화학공학소재연구정보센터
학회 한국재료학회
학술대회 2005년 가을 (11/10 ~ 11/11, 한양대학교)
권호 11권 2호
발표분야 나노 및 생체재료
제목 Titanium isopropoxide를 이용한 Au/TiO2 core-shell 구조 나노입자의 합성
초록 Core-shell 구조 나노 단분산 입자는 수 십 nm 크기의 미립자인 핵을 중심으로 ~100nm 두께의 산화물 층을 가지며 입자의 크기와 형태가 모두 동일한 나노입자를 말한다. 이 core-shell 복합 나노입자는 metal colloid의 안정화 및 기능성 부여의 목적으로 합성되고 있다. Au/TiO2 구조를 갖는 core-shell 나노 입자는 금속 나노입자의 내구성 및 용액중 재분산성을 향상시킬 뿐만 아니라 Au 또는 Au/SiO2 나노 입자와는 색다른 광학적 특성 및 촉매 특성을 나타낼 것으로 기대되고 있다.
본 연구에서는 titanium(Ⅳ) isopropoxide (TIPO)와 triethanolamine (TEOA)의 혼합용액을 TiO2 stock solution으로 사용하였고, HAuCl4•4H2O 와 C6H5Na3•2H2O를 사용하여 Au colloid를 제조하였다. Au와 TiO2의 친화력을 향상시키기 위한 coupling agent로는 mercaptoundecanoic acid(MUA)를 선택하였다. Au/TiO2 core-shell 구조 나노 입자는 합성된 Au colloid와 TiO2 stock solution의 가수분해로부터 합성 하였다. 이때 stock solution의 농도 및 합성 온도를 변화시켜 입자의 형상에 미치는 영향을 Transmission Electron Microscope(TEM)과 UV-VIS spectrometer로 조사하였다.
본 실험에서 얻은 Au core 입자의 크기가 15nm이고 TiO2 shell의 두께가 10nm 정도 되는 Au/TiO2 core-shell 구조 나노입자를 합성할 수 있었고, TiO2 shell의 영향으로 Au colloid의 absorption peak가 2~3nm 정도 blue-shift 현상이 발생했다. 그러나 TiO2 shell의 형성시 Au 입자가 서로 응집하는 현상을 나타내었다. 합성 조건으로는 stock solution의 TIPO의 농도가 50μM~25μM이고 합성 반응온도가 80℃일때 가장 우수한 TiO2 shell을 얻을수 있었다. 합성된 TiO2 shell은 anatase에 가까운 비정질 형태의 결정구조를 갖고 있었다.
저자 권현우1, 김정호1, 박형호1, 윤정모1, 유연태1, 김병규2
소속 1전북대, 2지질자원 (연)
키워드 Core-shell; Nanoparticle; Synthesis
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