KR102416232B1 - 환원된 산화그래핀의 제조 장치 및 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 환원된 산화그래핀의 제조장치는 반응챔버, 상기 반응챔버에 연결되고, 상기 반응챔버 내로 산화그래핀을 분사하는 노즐을 포함하는 주입부, 상기 주입부와 연결되고, 상기 주입부로 산화그래핀을 공급하는 저장용기, 및 상기 반응챔버 내에 배치되고, 펄스광을 조사하는 광원부를 포함할 수 있다.

Description

환원된 산화그래핀의 제조 장치 및 제조 방법{Manufacturing apparatus and manufacturing method of reduced graphene oxide}
본 발명은 환원된 산화그래핀의 제조 장치 및 제조 방법 관한 것으로, 상세하게는 펄스광을 이용한 환원된 산화그래핀의 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것이다.
모바일 개인 단말기, 드론, 전기자동차 및 IoT 기술 등의 저변확대와 더불어 초고용량 고품위, 초소형 에너지 저장장치에 대한 수요가 증가하고 있다. 이러한 추세에 따라, 충 방전 속도가 빠르고, 고출력 특성을 지니며, 고 에너지밀도를 갖는 슈퍼커패시터에 대한 관심이 높아지고 있다. 그래핀은 슈퍼 커패시터의 전극물질로 적용될 수 있다. 그래핀은 대표적으로 화학기상증착법(chemical vapor deposition; CVD)과 흑연을 산화시킨 후 박리하는 방법(예컨대, Hummer 방법) 등으로 제작될 수 있다. 흑연을 산화시킨 후 박리하는 방법을 이용하여 그래핀을 제조하는 경우, 분말형 그래핀 옥사이드의 대량생산이 가능하다. 분말형 그래핀 옥사이드는 금속이나 CNT 등과 나노복합체 형성이 용이하여 유연 인쇄전자(printed electronics), 전도성 섬유, 웨어러블 장치 등에 널리 사용될 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 산화그래핀의 광 환원 효율을 높일 수 있고, 균일한 품질을 갖는 환원된 산화그래핀을 제조할 수 있는 환원된 산화그래핀의 제조 장치 및 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 환원된 산화그래핀의 제조 장치는 반응챔버; 상기 반응챔버에 연결되고, 상기 반응챔버 내로 산화그래핀을 분사하는 노즐을 포함하는 주입부; 상기 주입부와 연결되고, 상기 주입부로 산화그래핀을 공급하는 저장용기; 및 상기 반응챔버 내에 배치되고, 펄스광을 조사하는 광원부를 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 주입부는, 상기 노즐과 연결되어 산화그래핀이 분사되기 위한 압력을 제공하는 주입부 펌프를 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 주입부는 상기 주입부 펌프 및 상기 노즐 사이에 연결된 건조부를 더 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 반응챔버와 연결된 포집부 및 상기 포집부에 음압을 인가하는 진공펌프를 더 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 반응챔버 내의 공기를 이온화시키도록 구성되는 이온발생기를 더 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 저장용기로부터 상기 주입부로 공급되는 산화그래핀을 필터링 하도록 구성되는 필터를 더 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 반응챔버는 원통 형상의 내부공간을 포함하고, 상기 노즐은 상기 반응챔버의 측벽에 비스듬하게 결합될 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 광원부는 제논 플래쉬 램프를 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 반응챔버에 반응가스를 공급하도록 구성되는 가스조절부를 더 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 반응챔버의 온도를 조절하도록 구성되는 온도조절부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 환원된 산화그래핀의 제조방법은, 반응챔버 내로 산화그래핀을 분사하여 상기 반응챔버 내에 산화그래핀을 제공하는 것, 분사된 산화그래핀은 상기 반응챔버 내에 분말 형태로 부유되고; 및 상기 반응챔버 내에 부유된 상기 산화그래핀에 펄스광을 조사하는 것을 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 반응챔버 내에 산화그래핀을 제공하는 것은: 산화그래핀 슬러리를 준비하는 것; 상기 산화그래핀 슬러리를 건조 및 가열하는 것; 및 상기 산화그래핀 슬러리를 가압하여, 상기 반응챔버 내로 상기 산화그래핀 슬러리를 분사하는 것을 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 분사된 산화그래핀 슬러리는 상기 반응챔버 내에서 상기 분말 형태로 형성될 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 반응챔버 내에 산화그래핀을 제공하는 것은: 산화그래핀 분말을 준비하는 것; 및 상기 산화그래핀 분말을 가압하여, 상기 반응챔버 내로 상기 산화그래핀 분말을 분사하는 것을 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 반응챔버 내로 상기 산화그래핀 분말을 분사하기 전에, 상기 산화그래핀 분말을 필터에 투과시키는 것을 더 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 펄스광을 조사하는 것은 제논 플래쉬 램프를 이용하여 제논 펄스광을 조사하는 것을 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 반응챔버의 내부는 원통의 형상을 갖고, 상기 반응챔버 내에 부유된 상기 산화그래핀은 상기 반응챔버의 내벽을 따라 나선형으로 회전하며 낙하할 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 반응챔버 내의 공기를 이온화시켜 상기 산화그래핀에 이온을 제공하는 것을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 불완전한 광 환원이 방지될 수 있고, 균일한 품질을 갖는 환원된 산화그래핀을 제조할 수 있는 환원된 산화그래핀의 제조 장치 및 제조 방법이 제공될 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 환원된 산화그래핀의 제조 장치를 설명하기 위한 도면들이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예들에 따른 광원부, 반응챔버 및 노즐을 설명하기 위한 도면들이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 환원된 산화그래핀의 제조 장치를 설명하기 위한 도면들이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 환원된 산화그래핀의 제조 장치를 설명하기 위한 도면들이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 환원된 산화그래핀의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 펄스광을 설명하기 위한 도면이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시 예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께 및 형태는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 환원된 산화그래핀의 제조 장치를 설명하기 위한 도면들이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 환원된 산화그래핀 제조 장치는 저장용기(310), 주입부(200), 반응챔버(100) 및 포집부(330)를 포함할 수 있다.
저장용기(310)는 밀폐된 용기로서, 그 내부에 산화그래핀 슬러리(10)를 저장할 수 있다. 산화그래핀 슬러리(10)는, 예컨대, 산화그래핀 플레이크, 분산매 및 환원제등이 혼합된 혼합물일 수 있다. 저장용기(310)는 파이프를 통해 주입부(200)와 연결되어, 주입부(200)로 산화그래핀 슬러리(10)를 공급할 수 있도록 구성될 수 있다.
일 예에 따르면, 저장용기(310)는 산화그래핀 슬러리(10)를 제조하거나 또는 교반하기 위한 교반기(312)를 포함할 수 있다. 예컨대, 산화그래핀 슬러리(10)는 저장용기(310) 내에서 제조될 수 있다.
주입부(200)가 저장용기(310)와 연결될 수 있다. 주입부(200)의 일단은 저장용기(310)와 연결될 수 있고, 주입부(200)의 타단은 반응챔버(100)와 연결될 수 있다. 주입부(200)는 저장용기(310)로부터 산화그래핀 슬러리(10)를 제공받아, 반응챔버(100) 내부로 산화그래핀 슬러리(10)를 공급할 수 있도록 구성될 수 있다. 일 예에 따르면, 주입부(200)는 주입부 펌프(202), 건조부(204) 및 노즐(206)을 포함할 수 있다.
주입부 펌프(202)가 파이프를 통해 저장용기(310)와 연결될 수 있다. 주입부 펌프(202)는 산화그래핀 슬러리(10)가 노즐(206)을 향하여 이송될 수 있도록, 산화그래핀 슬러리(10)를 가압할 수 있다. 주입부 펌프(202)는, 예컨대, 가압 펌프(booster pump), 플런저 펌프(plunger pump) 또는 기어펌프(gear pump)일 수 있다. 주입부 펌프(202)에 의해 가압된 산화그래핀 슬러리(10)는 주입부(200) 내부의 파이프를 따라 노즐(206)로 이송될 수 있다.
건조부(204)가 주입부 펌프(202)와 노즐(206) 사이에 배치될 수 있다. 건조부(204)는 주입부 펌프(202)로부터 노즐(206)로 이송되는 산화그래핀 슬러리(10)를 건조 및/또는 가열할 수 있도록 구성될 수 있다.
노즐(206)이 반응챔버(100) 내로 산화그래핀 분말(15)을 분사할 수 있도록 구성될 수 있다. 일 예에 따르면, 반응챔버(100)의 측벽과 결합될 수 있다. 노즐(206)은 산화그래핀 슬러리(10)를 미세 분무할 수 있도록 분사구멍을 갖는 팁(tip)을 가질 수 있다. 노즐(206)은, 노즐(206)의 팁이 반응챔버(100)의 내부를 향하도록, 반응챔버(100)를 관통할 수 있다. 노즐(206)은 반응챔버(100)의 측벽과 일체를 이룰 수 있다. 노즐(206)에 의해 분사된 산화그래핀 분말(15)은 반응챔버(100) 내에서 부유될 수 있다.
반응챔버(100)는 산화그래핀이 환원되는 공간을 제공할 수 있다. 반응챔버(100)의 내부 공간을 정의하는 반응챔버(100)의 측벽들은, 예컨대, 알루미늄과 같은 금속으로 형성될 수 있다. 반응챔버(100)의 상부는 원통의 형상을 가질 수 있다. 반응챔버(100)의 하부는 반응챔버(100)의 상부로부터 멀어질수록 좁은 폭을 가질 수 있다.
이온발생기(102)가 반응챔버(100)의 내부에 배치될 수 있다. 이온발생기(102)는, 예컨대, 노즐(206)과 인접하게 배치될 수 있다. 이온발생기(102)는 반응챔버(100)내의 공기를 이온화시켜 산화그래핀 분말(15)에 이온을 제공할 수 있다. 예컨대, 이온발생기(102)는 소정의 주기에 따라 양이온과 음이온을 교번적으로 발생시킬 수 있다. 이온발생기(102)로부터 제공된 이온에 의하여 산화그래핀 분말(15)의 정전기가 중성화될 수 있다. 이온발생기(102)는, 예컨대, 소프트 엑스선 이오나이저(Soft X-Ray Ionizer)일 수 있다.
광원부(150)가 반응챔버(100)의 내부에 배치될 수 있다. 광원부(150)는 반응챔버(100) 내에 제공되는 산화그래핀 분말(15)에 펄스광을 조사할 수 있도록 구성될 수 있다. 광원부(150)는, 예컨대, 제논 플레쉬 램프일 수 있다. 펄스광이 조사된 산화그래핀 분말(15)은 반응챔버(100) 내에서 환원될 수 있다. 구체적인 환원 공정은 도 6 및 도 7을 참조하여 후술한다.
온도조절부(104)가 반응챔버(100)와 연결될 수 있다. 온도조절부(104)는 반응챔버(100) 내부의 온도를 조절할 수 있도록 구성될 수 있다. 예컨대, 온도조절부(104)는 열선을 포함할 수 있다.
가스조절부(106)가 반응챔버(100)와 연결될 수 있다. 가스조절부(106)는 반응챔버(100) 내부로 반응가스를 제공할 수 있도록 구성될 수 있다. 가스조절부(106)는 반응챔버(100) 내의 가스 분위기를 제어할 수 있다.
포집부(330)가 반응챔버(100)와 연결될 수 있다. 포집부(330)는 반응챔버(100)의 하부와 연결되어 환원된 산화그래핀(20)을 반응챔버(100)로부터 포집할 수 있다. 일 예에 따르면, 진공펌프(332)가 포집부(330)와 연결될 수 있다. 진공펌프(332)는 포집부(330)에 음압을 인가할 수 있다. 포집부(330)는 진공펌프(332)로부터 음압을 인가받아, 반응챔버(100)로부터 환원된 산화그래핀 분말(20)을 포집할 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예들에 따른 광원부, 반응챔버 및 노즐 및 설명하기 위한 도면들이다.
일 예에 따르면, 광원부(150)가 반응챔버(100)의 중앙에 배치될 수 있다. 광원부(150)는 반응챔버(100)의 하부로부터 반응챔버(100)의 상부로 길쭉하게 연장되어 제공될 수 있다. 광원부(150)는 지지대(미도시)에 의해 지지되어 반응챔버(100)의 바닥면으로부터 이격될 수 있다. 광원부(150)는 광원부(150)의 둘레방향을 따라 펄스광을 조사할 수 있다.
노즐(206)은 반응챔버(100)의 측벽과 비스듬하게 결합될 수 있다. 예컨대, 노즐의 팁(tip)은, 반응챔버(100)의 중심을 향하는 방향으로부터 기울어져, 반응챔버(100)의 내측벽을 향할 수 있다. 노즐(206)은 반응챔버(100)의 내측벽을 향하는 방향으로 산화그래핀 분말(15)을 분사할 수 있다. 분사된 산화그래핀 분말(15)은 도 3b에 도시된 바와 같이, 반응챔버(100) 내에서 나선형으로 회전하며 낙하할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 환원된 산화그래핀의 제조 장치를 설명하기 위한 도면이다. 설명의 간소화를 위해, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 환원된 산화그래핀의 제조 장치와의 차이점을 위주로 설명하고, 중복되는 구성의 상세한 설명은 생략한다.
도 4를 참조하면, 도 1을 참조하여 설명한 것과 달리, 저장용기(320)는 그 내부에 산화그래핀 분말(15)을 저장할 수 있다. 저장용기(320)는 주입부(200)에 산화그래핀 분말(15)을 공급할 수 있도록 구성될 수 있다.
필터부(340)가 저장용기(320)와 주입부(200)의 사이에 배치될 수 있다. 필터부(340)는 주입부(200)로 공급되는 산화그래핀 분말(15)을 필터링 하도록 구성될 수 있다. 필터부(340)는 그 내부에 필터(342)를 포함할 수 있다. 필터(342)는 소정의 크기 이상의 산화그래핀 분말(15)을 필터링할 수 있도록 구성될 수 있다. 일 예에 따르면, 필터(342)는 메쉬(mesh)의 형상을 가질 수 있다. 필터(342)의 구멍의 크기는 산화그래핀 분말(15) 입자(platelet size)의 크기에 따라서 적절히 조절될 수 있다. 필터(342)는, 예컨대, 수 내지 수십 마이크로의 크기의 구멍을 가질 수 있다. 필터(342)는, 예컨대, 전기도금 공정을 수행하여 니켈(Ni) 합금 박판을 형성하고, 이어서 박판 상에 레이저 식각 또는 레이저 펀치 공정을 수행하여 형성된 것일 수 있다.
배출부(344)가 필터부(340)에 연결될 수 있다. 배출부(344)는 필터부(340)를 통과하지 못한 산화그래핀 분말(15)을 필터부(340)의 외부로 배출시킬 수 있다.
본 실시예에서, 주입부 펌프(202) 노즐(206)과 직접 연결될 수 있다. 즉, 주입부(200)는, 도 1을 참조하여 설명한 것과 달리, 건조부(204)를 포함하지 않을 수 있다. 이외의 구성은 도 1을 참조하여 설명한 것과 동일/유사할 수 있다.
일 예에 따르면, 산화그래핀 분말(15)은 크기가 일정하지 않고, 서로 응집된(agglomerated) 형태를 가질 수 있다. 필터부(340)는 응집된 산화그래핀 분말(15)을 분리시킬 수 있으며, 일정 크기 이상의 산화그래핀 분말(15)을 필터링할 수 있다. 이에 따라, 광 환원 효율이 증가될 수 있으며, 균일한 품질을 갖는 환원된 산화그래핀 분말이 제조될 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 환원된 산화그래핀의 제조 장치를 설명하기 위한 도면들이다. 설명의 간소화를 위해, 도 4를 참조하여 설명한 환원된 산화그래핀의 제조 장치와의 차이점을 위주로 설명하고, 중복되는 구성의 상세한 설명은 생략한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 환원된 산화그래핀 제조 장치는
필터부(340)의 일측에 연결된 슬러리 주입부(210) 및 슬러리 주입부(210)로 산화그래핀 슬러리(10)를 공급하는 저장용기(310)를 더 포함할 수 있다. 슬러리 주입부(210)는 저장용기(310)로부터 산화그래핀 슬러리(10)를 공급받아 필터부(340)로 분사할 수 있다. 분사된 산화그래핀 슬러리(10)는 필터부(340)의 내부에서 산화그래핀 분말(15)으로 건조될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 주입부 펌프(212)와 노즐(216)의 사이에 건조부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이외의 구성은 도 4를 참조하여 설명한 것과 동일/유사할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 환원된 산화그래핀의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 7은 본 발명의 실시예들에 다른 펄스광을 설명하기 위한 도면이다.
도 1, 도 6, 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 환원된 산화그래핀의 제조 방법은 반응챔버(100) 내에 산화그래핀 분말(15)을 제공하는 것(S10), 산화그래핀 분말(15)에 펄스광을 조사하는 것(S20), 및 환원된 산화 그래핀 분말(20)을 포집부(330)에 포집하는 것(S30)을 포함할 수 있다.
반응챔버(100) 내에 산화그래핀 분말(15)을 제공할 수 있다(S10). 반응챔버(100) 내에 산화그래핀 분말(15)을 제공하는 것(S10)은 산화그래핀 슬러리(10)를 준비하는 것(S11), 산화그래핀 슬러리(10)를 건조 및 가열하는 것(S12), 및 반응챔버(100) 내부로 산화그래핀 분말을 분사하는 것(S13)을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 산화그래핀 슬러리(10)를 준비할 수 있다(S11). 산화그래핀 슬러리(10)는, 예컨대, 저장용기(310)에 준비될 수 있다. 산화그래핀 슬러리(10)를 건조 및 가열할 수 있다(S12). 주입부 펌프(202)를 이용하여, 저장용기(310) 내의 산화그래핀 슬러리(10)를 주입부(200) 내부로 이송시킬 수 있다. 주입부(200) 내부로 이송된 산화그래핀 슬러리(10)는 건조부(204)를 통과하여 노즐(206)로 이송될 수 있다. 산화그래핀 슬러리(10)는 건조부(204)를 통과하는 동안 가열 및 건조될 수 있다. 반응챔버(100)의 내부로 산화그래핀 분말(15)을 분사할 수 있다(S13). 예컨대, 산화그래핀 슬러리(10)는 주입부 펌프(202)를 통해 가압될 수 있고, 노즐(206)을 통해 반응챔버(100)의 내부로 분사될 수 있다. 반응챔버(100)의 내부로 분사된 산화그래핀 슬러리(10)는 반응챔버(100) 내부에서 건조되어 산화그래핀 분말(15)로 형성될 수 있다. 산화그래핀 분말(15)은 반응챔버(100) 내부에서 부유될 수 있다.
부유된 산화 그래핀 분말(15)에 펄스광을 조사하여 산화그래핀 분말(15)을 환원시킬 수 있다(S20). 펄스광을 조사하는 것은 반응챔버(100)의 내부에서 광원부(150)를 이용하여 수행될 수 있다. 펄스광은 산화그래핀이 환원되기 위한 조건에 따라 제어될 수 있다. 예컨대, 도 7에 도시된 바와 같이, 펄스광은 펄스 폭(pulse width, PW), 펄스 갭(pulse gap, PG), 펄스 강도(pulse intensity, PI) 및 펄스 수(the number of pulse) 등이 제어될 수 있다. 펄스 수는 펄스광의 주기(PP)의 개수를 의미할 수 있다.
일 예에 따르면, 펄스광은 약 1 내지 15J/㎠ 의 펄스 강도(PI)로, 부유된 산화그래핀 분말(15)에 조사될 수 있으며, 이 때 펄스 폭(111)은 약 0.2ms 내지 15ms 일 수 있고, 펄스 갭(112)은 약 0.1 내지 15ms 일 수 있다. 펄스광은 약 1 내지 10개의 펄스 수를 가질 수 있다.
환원된 산화그래핀 분말(15)을 포집부(330)에 포집할 수 있다(S30).
환원된 산화그래핀 분말(15)이 반응챔버(100)에 하부에 모일 수 있다. 반응챔버(100) 하부와 연결된 포집부(330)를 이용하여 반응챔버(100) 내에 제조된 환원된 산화그래핀 분말(15)을 포집할 수 있다. 일 예에 따르면, 진공펌프(332)가 포집부(330)에는 연결되어, 포집부(330)에 음압을 인가할 수 있다. 포집부(330)는 상술한 제조공정이 진행되는 동안, 제조가 완료된 환원된 산화그래핀 분말(15)이 포집부(330)로 이송되도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 연속적인 환원된 산화그래핀 분말(15)의 제조공정이 가능한 환원된 산화그래핀의 제조장치가 제공될 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징으로 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (18)

  1. 원통 형상의 내부공간을 포함하는 반응챔버;
    상기 반응챔버에 연결되고, 상기 반응챔버 내로 산화그래핀을 분사하는 노즐을 포함하는 주입부;
    상기 주입부와 연결되고, 상기 주입부로 산화그래핀을 공급하는 저장용기;
    상기 저장용기로부터 상기 주입부로 공급되는 상기 산화그래핀을 균일한 크기로 필터링하는 필터부; 및
    상기 반응챔버 내에 배치되고, 펄스광을 조사하는 광원부를 포함하되,
    상기 주입부는:
    상기 노즐과 연결되어 상기 산화그래핀이 분사되기 위한 압력을 제공하는 주입부 펌프를 포함하고,
    상기 주입부 펌프 및 상기 노즐 사이에 연결된 건조부를 포함하며,
    상기 노즐은 상기 반응챔버의 측벽에 비스듬하게 결합되고,
    상기 노즐의 팁은 상기 반응챔버의 중심을 향하는 방향으로부터 기울어져 상기 반응챔버의 내측벽을 향하여 상기 산화그래핀을 분사하며,
    분사된 상기 산화그래핀의 분말은 균일한 크기를 갖고,
    상기 분사된 산화그래핀의 분말은 상기 반응챔버 내에서 나선형으로 회전하며 낙하하는 환원된 산화그래핀의 제조장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서
    상기 반응챔버와 연결된 포집부 및 상기 포집부에 음압을 인가하는 진공펌프를 더 포함하는 환원된 산화그래핀 제조장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 반응챔버 내의 공기를 이온화시키도록 구성되는 이온발생기를 더 포함하는 환원된 산화그래핀의 제조 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원부는 제논 플래쉬 램프를 포함하는 환원된 산화그래핀의 제조장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 반응챔버에 반응가스를 공급하도록 구성되는 가스조절부를 더 포함하는 환원된 산화그래핀의 제조장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 반응챔버의 온도를 조절하도록 구성되는 온도조절부를 더 포함하는 환원된 산화그래핀의 제조장치.
  11. 원통 형상의 내부공간을 포함하는 반응챔버 내로 산화그래핀을 분사하여 상기 반응챔버 내에 산화그래핀을 제공하는 것, 분사된 산화그래핀은 상기 반응챔버 내에 분말 형태로 부유되고; 및
    상기 반응챔버 내에 부유된 상기 산화그래핀에 펄스광을 조사하여 산화그래핀을 환원시키는 것을 포함하되,
    상기 반응챔버는 상기 반응챔버에 연결되고, 상기 반응챔버 내로 상기 산화그래핀을 분사하는 노즐을 포함하며,
    상기 노즐은 상기 반응챔버의 측벽에 비스듬하게 결합되고,
    상기 노즐의 팁은 상기 반응챔버의 중심을 향하는 방향으로부터 기울어져 상기 반응챔버의 내측벽을 향하여 상기 산화그래핀을 분사하며,
    분사된 상기 산화그래핀의 분말은 균일한 크기를 갖고,
    상기 분사된 산화그래핀 분말은 상기 반응챔버 내에서 나선형으로 회전하며 낙하하는 환원된 산화그래핀의 제조방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 반응챔버 내에 산화그래핀을 제공하는 것은:
    산화그래핀 슬러리를 준비하는 것;
    상기 산화그래핀 슬러리를 건조 및 가열하는 것; 및
    상기 산화그래핀 슬러리를 가압하여, 상기 반응챔버 내로 상기 산화그래핀 슬러리를 분사하는 것을 포함하는 환원된 산화그래핀의 제조방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 분사된 산화그래핀 슬러리는 상기 반응챔버 내에서 상기 분말 형태로 형성되는 환원된 산화그래핀의 제조방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 반응챔버 내에 산화그래핀을 제공하는 것은:
    산화그래핀 분말을 준비하는 것; 및
    상기 산화그래핀 분말을 가압하여, 상기 반응챔버 내로 상기 산화그래핀 분말을 분사하는 것을 포함하는 환원된 산화그래핀의 제조방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 반응챔버 내로 상기 산화그래핀 분말을 분사하기 전에, 상기 산화그래핀 분말을 필터에 투과시키는 것을 포함하는 환원된 산화그래핀의 제조방법.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 펄스광을 조사하는 것은 제논 플래쉬 램프를 이용하여 제논 펄스광을 조사하는 것을 포함하는 환원된 산화그래핀의 제조 방법.
  17. 삭제
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 반응챔버 내의 공기를 이온화시켜 상기 산화그래핀에 이온을 제공하는 것을 더 포함하는 환원된 산화그래핀의 제조 방법.
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