KR100771848B1 - 단분산성의 고결정성 탄소 나노튜브 및 그 제조방법 - Google Patents

단분산성의 고결정성 탄소 나노튜브 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100771848B1
KR100771848B1 KR1020020086571A KR20020086571A KR100771848B1 KR 100771848 B1 KR100771848 B1 KR 100771848B1 KR 1020020086571 A KR1020020086571 A KR 1020020086571A KR 20020086571 A KR20020086571 A KR 20020086571A KR 100771848 B1 KR100771848 B1 KR 100771848B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
carbon nanotubes
producing
metal nanoparticle
monodisperse
crystalline carbon
Prior art date
Application number
KR1020020086571A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20040060053A (ko
Inventor
박철완
Original Assignee
전자부품연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 전자부품연구원 filed Critical 전자부품연구원
Priority to KR1020020086571A priority Critical patent/KR100771848B1/ko
Publication of KR20040060053A publication Critical patent/KR20040060053A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100771848B1 publication Critical patent/KR100771848B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15—Nano-sized carbon materials
    • C01B32/158—Carbon nanotubes
    • C01B32/16—Preparation
    • C01B32/162—Preparation characterised by catalysts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/02—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
    • B01J31/12—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides containing organo-metallic compounds or metal hydrides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F9/00—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments
    • D01F9/08—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments of inorganic material
    • D01F9/12—Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/133—Electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13—Energy storage using capacitors

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

본 발명은 균일한 단분산성의 고결정성 탄소 나노튜브 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 균일한 크기와 형상을 가진 촉매 입자를 제조하여 이 촉매를 이용한 촉매 열분해법을 이용함으로써 단분산성 d002 0.34nm 미만의 고결정성 탄소 나노튜브를 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 단분산성의 고결정성 탄소 나노튜브 및 그 제조방법은 M(CO)x(이 때, M=금속)의 조성을 가지는 원료물질과 탄화수소 화합물을 환류(reflux) 반응시켜 균일한 금속 나노입자 촉매를 생성시키는 단계; 상기 금속 나노입자 촉매를 일차 산화시킨 후 재환원시키는 단계; 상기 금속 나노입자 촉매를 일산화탄소 가스가 포함된 혼합가스에서 촉매 열분해법을 이용하여 탄소 나노튜브를 제조하는 단계; 및 상기 탄소 나노튜브를 상온으로 냉각하여 회수하는 단계로 이루어진 단분산성의 고결정성 탄소 나노튜브의 제조방법에 의해 달성된다.
따라서, 본 발명의 단분산성의 고결정성 탄소 나노튜브 및 그 제조방법은 촉매 열분해법을 이용하여 다양한 현상을 가지는 대량의 탄소 나노튜브를 제조함으로써 양산 스케일업에 일조할 수 있고, 상기 촉매 열분해법에 사용되는 촉매의 원료와 제조 조건을 제어하여 균일한 금속 나노입자 촉매를 제조함으로써 순도와 균일도가 높은 탄소 나노튜브를 제조할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의해 제조된 탄소 나노튜브는 리튬 이온 이차전지, 리튬 이온 폴리머 이차전지 또는 전기이중층 커패시터의 극판, FED의 에미터 등으로 이용이 가능하다.
탄소 나노섬유, 탄소 나노튜브, 촉매 열분해법

Description

단분산성의 고결정성 탄소 나노튜브 및 그 제조방법{Monodispersed highly crystallized carbon nanotubes and there's manufacturing method}
도 1은 본 발명에 의한 탄소 나노섬유와 탄소 나노튜브의 제조방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 2는 본 발명에 의해 제조된 판형(platelet) 탄소 나노섬유를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 의해 제조된 튜브형(tubular) 탄소 나노튜브를 나타낸 것이다.
본 발명은 단분산성의 고결정성 탄소 나노튜브 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 균일한 크기와 형상을 가진 촉매 입자를 제조하여 이 촉매를 이용한 촉매 열분해법을 이용함으로써 단분산성의 d002 0.3400㎚ 미만의 고결정성 탄소 나노튜브를 제조하는 방법에 관한 것이다.
탄소 나노섬유와 탄소 나노튜브의 용어는 현재로서는 혼재되어 사용되고 있는데, 재료 역사적인 관점에서 탄소 나노튜브는 아크 방전법으로 플러렌(fullerene)의 제조시 부산물로 획득된 소재이며, 탄소 나노섬유는 T.Baker가 보고한 탄소 마이크로 섬유의 개량품에서 왔다고 볼 수 있다. 탄소 나노섬유는 형상으로 분류가 되기도 하는데, 판형(platelet), 산형(herring bone), 튜브형(tubular)이 대표적인 형상으로서 이 중의 튜브형의 형태가 다층형 탄소 나노튜브(Multi-Walled Carbon Nanotube, MWCNT)로 분류되기도 한다.
종래의 탄소 나노섬유 또는 탄소 나노튜브를 제조하는 방법으로는 아크 방전법(Arc Discharge)이 주류를 이루었으나 제조시에 플러렌 등의 불순물이 혼재되어 별도의 분리 공정을 필요로 하는 등의 단점이 제기되어, 이후로 레이저 법(Laser Ablation), 화학 기상 증착법(Chemical Vapor Deposition, 이하 CVD라 함) 및 촉매 열분해법(Pyrolysis) 등이 제시되었다. 아크 방전법의 단점을 해결하기 위해 제시된 레이저 법에 의해 다층형 탄소 나노튜브(Multi-Walled Carbon Nanotube, MWCNT) 뿐만 아니라 단층형 탄소 나노튜브(Single-Walled Carbon Nanotube, SWCNT)를 제조할 수 있는 길이 열렸으나, 아크 방전법과 함께 레이저 법에 의한 제조방법은 균일한 성상의 단분산성(monodispersed)의 탄소 나노섬유 및 탄소 나노튜브를 제조할 수는 있지만 제조장비가 고가일 뿐만 아니라 대량 생산이 불가능하여 산업용이 아 닌 연구용으로만 이용되고 있다. 따라서 현재 산업상으로 이용이 가능한 탄소 나노섬유 또는 탄소 나노튜브의 제조방법으로 가장 많이 이용되는 것은 화학 기상 증착법과 촉매 열분해법이다. 화학 기상 증착법(CVD)은 대량합성이 가능하고 수직배향 합성과 저온합성, 고순도 합성, 대면적 기판합성이 가능하지만 기판성장 이외의 벌크소재용으로는 적합하지 않다는 단점이 있다.
촉매 열분해법은 CVD법 중의 기상 성장법(Vapor phase growth)을 개량한 방법으로서, 기상 성장법이란 기판을 사용하지 않고 반응로 내부에 촉매금속 소오스와 탄화가스를 동시에 공급하여 반응로 내부 공간에서 기상 반응으로 탄소 나노섬유와 탄소 나노튜브를 제조하는 방법이다. 미국특허 제4,663,230호와 한국공개특허 2002-0040644호에서 촉매 열분해법에 의하여 탄소 나노섬유와 탄소 나노튜브를 동시에 제조할 수 있는 방법을 개시하였다. 이 때 사용되는 나노 스케일의 촉매에 따라 최종적으로 제조되는 탄소 나노섬유 및 탄소 나노튜브의 물성이 결정되는데, T. Hyeon, et al., J. Am. Chem. Soc., 123, 12798-12801(2001)와 Handbook of Nanostructured Materials and Nanotechnology, edited by H. S. Nalwa, Academic press, 2000. Chapter 1.에 Fe(CO)5를 원료로 하여 나노 사이즈의 Fe를 만드는 제법이 개시되어 있다.
그러나, 상기와 같은 종래의 촉매 열분해법은 표면에 열분해 탄소(Pyrocarbon, soot)가 많이 퍼져 있고, 구조의 균일성이 떨어져 물성이 열등하며 제조된 탄소 나노섬유나 탄소 나노튜브의 형상이 불규칙적인 단점이 있다. 또한 M(CO)x(이 때, M=금속)을 원료물질로 한 촉매를 사용한 경우에는 원하는 형상의 탄소 나노튜브를 얻기 위해서 공정조건이 복잡하고 부가적인 공정이 필요하다는 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 촉매 열분해법을 사용하여 탄소 나노튜브를 대량 제조하고, 이때 사용되는 촉매를 균일한 크기와 형상을 가지는 나노 사이즈의 입자가 되도록 제어 제조하여 사용함으로써 최종적으로 생산되는 탄소 나노튜브의 균일도와 순도를 높여 산업상으로 이용가능한 우수한 물성의 탄소 나노튜브를 대량으로 제조하는 방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.
본 발명의 단분산성의 고결정성 탄소 나노튜브 및 그 제조방법은 M(CO)x(이 때, M=금속)의 조성을 가지는 원료물질과 탄화수소 화합물을 환류(reflux) 반응시켜 균일한 금속 나노입자 촉매를 생성시키는 단계; 상기 금속 나노입자 촉매를 일차 산화시킨 후 재환원시키는 단계; 상기 금속 나노입자 촉매를 일산화탄소 가스가 포함된 혼합가스에서 촉매 열분해법을 이용하여 탄소 나노튜브를 제조하는 단계; 및 상기 탄소 나노튜브를 상온으로 냉각하여 회수하는 단계로 이루어진 단분산성의 고결정성 탄소 나노튜브의 제조방법에 의해 달성된다.
본 발명의 다른 목적은 M(CO)x(이 때, M=금속)의 조성을 가지는 원료물질과 탄화수소 화합물을 환류(reflux) 반응시켜 균일한 금속 나노입자 촉매를 생성시키는 제 1단계; 상기 제 1단계에서 생성된 금속 나노입자 촉매를 일산화탄소 가스가 포함된 혼합가스에서 촉매 열분해법을 이용하여 탄소 나노튜브를 제조하는 제 2단계 및 상기 제 2단계에서 만들어진 탄소 나노튜브를 상온으로 냉각하여 회수하는 제 3단계로 제조된 단분산성의 고결정성 탄소 나노튜브에 의해 달성된다.
본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본발명의 명세서에 첨부된 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.
삭제
삭제
먼저, 도 1은 본 발명에 의한 탄소 나노섬유와 탄소 나노튜브의 제조방법을 나타낸 플로우 차트이다.
즉, 본 발명에 의한 탄소 나노섬유와 탄소 나노튜브의 제조방법은 크게 4단계로 나누어 볼 수 있는데, 먼저 금속 나노입자 촉매를 제조하는 단계로서 M(CO)x(이 때, M=금속)의 조성을 가지는 원료물질과 탄화수소 화합물을 환류(reflux) 반응시켜 균일한 금속 나노입자 촉매를 생성시킨다. 그 다음 상기 금속 나노입자 촉매의 분포를 균일하기 위하여 금속 나노입자 촉매를 일차 산화시킨 후 재환원시킨다. 환원된 금속 나노입자 촉매를 일산화탄소 가스가 포함된 혼합가스에서 촉매 열분해법을 이용하여 탄소 나노섬유와 탄소 나노튜브 중 적어도 어느 하나 이상을 제조한 후 상온으로 냉각하여 회수하는 단계를 포함하여 이루어진다.
이 때 상기 제 1단계의 금속 나노입자 촉매의 원료물질인 M(CO)x의 M은 전이 금속으로서 철(Fe)이 대표적이며, 망간(Mn), 코발트(Co), 니켈(Ni), 주석(Sn), 실리콘(Si), 은(Ag), 백금(Pt), 텅스텐(W) 중의 어느 하나의 금속 또는 이들의 합금이 적용되고, 탄화수소 화합물로는 에테르, 에스테르, 헥산, 벤젠, 톨루엔, 헵탄 , 메탄올, 에탄올 중의 어느 하나를 포함하는 액상 탄화수소 화합물 또는 산소(O), 황(S), 질소(N)를 함유한 탄화수소 화합물에서 적어도 하나 이상이 선택된다. 이러한 원료물질을 용매에 넣고 50∼400℃에서 20분∼2시간 동안 환류(reflux) 반응시켜 균일한 금속 나노입자 촉매를 생성시키게 되는데, 이 때 상기 조건에서 제조된 금속 나노입자 촉매는 5∼15㎚의 균일한 입자크기를 가진다. 예를 들어 균일한 금속 철입자 촉매를 만들기 위해서는 Fe 카보네이트(carbonate), Fe 설페이트(sulfate), Fe 실리사이드(silyside), Fe 카르보닐(carbonyl)과 같은 원료물질을 에테르, 에스테르, 헥산, 벤젠, 톨루엔, 헵탄 , 메탄올, 에탄올과 같은 유기용매 및 알코올류의 용매에서 열분해를 통해 균일한 금속 철입자를 제조할 수 있다.
그리고, 상기 금속 나노입자의 분포를 조절하기 위하여 상기 제 1단계의 금속 나노입자 촉매의 생성 후에 금속 나노입자를 일차 산화시킨 후 재환원시키는 단계를 더 포함하여 제조할 수도 있다.
상기의 방법으로 제조된 탄소 나노섬유와 탄소 나노튜브를 도 2와 도 3에 나타내었다.
도 2는 본 발명에 의해 제조된 판형(platelet) 탄소 나노섬유를 나타낸 것이고, 도 3은 본 발명에 의해 제조된 튜브형(tubular) 탄소 나노튜브를 나타낸 것이 다.
즉, 본 발명에 의한 제조방법으로 제조된 탄소 나노섬유와 탄소 나노튜브는 판형(platelet), 산형(herring bone), 튜브형(tubular)과 같은 다양한 형상을 가짐을 알 수 있었다.
표 1은 본 발명에 의해 제조된 탄소 나노섬유와 탄소 나노튜브의 평균직경과 직경분포의 반가폭을 나타낸 것이다.
평균직경 직경분포의 반가폭 (Full-Width at Half-Maximum, FWHM)
1 40㎚ 7㎚
2 60㎚ 8㎚
3 80㎚ 10㎚
4 100㎚ 10㎚
상기 표 1의 반가폭은 제조된 각각의 탄소 나노섬유 또는 탄소 나노튜브의 직경 분포를 도수분포로 나타냈을 때의 반가폭으로서, 수치가 작을수록 직경분포가 균일함을 알 수 있는데, 상기 결과에 따르면 본 발명에 의한 탄소 나노섬유 또는 탄소 나노튜브가 촉매 제조 및 촉매 열분해법을 이용할 시의 조건을 제어함으로써 균일한 물성의 다양한 직경을 가지는 것을 알 수 있다.
즉, 결정성을 알 수 있는 탄소 육각면의 면간거리인 d-spacing d002이 0.3400㎚ 이하인 고결정성의 단분산성(monodispersed) 탄소 나노섬유와 탄소 나노튜브를 제조할 수 있었다.
다음의 실시예를 통하여 본 발명을 좀 더 상세히 설명할 수 있다.
실시예 1은 균일한 금속 나노입자 촉매를 제조할 때의 예를 나타낸 것으로서, Fe(CO)5 2mmol을 에테르와 올레인 산(C18H34O2)의 70∼200℃로 유지된 혼합물에 첨가하여 20분∼3시간 동안 환류(reflux)시킨다. 이 때 더 바람직하게는 40분∼2시간 사이가 적절하다. 이렇게 얻어진 금속 철입자는 약 5∼15㎚의 균일한 사이즈를 가진다. 이 때, 철 이외의 금속으로는 전이금속과 메인그룹 원소가 가능하며, 더 바람직하게는 망간(Mn), 코발트(Co), 니켈(Ni), 주석(Sn), 실리콘(Si), 은(Ag), 백금(Pt), 텅스텐(W) 중의 어느 하나 또는 이들의 합금이 가능하다.
실시예 2는 상기 실시예 1을 통하여 제조된 금속 나노입자 촉매를 재환원시켜 균일한 입자를 제조하는 방법에 관한 것이다. 즉, 실시예 1과 동일한 과정을 거쳐서 얻은 금속 철입자를 (CH3)3NO와 같은 약한 산화제를 써서 다시 산화시킨 후 수소나 헬륨 분위기에서 바로 환원시켜 균일한 금속 철입자를 얻을 수 있다.
실시예 3은 상기 실시예 1 또는 실시예 2의 제조방법에 의해 얻은 금속 나노입자를 이용한 촉매 열분해법을 통해 탄소 나노섬유를 제조한 예를 나타낸 것이다. 실시예 1의 금속 철입자에 일산화탄소와 수소의 혼합비율이 80:20인 혼합기체를 200㎖/min.의 유속으로 흘려주고, 반응온도 650℃에서 1.5시간 반응시켜 탄소 나노섬유를 제조하였다. 그리고 반응이 끝난 후, 헬륨 기체로 분위기를 치환하여 상온으로 냉각한 다음 성장한 탄소 나노섬유를 회수하였다. 실시예 3에 의해 제조된 탄소 나노섬유의 무게는 1024mg이었다. 이 때 일산화탄소 및 수소와 탄소로 구성된 불포화 및 탄화수소는 탄소개수가 1∼4개인 메탄, 에틸렌, 에탄, 프로필렌, 프로판, 부탄, 부틸렌, 부타디엔 중에서 적어도 하나 이상이 사용됨이 바람직하며 일산화탄소 및 탄화수소와 수소의 혼합비는 체적당 일산화탄소 및 탄화 수소 기체의 비율이 10∼90%가 되는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명의 단분산성의 고결정성 탄소 나노튜브 및 그 제조방법은 촉매 열분해법을 이용하여 다양한 현상을 가지는 대량의 탄소 나노튜브를 제조함으로써 양산 스케일업에 일조할 수 있고, 상기 촉매 열분해법에 사용되는 촉매의 원료와 제조 조건을 제어하여 균일한 금속 나노입자 촉매를 제조함으로써 순도와 균일도가 높은 탄소 나노튜브를 제조할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의해 제조된 탄소 나노튜브는 리튬 이온 이차전지, 리튬 이온 폴리머 이차전지 또는 전기이중층 커패시터의 극판, FED(Field Emission Display)의 에미터(emiter) 등으로 이용이 가능하다.

Claims (14)

  1. M(CO)x(이 때, M=금속)의 조성을 가지는 원료물질과 탄화수소 화합물을 환류(reflux) 반응시켜 균일한 금속 나노입자 촉매를 생성시키는 단계;
    상기 금속 나노입자 촉매를 일차 산화시킨 후 재환원시키는 단계;
    상기 금속 나노입자 촉매를 일산화탄소 가스가 포함된 혼합가스에서 촉매 열분해법을 이용하여 탄소 나노튜브를 제조하는 단계; 및
    상기 만들어진 탄소 나노튜브를 상온으로 냉각하여 회수하는 단계
    를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 단분산성의 고결정성 탄소 나노튜브의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 금속 나노입자 촉매의 원료물질인 M(CO)x의 M은 철(Fe), 망간(Mn), 코발트(Co), 니켈(Ni), 주석(Sn), 실리콘(Si), 은(Ag), 백금(Pt), 텅스텐(W) 중의 어느 하나의 금속 또는 이들의 합금임을 특징으로 하는 단분산성의 고결정성 탄소 나노튜브의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 탄화수소 화합물은 에테르, 에스테르, 헥산, 헵탄 중의 어느 하나를 포함하는 액상 탄화수소 화합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 단분산성의 고결정성 탄소 나노튜브의 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 탄화수소 화합물은 산소(O), 황(S), 질소(N)를 함유한 탄화수소 화합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 단분산성의 고결정성 탄소 나노튜브의 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 금속 나노입자 촉매의 생성 단계는 50∼400℃에서 환류(reflux)되어 생성됨을 특징으로 하는 단분산성의 고결정성 탄소 나노튜브의 제조방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 금속 나노입자 촉매의 생성 단계는 20분∼2시간 동안 환류(reflux)되어 생성됨을 특징으로 하는 단분산성의 고결정성 탄소 나노튜브의 제조방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 금속 나노입자 촉매는 5∼15㎚의 균일한 입자크기를 가지는 것을 특징으로 하는 단분산성의 고결정성 탄소 나노튜브의 제조방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 상기 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항의 방법으로 제조됨을 특징으로 하는 단분산성의 고결정성 탄소 나노튜브.
  13. 삭제
  14. 제 12항에 있어서,
    상기의 탄소 나노튜브는 리튬 이온 이차전지, 리튬 이온 폴리머 이차전지 또는 전기이중층 커패시터의 극판, FED(Field Emission Display)의 에미터(emiter)로 사용되는 것을 특징으로 하는 단분산성의 고결정성 탄소 나노튜브.
KR1020020086571A 2002-12-30 2002-12-30 단분산성의 고결정성 탄소 나노튜브 및 그 제조방법 KR100771848B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020020086571A KR100771848B1 (ko) 2002-12-30 2002-12-30 단분산성의 고결정성 탄소 나노튜브 및 그 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020020086571A KR100771848B1 (ko) 2002-12-30 2002-12-30 단분산성의 고결정성 탄소 나노튜브 및 그 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040060053A KR20040060053A (ko) 2004-07-06
KR100771848B1 true KR100771848B1 (ko) 2007-10-31

Family

ID=37351997

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020020086571A KR100771848B1 (ko) 2002-12-30 2002-12-30 단분산성의 고결정성 탄소 나노튜브 및 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100771848B1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100616071B1 (ko) * 2004-10-06 2006-08-28 한국과학기술원 탄소나노튜브와 금속으로 이루어진 나노복합분말제조방법과 그에 의하여 제조된 나노복합분말 및 그를이용한 전계방출디스플레이용 에미터
KR100751527B1 (ko) * 2006-04-12 2007-08-23 경북대학교 산학협력단 질소 처리와 금속 촉매를 이용한 금속 산화물 나노와이어및 그 제조방법
KR101744030B1 (ko) 2015-09-21 2017-06-20 정문환 관수용 물 주머니
KR101744035B1 (ko) 2015-09-21 2017-06-07 하태욱 관수용 물 주머니

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020069328A (ko) * 2001-02-24 2002-08-30 홍병선 연료전지용 탄소 나노튜브 제조방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020069328A (ko) * 2001-02-24 2002-08-30 홍병선 연료전지용 탄소 나노튜브 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20040060053A (ko) 2004-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Synthesis of carbon nanotubes by catalytic chemical vapor deposition
US7767615B2 (en) Method for producing carbon nanotubes and/or nanofibres
US7799308B2 (en) Ultra-fine fibrous carbon and preparation method thereof
US7138100B2 (en) Process for making single-wall carbon nanotubes utilizing refractory particles
US20110014368A1 (en) Carbon nanotube growth at reduced temperature via catalytic oxidation
Nyamori et al. The use of organometallic transition metal complexes in the synthesis of shaped carbon nanomaterials
US20040005269A1 (en) Method for selectively producing carbon nanostructures
US20110024697A1 (en) Methods of Producing Carbon Nanotubes and Applications of Same
Li et al. Single-walled carbon nanotubes: preparation, properties and applications
Ni et al. Decomposition of metal carbides as an elementary step of carbon nanotube synthesis
EP2873457B1 (en) Catalyst for preparing chiral selective and conductive selective single-walled carbon nanotube, preparation method and application thereof
Luo et al. Solvothermal preparation of amorphous carbon nanotubes and Fe/C coaxial nanocables from sulfur, ferrocene, and benzene
JP5831966B2 (ja) 単層カーボンナノチューブと二層カーボンナノチューブが任意比率で混合してなるカーボンナノチューブ集合体の製造方法
González et al. Effect of Cu on Ni nanoparticles used for the generation of carbon nanotubes by catalytic cracking of methane
Kumar et al. Synthesis of coal-derived single-walled carbon nanotube from coal by varying the ratio of Zr/Ni as bimetallic catalyst
Mann Synthesis of carbon nanotubes
Zhang et al. Solid supported ruthenium catalyst for growing single-walled carbon nanotubes with narrow chirality distribution
Niu et al. Effects of synthesis time for synthesizing single-walled carbon nanotubes over Mo–Fe–MgO catalyst and suggested growth mechanism
JP2003277029A (ja) カーボンナノチューブ及びその製造方法
JP2008169092A (ja) カーボンナノチューブの製造方法
KR100771848B1 (ko) 단분산성의 고결정성 탄소 나노튜브 및 그 제조방법
KR101679693B1 (ko) 탄소나노튜브 제조방법 및 하이브리드 탄소나노튜브 복합체
Song et al. Formation of carbon nanotubes catalyzed by rare earth oxides
Liu et al. Single-source precursor route to carbon nanotubes at mild temperature
Maruyama Carbon nanotube growth mechanisms

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
J201 Request for trial against refusal decision
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
G170 Publication of correction
LAPS Lapse due to unpaid annual fee