KR101556397B1 - Pei 처리된 그래핀 옥사이드 용액을 이용한 그래핀 함유 카본 에이로겔 제조방법 - Google Patents
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Abstract
Description
도 2는 도 1에 도시된 PEI 처리된 그래핀 옥사이드 용액의 준비 과정을 상세히 나타낸 공정 흐름도,
도 3은 도 1에 도시된 그래핀 함유 카본 에어로겔 제조 과정을 상세히 나타낸 공정 흐름도,
도 4는 CA(XPG)와 CA를 각각 원속분석기로 측정한 결과를 나타낸 표,
도 5는 순환전압전류방법을 이용해 측정한 CA(XPG)의 전극과 CA의 전극의 비정전용량을 나타낸 표,
도 6은 충방전 테스트방법을 이용해 측정한 CA(XPG)의 전극과 CA의 전극의 비정전용량을 나타낸 표,
도 7 및 도 8은 각각 CA(XPG)와 CA의 N2 탈부착 분포를 나타낸 그래프,
도 9 내지 도 11은 각각 도 1에 도시된 제조방법으로 제조된 그래핀 함유 카본 에어로겔의 HR-TEM(High-resolution transmission electron microscopy) 이미지,
도 12 및 도 13은 각각 순환전압전류방법을 이용하여 전술한 방법으로 제조된 CA(XPG) 전극과 CA의 전극의 순환 전압전류도를 나타낸 그래프,
도 14는 CA(XPG) 전극과 CA 전극의 비정전용량을 측정한 결과를 나타낸 그래프,
도 15 및 도 16은 각각 CA(XPG) 전극 및 CA 전극의 충방전 곡선을 나타낸 그래프,
도 17은 CA(XPG) 전극과 CA 전극의 나이퀴스트(Nyquist 선도를 측정한 그래프이다.
Claims (10)
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- PEI(polyethyleneimine) 처리된 그래핀 옥사이드(graphene oxide) 용액을 준비하는 단계와;
상기 PEI 처리된 그래핀 옥사이드 용액에 촉매제와 레소시놀(resorcinol)을 첨가하는 단계와;
상기 PEI 처리된 그래핀 옥사이드 용액에 포름알데히드(formaldehyde)를 첨가하여 RFGO 용액(resorcinol-formaldehyde and graphene oxide solution)을 제조하는 단계와;
상기 RFGO 용액을 건조하여 RFGO 습윤겔로 제조하는 단계와;
상기 RFGO 습윤겔을 솔벤트 치환시킨 후 건조 및 열분해시켜 그래핀 함유 카본 에이로겔(graphene containing carbon aerogel)을 제조하는 단계로 구성되며,
상기 PEI 처리된 그래핀 옥사이드 용액을 준비하는 단계는 천연흑연분말을 개량된 허머방법(modified Hummers method)을 이용하여 그래핀 옥사이드를 제조하는 단계와; 상기 그래핀 옥사이드를 탈이온수에 분산시킨 후 PEI를 첨가하여 PEI 처리된 그래핀 옥사이드를 제조하는 단계와; 상기 PEI 처리된 그래핀 옥사이드를 탈이온수에 재분산시켜 PEI 처리된 그래핀 옥사이드(graphene oxide) 용액을 제조하는 단계로 이루어지며,
상기 그래핀 옥사이드를 탈이온수에 분산시킨 후 PEI를 첨가하여 PEI 처리된 그래핀 옥사이드를 제조하는 단계는 그래핀 옥사이드 0.1 내지 0.5g을 탈이온수 150 내지 250ml에서 분산시키는 단계와; 상기 그래핀 옥사이드가 첨가된 탈이온수에 PEI 0.05 내지 2g을 첨가하는 단계와; 상기 PEI가 첨가된 탈이온수를 45 내지 75℃에서 9 내지 15시간동안 스터링하여 혼합하는 단계와; 상기 혼합물을 상온에서 냉각시켜 PEI 처리된 그래핀 옥사이드를 제조하는 단계와; 상기 PEI 처리된 그래핀 옥사이드를 원심분리하여 PEI 잉여물을 분리시키는 단계와; 상기 PEI 잉여물을 탈이온수로 세정하여 PEI 잉여물이 제거된 PEI 처리된 그래핀 옥사이드를 제조하는 단계로 이루어지며,
상기 그래핀 함유 카본 에이로겔(graphene containing carbon aerogel)을 제조하는 단계는 RFGO 습윤겔을 아세톤(acetone)을 이용하여 40 내지 60℃의 분위기에서 16 내지 38시간 동안 솔벤트 치환시키는 단계와; 상기 솔벤트로 치환된 RFGO 습윤겔을 상온에서 16 내지 38시간 동안 건조시키는 단계와; 상기 건조된 RFGO를 질소(N2) 분위기 하 700 내지 900℃에서 열분해시켜 그래핀 함유 카본 에이로겔(graphene containing carbon aerogel)을 제조하는 단계로 이루어지며,
상기 건조된 RFGO를 질소(N2) 분위기 하 700 내지 900℃에서 열분해시켜 그래핀 함유 카본 에이로겔을 제조하는 단계에서 상기 그래핀 함유 카본 에이로겔은 상기 열분해 과정에서 PEI가 탄화로 인해 날아감에 의해 표면적이 증가되는 것을 특징으로 하는 PEI 처리된 그래핀 옥사이드 용액을 이용한 그래핀 함유 카본 에이로겔 제조방법. - 삭제
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- 제3항에 있어서, 상기 PEI 처리된 그래핀 옥사이드(graphene oxide) 용액을 제조하는 단계에서 PEI 처리된 그래핀 옥사이드 용액은 PEI 처리된 그래핀 옥사이드 9 내지 45 wt%와 탈이온수 55 내지 91wt%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 PEI 처리된 그래핀 옥사이드 용액을 이용한 그래핀 함유 카본 에이로겔 제조방법.
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- 제3항에 있어서, 상기 PEI 처리된 그래핀 옥사이드 용액에 포름알데히드를 첨가하여 RFGO 용액을 제조하는 단계에서 포름알데히드는 레소시놀에 대하여 포름알데히드가 1:2의 모랄비(molar ratio)를 갖도록 첨가되는 것을 특징으로 하는 PEI 처리된 그래핀 옥사이드 용액을 이용한 그래핀 함유 카본 에이로겔 제조방법.
- 제3항에 있어서, 상기 RFGO 용액을 건조하여 RFGO 습윤겔로 제조하는 단계에서 RFGO 습윤겔은 RFGO 용액을 70 내지 90℃로 가열하여 제조되는 것을 특징으로 하는 PEI 처리된 그래핀 옥사이드 용액을 이용한 그래핀 함유 카본 에이로겔 제조방법.
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