticles in the upper layer pass to the polar solvent in the lower layer.
③ 리간드 치환이 완료된 뒤, 상단층의 Hexane은 버린다. 그리고 하단층의 용액에 9 ml의 isopropanol(IPA)를 첨가하고 7000 rpm의 속도로 5분 동안 원심 분리하여 Cl- 또는 MoS42-리간드가 붙어있는 나노 입자를 얻을 수 있다. 남아있는 리간드를 제거하기 위해 Washing 과정은 3번 반복한다.③ After ligand substitution is completed, the Hexane in the upper layer is discarded. Then, 9 ml of isopropanol (IPA) was added to the solution of the lower layer and centrifuged for 5 minutes at a speed of 7000 rpm to obtain nanoparticles with Cl- or MoS42-ligand. The washing process is repeated 3 times to remove the remaining ligand.
④ 최종 결과물(Cl- 또는 MoS42-로 치환된 나노 입자)은 정제수 또는 NMF 3 ml에 다시 분산시킨다.④ The final product (Cl- or MoS42- substituted nanoparticles) is redispersed in purified water or 3 ml of NMF.
3.3. 나노 입자-그래핀(EG) 복합체 제조 단계Nanoparticle-graphene (EG) complex manufacturing step
① 나노 입자와 EG의 복합체 제조를 위하여, 나노 입자와 EG를 8 : 1의 무게 비율로 섞는다.① In order to prepare a composite of nanoparticles and EG, nanoparticles and EG are mixed in a weight ratio of 8: 1.
② 나노 입자와 EG의 혼합물을 자석 막대를 이용하여 교반 한다. 이 과정은 1일이 소요된다.② The mixture of nanoparticles and EG is stirred using a magnetic rod. This process takes 1 day.
③ 최종적으로 두 혼합물에 3배의 IPA를 첨가한 뒤 7000 rpm의 속도로 5분동안 원심 분리하여, 나노 입자와 EG의 복합체를 얻을 수 있다. 이는 극성 용매(정제수 또는 NMF)에 다시 분산시킨다.③ Finally, 3 times IPA is added to the two mixtures, followed by centrifugation for 5 minutes at a speed of 7000 rpm to obtain a composite of nanoparticles and EG. It is redispersed in a polar solvent (purified water or NMF).
상기 실시예에 따라서 제조된 나노 입자-그래핀 복합체 구조체의 단면은 하기의 도 1에 따라, 그래핀의 가장자리에 음전하가 치환된 나노 입자가 붙어 있는 형태이다.The cross-section of the nanoparticle-graphene composite structure prepared according to the embodiment is in the form of nanoparticles in which negative charges are substituted on the edge of graphene according to FIG. 1 below.
하기의 도 2는, 나노 입자-그래핀 복합 구조체의 제조방법의 공정도이다.2 is a process chart of a method of manufacturing a nanoparticle-graphene composite structure.
하기의 도3은, 나노 입자와 그래핀의 복합체를 제조하는 공정에서, 나노 입자에 음이온을 치환하는 과정에 관한 그림으로, organics-capped nanoparticle을 리간드 치환하여 나노 입자의 표면에 Cl- 또는 MoS4 2- 가 치환된 inorganic-capped nanoparicles로 변환되는 그림이다.Figure 3 below, in the process of manufacturing a composite of nanoparticles and graphene, is a picture of the process of substituting anions for nanoparticles, ligand-substituting organics-capped nanoparticles for Cl - or MoS 4 on the surface of nanoparticles This is a picture where 2- is converted into substituted inorganic-capped nanoparicles.
하기의 도4는, 나노 입자와 그래핀의 복합체를 제조하는 공정에서, 박리-그래핀(EG)에 양이온을 치환하는 과정에 관한 그림으로, EG 가장자리의 카르복실기에 PEI를 첨가하여 양전하를 띄는 PEI-EG로 변환하는 과정이다.Figure 4, below, in the process of manufacturing a composite of nanoparticles and graphene, is a picture of the process of substituting cations in exfoliation-graphene (EG), PEI showing positive charge by adding PEI to the carboxyl group at the edge of EG This is the process of conversion to -EG.
하기의 도 5의 경우, a는 리간드 치환 후의 Au 나노 입자, b는 리간드 치환 후의 PbS 나노 입자, c는 리간드 치환 후의 CdSe 나노 입자, d는 리간드 치환 후의 CdS 나노 플레이트를 나타낸 TEM 이미지이다.In the case of FIG. 5 below, a is a TEM image showing Au nanoparticles after ligand substitution, b is PbS nanoparticles after ligand substitution, c is CdSe nanoparticles after ligand substitution, and d is CdS nanoplates after ligand substitution.
하기의 도 6은, 상기 도3의 a 내지 d의 나노 입자뿐만 아니라 FeCo 나노 입자에 Cl-이온을 리간드 치환한 것과 PEI로 기능화 한 EG의 각각의 제타 포텐셜 값을 나타내는 것으로, 나노 입자와 EG간의 결합시 정전기적 인력 상호관계를 나타낼 수 있다.6 below shows the zeta potential values of each of the EG functionalized with PEI and the ligand substitution of Cl - ions in FeCo nanoparticles as well as the nanoparticles of a to d of FIG. 3, between nanoparticles and EG When combined, it can represent the electrostatic attraction interaction.
하기의 도 7의 경우, a는 Au 나노 입자-EG 복합체, b는 PbS 나노 입자-EG 복합체, c는 CdSe 나노 입자-EG 복합체, d는 CdS 나노 플레이트-EG 복합체, e는 FePt 나노 입자-EG 복합체 및 f는 Bi 나노 입자-EG 복합체를 나타낸 TEM 이미지이다.In the case of FIG. 7 below, a is Au nanoparticle-EG complex, b is PbS nanoparticle-EG complex, c is CdSe nanoparticle-EG complex, d is CdS nanoplate-EG complex, e is FePt nanoparticle-EG The complex and f are TEM images showing the Bi nanoparticle-EG complex.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.As described above, although the embodiments have been described by a limited embodiment and drawings, those skilled in the art can make various modifications and variations from the above description. For example, even if the described techniques are performed in a different order than the described method, and / or the described components are combined or combined in a different form from the described method, or replaced or replaced by another component or equivalent Appropriate results can be achieved. Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
100 : 산화 그래핀 분산액 제조 단계
200 : 나노 입자 분산액 제조 단계
300 : 산화 그래핀 분산액 및 나노 입자 분산액 혼합 단계
400 : 혼합된 분산액 교반 단계
500 : 알코올 첨가 및 원심 분리 단계
600 : 나노 입자-그래핀 복합체 수득 단계100: graphene oxide dispersion manufacturing step
200: nanoparticle dispersion preparation step
300: mixing step of graphene oxide dispersion and nanoparticle dispersion
400: mixed dispersion stirring step
500: alcohol addition and centrifugation step
600: step of obtaining a nanoparticle-graphene complex
Claims (16)
나노 입자 분산액을 제조하는 단계;
상기 산화 그래핀 분산액과 상기 나노 입자 분산액을 혼합하는 단계;
상기 혼합된 분산액을 교반하는 단계; 및
나노 입자-그래핀 복합체를 수득하는 단계;
를 포함하고,
상기 산화 그래핀은 가장자리에 양전하를 띄는 것이고,
상기 나노 입자는 음전하를 띄는 것인,
나노 입자-그래핀 복합체의 제조방법.Preparing a graphene oxide dispersion;
Preparing a nanoparticle dispersion;
Mixing the graphene oxide dispersion and the nanoparticle dispersion;
Stirring the mixed dispersion; And
Obtaining a nanoparticle-graphene complex;
Including,
The graphene oxide is a positive charge on the edge,
The nanoparticles will have a negative charge,
Method for preparing nanoparticle-graphene complex.
상기 나노 입자는, 자성 입자, 금속 입자, 반도체 입자 및 산화물 입자로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인,
나노 입자-그래핀 복합체의 제조방법.According to claim 1,
The nanoparticles include magnetic particles, metal particles, semiconductor particles, and at least one selected from the group consisting of oxide particles.
Method for preparing nanoparticle-graphene complex.
상기 나노 입자는, 2.5 nm 내지 30 nm 인 것인,
나노 입자-그래핀 복합체의 제조방법.According to claim 1,
The nanoparticles will be 2.5 nm to 30 nm,
Method for preparing nanoparticle-graphene complex.
상기 교반하는 단계 이후에,
상기 교반된 분산액에 알코올을 첨가하고, 원심분리 하는 단계;를 더 포함하는,
나노 입자-그래핀 복합체의 제조방법.According to claim 1,
After the stirring step,
Further comprising the step of adding alcohol to the stirred dispersion, and centrifuged;
Method for preparing nanoparticle-graphene complex.
상기 나노 입자-그래핀 복합체는,
상기 나노 입자의 음전하와 상기 산화 그래핀 가장자리의 양전하 간의 정전기적 인력을 이용하여 결합하여,
상기 산화 그래핀의 가장자리에 상기 나노 입자가 결합되어 형성되는 것인,
나노 입자-그래핀 복합체의 제조방법.According to claim 1,
The nanoparticle-graphene complex,
Combined by using an electrostatic attraction between the negative charge of the nanoparticles and the positive charge at the edge of the graphene oxide,
The nanoparticles are formed by bonding the edges of the graphene oxide,
Method for preparing nanoparticle-graphene complex.
상기 산화 그래핀은,
그래핀의 경계 또는 모서리가 선택적으로 산화된 박리-그래핀(exofoliated graphene, EG)을 포함하는 것인,
나노 입자-그래핀 복합체의 제조방법.According to claim 1,
The graphene oxide,
The boundary or edge of the graphene is to include an optionally oxidized exfoliated graphene (EG),
Method for preparing nanoparticle-graphene complex.
상기 산화 그래핀 분산액을 제조하는 단계는,
제 1 분산 용매 대비 5 부피% 내지 15 부피%의 산화 그래핀을 분산시켜서 제 1 분산액을 형성하는 단계;
제 2 분산 용매 대비 0.1 부피% 내지 10 부피%의 아민기(amine) 또는 이민기(imine) 전구체를 분산시켜서 제 2 분산액을 형성하는 단계; 및
상기 제 1 분산액 및 상기 제 2 분산액을 혼합하는 단계;
를 포함하는 것인,
나노 입자-그래핀 복합체의 제조방법.According to claim 1,
The step of preparing the dispersion of graphene oxide,
Dispersing 5 to 15% by volume of graphene oxide relative to the first dispersion solvent to form a first dispersion;
Forming a second dispersion by dispersing an amine or imine precursor of 0.1% to 10% by volume relative to the second dispersion solvent; And
Mixing the first dispersion and the second dispersion;
That includes,
Method for preparing nanoparticle-graphene complex.
상기 제 1 분산액 및 상기 제 2 분산액을 혼합하는 단계는,
상기 제 1 분산액 중의 산화 그래핀의 카르복실기(-COOH)와 상기 제 2 분산액의 전구체의 아민기(-NH2) 또는 이민기(-C=NH) 간의 반응을 포함하는 것인,
나노 입자-그래핀 복합체의 제조방법.The method of claim 7,
Mixing the first dispersion and the second dispersion,
Including the reaction between the carboxyl group (-COOH) of graphene oxide in the first dispersion and the amine group (-NH 2 ) or imine group (-C = NH) of the precursor of the second dispersion,
Method for preparing nanoparticle-graphene complex.
상기 아민기 또는 이민기 전구체는,
폴리에틸렌이민(polyethyleneimine, PEI), 폴리(N-이소프로필아크릴아마이드)(poly(N-isopropylacrylamide)) 및 폴리아크릴아마이드(polyacrylamide)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인,
나노 입자-그래핀 복합체의 제조방법.The method of claim 7,
The amine group or imine group precursor,
It includes at least one selected from the group consisting of polyethyleneimine (PEI), poly (N-isopropylacrylamide) and polyacrylamide.
Method for preparing nanoparticle-graphene complex.
상기 나노 입자 분산액을 제조하는 단계는,
제 3 분산 용매 대비 200 부피% 내지 400 부피%의 암모늄염을 분산시켜서 제 3 분산액을 형성하는 단계;
제 4 분산 용매 대비 100 부피% 내지 300 부피%의 나노 입자를 분산시켜서 제 4 분산액을 형성하는 단계;
상기 제 3 분산액과 상기 제 4 분산액을 교반하여 리간드 치환하는 단계; 및
알코올을 첨가한 후 원심 분리하는 단계;
를 포함하는 것인,
나노 입자-그래핀 복합체의 제조방법.According to claim 1,
The step of preparing the nanoparticle dispersion,
Dispersing 200% to 400% by volume of ammonium salt relative to the third dispersion solvent to form a third dispersion;
Forming a fourth dispersion by dispersing 100% to 300% by volume of nanoparticles relative to the fourth dispersion solvent;
Agitating the third dispersion and the fourth dispersion to replace the ligand; And
Centrifuging after adding alcohol;
That includes,
Method for preparing nanoparticle-graphene complex.
상기 암모늄염은,
NH4Cl, (NH4)2MoS4 또는 이 둘 모두를 포함하는 것인,
나노 입자-그래핀 복합체의 제조방법.The method of claim 10,
The ammonium salt,
NH 4 Cl, (NH 4 ) 2 MoS 4 or both,
Method for preparing nanoparticle-graphene complex.
상기 제 3 분산 용매는 정제수(DIW) 또는 N-메틸포름아마이드(N-methylformamide, NMF)를 포함하고,
상기 제 4 분산 용매는, 헥산(hexane)을 포함하는 것인,
나노 입자-그래핀 복합체의 제조방법.The method of claim 10,
The third dispersion solvent includes purified water (DIW) or N-methylformamide (NMF),
The fourth dispersion solvent, which contains hexane (hexane),
Method for preparing nanoparticle-graphene complex.
상기 제 3 분산액은 극성이고, 상기 제 4 분산액은 비극성인 것인,
나노 입자-그래핀 복합체의 제조방법.The method of claim 10,
The third dispersion is polar, and the fourth dispersion is non-polar,
Method for preparing nanoparticle-graphene complex.
상기 알코올은,
이소프로필알코올(isopropylalcohol, IPA), 아세토나이트릴 (acetonitrile) 및 에틸 아세테이트 (ethyl acetate)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인,
나노 입자-그래핀 복합체의 제조방법.The method of claim 10,
The alcohol,
It includes at least one selected from the group consisting of isopropyl alcohol (IPA), acetonitrile (acetonitrile) and ethyl acetate (ethyl acetate),
Method for preparing nanoparticle-graphene complex.
상기 산화 그래핀 분산액과 상기 나노 입자 분산액을 혼합하는 단계에서,
상기 산화 그래핀 분산액과 상기 나노 입자 분산액의 중량비는 1 : 6 내지 1 : 10 인 것인,
나노 입자-그래핀 복합체의 제조방법.According to claim 1,
In the step of mixing the graphene oxide dispersion and the nanoparticle dispersion,
The weight ratio of the dispersion of the graphene oxide and the dispersion of nanoparticles is 1: 6 to 1: 10,
Method for preparing nanoparticle-graphene complex.
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