KR20120018683A - 가스 흡착 및 저장용 다중벽 탄소나노튜브 및 그 제조방법 - Google Patents

가스 흡착 및 저장용 다중벽 탄소나노튜브 및 그 제조방법 Download PDF

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임재원
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Abstract

가스 흡착 및 저장용 다중벽 탄소나노튜브 및 그 제조방법이 개시된다.
본 발명에 따른 가스 흡착 및 저장용 다중벽 탄소나노튜브의 제조방법은, (1) 반응기 내에서 다중벽 탄소나노튜브를 열처리하는 제1단계; 및 (2) 반응기 내에 할로겐 가스를 주입하여 상기 제1단계를 통하여 열처리된 다중벽 탄소나노튜브와 반응시키는 제2단계;를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 의할 경우, 다중벽 탄소나노튜브에 전기음성도가 큰 할로겐 작용기를 가지도록 함과 동시에 그라파이트 구조의 탄소-탄소 결합에 결함을 주어 흡착점을 늘려주고, 벽간 통로를 형성함으로써, 다중벽 탄소나노튜브의 가스 흡착 및 저장능력이 향상된다.

Description

가스 흡착 및 저장용 다중벽 탄소나노튜브 및 그 제조방법{Multi-walled carbon nanotube for gas adsorption and storage and manufacturing method thereof}
본 발명은 가스 흡착 및 저장용 다중벽 탄소나노튜브 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다중벽 탄소나노튜브를 고온에서 할로겐 가스와 반응시킴으로써, 다중벽 탄소나노튜브에 할로겐 관능기를 도입함과 동시에 가스의 흡탈착이 용이하도록 다중벽 탄소나노튜브에 벽간 통로를 형성하여 가스 흡착 및 저장능력이 향상되도록 한 다중벽 탄소나노튜브 및 그 제조방법에 관한 것이다.
산업화와 경제활동 증가로 인해 환경오염과 자원고갈의 문제가 대두되면서, 오염원의 포집 및 저장기술과 대체에너지원의 개발에 관심이 집중되고 있다. 특히 온실효과의 주범인 이산화탄소와 메탄가스를 흡착매체로 이용하여 1차적으로 포집 후 저장하는 방법이 가능한 최적의 방법으로 떠오르면서, 그 포집 및 저장기술의 개발은 사활을 좌우하는 명제로 부상하였다. 또한, 에너지원의 대부분을 해외에 의존하는 우리나라의 경우 대체에너지 개발이 시급하다. 현재까지 제안된 대체에너지원으로서 태양열, 지열, 풍력, 해양에너지 등의 자연에너지와 물을 원료로 하는 수소에너지가 있다. 그 중에서도 수소에너지는 환경문제 및 화석연료의 가격상승이나 고갈을 예상할 때 궁극적인 미래의 대체에너지원 또는 에너지 매체로 부상하고 있다. 그러나 이산화탄소, 메탄, 수소 등은 상온에서 기체로 존재하기 때문에 체적당 에너지밀도가 낮고 운반 및 저장이 불편하다는 단점이 있다. 따라서, 저장 매체와 방법에 대한 연구개발이 필수적이다.
탄소재료는 단일의 원소로 구성되어 있음에도, 결합상태에 따라 흑연, 카본블랙, 활성탄, 탄소섬유, 탄소나노튜브 등 형태가 다양하며, 화학적 안정성, 우수한 전기 및 열전도성, 고강도, 고탄성율, 생체친화성 등의 특성을 가진 우수한 재료이다. 특히 다중벽 탄소나노튜브(MWNCT)는 다층을 이루는 구조적 특징으로 인하여, 이를 이용하여 가스를 흡착 및 저장하는 것에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.
다중벽 탄소나노튜브내에 가스를 흡착 또는 저장할 수 있는 공간은 다중벽 탄소나노튜브의 각 층 사이 또는 다중벽 탄소나노튜브 내의 공간이다. 이러한 구조적 특징을 가지고 있는 다중벽 탄소나노튜브의 경우 가스의 흡착 또는 저장은 탄소나노튜브의 길이방향으로 개방된 양 끝단을 통하여만 이루어지게 된다. 그러나 탄소나노튜브의 길이는 탄소나노튜브의 지름 및 층간 거리에 비하여 매우 긴 길이를 가지고 있기 때문에 가스를 흡착 또는 저장하는 것에 한계를 지니고 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 다중벽 탄소나노튜브를 고온에서 할로겐 가스와 반응시킴으로써, 다중벽 탄소나노튜브에 전기음성도가 큰 할로겐 작용기를 가지도록 함과 동시에 벽간 통로를 형성하여 가스 흡착 및 저장능력이 향상되도록 한 가스 흡착 및 저장용 다중벽 탄소나노튜브 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 가스 흡착 및 저장용 다중벽 탄소나노튜브 및 그 제조방법을 제공하는데, 본 발명에 따른 가스 흡착 및 저장용 다중벽 탄소나노튜브의 제조방법은,
(1) 반응기 내에서 다중벽 탄소나노튜브를 열처리하는 제1단계; 및
(2) 반응기 내에 할로겐 가스를 주입하여 상기 제1단계를 통하여 열처리된 다중벽 탄소나노튜브와 반응시키는 제2단계;를 포함하여 이루어진다.
또한 본 발명은 상기 제1단계 이전에 전처리로서, 반응기 내에 비활성 가스를 주입 및 배기하는 단계를 수행할 수 있다.
상기 비활성 가스의 주입 및 배기는 반응기의 압력이 0.01 내지 0.2 bar/min의 속도로 증가 또는 감소되도록 이루어지는 것이 바람직하며, 비활성 가스의 배기가 완료된 반응기 내의 압력은 대기압 미만인 것이 바람직하다.
상기 제1단계의 열처리는 100 내지 300℃의 온도범위에서 0.1 내지 2 시간동안 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 제2단계에서 반응기로 주입되는 할로겐 가스는 할로겐 가스 또는 할로겐 가스와 비활성 가스의 혼합가스를 사용할 수 있다.
반응기로 주입되는 상기 할로겐 가스 또는 할로겐 가스와 비활성 가스의 혼합가스는 반응기의 압력이 0.01 내지 0.2 bar/min의 속도로 증가되도록 주입되는 것이 바람직하다.
반응기로 주입되는 가스가 할로겐 가스인 경우에 다중벽 탄소나노튜브와의 반응은 할로겐 가스의 압력이 0.1 내지 3 bar의 범위에서 이루어지는 것이 바람직하며, 반응기로 주입되는 가스가 할로겐 가스와 비활성 가스의 혼합가스인 경우에 다중벽 탄소나노튜브와의 반응은 할로겐 가스의 부분압이 0.1 내지 3 bar의 범위에서 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 제2단계의 반응은 100 내지 400℃의 온도범위, 보다 바람직하게는 200 내지 400℃의 온도범위에서 0.1 내지 1 시간의 동안 이루어지는 것이 바람직하다.
또한 본 발명은 상기 제조방법에 의하여 제조된 가스 흡착 및 저장용 다중벽 탄소나노튜브를 제공한다.
상술한 바와 같은 본 발명에 의할 경우, 다중벽 탄소나노튜브에 전기음성도가 큰 할로겐 작용기를 가지도록 함과 동시에 그라파이트 구조의 탄소-탄소 결합에 결함을 주어 흡착점을 늘려주고, 벽간 통로를 형성함으로써, 다중벽 탄소나노튜브의 가스 흡착 및 저장능력이 향상된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 다중벽 탄소나노튜브의 모식도이다.
도 2는 할로겐 가스와 다중벽 탄소나노튜브를 반응시키기 위한 장치의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 및 비교예에 의한 다중벽 탄소나노튜브의 투과전자현미경(TEM; Transmission electron microscope) 이미지이다.
도 4는 본 발명의 실시예 및 비교예에 의한 다중벽 탄소나노튜브의 XPS 분석 결과이다.
도 5는 본 발명의 실시예 및 비교예에 의한 다중벽 탄소나노튜브의 RAMAN 분석 결과이다.
도 6은 가스저장 및 가스흡착 측정을 위한 장치의 개략도이다.
도 7은 본 발명의 실시예 및 비교예에 의한 다중벽 탄소나노튜브의 수소저장율을 도시한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시예 및 비교예에 의한 다중벽 탄소나노튜브의 이산화탄소 흡착량을 도시한 그래프이다.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 의하여 제조되는 가스 흡착 및 저장용 탄소나노튜브의 모식도를 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이 본 발명에 의하여 제조되는 가스 흡착 및 저장용 탄소나노튜브는 탄소나노튜브에 전기음성도가 큰 할로겐 작용기가 결합됨과 동시에, 그라파이트 구조의 탄소-탄소 결합에 인위적인 결함을 주어 흡착점을 증가시키고, 가스의 이동이 용이한 벽간 통로를 형성함으로써, 다중벽 탄소나노튜브의 가스 흡착 및 저장능력을 향상시키게 된다.
상기와 같은 가스 흡착 및 저장용 탄소나노튜브를 얻기 위하여 본 발명은 가스 흡착 및 저장용 다중벽 탄소나노튜브의 제조방법을 제공하는데, 본 발명의 일례에 따른 가스 흡착 및 저장용 다중벽 탄소나노튜브의 제조방법은,
(1) 반응기 내에서 다중벽 탄소나노튜브를 열처리하는 제1단계; 및
(2) 반응기 내에 할로겐 가스를 주입하여 상기 제1단계를 통하여 열처리된 다중벽 탄소나노튜브와 반응시키는 제2단계;를 포함하여 이루어진다.
또한 본 발명은 상기 제1단계 이전에 전처리로서, 반응기 내에 비활성 가스를 주입 및 배기하는 단계를 수행할 수 있다. 이와 같은 전 처리는 반응기 내부를 클리닝하기 위한 것으로서, 이어지는 열처리 및 할로겐 가스와의 반응공정에서 원치않는 부반응을 최소하기 위하여 시행된다.
상기 비활성 가스는 비활성 가스로 알려진 어느 것을 사용하여도 무방하며, 비활성 가스의 주입 및 배기는 반응기의 압력이 0.01 내지 0.2 bar/min의 속도로 증가 또는 감소되도록 이루어지는 것이 바람직하다. 비활성 가스의 주입 및 배기가 하한치 미만으로 이루어지는 경우 공정시간이 불필요하게 증가하여 바람직하지 않고, 비활성 가스의 주입 및 배기가 상한치를 초과하여 이루어지는 경우에는 다중벽 탄소나노튜브가 흩날려 공정 완료 후, 다중벽 탄소나노튜브를 수거하는데 어려움이 있어 바람직하지 않다.
또한 상기 비활성 가스의 배기가 완료된 반응기 내의 압력은 대기압 미만인 것이 바람직한데, 반응기 내의 압력이 대기압 미만으로 유지되어야 반응기 내 수분 및 기타 불필요한 기체의 배기를 충분히 할 수 있어 이어지는 열처리 및 할로겐 가스와의 반응공정에서 원치 않는 부반응을 최소화 할 수 있다.
상기 제1단계에서 이루어지는 열처리는 100 내지 300℃의 온도범위에서 0.1 내지 2 시간 동안 이루어지는 것이 바람직하다. 열처리 온도 및 시간이 하한치 미만일 경우에는 다중벽 탄소나노튜브 내의 수분제거가 충분히 이루어지지 않을 우려가 있고, 열처리 온도 및 시간이 상한치를 초과하는 경우는, 상한치의 경우와 별반 차이가 없어 불필요한 에너지만을 낭비할 뿐 실익이 없다.
상기 제2단계에서 반응기로 주입되는 할로겐 가스는 할로겐 가스 또는 할로겐 가스와 비활성 가스의 혼합가스를 사용할 수 있다. 사용되는 할로겐 가스는 불소, 염소, 브롬, 요오드, 할로겐화 수소 및 이들의 혼합물로부터 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있으며, 비활성 가스는 비활성 가스로 알려진 어떤 것을 사용하여도 무방하다.
상기 반응기로 주입되는 할로겐 가스 또는 할로겐 가스와 비활성 가스의 혼합가스는 반응기의 압력이 0.01 내지 0.2 bar/min의 속도로 증가되도록 주입되는 것이 바람직하다. 가스의 공급이 하한치 미만으로 이루어지는 경우 공정시간이 불필요하게 증가되어 바람직하지 않고, 가스의 공급이 상한치를 초과하여 이루어지는 경우에는 다중벽 탄소나노튜브가 흩날려 공정 완료 후, 다중벽 탄소나노튜브를 수거하는데 어려움이 있어 바람직하지 않다.
상기 할로겐 가스 또는 할로겐 가스와 비활성 가스의 혼합가스가 반응기에 주입된 후 이루어지는 반응은, 주입되는 가스가 할로겐 가스일 경우 할로겐 가스의 압력이 0.1 내지 3 bar의 범위에서 이루어지는 것이 바람직하며, 주입되는 가스가 할로겐 가스와 비활성 가스의 혼합가스인 경우에는 할로겐 가스의 부분압이 0.1 내지 3 bar의 범위에서 이루어지는 것이 바람직하다. 할로겐 가스의 압력이 하한치 미만일 경우에는 할로겐 작용기의 도입, 흡착점 증가 및 벽간 통로의 생성이 미흡할 우려가 있어 바람직하지 않고, 할로겐 가스의 압력이 상한치를 초과하는 경우에는 상한치에서 이루어지는 경우와 비교하였을 때, 할로겐 작용기의 도입, 흡착점 증가 및 벽간 통로 생성의 측면에서는 큰 차이가 없으며, 오히려 다중벽 탄소나노튜브의 구조변형이 지나치게 이루어질 우려가 있어 바람직하지 않다.
할로겐 가스의 주입으로 일어나는 상기 제2단계의 반응은 100 내지 400℃의 온도범위에서 이루어지는 것이 바람직하며, 200 내지 400℃의 온도범위에서 이루어지는 것이 보다 바람직하다. 하한치 미만의 온도에서 반응이 일어날 경우 할로겐 작용기의 도입, 흡착점 증가 및 벽간 통로의 생성이 미흡할 우려가 있어 바람직하지 않고, 상한치를 초과하는 온도에서 반응이 일어날 경우에는 할로겐 작용기의 도입과 동시에 탈할로겐화가 발생하여 할로겐 반응을 유도하지 않은 경우와 가스 흡착 및 저장의 측면에서 크게 다르지 않을 우려가 있으며, 또한 지나친 구조의 변형으로 인하여 100 내지 400℃의 온도범위에서 할로겐 가스와 반응된 다중벽 탄소나노튜브에 비하여 가스 흡착 및 저장능력이 저하될 우려가 있어 바람직하지 않다.
상기 제2단계의 반응은 0.1 내지 1 시간의 범위에서 이루어지는 것이 바람직한데, 반응 시간이 하한치 미만일 경우에는 할로겐 작용기의 도입, 흡착점 증가 및 벽간 통로의 생성이 미흡할 우려가 있어 바람직하지 않고, 반응 시간이 상한치를 초과하는 경우에는 반응 시간이 1 시간인 경우와 효과의 측면에서 큰 차이가 없으며, 오히려 원치않는 부반응이 발생할 우려가 있어 바람직하지 않다.
또한 본 발명은 상기의 제조방법에 의하여 제조된 가스 흡착 및 저장용 다중벽 탄소나노튜브를 제공한다.
이하 실시예 및 시험예에 의하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
실시예 : 가스 흡착 및 저장용 다중벽 탄소나노튜브의 제조
할로겐 가스와 다중벽 탄소나노튜브를 반응시키기 위한 장치의 모식도를 도 2에 나타내었다. 먼저 도 2에 도시된 바와 같은 반응기 내에 다중벽 탄소나노튜브(제조사 : 알드리치(Aldrich), 직경 : 2-15 nm, 길이 : 1-10μm)를 안착시켰다. 다음으로 반응기의 압력이 0.1 bar/min의 속도로 증가 또는 감소하도록 비활성 가스인 아르곤을 주입 및 배기하였다. 배기가 완료된 반응기 내의 압력은 0.5bar 이었다. 다음으로 다중벽 탄소나노튜브 내에 있는 수분을 제거하기 위하여 150℃에서 0.5 시간 동안 열처리를 하였다. 다음으로 반응기 내에 할로겐 가스인 불소를 0.1 bar/min의 속도로 반응기 압력이 1 bar가 될때까지 주입하였다. 상기와 같은 조건에서 100, 200, 300, 400℃로 반응온도를 달리하여 0.2 시간 동안 할로겐 가스와 다중벽 탄소나노튜브를 반응시켰다. 반응의 구체적인 조건은 하기의 표 1과 같다.
비교예
할로겐가스와 반응시키지 않은 다중벽 탄소나노튜브와 상기 실시예와 동일한 과정을 거치되 반응온도만 500℃로 달리한 다중벽 탄소나노튜브를 비교예로 선정하였다.
실시예 및 비교예의 반응조건표
구 분 불소가스 압력 반응시간 반응온도
실시예 1 1 bar 0.2시간 100℃
실시예 2 1 bar 0.2시간 200℃
실시예 3 1 bar 0.2 시간 300℃
실시예 4 1 bar 0.2시간 400℃
비교예 1 - - -
비교예 2 1 bar 0.2시간 500℃
구조특성
상기 실시예 및 비교예에 따른 다중벽 탄소나노튜브의 구조특성을 알아보기 위하여 투과전자현미경(TEM; Transmission electron microscope) 이미지를 촬영하여 이를 도 3에 나타내었다. 본 발명의 실시예에 따른 다중벽 탄소나노튜브는 모두 가스의 이동이 용이한 벽간 통로가 생성되어 있음을 확인할 수 있었다(도면의 타원 부분). 반면 불소와 반응을 시키지 않은 비교예 1의 경우는 실시예와 달리 벽간 통로가 생성되지 않았으며, 비교예 2의 경우, 일부 벽간 통로가 생성되었으나, 다중벽 탄소나노튜브의 구조가 붕괴되었음을 확인할 수 있었다.
표면개질
상기 실시예 및 비교예에 따른 다중벽 탄소나노튜브의 표면개질 여부를 확인하기 위하여 XPS 분석을 하여 이를 도 4에 나타내었다. 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 다중벽 탄소나노튜브는 불소와의 반응에 의하여 표면이 개질되었음을, 즉 불소 작용기가 도입되었음을 확인할 수 있었다. 반면 불소와 반응을 시키지 않은 비교예 1의 경우는 실시예와 달리 불소에 해당하는 피크가 나타나지 않았으며, 비교예 2의 경우는 높은 반응온도로 인하여 불소화와 더불어 탈불소화가 동시에 진행되는 것을 확인할 수 있었다.
구조변화
본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 다중벽 탄소나노튜브의 구조변화를 확인하기 위하여 RAMAN 분석을 하여 이를 도 5에 나타내었다. 도시된 바와 같이 불소와 반응시키지 않은 비교예 1과 비교하였을때, 실시예 및 비교예 2의 경우 모두 그라파이트 구조가 변형되었음을 확인할 수 있었다.
가스저장능력 시험
상기 실시예 및 비교예에 의한 다중벽 탄소나노튜브의 가스저장능력을 알아보기 위하여 수소저장능력을 테스트하였다. 수소저장능력을 평가하기 위한 장치의 모식도를 도 6에 나타내었다. 먼저 본 발명의 실시예 및 비교예에 의한 다중벽 탄소나노튜브의 수분을 제거하기 위하여 90℃에서 1시간, 350℃에서 5시간 동안 전처리하였다. 수소저장능력은 77K의 일정한 온도에서 0~760mmHg의 압력범위에서 측정하였고, 그 결과를 하기의 표 2 및 도 7에 나타내었다.
수소저장능력
구 분 수소저장율(wt%)
실시예 1 4.9
실시예 2 6.1
실시예 3 6.4
실시예 4 7.0
비교예 1 3.0
비교예 2 3.6
상기의 표 2 및 도 7에서 확인할 수 있듯이 본 발명의 실시예에 의한 다중벽 탄소나노튜브는 비교예에 의한 다중벽 탄소나노튜브에 비하여 수소저장율이 월등히 향상됨을 알 수 있었다. 특히 200℃ 내지 400℃의 고온에서 할로겐 가스와 반응시킨 경우에는 할로겐 가스와 반응시키지 않은 비교예 1에 비하여 100 내지 130% 이상 증가함을 확인할 수 있었다. 이는 고온에서 할로겐 가스와의 반응에 의하여 다중벽 탄소나노튜브에 전기음성도가 큰 할로겐 작용기가 도입됨과 동시에, 그라파이트 구조의 탄소-탄소 결합에 결함이 발생하여 흡착점이 증가하였으며, 가스의 이동이 용이한 벽간 통로가 생성된 것에 기인하는 것으로 판단된다.
가스흡착능력 시험
상기 실시예 및 비교예에 의한 다중벽 탄소나노튜브의 가스흡착능력을 알아보기 위하여 이산화탄소흡착 시험을 하였다. 흡착능력 시험은 도 6에 모식도를 나타낸 것과 같은 장치를 이용하였다. 먼저 본 발명의 실시예 및 비교예에 의한 다중벽 탄소나노튜브의 수분을 제거하기 위하여 90℃에서 1시간, 350℃에서 5시간 동안 전처리하였다. 이산화탄소 흡착능력은 273K의 일정한 온도에서 0~650mmHg의 압력범위에서 측정하였고, 그 결과를 하기의 표 3 및 도 8에 나타내었다.
이산화탄소 흡착능력
구 분 이산화탄소 흡착량(cm3/g STP)
실시예 1 212
실시예 2 227
실시예 3 238
실시예 4 252
비교예 1 131
비교예 2 146
상기의 표 3 및 도 8에서 확인할 수 있듯이 본 발명의 실시예에 의한 다중벽 탄소나노튜브는 비교예에 의한 다중벽 탄소나노튜브에 비하여 이산화탄소 흡착능력이 월등히 향상됨을 알 수 있었다. 할로겐 가스와 반응시키지 않은 비교예 1에 비하여 약 60% 내지 90% 가량 증가함을 확인할 수 있었다. 이는 고온에서 할로겐 가스와의 반응에 의하여 다중벽 탄소나노튜브에 전기음성도가 큰 할로겐 작용기가 도입됨과 동시에, 그라파이트 구조의 탄소-탄소 결합에 결함이 발생하여 흡착점이 증가하였으며, 가스의 이동이 용이한 벽간 통로가 생성된 것에 기인하는 것으로 판단된다.
본 발명은 상기한 실시예와 첨부한 도면을 참조하여 설명되었지만, 본 발명의 개념 및 범위 내에서 상이한 실시예를 구성할 수도 있다. 따라서 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위 및 이와 균등한 것들에 의해 정해지며, 본 명세서에 기재된 특정 실시예에 의해 한정되지는 않는다.

Claims (14)

  1. (1) 반응기 내에서 다중벽 탄소나노튜브를 열처리하는 제1단계; 및
    (2) 반응기 내에 할로겐 가스를 주입하여 상기 제1단계를 통하여 열처리된 다중벽 탄소나노튜브와 반응시키는 제2단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스 흡착 및 저장용 다중벽 탄소나노튜브의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1단계 이전에 전처리로서, 반응기 내에 비활성 가스를 주입 및 배기하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 가스 흡착 및 저장용 다중벽 탄소나노튜브의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 비활성 가스의 주입 및 배기는 반응기의 압력이 0.01 내지 0.2 bar/min의 속도로 증가 또는 감소되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스 흡착 및 저장용 다중벽 탄소나노튜브의 제조방법.
  4. 제2항에 있어서,
    비활성 가스의 배기가 완료된 반응기 내의 압력은 대기압 미만인 것을 특징으로 하는 가스 흡착 및 저장용 다중벽 탄소나노튜브의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1단계의 열처리는 100 내지 300℃의 온도범위에서 0.1 내지 2 시간동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스 흡착 및 저장용 다중벽 탄소나노튜브의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2단계에서 반응기로 주입되는 할로겐 가스는 할로겐 가스 또는 할로겐 가스와 비활성 가스의 혼합가스인 것을 특징으로 하는 가스 흡착 및 저장용 다중벽 탄소나노튜브의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2단계에서 반응기로 주입되는 할로겐 가스는 불소, 염소, 브롬, 요오드, 할로겐화수소 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 가스 흡착 및 저장용 다중벽 탄소나노튜브의 제조방법.
  8. 제6항에 있어서,
    반응기로 주입되는 할로겐 가스 또는 할로겐 가스와 비활성 가스의 혼합가스는 반응기의 압력이 0.01 내지 0.2 bar/min의 속도로 증가되도록 주입되는 것을 특징으로 하는 가스 흡착 및 저장용 다중벽 탄소나노튜브의 제조방법.
  9. 제6항에 있어서,
    반응기로 주입되는 가스가 할로겐 가스인 경우에 다중벽 탄소나노튜브와의 반응은 할로겐 가스의 압력이 0.1 내지 3 bar의 범위에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스 흡착 및 저장용 다중벽 탄소나노튜브의 제조방법.
  10. 제6항에 있어서,
    반응기로 주입되는 가스가 할로겐 가스와 비활성 가스의 혼합가스인 경우에 다중벽 탄소나노튜브와의 반응은 할로겐 가스의 부분압이 0.1 내지 3 bar의 범위에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스 흡착 및 저장용 다중벽 탄소나노튜브의 제조방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제2단계의 반응은 100 내지 400℃의 온도범위에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스 흡착 및 저장용 다중벽 탄소나노튜브의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2단계의 반응은 200 내지 400℃의 온도범위에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스 흡착 및 저장용 다중벽 탄소나노튜브의 제조방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제2단계의 반응은 0.1 내지 1 시간의 범위에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스 흡착 및 저장용 다중벽 탄소나노튜브의 제조방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 제조방법에 의하여 제조된 가스 흡착 및 저장용 다중벽 탄소나노튜브.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101400996B1 (ko) * 2012-05-15 2014-05-29 한국과학기술원 탄소나노시트를 이용한 가스 분리 및 저장 방법
US9865818B2 (en) 2014-04-09 2018-01-09 Industry-Academic Cooperation Foundation, Yonsei University Method for synthesizing a halogen-functionalized carbon material and method for fabricating an electronic device employing the same

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