KR101380940B1

KR101380940B1 - 대량생산을 위한 산화그래핀의 제조방법

Info

Publication number: KR101380940B1
Application number: KR1020120003396A
Authority: KR
Inventors: 박혜성; 김성환
Original assignee: 홍승우
Priority date: 2012-01-11
Filing date: 2012-01-11
Publication date: 2014-04-01
Also published as: KR20130082277A

Abstract

본 발명은 그래파이트(graphite)를 최적비율의 황산, 질산 및 염소산칼륨을 통해 산 처리한 후 건조, 팽창, 박리과정을 통해 양질의 산화그래핀을 얻을 수 있는 대량생산을 위한 산화그래핀의 제조방법으로, 내마모성 및 내 화학성이 뛰어난 PFA 테프론이 3회 이상 코팅된 지름 2밀리미터 이하의 쇠구슬을 다량 준비하는 단계(S100); 증류수와 염소산칼륨을 혼합한 질량농도 90 ~ 95%의 염소산칼륨용액을 유리판과 2㎟ 이하의 작은 구멍이 다수형성된 폴리에틸렌계 재질의 제빙판이 결합된 냉각틀에서 -5℃ 이하로 냉각하여 얼리는 단계(S110); 1 ~ 300 ㎛ 크기입자의 분말형태 그래파이트 1 중량부에 대하여 질량농도 90 ~ 95%의 황산 14 ~ 18 중량부, 질량농도 85 ~ 90%의 질산 7 ~ 11 중량부를 1 ~ 5℃로 냉각한 상태에서 분무형태로 투입하여 그래파이트 혼합액을 만드는 단계(S120); 상기 그래파이트 혼합액을 3 ~ 4시간 동안 초음파 분산시키는 단계(S130); 상기 테프론 코팅 쇠구슬 및 상기 그래파이트 혼합물 1 중량부에 대하여 0.3 ~ 0.4 중량부의 얼음형태의 염소산칼륨용액을 마그네틱교반기에 투입하고, 1 ~ 5℃로 유지하며 60 ~ 65시간 동안 비균일 회전속도로 교반하여 그래파이트 산화물을 생성하는 단계(S140); 상기 그래파이트 산화물에서 테프론 코팅 쇠구슬을 분리한 후 원심분리하여 상층액체를 분리하는 단계(S150); 상기 원심분리된 그래파이트 산화물을 1 ~ 5% 질량농도의 황산용액으로 1차 세정하는 단계(S160); 상기 1차 세정을 마친 그래파이트 산화물을 과량의 탈 이온수로 pH 6.8 ~ 7.2이 되도록 희석한 후 걸러주는 단계(S170); 상기 걸러낸 그래파이트 산화물을 22 ~ 26시간 동안 진공건조하는 단계(S180); 상기 건조된 그래파이트 산화물을 불활성 가스가 주입된 가열로에서 240 ~ 280℃의 온도로 20 ~ 40초간 열처리하여 팽창시킴으로써 박리된 그래핀을 얻는 단계(S190); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

대량생산을 위한 산화그래핀의 제조방법 {METHOD OF FABRICATING GRAPHENE OXIDE FOR MASS PRODUCTION}

본 발명은 산화그래핀의 제조방법에 관한 것으로, 자세하게는 그래파이트(graphite)를 최적비율의 황산, 질산 및 염소산칼륨을 통해 산 처리한 후 건조, 팽창, 박리과정을 통해 양질의 산화그래핀을 얻을 수 있는 대량생산을 위한 산화그래핀의 제조방법에 관한 것이다.

그래핀(graphene)은 그래파이트(graphite)와 탄소이중결합을 갖는 분자를 의미하는 접미사 '-ene'가 결합된 용어로서, 탄소 원자들이 육각형 판상구조를 이루며 두께가 원자 한 개 수준에 불과한 2차원 탄소 구조체로 밴드갭이 0(zero)인 물질이며, 상온 캐리어 이동도와 열전도율이 매우 높고 전기전도도가 매우 뛰어난 성질이 있어 실리콘기반의 트랜지스터를 대체할 차세대 트랜지스터용 기판 및 전극 소재로 주목을 받고 있다.

이와 같은 그래핀을 트랜지스터, 전극 소재 및 디스플레이 등에 응용하기 위하여는 대량의 그래핀을 제조하는 것이 필요하며, 이러한 그래핀을 제조하는 방법에는 흑연에서 인발하여 얻는 방법, 표면성장법, 산화흑연시트를 히드라진으로 환원하는 방법, 화학증착법, 나노튜브를 황산과 과망간산의 용액과의 반응으로 절개하는 법 등이 알려져 있으나 모두 실험실적 제법을 벗어나지 못하고 있다.

한편, 흑연 플래이트에 산 등을 혼입하여 흑연결정의 층간에 삽입(intercalation)되도록 하고 열충격을 가하여 웜(worm) 또는 어코디온(accordion) 형태의 팽창흑연을 제조하는 방법이 오래전부터 알려져 널리 사용되고 있으나, 이러한 팽창흑연은 흑연의 일부 층간이 느슨한 구조로 그래핀에 비하여 물성이 떨어지고 입자의 크기도 훨씬 크다.

상기 팽창흑연 제조원리를 응용하여 산화그래핀을 제조하는 방법으로 그래파이트 분말에 황산, 발연질산과 과염소산칼륨을 가하여 수일 동안 반응시키는 스타우덴마이어(Staudenmaier)법이 알려져 있으며, 미국특허 2798878호에서는 이를 개선하여 황산, 질산나트륨과 과망간산칼륨을 사용하여 반응시간을 단축한 기술도 있다.

하지만, 황산, 질산과 과망간산칼륨의 혼합 반응은 발열반응이면서 상기 혼합 반응 중 황산과 과망간산칼륨 간의 반응에 의해 생성되는 칠산화이망간(Mn₂O₇)이 55℃ 이상의 온도에서 폭발의 위험성이 크기 때문에 통상 소량씩 산화 그래핀을 제조할 수 있어 대량생산에 한계가 있어, 이러한 문제점을 해결하고 산화그래핀을 대량 생산할 수 있는 공정의 개발이 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 그래파이트의 산화반응에서의 폭발위험을 없애고 박막화가 용이한 산화물 형태의 그래파이트를 열처리하여 박리된 그래핀을 얻는 대량생산을 위한 산화그래핀의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 위해 본 발명은 내마모성 및 내 화학성이 뛰어난 PFA 테프론이 3회 이상 코팅된 지름 2밀리미터 이하의 쇠구슬을 다량 준비하는 단계; 증류수와 염소산칼륨을 혼합한 질량농도 90 ~ 95%의 염소산칼륨용액을 유리판과 2㎟ 이하의 작은 구멍이 다수형성된 폴리에틸렌계 재질의 제빙판이 결합된 냉각틀에서 -5℃ 이하로 냉각하여 얼리는 단계; 1 ~ 300 ㎛ 크기입자의 분말형태 그래파이트 1 중량부에 대하여 질량농도 90 ~ 95%의 황산 14 ~ 18 중량부, 질량농도 85 ~ 90%의 질산 7 ~ 11 중량부를 1 ~ 5℃로 냉각한 상태에서 분무형태로 투입하여 그래파이트 혼합액을 만드는 단계; 상기 그래파이트 혼합액을3 ~ 4시간 동안 초음파 분산시키는 단계; 상기 테프론 코팅 쇠구슬 및 상기 그래파이트 혼합물 1 중량부에 대하여 0.3 ~ 0.4 중량부의 얼음형태의 염소산칼륨용액을 마그네틱교반기에 투입하고, 1 ~ 5℃로 유지하며 60 ~ 65시간 동안 비균일 회전속도로 교반하여 그래파이트 산화물을 생성하는 단계; 상기 그래파이트 산화물에서 테프론 코팅 쇠구슬을 분리한 후 원심분리하여 상층액체를 분리하는 단계; 상기 원심분리된 그래파이트 산화물을 1 ~ 5% 질량농도의 황산용액으로 1차 세정하는 단계; 상기 1차 세정을 마친 그래파이트 산화물을 과량의 탈 이온수로 pH 6.8 ~ 7.2이 되도록 희석한 후 걸러주는 단계; 상기 걸러낸 그래파이트 산화물을 22 ~ 26시간 동안 진공건조하는 단계; 상기 건조된 그래파이트 산화물을 불활성 가스가 주입된 가열로에서 240 ~ 280℃의 온도로 20 ~ 40초간 열처리하여 팽창시킴으로써 박리된 그래핀을 얻는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때 상기 마그네틱교반기는 1사이클의 70%에서 회전속도를 10% 감속시킨 후 1사이클의 100%지점에서 다시 최초 회전속도로 복귀하여 교반용기의 내용물을 교반하도록 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 분말형태의 그래파이트에 저온상태의 황산 및 질산 용액을 혼합하고 얼음형태의 염소산칼륨용액을 통해 산화반응을 시킴으로 크래파이트 산화물 제조시 폭발위험을 없애고, 초음파 처리를 통해 그래파이트 산화물의 팽창 및 박리 효율을 높임으로써 대량의 그래핀을 경제적으로 생산할 수 있다.

또한, 종래의 방법인 900℃ 이상의 높은 온도가 아닌 상대적으로 낮은 온도에서 짧은 시간 동안 열처리하여 제조하는 저온 공정이기 때문에 경제성 및 활용성이 매우 높다.

또한, 본 발명을 통해 얻는 나노 크기의 그래핀은 탄소나노튜브와 대등한 물성을 가질 뿐 아니라 낮은 분산성을 갖는 탄소나노튜브보다 상대적으로 월등한 분산성 얻게 되므로, 높은 열전도성, 전기전도성, 높은 강도, 높은 비표면적, 유연성 등의 물성을 바탕으로 고분자 복합소재, 충전재, 2차전지, 트랜지스터, 수소가스 저장용기, 수퍼캐패시터, 탑게이트, 바이오센서 등 다양한 분야에 응용될 수 있다.

도 1은 본 발명 대량생산을 위한 산화그래핀의 제조방법의 공정을 나타낸 순서도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명 대량생산을 위한 산화그래핀의 제조방법에 대해 자세히 설명한다.

첫번째 단계(S100)에서는 지름 2밀리미터 이하의 내산성 테프론이 코팅된 쇠구슬을 다량 준비된다. 상기 쇠구슬은 후술되는 그래파이트 혼합액 교반시 혼합을 더욱 용이하게 함과 동시에 산화반응을 촉진하기 위한 것으로, 본 발명에서는 산화반응을 위해 높은 농도의 황산, 질산 및 염소산칼륨이 사용되므로 강한 내산성을 갖는 재질로 코팅시킬 필요가 있다.

쇠구슬을 코팅하는 재료는 내산성 이외에도 또한 교반기에 투입된 내용물이 점착되지 않고, 교반기의 특성상 회전에 의해 쇠구슬끼리의 마찰이 심하게 발생하게 될 것을 고려하여 내구성과 더불어 마찰계수가 낮아야한다. 또한, 급속한 산화반응으로 인한 폭발을 방지하기 위해 마찰에 의한 정전기를 발생시키지 않아야하며, 특히 본 발명에서는 저온에서 산화반응이 저온에서 일어나도록 하므로 저온에서도 물리적 특정을 잃지 않는 저온안정성을 필요로 한다.

이를 위해 비점착성이, 저 마찰계수, 높은 절연성 및 저온 안정성이 뛰어난 테프론이 적합하며, 특히 다양한 테프론 종류 중에서도 마찰계수가 극히 적고, 내마모성 및 내화학성이 우수한 PFA를 적어도 3회 이상 코팅하여 사용한다.

두번째 단계(S110)에서는 증류수와 염소산칼륨을 혼합한 질량농도 90 ~ 95%의 염소산칼륨용액을 냉각틀에서 -5℃ 이하로 냉각하여 얼음형태로 만든다.

상기 염소산칼륨(KClO₃ ₎은 광택이 있는 무색의 단사정계 결정으로 가열 분해하면 과염소산칼륨과 염화칼륨이 되며, 계속 가열시 산소를 방출하고 전부 염화칼륨이 된다. 특히 이와 같은 반응은 금속산화물을 가하면 촉진되어 70℃에서 산소를 발생하기 시작하므로, 실험실 등에서 산소를 얻기 위해 주로 이용되는 물질이다. 또한, 물에 녹는 성질과 함께 산성 용액에서는 강한 산화제가 되는 특징이 있어 본 발명에서는 황산, 질산과 함께 혼합하여 사용된다.

그러나, 상기 염소산칼륨은 혼합폭약으로 쓰일 정도로 마찰과 충격에 예민해 잘 폭발하는 성질이 있으므로 취급에 주의를 요하며 특히 교반을 통한 산화반응시 온도가 올라가지 않도록 각별한 주의가 필요하다. 이를 위해 본 발명에서는 염소산칼륨 수용액을 냉각하여 얼음형태로 만들어 사용한다. 이때 상기 냉각틀은 유리판과 2㎟ 이하의 작은 구멍이 다수형성되고 내화학성 및 저온특성이 우수한 폴리에틸렌계 재질의 제빙판으로 구성되되, 상기 제빙판은 유리판에 탈착가능하도록 구성된다. 즉 2㎟ 이하의 작은 구멍이 다수형성되어 가능한 작은 크기로 염소산칼륨용액의 얼음입자를 만들게 되므로 교반시 산화반응을 용이하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 휘어지는 특정이 있는 폴리에틸렌계 재질의 제빙판을 상기 유리판으로부터 분리함으로 쉽게 연소산칼륨용액의 얼음조각을 얻을 수 있다.

세번째 단계(S120)에서는 분말형태 그래파이트에 황산과 질산을 혼합하여 그래파이트 혼합액을 제조한다. 상기 그래파이트(graphite)는 통상 지름이 수 mm 내지 수백 mm로서 탄소로 이루어진 여러 겹의 판상들이 겹쳐져 있는 형태를 나타내고 있으며, 본 발명에서는 이를 분쇄하여 지름이 1 ~ 300 ㎛ 크기입자의 분말형태의 그래파이트를 사용하게 된다.

상기 황산의 질량농도는 90 ~ 95%, 질산의 질량농도는 85 ~ 90%을 사용하게 된다. 이는 산의 농도가 높을수록 짧은 시간 안에 높은 산 처리 효과를 줄 수 있기 때문이다. 하지만, 산 농도가 높으면 염소산칼륨과의 반응시 폭발할 위험이 있기 때문에, 이를 방지하기 위해 온도를 1 내지 5℃ 정도로 최대한 낮출 필요가 있다.

일반적으로 황산 및 질산을 혼합하면 니트로늄 이온(NO₂+)을 형성되는 것으로 알려져 있다. 이때, 니트로늄 이온과 그래파이트 입자를 반응시키면 중간체인 그래파이트-니트로늄 착체가 형성되며, 상기 착체가 산화 그래파이트로의 주요 전구체가 된다.

추가하여, 그래파이트 혼합액의 니트로늄 이온이 불 충분할 경우, 염소산칼륨의 클로레이트 염이 그래파이트 입자와 반응할 수 없고, 반대로 니트로늄 이온 농도가 너무 높은 경우, 과잉의 니트로늄이 염소산칼륨의 클로레이트 염을 소모하여 그래파이트의 산화제로서의 사용을 억제하게 된다. 예를 들어, 큰 입자의 그래파이트가 사용되는 경우, 그래파이트-니트로늄 중간체를 형성하기 위해서 소량의 니트로늄 이온이 소모되고, 과잉의 니트로늄 이온은 염소산칼륨의 클로레이트와 반응하여 NO₂CIO₃ 염을 형성하게 된다.

이를 통해 본 발명에서는, 가장 효율적이고, 안전하게 그래파이트 산화물을 생성할 수 있는, 그레파이트 및 질산, 황산, 염소산칼륨의 혼합비가 선택된다.

특히, 본 발명은 그래파이트 산화물과, 최종적으로는 박리된 산화그래핀을 제공하는 기존의 시스템에 비해 클로레이트 염을 적게 사용하면서도 우수한 특성을 갖는 산화그래핀을 제공할 수 있다.

구체적으로 그래파이트, 황산, 질산의 혼합비율은 그래파이트 1 중량부에 대하여 황산 14 ~ 18 중량부, 질산 7 ~ 11 중량부를 혼합하게 된다. 혼합시 폭발 및 급격하게 반응이 일어나는 것을 방지하기 위해 황산 및 질산은 1 ~ 5℃로 냉각한 상태에서 혼합하게 되며 혼합용기의 상측으로부터 분무형태로 중력을 이용하여 투입하는 것이 바람직하다.

네번째 단계(S130)에서는 상기 그래파이트 혼합액을 초음파 분산시킨다. 사전 초음파처리를 통해 그래파이트 구조층 간의 팽창 및 박리 효율을 높임으로써 그래파이트 산화물 제조 시 폭발 위험을 줄일 수 있고, 대량의 산화그래핀을 경제적으로 생산할 수 있다.

상기 초음파 처리는 0.05W/cm³ 내지 5.0W/cm³에서 3 내지 4시간 동안 수행되는 것이 바람직하다. 만약, 상기 조건을 벗어나 0.05W/cm³미만의 초음파로 처리할 경우 박리효율이 매우 미미한 반면, 5.0W/cm³ 를 초과한 초음파를 처리할 경우 초음파로 인한 입자파괴가 발생하여 입자의 크기가 작아지는 문제가 야기될 수 있다.

또한, 초음파 처리시간이 짧을 경우 박리효율이 매우 미미한 반면, 초음파 처리시간이 길어질 경우 초음파로 인한 입자 파괴가 발생하여 입자의 크기가 작아지는 문제가 야기될 수 있다.

다섯번째 단계(S140)에서는 상기 테프론 코팅 쇠구슬, 초음파 분산된 그래파이트 혼합물 및 얼음형태의 염소산칼륨용액을 마그네틱교반기에 투입하여 교반하게 된다. 이때 얼음형태의 염소산칼륨용액은 상기 그래파이트 혼합물 1 중량부에 대하여 0.3 ~ 0.4 중량부를 넣어주게 되며, 마그네틱교반기 내부의 온도는 교반작업이 끝날때까지 지속적으로 냉각히여 1 ~ 5℃로 유지함으로 교반작업 동안 황산, 질산, 염소산칼륨의 폭발을 방지한다.

상기 마그네틱교반기는 내부의 반응물을 교반하기 위해 임펠러가 장착되고, 외부의 마그네틱 드라이버(magnetic driver)를 이용하여 내부 재료들을 교반함으로 산화작용을 활발히 발생시켜 그래파이트 산화물을 생성한다. 교반시간은 그래파이트 산화물이 충분하게 형성될 수 있도록 60 ~ 65시간 동안 교반하게 되며, 혼입된 쇠구슬을 통해 교반 및 산화작용이 촉진된다.

이때, 마그네틱교반기가 회전함에 따라 내부에 투입된 쇠구슬들은 관성에 의해 외벽으로 몰리는 것을 방지하기 위해 마그네틱교반기는 비균일 회전속도로 회전하도록 한다. 상기 마그네틱교반기의 회전속도는 외부의 구동모터의 회전속도에 의해 조절되며, 이는 모터제어기를 이용하여 일정한 속도로 제어할 수 있다. 구체적으로 마그네틱교반기의 특정 시간 동안의 회전을 1 사이클로 정하고, 1 사이클의 70%에서 회전속도를 10% 감속시킨 후 1사이클의 100%지점에서 다시 최초 회전속도로 복귀하도록 하여 회전속도 변화에 따라 마그네틱교반기 내부에서 함께 회전하는 쇠구슬의 이동범위가 확장되어 교반 및 산화작용을 촉진하게 된다.

여섯번째 단계(S150)에서는 교반작업을 중지하고 상기 그래파이트 산화물에서 테프론 코팅 쇠구슬을 분리한다. 이때 쇠구슬과 반응하는 자성체를 사용하면 그래파이트 산화물과 쇠구슬을 깨끗하게 분리할 수 있으며, 쇠구슬을 분리하고 남은 그래파이트 산화물을 원심분리기를 통해 원심분리하여 상층부의 액체를 분리하게 된다.

일곱번째 단계(S160)에서는 상기 원심분리된 그래파이트 산화물을 황산용액을 이용하여 1차 세정하게 된다. 이때 상기 황산용액의 질량농도는 1 ~ 5% 를 유지한다. 이를 통해 그래파이트의 산화반응으로 발생한 NO₂CIO₃ 등의 불순물을 제거하게 된다.

여덟번째 단계(S170)에서는 상기 1차 세정을 마친 그래파이트 산화물을 과량의 탈 이온수로 2차 세정하게 된다. 이때 세정 중 수시로 그래파이트 산화물의 산도를 측정하여 pH가 6.8 ~ 7.2이 될 때까지 세정하며 이후 거름종이 또는 필터를 통해 고체성분만 걸러준다.

아홉번째 단계(S180)에서는 상기 걸러내고 남은 고체성분의 그래파이트 산화물을 열처리하기 전 22 ~ 26시간 동안 진공건조한다.

통상 건조된 상태에서 상기 그래파이트 산화물의 탄소망 평면간 거리는 약 0.6 nm이상이다. 상기 그래파이트 산화물은 탄소망 평면 사이에 삽입된 황산 또는 질산과 같은 휘발성 분자들이 기화될 때의 압력으로 탄소망 평면 사이의 간격이 팽창될 수 있다. 상기 팽창된 그래파이트 산하물은 탄소망 평면들 사이의 간격이 확대되므로, 밀도가 낮아져 수소흡장 재료, 연료 전지용 세퍼레이터, 캐패시터 등의 전지재료 용도에 적용될 수 있다.

팽창된 그래파이트 산화물을 박리하여 전지재료로 사용되기 위해서는 탄소망 표면에 존재하는 각종 친수성 관능기들이 제거되어야 하므로 상기 관능기들을 제거하는 열처리 과정이 요구된다.

마지막 열번째 단계(S190)에서는 상기 건조되 그래파이트 산화물을 불활성 가스가 주입된 가열로에서 240 ~ 280℃의 온도로 20 ~ 40초간 열처리한다. 건조된 그래파이트 산화물은 열처리를 통해 팽창되고 층과 층 사이가 벌어져 박리되어 최종적으로 열처리 전보다 적은 산소량을 갖는 산화그래핀을 얻게 된다. 통상 열처리 중 통상 240℃까지는 그래파이트 산화물이 팽창되지 않으며, 그 이상의 온도부터 팽창이 이루어진다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시 예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

Claims

산화그래핀의 제조방법에 있어서,
내마모성 및 내 화학성이 뛰어난 PFA 테프론이 3회 이상 코팅된 지름 2밀리미터 이하의 쇠구슬을 다량 준비하는 단계(S100);
증류수와 염소산칼륨을 혼합한 질량농도 90 ~ 95%의 염소산칼륨용액을 유리판과 2㎟ 이하의 작은 구멍이 다수형성된 폴리에틸렌계 재질의 제빙판이 결합된 냉각틀에서 -5℃ 이하로 냉각하여 얼리는 단계(S110);
1 ~ 300 ㎛ 크기입자의 분말형태 그래파이트 1 중량부에 대하여 질량농도 90 ~ 95%의 황산 14 ~ 18 중량부, 질량농도 85 ~ 90%의 질산 7 ~ 11 중량부를 1 ~ 5℃로 냉각한 상태에서 분무형태로 투입하여 그래파이트 혼합액을 만드는 단계(S120);
상기 그래파이트 혼합액을 3 ~ 4시간 동안 초음파 분산시키는 단계(S130);
상기 테프론 코팅 쇠구슬 및 상기 그래파이트 혼합물 1 중량부에 대하여 0.3 ~ 0.4 중량부의 얼음형태의 염소산칼륨용액을 마그네틱교반기에 투입하고, 1 ~ 5℃로 유지하며 60 ~ 65시간 동안 비균일 회전속도로 교반하여 그래파이트 산화물을 생성하는 단계(S140);
상기 그래파이트 산화물에서 테프론 코팅 쇠구슬을 분리한 후 원심분리하여 상층액체를 분리하는 단계(S150);
상기 원심분리된 그래파이트 산화물을 1 ~ 5% 질량농도의 황산용액으로 1차 세정하는 단계(S160);
상기 1차 세정을 마친 그래파이트 산화물을 과량의 탈 이온수로 pH 6.8 ~ 7.2이 되도록 희석한 후 걸러주는 단계(S170);
상기 걸러낸 그래파이트 산화물을 22 ~ 26시간 동안 진공건조하는 단계(S180);
상기 건조된 그래파이트 산화물을 불활성 가스가 주입된 가열로에서 240 ~ 280℃의 온도로 20 ~ 40초간 열처리하여 팽창시킴으로써 박리된 그래핀을 얻는 단계(S190); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 대량생산을 위한 산화그래핀의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 마그네틱교반기는 1사이클의 70%에서 회전속도를 10% 감속시킨 후 1사이클의 100%지점에서 다시 최초 회전속도로 복귀하여 교반용기의 내용물을 교반하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 대량생산을 위한 산화그래핀의 제조방법.