(A+만점레포트)[화공생물공학단위조작실험2] 6.금 나노 입자 합성(결과)

소개

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목차

1. 시약 세부
2. 결과
3. 고찰
Reference

본문내용

<중 략>

염화 금산은 대표적인 금 무기 화합물로, 노란색의 고체 상태를 띠며, 물을 비롯해 알코올, 에테르, 에스터, 케톤 등 산소가 포함된 다양한 용매에 잘 용해된다. 열을 가할 경우 염화 수소(HCl)를 방출하며, 이 과정에서 삼염화금(AuCl₃)으로 전환된다. 이 화합물은 금속 정제 시 다른 금 화합물 또는 중간체를 제조하는 전구체로 주로 사용된다. 또한, 전기분해 공정에서 고순도 금을 생산하는 데 전해질로 사용되며, 금 나노 입자(Gold nanoparticles)를 합성할 때의 원료로도 널리 활용된다. 염화 금산은 시트르산(citric acid)과 반응할 경우, 환원 반응을 통해 금 나노 입자가 형성되며, 이때 용액의 색은 붉게 변한다. 일반적으로 생성된 금 나노 입자는 약 520nm 부근에서 최대 흡광도를 나타내며, 이는 입자의 표면 플라즈몬 공명 특성과 관련이 있다.
구연산 나트륨 이수화물(Sodium citrate dihydrate)은 C₆H₅Na₃O₇·nH₂O(n=0, 2, 5)의 화학식을 가지며, 시트르산염과 나트륨염의 수화 반응으로 생성되는 백색 결정성 분말이다. 주로 식품 산업에서는 산도 조절제 또는 유화제로 사용되며, 의약 분야에서는 혈액 응고를 억제하는 목적으로도 활용된다. 특히, 금 나노 입자의 합성 과정에서는 환원제(reducing agent), 계면활성제(surfactant), 염기(base)로서 중요한 역할을 수행한다. 구연산 나트륨의 농도가 높을수록 생성되는 입자의 크기를 더 균일하게 제어할 수 있으며, 용액의 pH를 약 7.5로 조절할 경우, 금 이온이 입자 표면에서 환원되기 쉬운 환경이 조성되어 더욱 일정한 크기의 나노 입자가 형성된다.

참고자료

· 동국대학교 교수진, “화공생물공학 단위조작실험2”, 동국대학교, 2025, pp.50-53.
· 송지은 외 2인, “고분자를 활용한 플라즈몬 나노 입자의 회합구조 및 광특성 제어”, Polymer Science and Technology Vol25, No3, 2014, pp.232-238.
· 강애연, “Citrate의 역할이 금 나노입자의 크기분포에 미치는 영향”, 국내석사학위논문 과학기술 연합대학원대학교, 2013, pp.4-13.
· 김효정 외 2인, “입자 크기 분포가 금 콜로이드의 광학 성질에 미치는 영향에 대한 이론 연구”, Journal of the Korean Chemical Society Vol51 No5, 2007, pp.407.
· 이준웅, “기능성 나노입자”, 한국군사과학기술학회지 vol11 No5, 2008, pp.71-81.
· W. Macyk., “How to Correctly Determine the Band Gap Energy of Modified Semiconductor Photocatalysts Based on UV−Vis Spectra.”, Phys. Chem. Lett, 2018, pp.6814-6817.