서강대 화공생명공학실험1 A+ < 콜로이드 나노 입자의 안정성 > 레포트

소개

Pre와 Main 레포트가 합쳐진 통합본입니다.
레포트 총점 1등으로 "A+" 받았습니다.
해당 레포트 감점없이 만점 받았습니다.

목차

<Pre-Report>
Ⅰ. 실험 목적
Ⅱ. 배경 이론
Ⅲ. 유의사항
Ⅴ. References

<Main Report>
Ⅰ. 실험 방법
Ⅱ. Data & Results
Ⅲ. Discussion
Ⅳ. Conclusion
Ⅴ. References

본문내용

Ⅰ. 실험 목적
구리 나노 입자(Cu NP)를 합성한다. 분광학을 이용하여 UV absorbance와 Size distribution을 측정한다. 이를 통해 Cu NP 콜로이드의 안정성을 분석한다.
Ⅱ. 배경 이론
1. 콜로이드
콜로이드는 수 nm부터 수 μm 사이의 크기를 가진 입자가 다른 물질에 분산된 혼합물이다. 완전히 용해되지 않아 입자가 용매에 떠다니는 상태이며, 수용액에서 전하에 의해 분산된다. 틴들 산란, Brown 운동, 흡착이 콜로이드의 대표적 특징이다. 분산계는 미세한 입자가 다른 매질에 흩어진 물질계이고, 분산질은 분산된 입자, 분산매는 분산질을 둘러싼 물질이다. 콜로이드 분산계는 최소 2개 이상의 상으로 구성되며 분산질과 분산매의 상에 따라 분류된다. 이번 실험에서 합성할 Cu NP는 분산질은 고체, 분산매는 액체 수용액이므로 Sol(졸)이다.

<중 략>

Ⅳ. Conclusion
이번 실험에서는, Di water, KI, CuSO4, NaBH4 를 첨가하여 Cu NP 합성 반응을 진행한 결과, 붉은색 용액을 얻을 수 있었다. 이후 일부를 공기에 노출해 산화시키고, H2SO4 를 첨가해 응집시켰다. 산화된 Cu NP 는 노란색, 응집된 Cu NP 는 검은색을 띠는 것을 확인했다. 색 변화 외에도 UV-Vis Spectrum 으로 fresh Cu NP 용액을 분석한 결과, 약 550nm 에서의 강한 흡광을 확인하여 LSPR 을 일으키는 Cu NP 가 성공적으로 합성되었다고 판단했다. DLS 를 이용하여 size 를 특정한 결과, fresh Cu NP 는 10~100nm 사이에서, 응집된 Cu NP 는 400~1000nm 사이의 분포를 가지는 것으로 보아 합성한 물질이 Cu NP 임을 확신했다. 실험 종료 후, 반응물 시약 별 첨가 순서와 농도를 반드시 지켜야 하는 이유에 대해 분석했다.

참고자료

· 서강대학교 화공생명공학과, 콜로이드 나노 입자의 안정성 (Stability of Colloidal Nanoparticles), 서강대학교, 2022, pp. 1~8
· 강문성, 콜로이드 나노 입자의 안정성(Stability of Colloidal Nanoparticles), 서강대학교, 2022, pp. 3~11
· David W. Oxtoby, 옥스토비의 일반화학 제7판, CENGAGE Learning, 2014, pp. 504~505
· Peter Atkins, Physical Chemistry 10th, Oxford university press academ, 2014, pp. 714~716
· 조금실, 신진섭, 김중현, 입자 크기 분석 원리 및 연구 동향, Polymer Science and Technology, Vol.15, No.2, 2004, pp. 198~207
· Butte SM, Waghuley SA, Optical properties of Cu2O and CuO, AIP Conference Proceedings 2220, 2020, pp. 1~5
· Markin AV, Markina NE, Experimenting with Plasmonic Copper Nanoparticles To demonstrate Color Changes and Reactivity at the Nanoscale, Saratov State University, J.Chem Educ Vol.96, 2019, pp. 1439-1440