KR101781252B1 - Process for preparing aggregates of carbon nanotubes - Google Patents

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Abstract

유동층 반응이 가능하면서 분산 특성이 개선된 카본나노튜브 응집체의 제조방법이 제공된다.
상기 제조방법은 층상 구조의 금속 수산화물을 포함하는 담체 전구체를 가열처리하여 담체를 형성하는 단계; 상기 담체에 촉매금속 또는 촉매금속 전구체를 담지시켜 담지 촉매를 형성하는 단계; 및 상기 담지촉매와 탄소 함유 화합물을 가열 영역하에서 접촉시켜 카본나노튜브 응집체를 형성하는 단계;를 포함한다.
There is provided a method for producing a carbon nanotube aggregate in which a fluidized bed reaction is possible and dispersion characteristics are improved.
The method comprises the steps of: heating a carrier precursor containing a metal hydroxide of a layered structure to form a carrier; Supporting a catalyst metal or a catalyst metal precursor on the support to form a supported catalyst; And contacting the supported catalyst with the carbon-containing compound under a heating region to form a carbon nanotube aggregate.

Description

카본나노튜브 응집체의 제조방법 {Process for preparing aggregates of carbon nanotubes}Technical Field [0001] The present invention relates to a process for preparing carbon nanotubes,

본 발명은 카본나노튜브 응집체의 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 유동층 반응이 가능하면서 분산 특성이 개선된 카본나노튜브 응집체의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing aggregates of carbon nanotubes. More particularly, the present invention relates to a method for producing a carbon nanotube aggregate having a fluidized bed reaction and improved dispersion characteristics.

종래 열경화성 수지나 열가소성 수지 등의 매트릭스 수지에 카본 블랙, 카본 섬유 또는 금속 분말 등의 도전성 필러를 배합하여 도전성을 부여한 도전성 수지 복합재가 알려져 있다.BACKGROUND ART Conventionally, a conductive resin composite material in which a conductive filler such as carbon black, carbon fiber, or metal powder is mixed with a matrix resin such as a thermosetting resin or a thermoplastic resin to impart conductivity is known.

이와 같은 복합재에 높은 도전성을 부여하기 위해서는 상당한 함량의 도전성 필러를 첨가할 필요가 있으나, 다량의 도전성 필러를 첨가하면 복합재의 기계적 물성에 악영향을 미쳐 수지 본래의 특성이 저하될 우려가 있다. 이로 인해 소량의 함량으로도 충분히 높은 도전성을 발현시키는 필러 재료가 요구되고 있었다.In order to impart high conductivity to such a composite material, it is necessary to add a considerable amount of conductive filler. However, if a large amount of conductive filler is added, the mechanical properties of the composite material may be adversely affected and the inherent characteristics of the resin may be deteriorated. As a result, a filler material capable of exhibiting sufficiently high conductivity with a small amount of content has been required.

이와 같은 성능을 발휘하는 필러 재료로서 카본 나노튜브가 주목을 받고 있다. 카본 나노튜브의 제조 방법으로서는 CVD법(화학적 기상 성장법)이 알려져 있으며, 상기 CVD법은 유기 금속 착체 등을 촉매로서 사용하여 반응계 내에서 촉매 금속을 기상 중에 생성시키는 방법과, 촉매 금속을 담체에 담지하여 사용하는 방법 등을 사용한다.Carbon nanotubes are attracting attention as filler materials exhibiting such performance. A CVD method (chemical vapor deposition method) is known as a method of producing carbon nanotubes. The CVD method includes a method of producing a catalyst metal in a gas phase in a reaction system using an organic metal complex or the like as a catalyst, A method of using it by carrying it, and the like are used.

이러한 CVD법 중 유기 금속 착체 등을 촉매로서 사용하는 방법에서는 생성되는 그래파이트층의 결함이 많고, 반응 후 고온에서 가열 처리를 더 수행하지 않으면 도전성 필러로서 첨가한 경우 도전성이 발현되지 않는다는 문제가 있어 저렴하게 제조하는 것은 곤란했다. 후자의 촉매 담체를 사용하는 방법은 담체로서 기판을 사용하는 방법(기판법)과 분말상의 담체를 사용하는 방법으로 나눌 수 있으며, 상기 기판법은 산업적으로 이용하는 경우, 다수의 기판을 사용하지 않으면 충분한 기판 표면적을 얻을 수 없기 때문에 장치 효율이 낮을 뿐만 아니라, 생성된 카본 나노튜브를 기판으로부터 회수해야 하므로 공정이 많아져 경제적이지 않아 실용화에는 이르고 있지 않다.In the CVD method using an organometallic complex or the like as a catalyst, there are many defects of the graphite layer to be produced, and if the heat treatment is not performed at a high temperature after the reaction, conductivity is not exhibited when it is added as a conductive filler Making it difficult to manufacture. The latter method of using a catalyst carrier can be divided into a method of using a substrate as a carrier (substrate method) and a method of using a powdery carrier, and in the case of industrially using the above substrate method, Since the substrate surface area can not be obtained, the apparatus efficiency is low and the produced carbon nanotubes must be recovered from the substrate, which increases the number of processes and is not economical and has not been put to practical use.

한편 상기 분말상의 담체를 사용하는 방법은 상기 기판을 사용하는 방법에 비해서 비표면적이 크기 때문에 장치 효율이 높을 뿐만 아니라 여러 가지 화학 합성에 사용되는 반응 장치를 사용할 수 있다는 장점이 있다.On the other hand, the method of using the powdery carrier is advantageous in that it has a higher specific surface area as compared with the method using the substrate, and that the reaction apparatus used for various chemical syntheses can be used as well as the efficiency of the apparatus.

이와 같은 반응 장치로서 대표적으로 유동층 반응기를 예시할 수 있다.As such a reactor, a fluidized bed reactor can be exemplified.

유동층 반응기는 다양한 다중상(multiphase) 화학 반응을 수행하도록 이용될 수 있는 반응기 장치이다. 이와 같은 유동층 반응기에서는 유체 (기체 또는 액체)가 미립자 상태의 고체 물질과 반응하게 되는데, 통상적으로 상기 고체 물질은 작은 구 형상을 가지는 촉매이고, 유체는 고체 물질을 부유시키기에 충분한 속도로 유동함으로써 고체 물질이 유체와 유사하게 거동하게 된다.Fluidized bed reactors are reactor devices that can be used to perform a variety of multiphase chemical reactions. In such a fluidized bed reactor, the fluid (gas or liquid) reacts with the particulate solid material, typically the solid material is a catalyst having a small sphere shape, and the fluid flows at a velocity sufficient to float the solid material, The material behaves like a fluid.

상기 유동층 반응기를 이용한 카본나노튜브의 제조 방법은 예를 들어 한국 특허출원공개 10-2009-0073346호 및 10-2009-0013503호 등에 개시되어 있다. 이와 같은 유동층 반응기를 이용하는 경우에는 반응기 내에서 기체를 일정하게 분포시키고, 촉매와 같은 분체가 상부에서 하부로 통과하지 못하도록 분산판을 이용한다. 분산판으로는 다공성 플레이트(perforated plate), 버블 캡(bubble cap), 씨브(sieve) 또는 노즐(nozzle)을 이용하여 구성하는 것이 일반적이다.Methods for producing carbon nanotubes using the fluidized bed reactor are disclosed in Korean Patent Application Publication Nos. 10-2009-0073346 and 10-2009-0013503, for example. When such a fluidized bed reactor is used, a gas is uniformly distributed in the reactor, and a dispersing plate is used so that a catalyst-like powder can not pass from the upper part to the lower part. As the dispersion plate, a porous plate, a bubble cap, a sieve, or a nozzle is generally used.

상기 유동층 반응기에서 기체는 분산판 하부로부터 상부의 방향으로 상향 유동하여 분산판 상의 입자층이 유동 상태로 부유하게 한다. 그러나 기체의 상승 유동만으로는 분체와 기체의 혼합이 잘 이루어지지 않거나, 입자의 반응기내 체류시간이 짧아지게 된다. 이 경우 카본나노튜브 자체의 강한 반데르발스 인력으로 인해 카본나노튜브 입자끼리 응집하여 분산판의 상면에 가라 앉게 되며, 가라 앉은 응집체들 위로 촉매가 지속적으로 퇴적하고 성장하면서 카본나노튜브의 퇴적물의 크기가 점점 증가하여 반응기 전체의 유동성이 크게 저하된다는 문제가 있다. 이와 같은 카본나노튜브의 응집은 이 카본나노튜브의 구조가 번들형(bundle type) 구조를 갖는 경우에 주로 발생하여 카본나노튜브의 양산을 곤란하게 한다.In the fluidized bed reactor, the gas flows upward from the lower portion of the dispersion plate to float the particle layer on the dispersion plate into a fluid state. However, the upflow of the gas only makes it impossible to mix the powder with the gas, or shortens the residence time of the particles in the reactor. In this case, due to strong Van der Waals attraction of the carbon nanotubes themselves, the carbon nanotube particles agglomerate and settle on the top surface of the dispersion plate. As the catalyst continuously accumulates and grows on the settled agglomerates, the size of the carbon nanotubes There is a problem that the fluidity of the entire reactor is significantly lowered. Such aggregation of carbon nanotubes occurs mainly when the structure of the carbon nanotubes has a bundle type structure, making mass production of carbon nanotubes difficult.

한국 특허 등록 10-1126119호는 가열처리된 수산화알루미늄 담체에 촉매 금속 전구체를 담지시킨 담지 촉매를 이용하여 횡형 반응로에서 번들형 카본나노튜브가 누에고치 형태를 이룬 탄소 섬유 응집체의 제조, 및 이 탄소 섬유 응집체를 함유하는 수지 복합재료를 개시하고 있다.Korean Patent Registration No. 10-1126119 discloses a process for producing a carbon fiber agglomerate in which a bundle type carbon nanotube has a cocoon cocoon shape in a horizontal reaction furnace by using a supported catalyst in which a catalyst metal precursor is supported on a heat treated aluminum hydroxide carrier, Discloses a resin composite material containing a fiber agglomerate.

한편, 카본나노튜브가 엉김형(entangled type) 구조를 갖는 경우에는 효율적인 유동층 반응이 가능하지만, 카본나노튜브의 상업적 응용을 위해 필수적으로 요구되는 분산성이 낮다는 문제가 있다.On the other hand, when the carbon nanotubes have an entangled type structure, an efficient fluidized bed reaction is possible, but there is a problem that the dispersibility required for commercial application of carbon nanotubes is low.

또한, 미국 특허 7,799,246호는 유동층 반응기에서 엉김형 카본나노튜브를 제조할 수 있는 담지촉매를 개시하고 있다.In addition, U.S. Patent No. 7,799,246 discloses a supported catalyst capable of producing a tufted carbon nanotube in a fluidized bed reactor.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 촉매 전구체의 조성과 결정 구조 변화를 통해 카본나노튜브 응집체의 구조를 제어하여 분산 특성이 개선되면서도 효율적인 유동층 반응이 가능한 카본나노튜브 응집체의 제조 방법을 제공하는 것이다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing carbon nanotube aggregates by controlling the structure of carbon nanotube aggregates through changes in the composition and crystal structure of catalyst precursors.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은,According to an aspect of the present invention,

층상 구조의 금속 수산화물을 포함하는 담체 전구체를 가열처리하여 담체를 형성하는 단계;Heat treating the carrier precursor containing the layered metal hydroxide to form a carrier;

상기 담체에 촉매금속 또는 촉매금속 전구체를 담지시켜 담지 촉매를 형성하는 단계; 및Supporting a catalyst metal or a catalyst metal precursor on the support to form a supported catalyst; And

상기 담지촉매와 탄소 함유 화합물을 가열 영역하에서 접촉시켜 카본나노튜브 응집체를 형성하는 단계;를 포함하는 카본나노튜브 응집체의 제조방법을 제공한다.And contacting the supported catalyst with the carbon-containing compound under a heating region to form aggregates of carbon nanotubes.

본 발명에 따르면, 카본나노튜브 응집체의 구조를 적절히 제어할 수 있는 카본나노튜브 합성용 담지촉매를 사용하여 유동층 반응이 가능하면서 분산특성이 우수한 카본나노튜브 응집체를 제조할 수 있게 된다.According to the present invention, it is possible to produce a carbon nanotube agglomerate having excellent dispersion characteristics while allowing a fluidized bed reaction using a supported catalyst for synthesizing carbon nanotubes capable of appropriately controlling the structure of aggregated carbon nanotubes.

도 1은 일구현예에 따른 유동층 반응기의 개략도를 나타내는 도면이다.
도 3은 일구현예에 따른 하이드로탈사이트와 보헤마이트가 혼합된 담체 전구체의 XRD 패턴을 나타낸다.
도 5는 실시예 2에서 얻어진 카본나노튜브 응집체의 SEM 사진을 나타낸다.
도 6은 실시예 3에서 얻어진 카본나노튜브 응집체의 SEM 사진을 나타낸다.
도 7은 비교예 1에서 얻어진 카본나노튜브 응집체의 SEM 사진을 나타낸다.
1 is a schematic diagram of a fluidized bed reactor according to one embodiment.
Figure 3 shows an XRD pattern of a carrier precursor in which hydrotalcite and boehmite are mixed according to one embodiment.
5 is an SEM photograph of the carbon nanotube aggregates obtained in Example 2. Fig.
6 is an SEM photograph of the carbon nanotube aggregates obtained in Example 3. Fig.
7 is a SEM photograph of the carbon nanotube aggregates obtained in Comparative Example 1. Fig.

이하, 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail. The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to best describe its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

일구현예에 따른 카보나노튜브 응집체의 제조방법은 층상 구조의 금속 수산화물을 포함하는 담체 전구체를 가열처리하여 담체를 형성하는 단계; 상기 담체에 촉매금속 또는 촉매금속 전구체를 담지시켜 담지 촉매를 형성하는 단계; 및 상기 담지촉매와 탄소 함유 화합물을 가열 영역하에서 접촉시켜 카본나노튜브 응집체를 형성하는 단계;를 포함한다. 특히, 상기 담체 전구체 내의 층상 구조 금속 수산화물과 비층상 구조 금속 수산화물의 성분비를 조절하여 상기 번들형 카본나노튜브 및 엉김형 카본나노튜브의 생성비를 제어할 수 있게 된다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a method for preparing a carbon nanotube aggregate, comprising: heating a carrier precursor containing a metal hydroxide of a layered structure to form a carrier; Supporting a catalyst metal or a catalyst metal precursor on the support to form a supported catalyst; And contacting the supported catalyst with the carbon-containing compound under a heating region to form a carbon nanotube aggregate. In particular, the ratio of the bundle-type carbon nanotubes and the bundling-type carbon nanotubes can be controlled by controlling the composition ratio of the layered metal hydroxide and the non-layered metal hydroxide in the carrier precursor.

대표적으로 일차원 구조를 갖는 카본나노튜브(carbon nanotubes; CNT)는 서로 이웃하는 탄소 원자가 육각형의 벌집 구조로 결합되어 탄소 평면을 형성하고, 상기 탄소 평면이 원통형으로 말려서 튜브의 형상을 가지는 소재이다. 이와 같은 카본나노튜브는 구조에 따라서, 즉 튜브 내 육각형의 방향성에 따라 금속 성질을 나타내거나 반도체 성질을 나타내는 특성을 갖는다. 이와 같은 카본나노튜브는 상기 튜브가 하나일 경우 단일벽 카본나노튜브(single walled carbon nanotube)로 분류할 수 있으며, 2개 이상의 튜브가 말려 있는 경우를 다중벽 카본나노튜브(multi-walled carbon nanotube)로 분류할 수 있다.Carbon nanotubes (CNTs) having a one-dimensional structure are carbon nanotubes (CNTs) having adjacent hexagonal honeycomb structures bonded to each other to form a carbon plane, and the carbon plane is cylindrically shaped to have a tube shape. Such carbon nanotubes exhibit metallic properties or exhibit semiconducting properties depending on the structure, that is, depending on the directionality of hexagons in the tube. Such a carbon nanotube may be classified as a single walled carbon nanotube when the tube is a single tube, and may be classified into a multi-walled carbon nanotube when two or more tubes are rolled. .

또한, 상기 카본나노튜브는 합성 과정에서 생성되는 형태에 따라 엉김형 또는 번들형 구조로 구분할 수 있다.In addition, the carbon nanotubes may be classified into a tufted or bundle-type structure depending on the shape generated during the synthesis process.

본 발명에서 사용하는 용어 "번들형(bundle type)"이란 달리 언급되지 않는 한, 복수개의 카본나노튜브가 나란하게 배열 또는 뒤엉켜 있는, 다발 또는 로프 형태를 지칭한다. 본 발명에서 사용하는 용어 "엉김형 (entangled type)'이란 상기 다발 혹은 로프 형태와 같은 일정한 형상이 없는 형태를 의미한다.As used herein, the term "bundle type" refers to a bundle or rope shape in which a plurality of carbon nanotubes are arranged or intertwined in parallel, unless otherwise specified. The term " entangled type " used in the present invention means a form having no uniform shape such as the bundle or rope shape.

상기 번들형 카본나노튜브는 엉김형보다 분산 측면에서 유리하므로 고분자 복합재 분야나 용액 분산에 있어서 분산 에너지가 훨씬 적게 요구될 수 있다. 이러한 고분산 특성은 단계적으로 마크로 크기(macro size)에서 마이크로 단위(micro size)로, 궁극적으로는 나노크기의 분산 단위로 진행될 수 있다.Since the bundle-type carbon nanotubes are advantageous in terms of dispersion rather than tufts, dispersion energy in the polymer composite material or solution dispersion may be much lower. Such high dispersion characteristics can be progressively progressed from a macro size to a micro size and ultimately to a nano size dispersion unit.

그러나 번들형 카본나노튜브는 카본나노튜브 번들이 바깥 방향으로 성장하고, 카본나노튜브 사이의 강한 반데르발스 인력으로 인한 카본나노튜브 응집체들간 응집 때문에 반응기 내에서 가라 앉게 되며, 가라 앉은 카본나노튜브 퇴적물 위로 카본나노튜브가 지속적으로 퇴적하고 성장하면서 카본나노튜브 퇴적물의 크기가 점점 증가하여 반응기 전체의 유동성이 크게 저하되므로 양산을 곤란하게 한다상기 이유로 카본나노튜브의 유동성이 크게 저하되면, 반응기 내부의 온도 편차가 발생하게 되고, 반응기 내부의 불균일한 온도로 인하여 균일한 품질의 카본나노튜브를 얻을 수 없게 된다.However, the bundle-type carbon nanotube grows outwardly in the carbon nanotube bundle, sinks in the reactor due to agglomeration between the carbon nanotube aggregates due to the strong Van der Waals attraction between the carbon nanotubes, and the settled carbon nanotube deposit As the carbon nanotube is continuously deposited and grown, the size of the carbon nanotube deposit gradually increases, and the fluidity of the entire reactor is greatly lowered, thereby making it difficult to mass-produce. If the fluidity of the carbon nanotube is greatly deteriorated, And a uniform quality of the carbon nanotubes can not be obtained due to the uneven temperature inside the reactor.

한편, 카본나노튜브가 엉김형 구조를 갖는 경우에는 카본나노튜브가 응집체 내부 방향으로 엉기면서 성장을 하기 때문에 카본나노튜브 퇴적물이 발생되지 않고, 이에 따라 효율적인 유동층 반응이 가능하지만, 카본나노튜브의 상업적 응용을 위해 필수적으로 요구되는 분산성이 낮다는 문제가 있다.On the other hand, when the carbon nanotubes have a tufted structure, since the carbon nanotubes are grown while being entangled in the aggregated body, carbon nanotube deposits are not generated, thereby enabling an efficient fluidized bed reaction. There is a problem that the dispersibility required for application is low.

따라서 카본나노튜브의 생성 공정에서, 번들형과 엉김형의 생성비를 적절히 조절함으로써 효율적인 유동층 반응을 가능하게 하면서도 우수한 고분산 특성을 갖는 카본나노튜브를 제조하는 것이 필요하다. 이를 위해 본 발명에서는 담체 전구체로서 층상 구조 금속 수산화물과 비층상 구조 금속 수산화물을 포함하는 물질을 가열처리하여 촉매 담지용 담체를 형성하는 공정에서, 상기 담체 전구체 내의 층상 구조 금속 수산화물과 비층상 구조 금속 수산화물의 성분비를 조절함으로써 생성물인 카본나노튜브의 구조, 즉 번들형과 엉김형의 생성비를 제어하게 된다.Therefore, it is necessary to produce carbon nanotubes having an excellent dispersion property while enabling an efficient fluidized bed reaction by appropriately controlling the generation ratio of the bundle type and the tuft type in the production process of carbon nanotubes. To this end, in the present invention, in the step of forming a support for supporting a catalyst by heat-treating a material containing a layered metal hydroxide and a non-layered metal hydroxide as a carrier precursor, a layered structure metal hydroxide and a non- The composition ratio of the carbon nanotubes, i.e., the bundle shape and the tuft shape, can be controlled.

상기 담체 전구체에 사용되는 층상 구조 금속 수산화물은 층상 이중 수산화물이라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 이들은 다공성 구조를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 층상 구조의 금속 수산화물은 마그네슘, 칼슘, 알루미늄, 실리콘 중 1 종 이상을 포함하는 수산화물이며, 예를 들어 브루사이트 (brucite), 폴트란다이이트 (portlandite), 하이드로탈사이트 (hydrotalcite), 하이드로칼루마이트 (hydrocalumite), 퀸티나이트 (quintinite), 탈크 (talc) 등을 1종 이상 사용할 수 있다. 상기 담체 전구체로서 비층상 구조 금속 수산화물은 층상 이중 수산화물이 아니라면 제한 없이 사용할 수 있고, 바람직하게는 다공성 구조를 가지고, 더 바람직하게는 마그네슘, 칼슘, 알루미늄, 실리콘 중 1 종 이상을 포함하는 수산화물이며, 예를 들어, 아르티나이트 (artinite), 세르펜틴 (serpentine), 크리소타일 (chrysotile), 하이드로마그네사이트 (hydromagnesite), 하이드로칼사이트 (hydrocalcite), 베이어라이트 (bayerite), 하이드라질라이트 (hydrargillite), 깁사이트 (gibbsite), 보헤마이트 (boehmite), 디아스포 (diaspore), 도이라이트 (doyleite), 노르드스트랜다이트 (nordstrandite) 등을 1종 이상 사용할 수 있다.The layered metal hydroxide used for the carrier precursor may be a layered double hydroxide and may be used without limitation, and they may have a porous structure. Specifically, the metal hydroxide of the layered structure is a hydroxide containing at least one of magnesium, calcium, aluminum and silicon, and examples thereof include brucite, portlandite, hydrotalcite, Hydrocalumite, quintinite, talc, and the like can be used. As the carrier precursor, the non-laminar structure metal hydroxide may be used without limitation as long as it is not a layered double hydroxide, preferably has a porous structure, more preferably is hydroxide containing at least one of magnesium, calcium, aluminum, For example, it is possible to use artinite, serpentine, chrysotile, hydromagnesite, hydrocalcite, bayerite, hydrargillite, One or more of gibbsite, boehmite, diaspore, doyleite, nordstrandite, and the like can be used.

본 발명에서 사용 가능한 담체 전구체는 층상 구조의 금속 수산화물을 단독으로 포함하며, 이들은 2종 이상의 층상 구조 금속 수산화물을 조합하여 사용할 수 있다. 상기 담체 전구체는 상기 층상 구조의 금속 수산화물 외에 비층상 구조 금속 수산화물을 더 포함할 수 있으며, 이들도 마찬가지로 2종 이상의 비층상 구조의 금속 수산화물을 조합하여 사용할 수 있다. 이들을 가열처리하여 얻어지는 담체는 금속 산화물로 얻어지며 층상 구조를 소정 비율로 포함하게 된다.The carrier precursors usable in the present invention include metal hydroxide of layered structure alone, and they may be used in combination of two or more layered metal hydroxides. The carrier precursor may further include a non-layered metal hydroxide in addition to the metal hydroxide of the layered structure, and these metal hydroxide may be used in combination of two or more non-layered metal hydroxides. The carrier obtained by heating these materials is obtained as a metal oxide and contains the layered structure in a predetermined ratio.

이와 같은 담체 전구체는 평균 직경이, 예를 들어 1 내지 200 ㎛인 것을 사용할 수 있으며, BET 비표면적이 1 내지 400 m2/g인 것을 사용할 수 있다.Such carrier precursor may have an average diameter of, for example, 1 to 200 탆, and a BET specific surface area of 1 to 400 m 2 / g may be used.

상기 담체 전구체의 일예인 하이드로탈사이트는 다공성 담체 전구체의 한 종류로 최근 관심을 받고 있으며, 이와 같은 하이드로탈사이트는 층상 이중 수산화물의 특징을 가진 음이온성 점토로서 다음과 같은 화학식으로 표시된다. [M(II)1-xM(III)x(OH)2]x+[Ax/nn-]x-mH2O, 이때 M(II)는 2가의 금속 양이온으로 알칼리토금속인 마그네슘, 칼슘, 스토론튬, 란탄금속인 란탄, 세륨, 사마륨, 전이금속인 크롬, 망간, 철, 코발트, 니켈, 구리, 아연 등이다. M(III)는 3가의 금속 양이온으로 알루미늄, A는 층간 음이온으로 탄산 이온, x는 숫자로 0.2 내지 0.4, m은 결정수의 숫자로 4이며, 위와 같이 합성된 하이드로탈사이트는 2가 금속과 3가 금속이 원자수준에서 비교적 넓은 범위의 비율에 있어서 층상구조를 이루면서 균일하게 결합하게 되어 활성금속성분들의 분산성과 균일성이 매우 높다는 특징이 있다.Hydrotalcite, which is an example of the carrier precursor, has recently attracted attention as a kind of a porous carrier precursor. Such hydrotalcite is an anionic clay having a characteristic of a layered double hydroxide, and is represented by the following formula. [M (II) 1-x M (III) x (OH) 2] x + [A x / n n-] x -mH 2 O, wherein M (II) is an alkaline earth metal of magnesium, calcium and the divalent metal cation Lanthanum, lanthanum, cerium, samarium, transition metals such as chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper and zinc. M (III) is a trivalent metal cation, and aluminum, A is an intercalation anion, carbonate ion, x is a number of 0.2 to 0.4, and m is a number of a crystal number of 4. The hydrotalcite synthesized in the above- The trivalent metal has a layered structure and uniformly bonds at a relatively wide range of the atomic level, so that the dispersibility and uniformity of the active metallic components are very high.

일구현예에 따르면, 상기 담체 전구체로서 층상 구조의 금속 수산화물 중 하이드로탈사이트를 가열처리하여 다공도를 높인 담체를 단독으로 사용하는 경우, 얻어진 담체 또한 층상 구조 금속 산화물을 포함하게 된다. 상기 담체 전구체로서 층상 구조 금속 수산화물인 하이드로탈사이트 및 비층상 구조 금속 수산화물인 보헤마이트의 혼합물을 사용하는 경우, 담체 내 층상 구조 금속 산화물의 함량을 감소시키는 것이 가능해진다. 즉, 상기 보헤마이트는 비층상 구조 금속 수산화물이므로 하이드로탈사이트와 보헤마이트의 함량 비율을 적절히 조절함으로써 담체 내 층상 구조 금속 산화물의 함량을 적절하게 제어하는 것이 가능해진다.According to one embodiment, when the carrier having increased porosity by heat treatment of the hydrotalcite in the layered metal hydroxide as the carrier precursor is used alone, the obtained carrier also contains the layered metal oxide. When a mixture of hydrotalcite, which is a layered metal hydroxide, and boehmite, which is a non-layered metal hydroxide, is used as the carrier precursor, it becomes possible to reduce the content of the layered metal oxide in the carrier. That is, since the boehmite is a non-layered metal hydroxide, it is possible to appropriately control the content of the layer-structured metal oxide in the carrier by appropriately controlling the content ratio of hydrotalcite to boehmite.

예를 들어, 하이드로탈사이트만을 단독으로 담체 전구체로서 사용하는 경우, 가열처리에 의해 얻어지는 담체는 층상 구조 금속 산화물만을 포함하게 되며, 상기 담체 전구체에 보헤마이트가 소정 비율, 즉 보헤마이트의 함량이 증가함에 따라 담체 내 층상 구조 금속 산화물의 함량은 감소하게 된다.For example, when hydrotalcite alone is used as the carrier precursor, the carrier obtained by the heat treatment will contain only the layered metal oxide, and if the boehmite is added to the carrier precursor in a predetermined ratio, that is, the boehmite content is increased The content of the layered metal oxide in the carrier is decreased.

이와 같이 하이드로탈사이트와 보헤마이트의 함량 비율을 제어함으로써 담체 내 층상 구조 금속 산화물의 함량이 조절되어 이들이 소정 비율로 포함됨에 따라 그 결과 얻어지는 카본나노튜브 응집체의 구조를 제어할 수 있게 된다.By controlling the content ratio of hydrotalcite to boehmite, the content of the layered metal oxide in the carrier is controlled, and as a result, the structure of the resultant carbon nanotube aggregates can be controlled as they are contained in a predetermined ratio.

즉 담체 내 층상 구조 금속 산화물과 비층상 구조 금속 산화물의 성분비가 달라짐에 따라 카본나노튜브의 구조, 즉 번들형 및 엉김형 카본나노튜브의 생성 비율이 변화되며, 담체 내 층상 구조 금속 산화물의 함량이 증가함에 따라 엉김형 카본나노튜브보다 번들형 카본나노튜브의 생성 비율이 증가하게 되고, 그 결과 우수한 분산 특성을 유지하면서도 효율적인 유동층 반응을 수행할 수 있는 범위로 상기 카본나노튜브의 구조를 제어할 수 있게 된다.That is, the composition of the carbon nanotubes, that is, the ratio of bundle-type and bundle-type carbon nanotubes is changed as the composition ratio of the layered metal oxide in the carrier and the non-layered metal oxide is changed, and the content of the layer- As a result, the formation rate of the bundle-type carbon nanotubes increases more than that of the bundle-type carbon nanotubes. As a result, the structure of the carbon nanotubes can be controlled within a range capable of performing an efficient fluidized bed reaction while maintaining excellent dispersion characteristics. .

일구현예에 따르면, 상기 하이드로탈사이트 100중량부를 기준으로 0 중량부 내지 500중량부의 비율로 보헤마이트가 첨가되는 경우, 보헤마이트의 함량이 증가함에 따라 담체 내 층상 구조 금속 산화물의 함량은 감소하게 된다. 또는 상기 담체 내 하이드로탈사이트와 보헤마이트의 함량비는 하이드로탈사이트 100중량부를 기준으로 보헤마이트를 0 중량부 내지 1000중량부의 비율로 함유할 수 있다.According to one embodiment, when boehmite is added in a proportion of 0 to 500 parts by weight based on 100 parts by weight of the hydrotalcite, the content of the layered metal oxide in the carrier decreases as the boehmite content increases do. Alternatively, the content ratio of hydrotalcite to boehmite in the carrier may be in the range of 0 to 1000 parts by weight based on 100 parts by weight of hydrotalcite.

다른 구현예에 있어서, 우수한 분산특성을 유지하면서 효율적인 유동층 반응을 부여하기 위해서는, 번들형 카본나노튜브와 엉김형 카본나노튜브의 생성비의 조절이 필요하며, 상기 담체 전구체로서 예를 들어, 상기 하이드로탈사이트를 단독으로 사용하거나, 또는 하이드로탈사이트와 보헤마이트의 혼합물을 사용할 수 있으며, 이때 상기 보헤마이트는 상기 하이드로탈사이트 100중량부를 기준으로 약 1 내지 약 1000중량부, 또는 약 10 내지 약 500중량부의 함량으로 포함될 수 있다.In another embodiment, in order to provide an efficient fluidized bed reaction while maintaining excellent dispersion characteristics, it is necessary to control the ratio of the formation of the bundle-type carbon nanotubes to that of the bundling-type carbon nanotubes. As the carrier precursor, for example, Or a mixture of hydrotalcite and boehmite may be used, wherein the boehmite is present in an amount of from about 1 to about 1000 parts by weight, or from about 10 to about 500 parts by weight, based on 100 parts by weight of the hydrotalcite By weight.

상술한 바와 같은 담체 전구체는 가열처리에 의해 촉매 담지용 담체를 형성하게 되며, 이와 같은 가열처리 조건을 변경하여 상기 엉김형/번들형 카본나노튜브 구조체의 생성비를 변화시키는 것도 가능하다.The carrier precursor as described above forms a carrier for supporting a catalyst by heat treatment, and it is also possible to change the production ratio of the bundle-type / bundle-type carbon nanotube structure by changing the heating treatment conditions.

이와 같은 담체 전구체의 가열 처리 조건은 사용하는 담체 전구체의 입도, 불순물 농도 등에 따라 적절한 온도는 다르지만, 통상 약 300 내지 1000℃가 바람직하며, 400 내지 1000℃가 더욱 바람직하고, 400 내지 900℃가 가장 바람직하다. 일반적으로 담체 전구체를 가열처리하여 담체를 형성하는 경우 고온에서 단시간 가열 처리하는 경우가 많지만, 적절한 온도에서 비교적 긴 시간 가열 처리함으로써 균질한 담체 원료를 얻는 것도 가능하다. 바람직한 열처리 시간은 일반적으로 약 1분 내지 약 10시간, 예를 들어 30분 내지 10시간이 바람직하다.The conditions for the heating treatment of the carrier precursor may vary depending on the particle size and the impurity concentration of the carrier precursor to be used, but is usually about 300 to 1000 ° C, more preferably 400 to 1000 ° C, desirable. In general, when a carrier precursor is heat-treated to form a carrier, a short-time heat treatment is often performed at a high temperature, but it is also possible to obtain a homogeneous carrier raw material by heating at a suitable temperature for a relatively long time. The preferred heat treatment time is generally from about 1 minute to about 10 hours, for example from 30 minutes to 10 hours.

이와 같은 가열처리에 의해 상기 담체는 BET 비표면적이 50 내지 300 m2/g의 범위를 가질 수 있으며, 평균 직경은 10 내지 200㎛의 범위를 가질 수 있다.By such a heat treatment, the carrier may have a BET specific surface area of 50 to 300 m 2 / g and an average diameter of 10 to 200 μm.

상기와 같은 가열 처리에 의해 담체 전구체를 담체로 변환시킨 후, 어어진 담체에 촉매 금속 또는 촉매 금속 전구체를 담지시켜 담지 촉매를 형성하게 된다.After the carrier precursor is converted into a carrier by the heat treatment as described above, a catalyst metal or a catalyst metal precursor is supported on the carrier to form a supported catalyst.

본 발명에서 사용하는 촉매 금속은 탄소 섬유의 성장을 촉진시키는 물질이면 특별히 제한되지 않는다. 이러한 촉매 금속으로서는 예를 들면, IUPAC이 1990년에 권고한 18족형 원소 주기율표의 3 내지 12족으로 이루어지 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속을 들 수 있다. 그 중에서도 3, 5, 6, 8, 9, 10족으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속이 바람직하며, 철(Fe), 니켈(Ni), 코발트(Co), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 바나듐(V), 티타늄(Ti), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd), 백금(Pt) 및 희토류 원소로부터 선택되는 적어도 1종의 금속이 특히 바람직하다. 또한, 이들 촉매로서 작용하는 금속 원소를 함유하는 화합물, 즉 촉매 금속 전구체로서는 촉매 금속의 질산염, 황산염, 탄산염 등의 무기염류, 초산염 등의 유기염, 아세틸아세톤 착체 등의 유기 착체, 유기 금속 화합물 등 촉매 금속을 함유하는 화합물이면 특별히 한정되지 않는다.The catalyst metal used in the present invention is not particularly limited as long as it is a substance promoting the growth of carbon fibers. Examples of the catalytic metal include at least one kind of metal selected from the group consisting of Groups 3 to 12 of the 18-element type periodic table recommended by IUPAC in 1990. Among them, at least one kind of metal selected from the group consisting of 3, 5, 6, 8, 9 and 10 is preferable, and iron (Fe), nickel (Ni), cobalt (Co), chromium (Cr) At least one metal selected from the group consisting of Mo, W, V, Ti, Ru, Rh, Pd, Pt and rare- Particularly preferred. Examples of the catalyst metal precursor include inorganic salts such as nitrates, sulfates and carbonates of catalyst metals, organic salts such as nitrates and acylates, organic complexes such as acetylacetone complexes, organic metal compounds and the like And is not particularly limited as long as it is a compound containing a catalytic metal.

이들 촉매 금속 및 촉매 금속 전구체 화합물을 2종 이상 사용함으로써 반응 활성을 조절하는 것은 널리 알려져 있다. 예를 들어, 철(Fe), 코발트(Co) 및 니켈(Ni)로부터 선택되는 원소와 티타늄(Ti), 바나듐(V) 및 크롬(Cr)으로부터 선택되는 원소와 몰리브덴(Mo) 및 텅스텐(W)으로부터 선택되는 원소를 조합한 것을 예시할 수 있다.It is widely known to control the reaction activity by using two or more of these catalytic metals and catalytic metal precursor compounds. For example, an element selected from iron (Fe), cobalt (Co), and nickel (Ni), an element selected from titanium (Ti), vanadium (V), and chromium (Cr), molybdenum (Mo), and tungsten ) Can be exemplified.

본 발명의 제조 방법에서 사용하는 담지 촉매는 그 제조법에 대해서는 특별히 제한되지 않지만, 촉매 금속 원소를 함유하는 액을 담체에 함침시킴으로써 촉매를 얻는 함침법에 의해 제조하는 것이 바람직하다.The supported catalyst used in the production process of the present invention is not particularly limited in its production method, but it is preferable to produce the supported catalyst by impregnating the carrier with a liquid containing a catalytic metal element to obtain a catalyst.

구체예로서는 촉매 금속 전구체 화합물을 용매에 용해 또는 분산시키고, 이 용액 또는 분산액을 분립(粉粒)상 담체에 함침시키고, 이어서 건조시키는 방법을 들 수 있다.Specific examples include a method of dissolving or dispersing the catalytic metal precursor compound in a solvent, impregnating the solution or dispersion with a granular carrier, followed by drying.

촉매 금속 원소를 함유하는 액은 액상의 촉매 금속 원소를 함유하는 유기 화합물이라도 좋고, 촉매 금속 원소를 함유하는 화합물을 유기 용매 또는 물에 용해 또는 분산시킨 것이라도 좋다. The liquid containing the catalytic metal element may be an organic compound containing a liquid catalytic metal element or a compound containing the catalytic metal element dissolved or dispersed in an organic solvent or water.

촉매 금속 원소를 함유하는 액에는 촉매 금속 원소의 분산성을 개선하는 등의 목적으로 분산제나 계면활성제, 예를 들어 양이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제 등을 첨가할 수 있다. 촉매 금속 원소를 함유하는 액 중의 촉매 금속 원소 농도는 용매 및 촉매 금속 종류에 따라 적당히 선택할 수 있다. 담체와 혼합되는 촉매 금속 원소를 함유하는 액의 함량은 사용하는 담체의 흡액량 상당인 것이 바람직하다.For the purpose of improving the dispersibility of the catalytic metal element, a dispersant or a surfactant such as a cationic surfactant and an anionic surfactant may be added to the liquid containing the catalytic metal element. The concentration of the catalytic metal element in the liquid containing the catalytic metal element may be appropriately selected depending on the solvent and the kind of the catalytic metal. The content of the liquid containing the catalytic metal element mixed with the carrier is preferably equivalent to the amount of liquid absorbed by the carrier to be used.

촉매 금속 원소를 함유하는 액과 담체를 충분히 혼합한 후의 건조는 통상 70 내지 150℃에서 행할 수 있다. 건조에 있어서는 진공 건조를 사용해도 좋다.Drying after sufficiently mixing the liquid containing the catalyst metal element and the carrier can be usually carried out at 70 to 150 ° C. Vacuum drying may be used for drying.

상술한 바와 같이 담지 촉매를 제조한 후, 이 담지 촉매와 탄소 함유 화합물을 가열 영역하에 접촉시켜 엉김형 및 번들형 카본나노튜브를 형성할 수 있다.After the supported catalyst is prepared as described above, the supported catalyst and the carbon-containing compound are brought into contact with each other under the heating region to form the tufted and bundled carbon nanotubes.

바람직한 탄소 함유 화합물로서 일산화탄소, 에탄, 프로판, 부탄, 에틸렌, 프로필렌, 부타디엔, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 아세틸렌, 벤젠, 톨루엔, 크실렌 및 이들 혼합물을 예시할 수 있고, 특히 바람직한 탄소 함유 화합물로서 에틸렌, 프로필렌 및 에탄올을 예시할 수 있다.Preferred examples of the carbon-containing compound include carbon monoxide, ethane, propane, butane, ethylene, propylene, butadiene, methanol, ethanol, propanol, butanol, acetylene, benzene, toluene, xylene and mixtures thereof. , Propylene, and ethanol.

상기 카본나노튜브의 제조 방법에 있어서는 이들 탄소 함유 화합물에 추가해서 캐리어 가스를 사용할 수 있다. 캐리어 가스로서는 수소 가스, 질소 가스, 이산화탄소 가스, 헬륨 가스, 아르곤 가스, 크립톤 가스 또는 이들의 혼합 가스를 사용할 수 있다. 그러나 공기 등의 산소 분자(즉, 분자 상태의 산소: O2)를 함유하는 가스는 촉매를 열화시키기 때문에 적합하지 않다. In the method for producing the carbon nanotubes, a carrier gas can be used in addition to these carbon-containing compounds. As the carrier gas, a hydrogen gas, a nitrogen gas, a carbon dioxide gas, a helium gas, an argon gas, a krypton gas, or a mixed gas thereof can be used. However, a gas containing oxygen molecules such as air (i.e., oxygen in the molecular state: O 2 ) deteriorates the catalyst, which is not suitable.

일반적으로 촉매 금속 전구체 화합물은 산화 상태에 있는 경우가 있기 때문에 탄소 함유 화합물과 접촉시키기 전에 환원성의 가스와 접촉시킴으로써 촉매 금속으로 환원하는 공정을 수행할 수 있다.In general, the catalytic metal precursor compound may be in an oxidized state, so that the catalytic metal precursor compound can be reduced to a catalytic metal by contacting it with a reducing gas prior to contact with the carbon containing compound.

본 발명의 방법에 있어서 상기 담지 촉매와 탄소 함유 화합물을 가열영역하에 접촉시키는 바, 이와 같은 접촉 온도를 통해 상기 엉김형 및 번들형 카본나노튜브의 생성 비율을 제어하는 것이 가능하다. 이때 접촉시키는 온도는 사용하는 탄소 함유 화합물 등에 따라 다르지만 일반적으로 400 내지 1100℃이며, 바람직하게는 500 내지 800℃이다. 온도는 너무 낮아도 너무 높아도 카본나노튜브의 생성량이 현저하게 낮아질 수 있다.In the method of the present invention, the supported catalyst and the carbon-containing compound are brought into contact with each other under a heating zone, and it is possible to control the production ratio of the bundle-type carbon nanotubes and the bundle-type carbon nanotubes through the contact temperature. At this time, the temperature to be contacted varies depending on the carbon-containing compound to be used and the like, but is generally 400 to 1100 ° C, preferably 500 to 800 ° C. If the temperature is too low or too high, the amount of produced carbon nanotubes may be significantly lowered.

상술한 바와 같은 본 발명의 카본나노튜브 응집체의 제조방법은 고분산 특성을 유지하면서도 효율적인 유동층 반응을 달성할 수 있으므로, 유동층 반응기를 사용하는 제조공정에 적용하는 것이 가능하다.The method of producing carbon nanotube agglomerates of the present invention as described above can be applied to a manufacturing process using a fluidized bed reactor because an efficient fluidized bed reaction can be achieved while maintaining high dispersion characteristics.

유동층 반응기는 다양한 다중상(multiphase) 화학 반응을 수행하도록 이용될 수 있는 반응기 장치이다. 이와 같은 유동층 반응기에서는 유체 (기체 또는 액체)가 미립자 상태의 고체 물질과 반응하게 되는데, 통상적으로 상기 고체 물질은 작은 구 형상을 가지는 촉매이고, 유체는 고체 물질을 부유시키기에 충분한 속도로 유동함으로써 고체 물질이 유체와 유사하게 거동하게 된다.Fluidized bed reactors are reactor devices that can be used to perform a variety of multiphase chemical reactions. In such a fluidized bed reactor, the fluid (gas or liquid) reacts with the particulate solid material, typically the solid material is a catalyst having a small sphere shape, and the fluid flows at a velocity sufficient to float the solid material, The material behaves like a fluid.

도 1은 상술한 바와 같은 본 발명의 담지촉매를 가열 영역하에서 탄소 함유 화합물과 접촉시켜 카본나노튜브를 제조하는 유동층 반응기의 일예를 나타낸다.Fig. 1 shows an example of a fluidized bed reactor in which the supported catalyst of the present invention as described above is contacted with a carbon-containing compound under a heating zone to produce carbon nanotubes.

도 1을 참조하면, 카본나노튜브 응집체의 제조장치는 카본나노튜브 응집체가 합성되는 반응기로서, 이 반응기는 내부 공간을 갖는 본체(1); 및 본체의 내부에 위치하며 상이한 세공 크기를 갖는 복수개의 분산판(2)을 구비한다. 상기 반응기의 저부에 원료 기체 공급부(3)와 상부에 미반응 가스와 반응 부산물의 혼합 기체의 배출부(4)가 구비된다. 유입된 반응기체에 의해 내부 반응물(5)은 유동된다. 상기 반응기 본체(1)는 가열로(6)에 의해서 반응온도가 조절되며, 반응기 본체(1)의 상단 측면에는 촉매 투입관(7)이 배치되고 중단 또는 하단 측면에는 배출관(8)이 배치되어 생성된 카본나노튜브를 이송하게 되는 바, 이와 같은 배출관(8)은 상기 반응기 측면에서 상하에 걸쳐 복수개 설치될 수 있다.Referring to FIG. 1, an apparatus for producing a carbon nanotube aggregate is a reactor for synthesizing carbon nanotube aggregates. The reactor includes a main body 1 having an inner space; And a plurality of dispersion plates (2) located inside the body and having different pore sizes. At the bottom of the reactor, there are provided a raw gas supply part (3) and a discharge part (4) of a mixed gas of unreacted gas and reaction byproducts on the upper part. The internal reactant (5) flows by the introduced reaction gas. In the reactor main body 1, the reaction temperature is controlled by a heating furnace 6, a catalyst inlet pipe 7 is disposed on the upper side of the reactor body 1, and a discharge pipe 8 is disposed on the side And the generated carbon nanotubes are transferred. A plurality of such discharge pipes 8 may be installed in the upper and lower sides of the reactor.

본 발명에서 사용되는 반응기는 화학기상증착 반응기(chemical vapor deposition reactor)이며, 예를 들어 유동층 반응기이다.The reactor used in the present invention is a chemical vapor deposition reactor, for example, a fluidized bed reactor.

유동층 반응기는 내부에서 촉매가 고르게 분포하여 촉매와 반응가스의 접촉이 우수하며 발열 반응 시 열의 확산이 용이하고 반응기 내에서 촉매 및 목적 생산물인 카본나노튜브의 체류시간 확보가 가능하여 고수율(촉매 대비 카본나노튜브의 생성비율)의 카본나노튜브의 제조가 가능하다는 장점을 갖는다. 또한 연속 반응이 가능하기 때문에 반응기 볼륨 대비 생산성이 뛰어나고 카본나노튜브의 대량생산이 용이하다.In the fluidized bed reactor, the catalyst is uniformly distributed inside and the contact between the catalyst and the reaction gas is excellent, the heat is easily diffused during the exothermic reaction, and the retention time of the catalyst and the carbon nanotube as a target product in the reactor can be secured. The production ratio of carbon nanotubes) of carbon nanotubes can be produced. In addition, since continuous reaction is possible, it is excellent in productivity relative to reactor volume and mass production of carbon nanotubes is easy.

본 발명의 바람직한 실시형태에 있어서의 수지 복합 재료에 사용하는 수지는 특별히 한정되지 않지만 열경화성 수지, 광경화성 수지 또는 열가소성 수지가 바람직하다.The resin used for the resin composite material in the preferred embodiment of the present invention is not particularly limited, but a thermosetting resin, a photo-curable resin or a thermoplastic resin is preferable.

열경화성 수지로서는 예를 들면, 폴리아미드, 폴리에테르, 폴리이미드, 폴리술폰, 에폭시 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 페놀 수지 등을 사용할 수 있고, 광경화성 수지로서는 예를 들면, 라디칼 경화계 수지(아크릴계 모노머나 폴리에스테르아크릴레이트, 우레탄아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트 등의 아크릴계 올리고머, 불포화 폴리에스테르, 엔티올계의 중합체), 양이온 경화계 수지(에폭시 수지, 옥세탄 수지, 비닐에테르계 수지) 등을 사용할 수 있고, 열가소성 수지로서는 예를 들면, 나일론 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리아미드 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리아릴레이트 수지, 시클로폴리올레핀 수지 등을 사용할 수 있다.As the thermosetting resin, for example, a polyamide, a polyether, a polyimide, a polysulfone, an epoxy resin, an unsaturated polyester resin, a phenol resin and the like can be used. As the photo-curing resin, for example, a radical curing resin (Epoxy resin, oxetane resin, vinyl ether-based resin) and the like can be used, and the like can be used as the binder resin (for example, acrylic oligomer such as polyester acrylate, urethane acrylate and epoxy acrylate, unsaturated polyester, As the thermoplastic resin, for example, a nylon resin, a polyethylene resin, a polyamide resin, a polyester resin, a polycarbonate resin, a polyarylate resin, a cycloolefin resin and the like can be used.

일구현예에 따른 복합재는 기계적 강도가 저하되지 않음은 물론, 생산 공정 및 2차 가공성에서 문제가 없으며, 소량의 카본나노튜브를 첨가하면서도 충분한 전기적 특성을 가지는 카본나노튜브-열가소성 수지 복합재가 얻어질 수 있다.The composite material according to one embodiment has no problem in the production process and the secondary processability as well as the mechanical strength is not lowered and a carbon nanotube-thermoplastic resin composite material having sufficient electrical properties can be obtained even though a small amount of carbon nanotubes are added .

일구현예에 따른 상기 복합재는, 통상 공지의 사출 성형, 블로우 성형, 프레스 성형, 방사 등의 임의의 방법으로 성형할 수 있고, 각종 성형품으로 가공하여 이용할 수 있다. 성형품으로서는, 사출 성형품, 압출 성형품, 블로우 성형품, 필름, 시트, 섬유 등으로서 이용할 수 있다.The composite material according to one embodiment can be molded by any known method such as injection molding, blow molding, press molding, and spinning, and can be processed into various molded articles. As the molded article, it can be used as an injection molded article, an extrusion molded article, a blow molded article, a film, a sheet, a fiber and the like.

특히, 본 발명의 복합재에 있어서는, 그 전도성이 우수하며 기계적 물성이 뛰어나는 점을 살려, 대전 차폐체, 전기/전자 제품 하우징, 전기/전자 부품 등의 성형품으로 가공할 수 있다.In particular, the composite material of the present invention can be processed into a molded article such as a charge shielding material, an electric / electronic product housing, and an electric / electronic part, taking advantage of its excellent conductivity and excellent mechanical properties.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. However, the embodiments according to the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention.

실시예 2Example 2

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평균 직경이 50 ㎛이고, 금속 100중량부 기준으로 마그네슘 33중량부와 알루미늄 67중량부인 하이드로탈사이트와 보헤마이트의 혼합물 입자를 600 ℃에서 가열처리하여 담체를 얻었다. 20 g (0.17 mol) 암모늄 바나데이트, 14 g (0.073 mol) 시트르산, 400 g (1.37 mol) 질산 코발트 육수화물을 1.5 L 증류수에 순차적으로 녹여서 와인색의 맑은 용액을 제조한다. 이 용액과 가열처리하여 얻어진 담체 500 g을 혼합하고 촉매 금속이 담체에 충분히 함침될 수 있도록 숙성시킨 후, 진공 교반 증발기를 통하여 60 ℃, 60 mbar, 30 rpm에서 대부분의 수분을 제거하고, 90 ℃, 30 mbar, 20 rpm에서 완전히 말려서 분말을 얻는다. 얻어진 분말을 400 ℃에서 3시간 동안 소성처리함으로써 담지촉매를 얻었다.A mixture of hydrotalcite and boehmite, which is an average diameter of 50 탆, of 33 parts by weight of magnesium and 67 parts by weight of aluminum on the basis of 100 parts by weight of metal, was heated at 600 캜 to obtain a carrier. 20 g (0.17 mol) ammonium vanadate, 14 g (0.073 mol) citric acid and 400 g (1.37 mol) cobalt nitrate hexahydrate are successively dissolved in 1.5 L distilled water to prepare a clear solution of wine color. 500 g of the carrier obtained by the heat treatment was mixed and aged to sufficiently impregnate the catalyst metal in the carrier. Most of the water was removed at 60 ° C, 60 mbar and 30 rpm through a vacuum stirring evaporator, , 30 mbar, 20 rpm to obtain a powder. The obtained powder was calcined at 400 ° C for 3 hours to obtain a supported catalyst.

도 3은 담체 전구체로서 사용된 하이드로탈사이트와 보헤마이트의 혼합물 입자의 XRD 패턴을 나타내며, 이를 통해 상기 담체 전구체가 층상 구조와 비층상 구조의 금속 수산화물의 혼합물임을 알 수 있다.FIG. 3 shows the XRD pattern of a mixture of hydrotalcite and boehmite particles used as a carrier precursor, whereby the carrier precursor is a mixture of a layered structure and a non-layered metal hydroxide.

상기 담지 촉매를 사용하여 도 1에 도시한 유동층 반응기를 사용하여 유동층 반응시켜 카본나노튜브 응집체를 제조하였다. 유동층 카본나노튜브 합성 장치의 반응관은 내경 58 mm, 길이 1200 mm로 제작된 쿼츠(quartz) 반응기로 3 g의 베드 용 카본나노튜브와 상기 2 g 담지촉매를 혼합하여 주입하고, 해당 촉매의 적정 반응 온도까지 온도를 상승시키는 동안 1000 sccm으로 질소를 공급하였으며, 670 ℃에 도달하면 질소, 수소, 에틸렌 가스를 3 : 1 : 1의 비율로 공급하여 2시간 동안 카본나노튜브 응집체를 제조하였다. 제조된 카본나노튜브 응집체의 SEM 사진을 도 5에 도시하였다. The supported catalyst was used to react in a fluidized bed reactor using the fluidized bed reactor shown in FIG. 1 to prepare a carbon nanotube aggregate. The reaction tube of the fluidized bed carbon nanotube synthesizer was a quartz reactor having an inner diameter of 58 mm and a length of 1200 mm, and 3 g of the carbon nanotube for bed and the 2 g supported catalyst were mixed and injected. Nitrogen was supplied at 1000 sccm while the temperature was raised to the reaction temperature. When the temperature reached 670 ° C, carbon nanotube agglomerates were prepared for 2 hours by feeding nitrogen, hydrogen, and ethylene gas at a ratio of 3: 1: 1. SEM photographs of the carbon nanotube agglomerates thus prepared are shown in Fig.

상기 카본나노튜브 3중량%를 폴리카보네이트 수지 97중량%와 함께 혼합한 후, 25 cm 트윈 스크류이고, 스크류의 길이/지름의 비율은 40인 압출기를 사용하여 펠렛 형태의 1차 컴파운드 가공물을 얻었다. 상기 1차 컴파운드 가공물은 120 ℃에서 4시간 동안 건조한 후 사출기에서 사출하여 시편을 제조하였다.3 wt% of the carbon nanotubes were mixed together with 97 wt% of polycarbonate resin, and then a pellet-form primary compound workpiece was obtained by using an extruder having a 25-cm twin screw and a screw length / diameter ratio of 40. The primary compound workpiece was dried at 120 ° C for 4 hours and then injected from an extruder to prepare a specimen.

실시예 3Example 3

평균 직경이 50 ㎛이고, 금속 100중량부 기준으로 마그네슘 10중량부와 알루미늄 90중량부인 하이드로탈사이트와 보헤마이트의 혼합물 입자를 600 ℃에서 가열처리하여 담체를 얻었다. 20 g (0.17 mol) 암모늄 바나데이트, 14 g (0.073 mol) 시트르산, 400 g (1.37 mol) 질산 코발트 육수화물을 1.5 L 증류수에 순차적으로 녹여서 와인색의 맑은 용액을 제조한다. 이 용액과 가열처리하여 얻어진 담체 500 g을 혼합하고 촉매 금속이 담체에 충분히 함침될 수 있도록 숙성시킨 후, 진공 교반 증발기를 통하여 60 oC, 60 mbar, 30 rpm에서 대부분의 수분을 제거하고, 90 oC, 30 mbar, 20 rpm에서 완전히 말려서 분말을 얻었다. 얻어진 분말을 400 ℃에서 3시간 동안 소성처리함으로써 담지촉매를 얻었다.A mixture of hydrotalcite and boehmite, which is an average diameter of 50 탆, based on 100 parts by weight of metal and 10 parts by weight of magnesium and 90 parts by weight of aluminum, was heat-treated at 600 캜 to obtain a carrier. 20 g (0.17 mol) ammonium vanadate, 14 g (0.073 mol) citric acid and 400 g (1.37 mol) cobalt nitrate hexahydrate are successively dissolved in 1.5 L distilled water to prepare a clear solution of wine color. 500 g of the support obtained by the heat treatment was mixed and aged to sufficiently impregnate the catalyst metal in the carrier. Most of the water was removed at 60 ° C, 60 mbar and 30 rpm through a vacuum stirring evaporator, o C, 30 mbar, dried at 20 rpm to obtain a powder. The obtained powder was calcined at 400 ° C for 3 hours to obtain a supported catalyst.

실시예 2와 같은 과정을 통하여 유동층 반응기에서 카본나노튜브 응집체를 제조하였다. 제조된 카본나노튜브 응집체의 SEM 사진을 도 6에 도시하였다. Carbon nanotube agglomerates were prepared in a fluidized bed reactor through the same procedure as in Example 2. SEM photographs of the carbon nanotube agglomerates thus prepared are shown in Fig.

상기 카본나노튜브 3중량%를 폴리카보네이트 수지 97중량%와 함께 혼합하였고, 실시예 2와 동일한 압출 및 사출 과정을 통하여 시편을 제조하였다. 3% by weight of the carbon nanotubes were mixed with 97% by weight of a polycarbonate resin, and the specimens were prepared through the same extrusion and extrusion processes as in Example 2.

비교예 1Comparative Example 1

비표면적이 150 m2/g, 평균 직경이 70 ㎛이고, 비층상 구조 금속 산화물인 감마 알루미나 입자를 담체로 사용하였다. 19 g (0.047 mol) 질산 철 구수화물을 500 mL 증류수에 순차적으로 녹여서 황색의 맑은 용액을 제조하였다.A gamma alumina particle having a specific surface area of 150 m 2 / g and an average diameter of 70 μm, which is a non-layered metal oxide, was used as a carrier. 19 g (0.047 mol) iron nitrate iron hydrate was dissolved in 500 mL of distilled water in order to prepare a clear yellow solution.

이 용액과 감마 알루미나 담체 100 g을 혼합하고 촉매 금속이 담체에 충분히 함침될 수 있도록 숙성시킨 후, 진공 교반 증발기를 통하여 60 ℃, 60 mbar, 30 rpm에서 대부분의 수분을 제거하고, 90 ℃, 30 mbar, 20 rpm에서 완전히 말려서 분말을 얻었다. 얻어진 분말을 400 ℃에서 3시간 동안 소성처리함으로써 담지촉매를 얻었다.The solution was mixed with 100 g of gamma alumina carrier, aged to sufficiently impregnate the catalyst metal in the carrier, and then most of the water was removed at 60 ° C, 60 mbar, and 30 rpm through a vacuum stirring evaporator, mbar, dried at 20 rpm to obtain a powder. The obtained powder was calcined at 400 ° C for 3 hours to obtain a supported catalyst.

실시예 2와 같은 과정을 통하여 유동층 반응기에서 카본나노튜브 응집체를 제조하였다. 제조된 카본나노튜브 응집체의 SEM 사진을 도 7에 도시하였다.상기 카본나노튜브 3중량%를 폴리카보네이트 수지 97중량%와 함께 혼합하였고, 실시예 2와 동일한 압출 및 사출 과정을 통하여 시편을 제조하였다. Carbon nanotube agglomerates were prepared in a fluidized bed reactor through the same procedure as in Example 2. SEM photographs of the prepared carbon nanotube agglomerates are shown in Figure 7. 3 wt% of the carbon nanotubes were mixed with 97 wt% of polycarbonate resin, and the specimens were produced through the same extrusion and extrusion processes as in Example 2 .

비교예 2Comparative Example 2

평균 직경이 50 ㎛인 수산화알루미늄 입자를 600℃에서 가열처리하여 담체를 얻었다. 14.5 g (36 mmol) 질산철 구수화물, 40.4 g (139 mmol) 질산코발트 육수화물을 200 mL 증류수에 순차적으로 녹여 맑은 용액을 제조하였다. 이 용액과 가열처리하여 얻어진 담체 70 g을 혼합하고, 촉매 금속이 담체에 충분히 함침될 수 있도록 숙성시킨 후, 진공 교반 증발기를 통하여 60 ℃, 60 mbar, 30 rpm에서 대부분의 수분을 제거하고, 90 ℃, 30 mbar, 20 rpm에서 완전히 건조하여 분말을 얻었다. 얻어진 분말을 600 ℃에서 3시간 동안 소성처리함으로써 담지촉매를 얻었다.Aluminum hydroxide particles having an average diameter of 50 占 퐉 were heat-treated at 600 占 폚 to obtain a carrier. 14.5 g (36 mmol) iron nitrate iron hydroxide and 40.4 g (139 mmol) cobalt nitrate hexahydrate were successively dissolved in 200 mL of distilled water to prepare a clear solution. This solution was mixed with 70 g of the carrier obtained by heat treatment, and the catalyst metal was aged to sufficiently impregnate the carrier, and most of the water was removed at 60 ° C, 60 mbar and 30 rpm through a vacuum stirring evaporator, 30 mbar, 20 rpm to obtain a powder. The obtained powder was calcined at 600 캜 for 3 hours to obtain a supported catalyst.

실시예 2와 같은 과정을 통하여 유동층 반응기에서 카본나노튜브 응집체를 제조하였다. 반응기 내부에 카본나노튜브 퇴적물이 발생되었다.Carbon nanotube agglomerates were prepared in a fluidized bed reactor through the same procedure as in Example 2. Carbon nanotube deposits were generated inside the reactor.

실험예Experimental Example

상기 실시예 2 및 3, 비교예 1 및 2에서 얻어진 카본나노튜브의 수율, 사출 시편의 전기전도도 및 유동층 반응기 카본나노튜브 퇴적물의 무게를 측정한 후, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The yields of the carbon nanotubes obtained in Examples 2 and 3 and Comparative Examples 1 and 2, the electrical conductivity of the injection specimen, and the weight of the carbon nanotube deposit in the fluidized bed reactor were measured, and the results are shown in Table 1 below.

구분division 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 카본나노튜브 수율Carbon nanotube yield 1111 1111 1010 1212 전기전도도 (Ohm/sq.)Electrical Conductivity (Ohm / sq.) 109 이하Less than 10 9 1011 이하10 11 or less 1011 이상10 11 or more -- 카본나노튜브
퇴적물 무게 (g)
Carbon nanotubes
Sediment weight (g)
0.2 이하0.2 or less 0.2 이하0.2 or less 0.2 이하0.2 or less 10 이상over 10

상기 카본나노튜브의 수율은 하기 수학식 1에 따라 산출하였다.The yield of the carbon nanotubes was calculated according to the following equation (1).

<수학식 1>&Quot; (1) &quot;

카본나노튜브수율=(생성된 카본나노튜브응집체 무게-촉매 무게)/촉매무게Carbon nanotube yield = (weight of produced carbon nanotube agglomerate - weight of catalyst) / catalyst weight

상기 전기전도도는 실시예 2 및 3, 비교예 1 및 2에서 얻어진 사출 시편을 전도도 측정기(PINION사, SRM-110)에 따라 측정한 표면저항이다.The electrical conductivity is the surface resistance measured according to the conductivity meter (PINION company, SRM-110) of the injection specimen obtained in Examples 2 and 3 and Comparative Examples 1 and 2.

상기 카본나노튜브 퇴적물의 무게는 유동층 반응기에서 2g의 담지 촉매를 사용하였을 때 생성된 카본나노튜브 퇴적물의 무게를 나타낸다.The weight of the carbon nanotube deposit indicates the weight of the carbon nanotube deposit produced when 2 g of the supported catalyst is used in the fluidized bed reactor.

상기 표 5의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 2 및 3은 비교예 1 및 2와 비교하여 카본나노튜브 수율이 유사 또는 그 이상의 값을 나타냈으며, 보다 개선된 전기전도도를 나타냈으며, 카본나노튜브 퇴적물은 현저히 낮은 값을 나타내었다.As can be seen from the results shown in Table 5, Examples 2 and 3 according to the present invention exhibited similar or higher yields of carbon nanotubes as compared with Comparative Examples 1 and 2, and further improved electrical conductivity And carbon nanotube deposits were significantly lower than those of the other samples.

Claims (23)

층상 구조의 금속 수산화물 및 비층상 구조의 금속 수산화물을 포함하는 담체 전구체를 가열처리하여 다공성의 담체를 형성하는 단계;
상기 담체에 촉매금속 또는 촉매금속 전구체를 담지시켜 담지촉매를 형성하는 단계; 및
상기 담지촉매와 탄소 함유 화합물을 가열 영역하에서 접촉시켜 번들형과 엉김형이 혼합된 카본나노튜브 응집체를 형성하는 단계를 포함하는 카본나노튜브 응집체의 제조방법.
Heat treating a support precursor containing a layered metal hydroxide and a non-layered metal hydroxide to form a porous support;
Supporting a catalyst metal or a catalyst metal precursor on the support to form a supported catalyst; And
And contacting the supported catalyst with the carbon-containing compound under a heating region to form a carbon nanotube aggregate in which the bundle type and the tuft type are mixed.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 담체 전구체 내의 층상 구조의 금속 수산화물 및 비층상 구조의 금속 수산화물의 성분비를 조절하여, 카본나노튜브 응집체 형성 단계에서 생성되는 번들형 카본나노튜브 및 엉김형 카본나노튜브의 생성비를 제어하는 것인 카본나노튜브 응집체의 제조방법.
The method according to claim 1,
The ratio of the metal hydroxide of the layered structure in the carrier precursor and the metal hydroxide of the non-layered structure is controlled so as to control the ratio of generation of the bundle-type carbon nanotubes and the bundling-type carbon nanotubes generated in the step of forming the carbon nanotube aggregate A method for producing aggregates of carbon nanotubes.
제1항에 있어서,
상기 층상 구조의 금속 수산화물이 층상 이중 수산화물인 것인 카본나노튜브 응집체의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the metal hydroxide of the layered structure is a layered double hydroxide.
제1항에 있어서,
상기 층상 구조의 금속 수산화물이 다공성 구조를 갖는 것인 카본나노튜브 응집체의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the metal hydroxide of the layered structure has a porous structure.
제1항에 있어서,
상기 층상 구조의 금속 수산화물이 마그네슘, 칼슘, 알루미늄, 실리콘 중 1 종 이상을 포함하는 수산화물인 것인 카본나노튜브 응집체의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the metal hydroxide of the layered structure is a hydroxide containing at least one of magnesium, calcium, aluminum, and silicon.
제1항에 있어서,
상기 층상 구조의 금속 수산화물이 브루사이트, 폴트란다이이트, 하이드로탈사이트, 하이드로칼루마이트, 퀸티나이트 및 탈크 중 하나 이상을 포함하는 것인 카본나노튜브 응집체의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the metal hydroxide of the layered structure comprises at least one of brucite, polytetrafluoroantimonate, hydrotalcite, hydrocalumite, quintinite and talc.
제1항에 있어서,
상기 비층상 구조의 금속 수산화물이 마그네슘, 칼슘, 알루미늄, 실리콘 중 1 종 이상을 포함하는 수산화물인 것인 카본나노튜브 응집체의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the metal hydroxide of the non-layered structure is a hydroxide containing at least one of magnesium, calcium, aluminum, and silicon.
제1항에 있어서,
상기 비층상 구조의 금속 수산화물이 다공성 구조를 갖는 것인 카본나노튜브 응집체의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the metal hydroxide of the non-laminar structure has a porous structure.
제1항에 있어서,
상기 비층상 구조의 금속 수산화물이 아르티나이트, 세르펜틴, 크리소타일, 하이드로마그네사이트, 하이드로칼사이트, 베이어라이트, 하이드라질라이트, 깁사이트, 보헤마이트, 디아스포, 도이라이트, 및 노르드스트랜다이트 중 하나 이상을 포함하는 것인 카본나노튜브 응집체의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the metal hydroxide of the non-laminar structure is at least one selected from the group consisting of artinite, serpentine, chrysotile, hydro-magneite, hydrocalcite, beareite, hydrazylite, gibsite, boehmite, diaspore, doylide, Wherein the carbon nanotube aggregate comprises at least one of the carbon nanotube aggregates.
제1항에 있어서,
상기 층상 구조의 금속 수산화물이 하이드로탈사이트이고, 상기 비층상 구조의 금속 수산화물이 보헤마이트인 경우,
상기 하이드로탈사이트 및 보헤마이트의 함량비를 조절하여 담체 내 마그네슘과 알루미늄의 함량비를 제어하는 것인 카본나노튜브 응집체의 제조방법.
The method according to claim 1,
When the metal hydroxide of the layered structure is hydrotalcite and the metal hydroxide of the non-layered structure is boehmite,
Wherein the content ratio of hydrotalcite and boehmite is controlled to control the content ratio of magnesium to aluminum in the carrier.
제11항에 있어서,
상기 담체 전구체가 하이드로탈사이트 100중량부를 기준으로 보헤마이트 1중량부 내지 300중량부를 포함하는 것인 카본나노튜브 응집체의 제조방법.
12. The method of claim 11,
Wherein the carrier precursor comprises 1 to 300 parts by weight of boehmite based on 100 parts by weight of hydrotalcite.
제1항에 있어서,
상기 담체 전구체의 가열 온도를 변화시켜 번들형 카본나노튜브 및 엉김형 카본나노튜브의 생성비를 제어하는 것인 카본나노튜브 응집체의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the production ratio of the bundle-type carbon nanotube and the bundling-type carbon nanotube is controlled by changing the heating temperature of the carrier precursor.
제13항에 있어서,
상기 담체 전구체의 가열 온도가 200 내지 900 ℃인 것인 카본나노튜브 응집체의 제조방법.
14. The method of claim 13,
Wherein the heating temperature of the carrier precursor is 200 to 900 占 폚.
제13항에 있어서,
상기 담체 전구체의 가열 시간이 1분 내지 10시간인 것인 카본나노튜브 응집체의 제조방법.
14. The method of claim 13,
Wherein the heating time of the carrier precursor is 1 minute to 10 hours.
제1항에 있어서,
상기 촉매금속이 철, 코발트 및 니켈로부터 선택되는 원소와 티타늄, 바나듐 및 크롬으로부터 선택되는 원소와 몰리브덴(Mo) 및 텅스텐(W)으로부터 선택되는 원소를 조합한 것인 카본나노튜브 응집체의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the catalyst metal is a combination of an element selected from iron, cobalt and nickel and an element selected from titanium, vanadium and chromium and an element selected from molybdenum (Mo) and tungsten (W).
제1항에 있어서,
상기 담지촉매가 촉매금속 원소를 함유하는 액을 담체에 함침시켜 얻어지는 것인 카본나노튜브 응집체의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the supported catalyst is obtained by impregnating a carrier with a liquid containing a catalytic metal element.
제1항에 있어서,
상기 담지촉매와 탄소 함유 화합물을 가열 영역하에서 접촉시키는 공정이 화학 기상 증착 공정인 것인 카본나노튜브 응집체의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of contacting the supported catalyst with the carbon-containing compound under a heating region is a chemical vapor deposition process.
제18항에 있어서,
상기 화학 기상 증착 공정이 유동층 반응기 내에서 수행되는 것인 카본나노튜브 응집체의 제조방법.
19. The method of claim 18,
Wherein the chemical vapor deposition process is performed in a fluidized bed reactor.
제1항 및 제3항 내지 제19항 중 어느 한 항의 제조방법에 따라 얻어진 카본나노튜브 응집체.A carbon nanotube aggregate obtained by the production method of any one of claims 1 and 3 to 19. 제20항에 따른 카본나노튜브 응집체; 및 열경화성 수지, 광경화성 수지, 및 열가소성 수지 중 하나 이상을 포함하는 수지 복합 재료.Carbon nanotube aggregates according to claim 20; And a resin composite material comprising at least one of a thermosetting resin, a photocurable resin, and a thermoplastic resin. 제1항에 있어서,
상기 담체 전구체의 평균 직경이 50-200 ㎛인 것인 카본나노튜브 응집체의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the average diameter of the carrier precursor is 50-200 占 퐉.
제1항에 있어서,
상기 다공성의 담체의 비표면적이 50-300 ㎡/g인 것인 카본나노튜브 응집체의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the specific surface area of the porous carrier is 50-300 m &lt; 2 &gt; / g.
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