KR101738343B1 - 나노 산화물 입자를 템플레이트로 사용한 나노링 탄소나노튜브 및 이의 제조방법 - Google Patents

나노 산화물 입자를 템플레이트로 사용한 나노링 탄소나노튜브 및 이의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101738343B1
KR101738343B1 KR1020150030876A KR20150030876A KR101738343B1 KR 101738343 B1 KR101738343 B1 KR 101738343B1 KR 1020150030876 A KR1020150030876 A KR 1020150030876A KR 20150030876 A KR20150030876 A KR 20150030876A KR 101738343 B1 KR101738343 B1 KR 101738343B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
acetate
oxide
carbon nanotube
acid
precipitate
Prior art date
Application number
KR1020150030876A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160107720A (ko
Inventor
최원국
황도경
손동익
이윤재
Original Assignee
한국과학기술연구원
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 한국과학기술연구원 filed Critical 한국과학기술연구원
Priority to KR1020150030876A priority Critical patent/KR101738343B1/ko
Publication of KR20160107720A publication Critical patent/KR20160107720A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101738343B1 publication Critical patent/KR101738343B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C01B31/022—
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2202/00—Structure or properties of carbon nanotubes
    • C01B2202/02—Single-walled nanotubes
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)

Abstract

본 발명은 직경 20 내지 30nm의 나노 링 형태의 탄소나노튜브 및 산처리된 탄소나노튜브 및 금속 산화물 전구체의 용액을 반응시켜 침전물을 얻는 단계; 및 상기 침전물을 산성 용액에 용해시켜 금속 산화물을 제거하여 직경 20 내지 30nm의 나노 링 형태의 탄소나노튜브를 얻는 단계를 포함하는 나노 링 형태의 탄소나노튜브의 제조방법을 제공한다.

Description

나노 산화물 입자를 템플레이트로 사용한 나노링 탄소나노튜브 및 이의 제조방법{NANO RING CARBON NANO TUBE USING NANO OXIDE PARTICLE-TEMPLATE AND FABRICATION METHOD OF THE SAME}
본 발명은 나노 산화물 입자를 템플레이트로 사용한 나노링 탄소나노튜브 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 나노 산화물 입자를 템플레이트로 사용한 직경 20nm내지 30nm의 나노링 탄소나노튜브 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
탄소나노튜브(CNT)가 복합소재에서 뛰어난 물성을 충분히 발휘하기 위해서는 탄소나노튜브의 분산(dispersion) 기술이 필요하다. 만약 CNT가 전혀 분산되지 않은 상태이면 나노 스케일로 인한 효과를 발현하지 못하게 되고 물성적인 저하를 일으키게 된다. 종래 탄소나노튜브의 성질이 우수함에도 불구하고 지금까지 상용화 할 수 없었던 이유는 분산성이 매우 낮기 때문이었다. 탄소나노튜브의 분산성을 향상시키기 위하여 분산제로서 별도의 고분자 폴리머를 이용하여 분산성을 향상시키거나 선형(linear) 단일벽 탄소나노튜브(SWCNT)를 링 모양으로 만들기 위한 연구들이 있어 왔다.
먼저 고분자 폴리머를 이용하여 분산성을 향상시키는 방법을 살펴보면 아로마틱 구조의 분자를 갖는 폴리머를 탄소나노튜브와 파이-파이(p-p) 결합을 통하여 반응시켜 SWCNT의 분산성을 향상시켰다. 그러나 폴리머가 첨가되기 때문에 SWCNT 본질의 전기적 내지 물리적 특성이 저해되는 현상이 나타난다는 문제가 있었다. 또한, 선형 SWCNT를 링 모양으로 만들기 위해서 유기 물질을 첨가하거나 진공 공정을 이용하는 경우가 있었다. 이 공정을 이용하여 만들어진 링 모양의 SWCNT는 직경이 약 400nm~1.2μm로 지나치게 커서 분산성이 충분히 개선되지 못한다는 문제점이 있었다.
특허출원 제2012-0150666호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 산처리된 탄소나노튜브 및 금속 산화물 전구체의 용액을 반응시켜 침전물을 얻는 단계; 및 상기 침전물을 산성 용액에 용해시켜 금속 산화물을 제거하여 직경 20nm 내지 30nm의 나노 링 형태의 탄소나노튜브를 얻는 단계를 포함하는 나노 링 형태의 탄소나노튜브의 제조방법 및 이 제조방법에 의하여 제조된 탄소나노튜브를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 해결하기 위하여 본 발명은 직경 20 내지 30nm의 나노 링 형태의 탄소나노튜브를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 탄소나노튜브는 단일벽 구조의 나노튜브 (Single-Walled Carbon NanoTube:SWCNT)일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 탄소나노튜브는 단일 또는 다중의 번들(bundle) 형태를 가지는 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 산처리된 탄소나노튜브 및 금속 산화물 전구체의 용액을 반응시켜 침전물을 얻는 단계; 및 상기 침전물을 산성 용액에 용해시켜 금속 산화물을 제거하여 직경 20 내지 30nm의 나노 링 형태의 탄소나노튜브를 얻는 단계를 포함하는 나노 링 형태의 탄소나노튜브의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 금속 산화물은 아연 산화물, 주석 산화물, 알루미늄 산화물, 타이타늄 산화물, 철 산화물, 구리 산화물, 나트륨 산화물, 코발트 산화물, 란타넘 산화물, 세륨 산화물, 은 산화물, 망간 산화물 및 니켈 산화물로 이루어진 그룹에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 금속 산화물 전구체는 아연 아세테이트, 주석 아세테이트, 알루미늄 아세테이트, 타이타늄 아세테이트, 철 아세테이트, 구리 아세테이트, 나트륨 아세테이트, 코발트 아세테이트, 란타넘 아세테이트, 세륨 아세테이트, 은 아세테이트, 망간 아세테이트 및 니켈 아세테이트로 이루어진 그룹에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 금속 산화물 전구체의 용액의 용매는 디메틸포름아미드(DMF), 테트라하이드로퓨란(THF), 클로로벤젠(CB), 다이클로로벤젠(DCB) 및 트리클로로벤젠(TCB)으로 이루어진 그룹에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 산성 용액은 염산, 황산 및 질산으로 이루어진 그룹에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 침전물은 금속 산화물 코어 및 탄소나노튜브 쉘을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 제조방법은 상기 침전물을 세척 및 정제한 후 산성 용액에 용해시키는 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 제조방법은 상기 침전물을 산성 용액에 용해시킨 후, 초음파 처리하는 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 제조방법은 상기 나노 링 형태의 탄소나노튜브를 양극 산화 알루미늄(AAO) 필터 및 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 필터 중 하나 이상의 필터로 정제하는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 산처리된 탄소나노튜브는 표면에 카르복실기를 가지는 것일 수 있다.
본 발명의 탄소나노튜브에 따르면, 고분자를 분산제로 사용을 하지 않고 산화물을 템플레이트로 하여 제거하기 때문에 탄소나노튜브의 전기적 내지 물리적 물성을 변형시키지 않는 상태에서 분산도를 높일 수 있고 고분자를 사용하지 않기 때문에 공정 단가가 낮아지고 공정 시간이 줄어들며, 링 직경의 크기가 나노 사이즈로 매우 작아 분산성을 더욱 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 링 형태의 탄소나노튜브의 제조시 사용되는 금속 산화물 전구체의 용액을 나타내는 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 링 형태의 탄소나노튜브의 제조시 침전 반응 및 침전물 구조의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 링 형태의 탄소나노튜브의 제조시 침전물의 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 링 형태의 탄소나노튜브의 사진이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 링 형태의 탄소나노튜브의 제조방법의 모식도이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 링 형태의 탄소나노튜브를 투과전자현미경으로 관찰한 사진이다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 산처리된 탄소나노튜브 및 금속 산화물 전구체의 용액을 반응시켜 침전물을 얻는 단계; 및 상기 침전물을 산성 용액에 용해시켜 금속 산화물을 제거하여 직경 20 내지 30nm의 나노 링 형태의 탄소나노튜브를 얻는 단계;를 포함하는 나노 링 형태의 탄소나노튜브의 제조방법을 제공한다.
이하, 본 발명에 따른 나노 링 형태의 탄소나노튜브의 제조방법을 구체적으로 상술한다.
먼저, 산처리된 탄소나노튜브 및 금속 산화물 전구체의 용액을 반응시켜 침전물을 얻는다.
본 발명에서 산처리된 탄소나노튜브 및 금속 산화물 전구체의 용액을 반응시키는 반응시간은 금속 산화물 전구체를 금속 산화물로 변화시키고 산처리된 탄소나노튜브와 반응시켜서 금속 산화물 코어와 탄소나노튜브의 쉘을 만들수 있는 에너지로, 상기 반응시간은 5시간 이상일 수 있고, 바람직하게 5시간 내지 100시간일 수 있다. 상기 반응시간이 5시간 미만이면 수득율이 10%미만이 되는 문제점이 있다.
본 발명에서 상기 금속 산화물은 특별히 한정되는 것은 아니나, 아연 산화물, 주석 산화물, 알루미늄 산화물, 타이타늄 산화물, 철 산화물, 구리 산화물, 나트륨 산화물, 코발트 산화물, 란타넘 산화물, 세륨 산화물, 은 산화물, 망간 산화물 및 니켈 산화물로 이루어진 그룹에서 선택되는 하나 이상일 수 있다. 바람직하게 상기 금속 산화물은 아연 산화물일 수 있다
본 발명에서 상기 금속 산화물 전구체는 특별히 한정되는 것은 아니나, 아연 아세테이트, 주석 아세테이트, 알루미늄 아세테이트, 타이타늄 아세테이트, 철 아세테이트 구리 아세테이트, 나트륨 아세테이트, 코발트 아세테이트, 란타넘 아세테이트, 세륨 아세테이트, 은 아세테이트, 망간 아세테이트 및 니켈 아세테이트로 이루어진 그룹에서 선택되는 하나 이상일 수 있다. 바람직하게 상기 금속 산화물 전구체는 금속 아세테이트, 구체적으로 아연 아세테이트일 수 있다
본 발명에서 상기 금속 산화물 전구체의 용액의 용매는 특별히 한정되는 것은 아니나, 디메틸포름아미드(DMF), 테트라하이드로퓨란(THF), 클로로벤젠(CB), 다이클로로벤젠(DCB) 및 트리클로로벤젠(TCB)로 이루어진 그룹에서 선택되는 하나 이상일 수 있다. 바람직하게 상기 용매는 디메틸포름아미드(DMF)일 수 있다.
예를 들어, 금속 산화물 전구체로서 아연 아세테이트 디하이드라이드(Zinc acetate dehydride)를 디메틸포름아미드(Dimethylformamide(DMF)) 용매에 용해시키는 경우를 하기 반응식으로 나타낼 수 있다.
Figure 112015021853919-pat00001

구체적으로 아연아세테이트 디하이드라이드가 열에 의해 아연하이드록시와 아세트산으로 바뀌게 된다. 아연하이드록시는 열에 의해 아연산화물과 물로 변하게 된다. 상기 반응을 도 1에 나타내었다. 도 1의 좌측은 생성된 아연산화물의 전자현미경 사진이며, 우측은 아연산화물의 크기를 측정하기 위해 이미지 크기를 측정하여 분석하는 컴퓨터 프로그램을 사용하여 여러 가지 크기의 아연 산화물을 자동으로 분석하는 그림이다.
그리고 나서, 상기 금속 산화물 전구체의 용액에 산처리된 탄소나노튜브를 첨가한다.
본 발명에서 상기 산처리된 탄소나노튜브는 표면에 카르복실기를 가지는 것일 수 있다. 탄소나노튜브를 산처리하는 방법은 공지의 방법이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 황산 및 질산의 혼합물로 처리할 수 있다. 산처리된 탄소나노튜브는 표면에 생성된 카르복실기에 의해서 많은 유기 용매에 분산이 잘 된다. 또한, 산처리된 탄소나노튜브의 표면에 생성된 카르복실기는 금속 산화물 전구체와 반응시 금속 산화물 전구체를 산 형태로 바꾸는 역할을 하고, 예를 들어 아세테이트를 아세트산으로 바꾸어준다. 따라서 수산화나트륨 등의 물질을 따로 첨가할 필요가 없다.
상기 산처리된 탄소나노튜브 및 금속 산화물 전구체의 용액은 혼합시 중량 기준 혼합 비율이 산처리된 탄소나노튜브:금속 산화물 전구체의 용질= 0.005 내지 0.05:1, 바람직하게 0.02:1일 수 있다. 상기 산처리된 탄소나노튜브가 상기 비율보다 적게 혼합되면 낮은 수율의 금속산화물 복합체를 얻으며, 상기 비율보다 많이 혼합되면 미반응 탄소나노튜브가 생성되어 정제에 어려움이 있다
상기와 같이 산처리된 탄소나노튜브 및 금속 산화물 전구체의 용액을 혼합하여 교반 반응시키면 침전물이 얻어진다. 상기 반응시 교반은 90 내지 180℃에서 할 수 있고, 바람직하게 130 내지 170℃에서 할 수 있다. 상기 반응시 반응시간은 2 내지 10시간, 바람직하게 4 내지 6시간일 수 있다.
상기 반응이 완료되면, 금속 산화물-탄소나노튜브 하이브리드(hybrid)(또는 복합체)가 형성된다. 이 금속 산화물-탄소나노튜브 하이브리드(hybrid)가 침전물로 가라앉게 되고, 이 침전물의 색상은 회색을 띄는 것일 수 있다.
본 발명에서 상기 침전물은 금속 산화물 코어 및 탄소나노튜브 쉘을 포함하는 것일 수 있다. 이러한 침전 반응 및 침전물 구조의 모식도를 도 2에 나타내었다.
그 다음, 얻어진 침전물을 세척 및 정제한 후에 산성 용액에 용해시킨다. 산성 용액에 용해시 금속 산화물이 제거되고 직경 20 내지 30nm의 나노 링 형태의 탄소나노튜브를 얻는다. 본 발명에서 얻어지는 나노 링 형태의 탄소나노튜브는 직경 20 내지 30nm, 더욱 구체적으로 20 내지 25nm이다. 이러한 나노 사이즈의 링 형태를 가지는 탄소나노튜브는, 기존에 알려진 링 탄소나노튜브보다 약 20배 정도 작은 형태이기 때문에, 분산성이 향상될 수 있다. 기존 방법에서는 산처리된 탄소나노튜브의 말단에는 카르복실 그룹과 하이드록시 그룹을 생성한 후, RAFT(Reversible addition fragmentation chain-transfer polymerization)에서 촉매제로 사용되는 다이싸이클로헥실카르보디아마이드(DCC)의 유기물질을 첨가하면 탄소나노튜브에서 축합반응에 의하여 말단이 닫히는 현상이 일어나며 링 모양의 탄소나노튜브를 제작하기 때문에 큰 크기의 링 탄소나노튜브가 제작되었다. 반면 본 발명은 나노금속산화물을 템플레이트로 사용하기 때문에 나노수준의 링 탄소나노튜브를 제조할 수 있는 것이다.
상기 세척 및 정제 방법은 특별히 한정되는 것은 아니나, 예를 들어 에탄올 및 물로 희석하고 원심분리를 통해 정제하는 것일 수 있다.
또한, 상기 침전물을 산성 용액에 용해시킨 후, 초음파 처리(sonication)하는 것이 바람직하다. 초음파 처리 시간은 10분 내지 1시간, 바람직하게 20분 내지 40분일 수 있다.
본 발명에서 상기 산성 용액은 특별히 한정되는 것은 아니나, 염산, 황산 및 질산으로 이루어진 그룹에서 선택되는 하나 이상일 수 있다. 바람직하게 상기 산성 용액은 염산일 수 있다. 이때 산성 용액의 농도는 33% 내지 40%(물에 대한 함유량)일 수 있다. 상기 산성 용액의 농도가 33%미만이면 낮은 산성에 의하여 금속 산화물이 제거가 되지 않을 수 있고, 40%를 초과하면 너무 강한 산성에 의하여 탄소나노튜브의 전기적 또는 물리적 성질의 감소가 나타날 수 있다.
침전물인 금속 산화물-탄소나노튜브 하이브리드를 산성 용액에 녹이고 초음파를 이용하여 약 30분 반응하게 되면 금속 산화물만 녹게 되고, 금속 산화물이 녹아 나가면서 나노링 모양의 탄소나노튜브가 만들어진다. 금속 산화물이 아연 산화물이고, 산성 용액이 염산인 경우를 예를 들면 반응식은 하기와 같다.
ZnO + 2 HCl → ZnCl2 + H2O
마지막으로, 금속 산화물이 제거되고 얻어진 나노 링 형태의 탄소나노튜브를 물에 희석한 후 정제한다.
본 발명에서 최종 생성물인 나노 링 형태의 탄소나노튜브를 제조하기 위해 연산을 이용하여 금속을 제거하는 과정 후에 상기 나노링 탄소나노튜브와 비나노링 탄소나노튜브가 함께 존재하게 되고, 이를 정제하기 위해 양극 산화 알루미늄(AAO) 필터 및 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 필터 중 하나 이상의 필터를 사용할 수 있다. 기존의 테플론 필터의 경우, 필터의 모양이 방사형으로 되어 있기 때문에 나노링 탄소나노튜브의 수득율이 떨어지는 문제점이 있었다.
본 발명에서 상기 탄소나노튜브는 단일벽 구조의 나노튜브 (Single-Walled Carbon NanoTube:SWCNT)일 수 있다.
본 발명에서 상기 탄소나노튜브는 단일 또는 다중의 번들 형태를 가지는 것일 수 있다. 다중의 번들 형태는 바람직하게 이중 및 삼중일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 제조방법에 의하여 제조된, 직경 20 내지 30nm의 나노 링 형태의 탄소나노튜브를 제공한다.
본 발명은 다른 어떠한 유기 물질을 첨가하지 않으면서, 나노 사이즈의 링 형태 탄소나노튜브를 합성한 것이며, 별도의 유기 물질을 첨가하지 않기 때문에 탄소나노튜브 본질의 전기적, 물리적 특성을 우수하게 유지할 수 있고, 나노 사이즈이기 때문에 분산성을 향상시킬 수 있으므로, 지금까지 낮은 분산성 특성 때문에 상용화 되기 힘들었던 탄소나노튜브의 문제점을 극복할 수 있다. 지금까지 나노 산화물 입자를 템플레이트로 사용한 바가 없었으며, 본 발명은 최초로 나노 산화물 입자를 템플레이트로 사용하여 직경 20 내지 30nm의 나노 링 형태의 탄소나노튜브를 간단한 공정으로 얻을 수 있는 것이다.
이하의 실시를 통하여 본 발명이 더욱 상세하게 설명된다. 단, 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서 이들만으로 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
1-1. 탄소나노튜브(SWCNT)의 산처리
황산과 질산을 3:1의 부피비로 하여 용액을 제조한 다음, 탄소나노튜브를 넣어서 초음파기를 이용 6시간 정도 20℃ 이하에서 반응을 시켰다. 초음파기를 오래 이용하여 초음파기 안에 있는 물의 온도 높아지고 온도가 높아지면 SWCNT 서로가 다시 번들(bundle)되는 경우가 있을 수 있기 때문에 낮은 온도에서 반응을 하였다. 산처리가 된 SWCNT는 표면에 카르복실 그룹(COOH)가 생성된다.
1-2. ZnO 합성
아연 아세테이트 디하이드라이드(Zinc acetate dehydride) (8.4mM)를 디메틸포름아미드(Dimethylformamide(DMF))에 용해시켜 용액을 준비하였다.
상기 아연 아세테이트 용액 (8.4mM) 및 상기 1-1.에서 준비한 산처리된 SWCNT 40mg을 혼합하여 150℃에서 교반하였다. 그 결과 회색 침전물을 얻었다. 산처리된 SWCNT를 사용하게 되면 SWCNT 표면에 카르복실 그룹(COOH)이 존재 하기 때문에 아세테이트를 아세트산으로 바꾸는 역할을 산처리된 SWCNT가 하게 되어 ZnO-SWCNT의 나노 입자가 만들어진다. 이를 에탄올과 물로 희석하여 원심분리기를 통하여 정제를 하여 순수한 ZnO-SWCNT 침전물을 제조하였다. 이렇게 얻어진 ZnO-SWCNT 침전물의 사진을 도 3에 나타내었다.
1-3. 얻어진 일부분의ZnO-SWCNT(10mg)를 염산(HCl)(30mL)에 녹이고 초음파를 이용하여 약 30분간 반응시켰다. 반응시 ZnO가 녹아 나가면서 나노링 모양의 SWCNT를 얻을 수 있었다.
1-4. 얻어진 나노링 모양의 SWCNT를 물에 희석시킨 후 정제하였다. 이렇게 얻어진 물질의 사진을 도 4에 나타내었다.
[실험예 1] 투과전자현미경 관찰
상기 실시예 1에서 제조된 나노링 모양의 SWCNT을 투과전자현미경으로 관찰하였다. 그 결과를 도 6에 나타내었다.

Claims (13)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 산처리된 탄소나노튜브 및 금속 산화물 전구체의 용액을 반응시켜 침전물을 얻는 단계; 및
    상기 침전물을 산성 용액에 용해시켜 금속 산화물을 제거하여 직경 20 내지 30nm의 나노 링 형태의 탄소나노튜브를 얻는 단계를 포함하는 나노 링 형태의 탄소나노튜브의 제조방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 금속 산화물은 아연 산화물, 주석 산화물, 알루미늄 산화물, 타이타늄 산화물, 철 산화물, 구리 산화물, 나트륨 산화물, 코발트 산화물, 란타넘 산화물, 세륨 산화물, 은 산화물, 망간 산화물 및 니켈 산화물로 이루어진 그룹에서 선택되는 하나 이상인 탄소나노튜브의 제조방법
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 금속 산화물 전구체는 금속 아세테이트, 아연 아세테이트, 주석 아세테이트, 알루미늄 아세테이트, 타이타늄 아세테이트, 철 아세테이트 구리 아세테이트, 나트륨 아세테이트, 코발트 아세테이트, 란타넘 아세테이트, 세륨 아세테이트, 은 아세테이트, 망간 아세테이트 및 니켈 아세테이트로 이루어진 그룹에서 선택되는 하나 이상인 탄소나노튜브의 제조방법
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 금속 산화물 전구체의 용액의 용매는 디메틸포름아미드(DMF), 테트라하이드로퓨란(THF), 클로로벤젠(CB), 다이클로로벤젠(DCB) 및 트리클로로벤젠(TCB)으로 이루어진 그룹에서 선택되는 하나 이상인 탄소나노튜브의 제조방법.
  8. 제 4항에 있어서,
    상기 산성 용액은 염산, 황산 및 질산으로 이루어진 그룹에서 선택되는 하나 이상인 탄소나노튜브의 제조방법
  9. 제 4항에 있어서,
    상기 침전물은 금속 산화물 코어 및 탄소나노튜브 쉘을 포함하는 것인 탄소나노튜브의 제조방법.
  10. 제 4항에 있어서,
    상기 제조방법은 상기 침전물을 세척 및 정제한 후 산성 용액에 용해시키는 것인 탄소나노튜브의 제조방법.
  11. 제 4항에 있어서,
    상기 제조방법은 상기 침전물을 산성 용액에 용해시킨 후, 초음파 처리하는 것인 탄소나노튜브의 제조방법.
  12. 제 4항에 있어서,
    상기 제조방법은 상기 나노 링 형태의 탄소나노튜브를 양극 산화 알루미늄(AAO) 필터 및 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 필터 중 하나 이상의 필터로 정제하는 단계를 더 포함하는 것인 탄소나노튜브의 제조방법.
  13. 제 4항에 있어서,
    상기 산처리된 탄소나노튜브는 표면에 카르복실기를 가지는 것인 탄소나노튜브의 제조방법.
KR1020150030876A 2015-03-05 2015-03-05 나노 산화물 입자를 템플레이트로 사용한 나노링 탄소나노튜브 및 이의 제조방법 KR101738343B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150030876A KR101738343B1 (ko) 2015-03-05 2015-03-05 나노 산화물 입자를 템플레이트로 사용한 나노링 탄소나노튜브 및 이의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150030876A KR101738343B1 (ko) 2015-03-05 2015-03-05 나노 산화물 입자를 템플레이트로 사용한 나노링 탄소나노튜브 및 이의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160107720A KR20160107720A (ko) 2016-09-19
KR101738343B1 true KR101738343B1 (ko) 2017-05-23

Family

ID=57103455

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150030876A KR101738343B1 (ko) 2015-03-05 2015-03-05 나노 산화물 입자를 템플레이트로 사용한 나노링 탄소나노튜브 및 이의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101738343B1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109054791B (zh) * 2018-07-16 2020-10-16 中国石油大学(华东) 一种水基碳纳米流体及其制备方法
CN109698342B (zh) * 2018-12-28 2022-08-19 廊坊绿色工业技术服务中心 一种金属氧化物-有序碳纳米管复合材料及其制备方法和应用
CN112479183B (zh) * 2020-12-09 2022-09-06 中国科学技术大学 一种碳纳米管环及其制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011108530A1 (ja) 2010-03-01 2011-09-09 国立大学法人九州大学 カーボンナノチューブでコーティングされた粒子およびその製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011108530A1 (ja) 2010-03-01 2011-09-09 国立大学法人九州大学 カーボンナノチューブでコーティングされた粒子およびその製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Carbon. 2012, Vol. 50, pp. 1769-1775 (2011.12.16.)*

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160107720A (ko) 2016-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI543932B (zh) 石墨烯之製備方法
CN102666378B (zh) 用碳纳米管通过接触碱金属制备的石墨烯纳米带
US8361430B2 (en) Method and system for producing graphene and graphenol
Huang et al. A facile route to reduced graphene oxide–zinc oxide nanorod composites with enhanced photocatalytic activity
US6641793B2 (en) Method of solubilizing single-walled carbon nanotubes in organic solutions
US6331262B1 (en) Method of solubilizing shortened single-walled carbon nanotubes in organic solutions
Kabiri et al. Surface grafting of reduced graphene oxide using nanocrystalline cellulose via click reaction
Krishna et al. Rapid electrochemical synthesis of hydrogenated graphene oxide using Ni nanoparticles
KR101738343B1 (ko) 나노 산화물 입자를 템플레이트로 사용한 나노링 탄소나노튜브 및 이의 제조방법
Darabi et al. A new protocol for the carboxylic acid sidewall functionalization of single-walled carbon nanotubes
JP2012153590A (ja) 凝集物及び当該凝集物を溶媒に分散してなる分散液
Swathy et al. Tangled silver nanoparticles embedded polythiophene-functionalized multiwalled carbon nanotube nanocomposites with remarkable electrical and thermal properties
JP2020075828A (ja) 銀／酸化グラフェン複合体およびその製造方法
KR101784318B1 (ko) 나노 산화물입자를 이용한 나노링 구조의 탄소나노튜브 제조방법 및 나노링 구조의 탄소나노튜브
KR20150127882A (ko) 수분산성 그래핀 제조방법
KR102429719B1 (ko) 환원 탄소 나노 입자 및 이의 제조 방법
Danial et al. Facile one-step preparation and characterization of graphene quantum dots suspension via electrochemical exfoliation. Malays
Xu et al. Hydrothermal synthesis and characterisation of potassium/sodium titanate nanofibres at different temperatures
Prodana et al. Different methods to functionalization of multiwalled carbon nanotubes for hybrid nanoarchitectures
Kumar et al. Chemically derived graphene nanoribbons from carbon nanotubes for supercapacitor application
JP5734053B2 (ja) 高アスペクト比の金属ナノ構造体の単離方法
JP2004323258A (ja) カーボンナノチューブの精製方法
JP6075964B2 (ja) アルカリ金属分を低減した酸化チタンナノワイヤの製造方法、及び酸化チタンナノワイヤからアルカリ金属分を除去する方法
CN112093823A (zh) 一种纳米片状材料的辅助分散方法
KR20070018128A (ko) 탄소나노튜브 정제 용액 및 그에 의한 탄소나노튜브의 정제방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant