[무기화학실험 A+] Gold Nanoparticle catalyzed Reduction of 4-Nitrophenol 예비보고서

I. 실험제목
: Gold Nanoparticle catalyzed Reduction of 4-Nitrophenol

II. 날짜 및 시간
:

III. 실험자, 공동실험자
:

IV. 실험목적
- 지름이 8nm, 17nm, 그리고 37nm 크기의 gold nanoparticle를 이용하여 4-nitrophenol을 4-aminophenol로 환원시킨다.
- UV/Vis 스펙트럼을 분석하여 촉매로서 사용되는 gold nanoparticle의 크기에 따른 반응성을 확인한다.
V. 실험원리
1. Gold nanparticle
나노(nano, n)는 SI 단위계에서 10-9을 나타내는 접두어이며, 나노입자란 입자 크기가 수 nm에서 수백 nm의 범주에 속하는 입자를 의미한다. 나노입자는 크기왿� 모양에 따라 성질이 변화하고 입자가 큰 물질들에 비해 뛰어난 광학적, 화학적, 물리적 특성을 가진다. 또한, 나노 물질은 같은 원자로 구성된 bulk 물질에서는 보이지 않는 화학적, 물리적 성질을 보인다. 금 나노입자는 콜로이드성 금으로 직경이 100nm 이하인 금 입자가 물에 분산되어 있는 것이다.

* Gold nanparticle 특징
① 나노 입자는 SPR 현상에 의해 특정 파장의 빛을 띠게 되며, 양자점 효과에 의해 입자 크기에 따라 다른색을 띠게 된다. 입자가 커질수록 최대흡광도가 장파장으로 이동하는 red-shift가 일어나 크기에 따라 색이 변한다.
⇒ 금 나노입자는 완전한 구 모양이 아니라 불규칙한 모양으로 되어있고, 각각의 모양과 크기에 따라 상태가 다르며 입자의 크기에 따라 다른 색을 나타낸다. 20nm 정도의 크기는 붉은색을 나타내지만 100nm 이상에서는 크기가 클수록 단파장의 색을 낸다는 대표적인 특징이 있다.
➁ 입자의 크기에 따라 녹는점이 변한다.
⇒ 결정의 크기가 작아지면 전체 원자에 대한 표면 원자의 비가 크게 증가하며 이러한 결과는 물질의 열역학적 성질(녹는점내림, 상전이)에 큰 변화를 일으키게 된다.