KR101007183B1 - 탄소나노튜브 합성용 담지촉매, 그 제조방법 및 이를 이용한 탄소나노튜브 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 새로운 탄소나노튜브 합성용 담지촉매를 제공한다. 상기 담지촉매는 알루미나, 산화마그네슘 혹은 실리카 담지체에 Fe, Co 혹은 Ni 중에 하나 이상 선택된 금속촉매가 담지되어 있으며, 평균 직경이 30∼100 ㎛ 인 구형을 갖는 것을 특징으로 한다.
탄소나노튜브, 수용성 고분자, 분무건조법, 촉매, 금속담지체, 고정층 반응기, 유동층 반응기

Description

탄소나노튜브 합성용 담지촉매, 그 제조방법 및 이를 이용한 탄소나노튜브{Supported Catalyst for Synthesizing Carbon Nanotubes, Method for Preparing thereof and Carbon Nanotube Using the Same}
제1도(a)(b)는 본 발명에 따른 탄소나노튜브 합성용 담지촉매의 개략적인 모식도이다.
제2도(a)는 실시예 1에서 분무건조된 입자의 주사전자 현미경(SEM) 사진이며, (b)는 실시예 1에서 제조된 담지촉매의 주사전자 현미경(SEM) 사진이다.
제3도(a)(b)는 실시예 1에서 제조한 탄소나노튜브 형상의 주사전자 현미경 사진이다.
제4도는 실시예 2의 담지촉매를 이용하여 제조된 탄소나노튜브 형상의 주사전자 현미경 사진이다.
제5도는 비교실시예 1에서 제조된 담지촉매의 주사전자 현미경(SEM) 사진이다.
발명의 분야
본 발명은 탄소나노튜브 합성용 담지촉매, 그 제조방법 및 이를 이용한 탄소나노튜브에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 수용성 고분자를 포함하는 혼합촉매 용액을 분무건조 방법을 이용하여 구형의 균일한 모양과 사이즈를 가지는 담지촉매와 상기 촉매를 이용하여 고정층이나 유동층 반응기에서 향상된 생산성과 균일성을 가지는 탄소나노튜브에 관한 것이다.
발명의 배경
1991년 Iijima에 의해 발견된 탄소나노튜브는 하나의 탄소원자에 이웃하는 세 개의 탄소원자가 결합되어 벌집 모양으로 육각형을 이루고 있으며, 이러한 육각형 구조가 반복되면서 원통형으로 말리거나 또는 튜브 형태를 형성하고 있는 것이다. 탄소나노튜브가 발견된 이후 지금까지 많은 수의 논문과 특허 출원이 증가하고 있으며, 많은 이론적인 연구와 산업적 응용으로의 개발이 시도되었다. 특히 탄소나노튜브는 우수한 기계적 특성, 전기적 선택성, 뛰어난 전계 방출 특성, 고효율의 수소저장매체 특성, 고분자 복합체 등을 지니며 현존하는 물질 중 결함이 거의 없는 완벽한 신소재로 알려져 있다. 탄소나노튜브는 주로 아크 방전법(arc discharge), 레이저 어블레이션(laser ablation), 그리고 화학 기상 증착법(chemical vapor deposition) 등에 의해 제조되며, 그 모양에 따라 단일벽(single wall), 이중벽(double wall), 다중벽(multi wall) 탄소나노튜브로 구별된다. 이와 같이 다양한 합성 방법과 구조에도 불구하고 여전히 높은 생산 단가나 고수율, 고순도의 탄소나노튜브를 생산하는데 있어 많은 제한이 있어 왔다.
따라서, 최근에는 고순도, 고수율의 탄소나노튜브를 합성하기 위해 적절한 촉매 합성 뿐만 아니라 한 번에 많은 양의 탄소나노튜브를 합성할 수 있는 새로운 합성 기술에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. 다양한 합성 방법 중에 열화학 기상 증착법은 장치가 간단하며 대량합성에 있어 절대적으로 유리한 특징을 가지고 있다. 열화학 기상 증착법은 합성하는 방법에 따라 크게 고정층과 유동층 반응기로 나눌 수 있다. 이 중에서 고정층 반응기는 비교적 금속담지체의 모양이나 사이즈에 커다란 영향을 받지 않고 탄소나노튜브를 합성할 수 있지만, 한 번에 고수율의 탄소나노튜브를 합성하기에 있어 반응기 안의 공간에 제약이 있다. 다른 하나는 반응기가 수직으로 서 있어 고정층 반응기보다는 쉽게 연속적으로 탄소나노튜브를 합성할 수 있는 유동층 반응기가 있다. 유동층 반응기는 고정층 반응기에 비해 한 번에 많은 양의 탄소나노튜브를 연속적으로 합성할 수 있으므로 많은 연구가 진행 중이다. 하지만 유동층 반응기는 고정층 반응기와는 달리 금속담지체를 균일하게 유동화 시키기 위해서는 금속담지체의 모양이나 사이즈를 균일하게 유지해야하는 문제점을 가지고 있다. 그러므로 유동층 반응기에 필요한 효과적인 금속담지체를 균일한 모양과 사이즈를 가지는 촉매 합성 방법에 대한 개발이 필요하다.
따라서, 본 발명자들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 금속촉매 용액에 수용성 고분자를 바인더로 사용하여 소성시 구형을 그대로 유지할 수 있도록 함으로서, 고정층 뿐만 아니라 특히 촉매의 유동성이 필요한 유동층 반응기에 특히 적합한 탄소나노튜브 합성용 담지촉매 및 그 제조방법을 개발하기에 이른 것이다.
본 발명의 목적은 탄소나노튜브를 합성하기 위한 구형의 담지촉매를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 구형의 균일한 모양과 직경을 가지는 담지촉매를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 금속나노촉매를 이용하여 시간과 비용을 줄일 수 있고 탄소나노튜브를 대량생산할 수 있는 담지촉매를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 탄소나노튜브 제조시 고정층 및 유동층 반응기에 모두 적용될 수 있는 담지촉매를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 유동층 반응기에 특히 적합한 담지촉매를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 구형의 담지촉매를 제조하는 새로운 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 담지촉매를 사용하여 고효율의 생산성과 선택성 및 고순도를 갖는 탄소나노튜브를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 상세히 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
발명의 요약
본 발명의 하나의 관점은 탄소나노튜브 합성용 담지촉매에 관한 것이다. 상기 담지촉매는 알루미나, 산화마그네슘 혹은 실리카 담지체에 Fe, Co 혹은 Ni 중에 하나 이상 선택된 금속촉매가 담지되어 있으며, 평균 직경이 30∼100 ㎛ 인 구형을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 하나의 구체예에서, 상기 담지촉매는 하기 몰비를 가질 수 있다.
(Co)Fe : Mo : (Mg)Al = x : y : z
(상기에서, 1≤x≤10, 0≤y≤5, 그리고 2≤z≤70임).
바람직한 구체예에서는 상기 담지촉매는 하기 몰비를 가질 수 있다.
Fe : Mo : Al = x : y : z
(상기에서, 1≤x≤10, 0≤y≤5, 그리고 2≤z≤70임).
상기 구형 담지촉매는 내부가 비어 있는 중공 구조를 갖는다.
본 발명의 다른 관점은 상기 담지촉매의 제조방법을 제공한다. 상기 방법은 금속촉매 및 담지체가 혼합된 촉매 수용액에 수용성 고분자를 용해시켜 혼합 촉매 용액을 제조하고; 상기 혼합 촉매용액을 분무건조하여 촉매분말을 제조하고; 그리고 상기 촉매분말을 소성하는 단계를 포함하여 이루어진다.
구체예에서는 상기 금속촉매는 Fe(NO3)3, Co(NO3)2, Ni(NO3)2, Fe(OAc)2, Co(OAc)2, Ni(OAc)2로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택될 수 있다.
상기 담지체는 질산알루미늄, 질산마그네슘, 실리카로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택될 수 있다.
바람직하게는 상기 금속촉매와 상기 담지체는 수용액상이다.
구체예에서는 상기 수용성 고분자는 요소계, 멜라민계, 페놀계, 불포화 폴리에스테르계, 에폭시계, 레졸시놀계, 초산 비닐계, 폴리비닐알코올계, 염화비닐계, 폴리비닐아세탈계, 아크릴계, 포화 폴리에스테르계, 폴리아미드계, 폴리에틸렌계, 비닐계, 녹말, 아교, 젤라틴, 알부민, 카세인, 덱스트린, 산변성전분, 셀룰로오스 등이 사용될 수 있다.
구체예에서는 상기 수용성 고분자는 촉매 수용액에 있는 고형분 대비 1-50 % 비율로 투입될 수 있다.
상기 분무건조는 200∼300 ℃에서 수행할 수 있다. 또한 상기 분무건조는 디스크 회전속도는 5,000-20,000 rpm, 용액투입량 15-100 mL/min로 수행될 수 있다.
상기 소성은 350∼1100 ℃에서 수행될 수 있다.
상기 방법으로 제조된 담지촉매는 구형을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 관점은 상기 담지촉매를 이용하여 제조된 탄소나노튜브를 제공한다. 상기 탄소나노튜브는 고정층 또는 유동층 반응기에서 제조될 수 있으며, 바람직하게는 유동층이다. 구체예에서는 상기 탄소나노튜브는 650∼1100 ℃의 온도에서 담지촉매의 존재 하에 탄화수소가스를 투입하여 제조될 수 있다.
발명의 구체예에 대한 상세한 설명
담지촉매
본 발명의 탄소나노튜브 합성용 담지촉매를 제공한다. 제1도(a)는 본 발명에 따른 탄소나노튜브 합성용 담지촉매의 개략적인 모식도이다. 상기 담지촉매는 담지체(1)에 금속촉매(2)가 담지되어 있으며, 실질적으로 구형을 갖는다. 여기에서 구형은 X500 배율의 주사전자 현미경(SEM)상 관측되는 형상으로 완전한 구형뿐만 아니라, 타원형도 포함된다. 구체예에서는 편평률 0∼0.2 의 타원형도 포함될 수 있다. 상기 담지체(1)는 도1(a)에 도시된 바와 같이 표면에 기공을 형성할 수 있다. 또한 본 발명의 담지촉매의 표면은 굴곡이 형성되거나 돌기가 형성될 수 있다. 상기 구형의 담지촉매는 도1(b)에 도시된 바와 같이, 내부가 비어 있는 중공 구조를 갖는다. 상기 중공의 내부에는 표면과 같이 금속촉매(2)가 분포되어 있다.
상기 금속촉매로는 Fe, Co, Ni 또는 이들의 합금이나 조합이 사용될 수 있다. 상기 담지체로는 알루미나, 산화마그네슘 혹은 실리카 또는 이들의 조합이 사용될 수 있다.
본 발명의 담지촉매는 평균 직경이 30∼100 ㎛, 바람직하게는 40∼95 ㎛, 더 바람직하게는 50∼90 ㎛이다. 구체예에서는 35∼50 ㎛를 가질 수 있다. 다른 구체 예에서는 55∼80㎛ 일 수 있으며, 75∼100㎛ 일 수 있다.
본 발명의 하나의 구체예에서, 상기 담지촉매는 하기 몰비를 가질 수 있다.
(Co)Fe : Mo : (Mg)Al = x : y : z
(상기에서, 1≤x≤10, 0≤y≤5, 그리고 2≤z≤70임).
바람직한 구체예에서는 상기 담지촉매는 하기 몰비를 가질 수 있다.
Fe : Mo : Al = x : y : z
(상기에서, 1≤x≤10, 0≤y≤5, 그리고 2≤z≤70임).
담지촉매의 제조방법
본 발명의 다른 관점은 상기 담지촉매의 제조방법에 관한 것이다. 상기 방법은 금속촉매 및 담지체가 혼합된 촉매 수용액에 수용성 고분자를 용해시켜 혼합 촉매용액을 제조하고, 상기 혼합 촉매용액을 분무건조하여 촉매분말을 제조하고, 그리고 상기 촉매분말을 소성하는 단계를 포함하여 이루어진다.
구체예에서는 상기 금속촉매는 Fe(NO3)3, Co(NO3)2, Ni(NO3)2, Fe(OAc)2, Ni(OAc)2, Co(OAc)2 이 사용될 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다. 구체예에서는 상기 금속촉매는 수화물의 형태를 가질 수 있다. 예컨대, Iron(III) nitrate nonahydrate, Cobalt nitrate nonahydrate 의 형태로 사용될 수 있다.
상기 담지체는 질산알루미늄, 질산마그네슘, 실리카 등이 사용될 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다. 바람직하게는 aluminum nitrate nonahydrate이 사용될 수 있다.
상기 금속촉매와 상기 담지체는 각각 물에 용해시켜 수용액상으로 혼합된다.
본 발명의 다른 구체예에서는 Ammonium Molybdate tetrahydrate와 같은 몰리브덴(Mo)계 활성제를 넣어 고온에서의 소결과정 동안 나노크기의 금속촉매간의 뭉침을 방지할 수 있다. 또 다른 구체예에서는 citric acid 등과 같은 활성화제도 사용될 수 있다.
상기 금속촉매 및 담지체가 혼합된 촉매 수용액 및 선택적으로 몰리브덴(Mo)계 활성제는 교반을 하여 완전히 해리시킨다.
상기 금속촉매와 담지체가 혼합된 촉매 수용액에 수용성 고분자를 투입하여 용해시켜 혼합 촉매용액을 제조한다. 본 발명에서 상기 수용성 고분자는 구형을 유지시키기 위한 바인더로 사용된다. 즉, 분무건조 후, 소성과 같은 열처리를 할 경우, 촉매입자가 깨질 수 있기 때문에 금속 촉매가 깨지는 것을 막아주고 촉매를 구형으로 유지시키기 위해 수용성 고분자를 촉매 수용액에 첨가하여 준다.
상기 수용성 고분자는 물에 용해될 수 있으며, 접착성을 갖는 고분자는 모두 적용될 수 있다. 예컨대, 요소계, 멜라민계, 페놀계, 불포화 폴리에스테르계, 에폭시계, 레졸시놀계, 초산 비닐계, 폴리비닐알코올계, 염화비닐계, 폴리비닐아세탈계, 아크릴계, 포화 폴리에스테르계, 폴리아미드계, 염화비닐계, 녹말, 아교, 젤라틴, 알부민, 카세인, 덱스트린, 산변성전분, 셀룰로오스 등이 사용될 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 또는 폴리에틸렌계와 같은 비수용성 고분자도 전처리를 통해 총매 수용액에 혼합될 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다.
구체예에서는 상기 수용성 고분자는 촉매 수용액에 용해되어 있는 고형분 대비 1-50 중량 %, 바람직하게는 15-25 중량 %로 투입될 수 있다. 구체예에서는 고형분 대비 5-20 중량%로 투입될 수 있다. 다른 구체예에서는 고형분 대비 20-45 중량%로 투입될 수 있다.
상기 수용성 고분자가 용해된 혼합 촉매용액은 이후 분무 건조 방식에 의해 구형 입자형태로 제조된다. 균일한 구형 모양과 사이즈를 가지는 금속담지체를 합성하기 위한 방법 중에 가장 손쉽고 많은 양을 생산할 수 있는 방법은 분무건조 방식이다. 분무건조는 유체 상태의 공급물을 뜨거운 건조 기체 속으로 분무시켜 거의 순간적을 건조가 일어나도록 한다. 건조가 매우 빠르게 일어나는 이유는 미립화 장치(atomizer)에 의해 공급물이 미립화 되어 표면적이 매우 커지기 때문이다. 분무건조장비는 용액의 밀도, 분무량, 아토마이져 디스크의 회전속도 등에 따라 형성되는 촉매 분말의 크기에 영향을 미친다. 구체예에서는 분무건조시 200∼300 ℃, 바람직하게는 270∼300 ℃에서 수행할 수 있다. 분무시키는 방법은 노즐을 이용한 분무 방법과 디스크를 이용하여 디스크의 회전에 따라 물방울이 형성되어 분무가 되는 방법이 있다. 바람직한 구체예에서는 디스크 타입르 적용하여 보다 균일한 크기의 담지촉매 분말을 제조한다. 디스크의 회전속도, 용액의 투입량 및 밀도 등에 따라 입자의 크기와 분포를 조절 할 수 있으며, 본 발명의 구체예에서는 디스크 회전속도는 5,000-20,000 rpm, 용액투입량 15-100 mL/min로 수행될 수 있다. 다른 구 체예에서는 디스크 회전속도 10,000~18,000 rpm, 12,000~19,000 rpm 또는 5,000~9,000 rpm일 수 있다. 또한 용액투입량은 15~60 ml/min, 50~75 ml/min 또는 80~100 ml/min 으로하여 분무건조를 수행할 수 있다.
분무건조를 통해 제조된 촉매분말은 소성을 통해 열처리 된다. 이와 같은 소성 과정을 통해 금속 촉매로 결정화가 이루어진다. 이때 촉매 분말을 소성하는 온도 및 시간에 따라 탄소나노튜브의 직경 및 성질이 차이를 나타낸다. 구체예에서는 상기 소성은 350∼1100 ℃, 바람직하게는 450∼900 ℃, 더 바람직하게는 500∼800 ℃에서 수행될 수 있다. 또는 상기 소성은 350∼500 ℃, 550∼700 ℃, 650∼900 ℃ 또는 750∼1100 ℃ 이다. 소성 시간은 15분 내지 3 시간, 바람직하게는 30분 내지 1 시간 동안 소성한다. 통상 소성과정을 거칠 경우, 분무건조로 제조된 구형의 입자는 구형이 깨어질 수 있으나, 본 발명에서는 수용성 고분자가 바인더로 작용하여 고온의 소성과정을 거치더라도 구형을 그대로 유지할 수 있는 것이다. 이 때 소성과정시 수용성 고분자는 휘발을 통해 최종 제품에는 남아있지 않게 된다. 본 발명의 방법으로 제조된 담지촉매는 실질적인 구형을 갖는 것을 특징으로 한다.
탄소나노튜브
본 발명의 또 다른 관점은 상기 담지촉매를 이용하여 제조된 탄소나노튜브를 제공한다. 본 발명의 담지촉매는 고정층 또는 유동층 반응기 어디에도 적용될 수 있으며, 바람직하게는 유동층 반응기이다. 유동층 반응기에서 한 번에 대량의 탄소나노튜브를 합성할 수 있으며, 본 발명의 담지촉매는 균일한 모양과 직경을 가지는 구형이어서 유동화가 우수하므로 유동층 반응기에 바람직하게 적용될 수 있는 것이다.
구체예에서는 상기 탄소나노튜브는 650∼1100 ℃, 바람직하게는 670∼950 ℃의 온도에서 담지촉매의 존재 하에 탄화수소가스를 투입하여 제조될 수 있다. 한 구체예에서는 650∼800 ℃에서 탄소나노튜브를 제조할 수 있다. 다른 구체예에서는 800∼990 ℃에서 탄소나노튜브를 제조할 수 있으며, 또 다른 구체예에서는 980∼1100 ℃에서 탄소나노튜브를 제조할 수 있다. 탄화수소가스로는 메탄, 에틸렌, 아세틸렌, LPG 또는 이들의 혼합가스 등이 사용될 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 탄화수소가스의 공급시간은 15분∼2 시간, 바람직하게는 30분∼60분 동안 공급한다.
본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이며 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예 1
Fe, Co, Mo, Al2O3 (Fe : Co : Mo : Al2O3 = 0.24 : 0.36 : 0.02 : 1.44 몰비)로 이루어진 촉매 수용액에 고형분 대비 20 중량%로 polyvinylpyrrolidone (PVP) 수용성 고분자를 혼합한 혼합 촉매용액을 분무건조기(Niro Spray Dryer Mobile MinorTM)에 투입하여 290 ℃의 열풍을 이용하여 분무와 동시에 건조시켜 촉매분말을 제조하였다. 디스크 회전속도는 8,000 rpm, 용액투입량 30 mL/min로제조된 촉매분말에 대하여 X100배율의 주사전자 현미경(SEM) 사진을 도 2(a)에 나타내었다. 제조된 촉매분말을 상압, 공기 분위기에서 550 ℃ 30분간 소성시켜 담지촉매를 합성하였다. 제조된 담지촉매의 주사전자 현미경(SEM) 사진은 도2(b)에 나타내었다. 도2(b)에 나타난 바와 같이 열처리 후의 금속 촉매가 구형을 유지하고 있다는 것을 확인할 수 있다.
상기의 방법으로 합성된 담지촉매 0.03 g을 고정층 열화학기상증착 장비로 700℃에서 에틸렌과 수소를 1:1의 비율로 100/100 sccm을 흘려주며 45분 동안 탄소나노튜브를 합성하였다. 합성된 CNT는 X35 배율 및 X100k 배율로 주사전자 현미경 사진을 촬영하였으며, 각각 도 3(a) 및 (b)에 나타내었다. 도 3에 나타난 바와 같이, 합성된 탄소나노튜브는 균일한 직경을 갖는 것을 알 수 있다.
실시예 2
수용성 고분자로 polyvinylalcohol(PVA)를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다. 제조된 담지촉매는 주사전자 현미경 사진을 통해 구형인 것을 확인하였다. 상기 제조된 담지촉매를 사용하여 실시예 1과 동일한 조건으로 탄소나노튜브를 합성하였으며, 제조된 탄소나노튜브의 주사전자 현미경 사진을 도4에 나타내었다. 상기 실시예 1 및 2에서 합성된 촉매 및 탄소나노튜브의 직경 및 수율을 표1에 나타내었다.
Figure 112008073724207-pat00001
*합성 수율 : {(합성된 CNT의 무게 - 촉매 무게)/촉매무게} X 100
비교예 1
분무건조단계를 거치지 않고 혼합 촉매용액을 공기 중에서 550℃의 온도에서 30분간 소성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하였다. 제조된 담지촉매의 주사전자 현미경(SEM) 사진을 도 5에 나타내었다. 도 5에 나타난 바와 같이, 담지촉매는 유동층 반응기에 필요한 구형이 아님을 알 수 있다.
본 발명은 균일한 모양과 직경을 가지며, 시간과 비용을 줄일 수 있고 탄소나노튜브를 대량생산할 수 있고, 고정층 및 유동층 반응기에 모두 적용될 수 있는 구형의 담지촉매, 그 제조방법 및 상기 담지촉매를 사용하여 고효율의 생산성과 선택성 및 고순도를 갖는 탄소나노튜브를 제공하는 효과를 갖는다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (17)

  1. 알루미나, 산화마그네슘 혹은 실리카 담지체에 Co 및 Fe 중에 하나 이상 선택된 금속촉매가 담지되어 있으며, 몰리브덴(Mo)계 활성제를 포함하는 담지촉매로서, 상기 담지촉매는 평균 직경이 30∼100 ㎛ 이며 중공구조를 가지는 구형의 담지촉매이고, 상기 금속촉매, 몰리브덴계 활성제 및 담지체는 하기 몰비를 가지는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 합성용 담지촉매:
    금속촉매 : 몰리브덴계 활성제 : 담지체 = x : y : z
    (상기에서, 1≤x≤10, 0≤y≤5, 그리고 2≤z≤70임).
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 금속촉매 및 담지체가 혼합된 촉매 수용액에 수용성 고분자를 용해시켜 혼합 촉매용액을 제조하고;
    상기 혼합 촉매용액을 분무건조하여 촉매분말을 제조하고; 그리고
    상기 촉매분말을 소성하는;
    단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 합성용 담지촉매의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 금속촉매는 Fe(NO3)3, Co(NO3)2, Ni(NO3)2, Fe(OAc)2, Ni(OAc)2, Co(OAc)2 로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 담지체는 질산알루미늄, 질산마그네슘, 실리카로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제5항에 있어서, 상기 금속촉매와 상기 담지체는 수용액상인 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제5항에 있어서, 상기 수용성 고분자는 요소계, 멜라민계, 페놀계, 불포화 폴리에스테르계, 에폭시계, 레졸시놀계, 초산 비닐계, 폴리비닐알코올계, 염화비닐계, 폴리비닐아세탈계, 아크릴계, 포화 폴리에스테르계, 폴리아미드계, 폴리에틸렌계, 비닐계, 녹말, 아교, 젤라틴, 알부민, 카세인, 덱스트린, 산변성전분 및 셀룰로오스로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제5항에 있어서, 상기 수용성 고분자는 촉매 수용액에 있는 고형분 대비 1-50 중량% 비율로 투입되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제5항에 있어서, 상기 분무건조는 200∼300 ℃에서 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 분무건조는 디스크 회전속도는 5,000-20,000 rpm, 용액투입량 15-100 mL/min로 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제5항에 있어서, 상기 소성은 350∼1100 ℃에서 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
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