KR20150090628A - A Manufacturing Method of CNT-Alumina composite - Google Patents

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KR20150090628A
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김석영
김덕연
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영남대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a manufacturing method of a carbon nanotube-alumina (CNT-Alumina) composite and, more specifically, to a manufacturing method of a CNT-Alumina composite, which is capable of detecting a correlation of zeta potential with respect to a pH of a carbon nanotube dispersed solution and an alumina suspension, and manufacturing a CNT-Alumina composite having high fracture toughness using the same. According to an embodiment of the present invention, a manufacturing method of a CNT-Alumina composite comprises: a first step for manufacturing a carbon nanotube dispersed solution; a second step for regulating a hydrogen ion exponent (pH) of the carbon nanotube dispersed solution; a third step for manufacturing an alumina suspension; a fourth step for regulating a hydrogen ion exponent (pH) of the alumina suspension; a fifth step for mixing the carbon nanotube dispersed solution and the alumina suspension by using a stirrer; and a sixth step for ultrasound treating a mixture of the carbon nanotube dispersed solution and the alumina suspension.

Description

탄소나노튜브-알루미나 복합체의 제조방법{A Manufacturing Method of CNT-Alumina composite}Technical Field [0001] The present invention relates to a method of manufacturing a carbon nanotube-alumina composite,

본 발명은 탄소나노튜브-알루미나(CNT-Alumina) 복합체의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 탄소나노튜브 분산액과 알루미나 서스펜션의 pH에 따른 제타포텐셜의 상관관계를 파악하고, 이를 이용하여 높은 분산도를 가지는 탄소나노튜브-알루미나 복합체를 제조할 수 있는 탄소나노튜브-알루미나 복합체의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a carbon nanotube-alumina (CNT) -alumina composite, and more particularly, to a method for preparing a carbon nanotube-alumina The present invention relates to a method for producing a carbon nanotube-alumina composite,

세라믹은 일반적으로 내열성, 내마모성과 내화학성 등 많은 장점을 보유하고 있지만, 취성파괴에 약한 결점을 가지고 있다. 이를 보완하고 파괴인성의 증진을 위하여 복합체를 형성하는 것이 일반적인 방법이다.Ceramics generally have many advantages such as heat resistance, abrasion resistance and chemical resistance, but they have weak defects in brittle fracture. It is a common practice to complement this and to form complexes for the enhancement of fracture toughness.

복합체를 형성할 시 세라믹의 단점을 보완하기 위해서 우수한 기계적 특성, 전기적 선택성, 뛰어난 전계방출 특성을 가지는 탄소나노튜브를 강화재로 사용하여 탄소나노튜브-세라믹 복합체를 형성할 수 있다.The carbon nanotube-ceramic composite can be formed by using carbon nanotubes having excellent mechanical properties, electrical selectivity, and excellent field emission properties as reinforcements in order to overcome the disadvantages of the ceramic when forming the composite.

그러나, 일반적으로 단일벽 탄소나노튜브는 구성 원자가 전부 표면 원자이기 때문에 탄소나노튜브 간의 반데르발스힘에 의한 응집이 발생하기 쉽고, 복수 개의 탄소나노튜브로 이루어지는 번들(bundle) 또는 응집체(agglomerate) 구조로 형성되어 있는 경우가 많고, 다중벽 탄소나노튜브도 서로 그물처럼 얽힌 상태로 큰 응집체를 일반적으로 이루고 있다.However, since single-walled carbon nanotubes are generally surface atoms, aggregation due to van der Waals force between carbon nanotubes tends to occur, and a bundle or agglomerate structure composed of a plurality of carbon nanotubes And multi-walled carbon nanotubes are generally entangled with each other to form large agglomerates.

이와 같은 탄소나노튜브의 응집성으로 인하여 화학적 및 물리적 조작이나 탄소나노튜브의 산업적 적용에 장애가 되고 있어 탄소나노튜브 응집체를 분산시키는 방법에 대한 필요성이 커지고 있다.Due to the cohesion of such carbon nanotubes, chemical and physical manipulations and industrial application of carbon nanotubes are obstructed, and thus there is a growing need for a method of dispersing carbon nanotube aggregates.

현재 탄소나노튜브는 세라믹 뿐만 아니라 폴리머, 금속복합재료에서 강화재로 사용하려는 연구가 활발히 진행중이다. 탄소나노튜브가 강화된 금속복합재료 제조에 있어 세라믹 분말과 탄소나노튜브 분말의 혼합 및 핫 프레스(hot press)를 통한 소결법을 이용하여 특성평가를 실시한 내용을 보고한 바 있다.Currently, research is actively underway to use carbon nanotubes as reinforcements in ceramics as well as polymers and metal composites. In the preparation of carbon nanotube-reinforced metal composite materials, the characteristics of carbon nanotubes were evaluated by mixing ceramic powder and carbon nanotube powder and sintering through hot press.

하지만, 종래의 탄소나노튜브와 세라믹의 복합체를 제조하는 과정은 공정이 복잡하고 어려우며, 탄소나노튜브의 응집성에 따른 분산의 어려움과 탄소나노튜브 및 응집체의 나노미터 수준의 미세한 크기에 비해 세라믹 분말이 보다 큰 크기를 가져 혼입되는 것이 방해받을 수 있어 탄소나노튜브-세라믹 복합체가 불균일성을 가질 수 있으며 복합체로서의 장점을 발현하지 못하는 문제점이 있다.However, the conventional process for producing a composite of carbon nanotubes and ceramics is complicated and difficult, and it is difficult to disperse the carbon nanotubes due to cohesiveness of the carbon nanotubes, and the ceramic nanoparticles having a nanometer level of carbon nanotubes and agglomerates The carbon nanotube-ceramic composite may have a larger size and may be interfered with the incorporation thereof, so that the carbon nanotube-ceramic composite may have nonuniformity and can not exhibit the advantage as a composite.

한국공개특허 제 10-2010-0056998 호 β-SiC 필름 상의 나노튜브 또는 나노섬유로 된 복합체.Korean Patent Laid-Open No. 10-2010-0056998 A composite made of nanotube or nanofiber on? -SiC film.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 탄소나노튜브와 알루미나를 효과적으로 혼합, 분산할 수 있는 조건을 제시하여 간단한 공정으로 취성파괴에 약한 세라믹의 단점을 탄소나노튜브와 혼합하여 고파괴인성의 탄소나노튜브-알루미나 복합체 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.DISCLOSURE Technical Problem The present invention has been conceived in order to solve the problems of the prior art as described above, and it is an object of the present invention to provide a condition for effectively mixing and dispersing carbon nanotubes and alumina, To thereby provide a method of manufacturing a carbon nanotube-alumina composite having a high fracture toughness.

본 발명의 일실시예에 따른 탄소나노튜브-알루미나 복합체의 제조방법은 탄소나노튜브 분산액 제조하는 제 1단계; 상기 탄소나노튜브 분산액의 수소이온지수(pH)를 조절하는 제 2단계; 알루미나 현탁액을 제조하는 제 3단계; 상기 알루미나 현탁액의 수소이온지수(pH)를 조절하는 제 4단계; 상기 탄소나노튜브 분산액과 알루미나 현탁액을 교반기를 이용하여 혼합하는 제 5단계; 및 상기 탄소나노튜브 분산액과 알루미나 현탁액 혼합물을 초음파 처리하는 제 6단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.A method of manufacturing a carbon nanotube-alumina composite according to an embodiment of the present invention includes: a first step of preparing a carbon nanotube dispersion; A second step of adjusting the pH of the carbon nanotube dispersion; A third step of preparing an alumina suspension; A fourth step of adjusting the pH of the alumina suspension; A fifth step of mixing the carbon nanotube dispersion and the alumina suspension using a stirrer; And a sixth step of ultrasonically treating the carbon nanotube dispersion and the alumina suspension mixture. And a control unit.

본 발명에 따르면, 탄소나노튜브 분산액과 알루미나 현탄액의 pH조절, 제타포텐셜 조절 등과 같은 혼합 및 분산 조건과 분산도에 관한 상관관계를 파악하여 간단한 혼합 공정으로 높은 파괴인성을 가지는 탄소나노튜브-알루미나 복합체를 제조할 수 있다.According to the present invention, the correlation between dispersion and dispersion conditions such as pH adjustment and zeta potential control of carbon nanotube dispersion and alumina suspension is grasped, and carbon nanotube-alumina having high fracture toughness Complex can be produced.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 탄소나노튜브-알루미나 복합체의 제조방법을 보여주는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 탄소나노튜브-알루미나 복합체의 제조방법에서 사용되는 탄소나노튜브 분산액과 알루미나의 pH에 따른 제타포텐셜의 변화를 측정하여 나타낸 도면이다.
도 3는 본 발명의 일실시예에 따른 탄소나노튜브-알루미나 복합체의 제조방법의 실시예 1의 CNT-Alumina 혼합 파우더를 하루 동안 건조한 후 촬영한 사진이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 탄소나노튜브-알루미나 복합체의 제조방법의 비교예 1의 CNT-Alumina 혼합 파우더를 하루 동안 건조한 후 촬영한 사진이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 탄소나노튜브-알루미나 복합체의 제조방법의 실시예 1을 주사현미경(SEM)으로 측정한 사진이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 탄소나노튜브-알루미나 복합체의 제조방법의 비교예 1를 주사현미경(SEM)으로 측정한 사진이다.
1 is a flowchart showing a method of manufacturing a carbon nanotube-alumina composite according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph illustrating changes in zeta potential of carbon nanotube dispersion and alumina according to pH, which are used in a method of manufacturing a carbon nanotube-alumina composite according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a photograph of a carbon nanotube-alumina composite according to an embodiment of the present invention after drying the CNT-Alumina mixed powder of Example 1 for one day.
FIG. 4 is a photograph of a CNT-Alumina mixed powder of Comparative Example 1 of the method for manufacturing a carbon nanotube-alumina composite according to an embodiment of the present invention, after drying for one day.
FIG. 5 is a photograph of a carbon nanotube-alumina composite according to an embodiment 1 of the present invention, measured by a scanning electron microscope (SEM). FIG.
FIG. 6 is a photograph of a carbon nanotube-alumina composite according to an embodiment of the present invention, in which Comparative Example 1 is measured by a scanning electron microscope (SEM).

이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
The above and other objects, features and advantages of the present invention will be more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings.

본 발명의 탄소나노튜브-알루미나 복합체의 제조방법은 탄소나노튜브 분산액과 알루미나 서스펜션의 pH에 따른 제타포텐셜의 상관관계를 파악하고, 이를 이용하여 높은 파괴인성을 가지는 탄소나노튜브-알루미나 복합체를 제조하고자 한다.The method for producing a carbon nanotube-alumina composite according to the present invention is to grasp the correlation between the zeta potential depending on the pH of the carbon nanotube dispersion and the alumina suspension and to prepare a carbon nanotube-alumina composite having high fracture toughness do.

이를 위해 필수적으로 구비해야하는 중요요소는 슬러리 내에서의 최적의 탄소나노튜브(CNT) 분산조건을 확보하고, 알루미나 서스펜션과 탄소나노튜브 분산액의 제타포텐셜의 크기를 조절하고, 교반기를 통한 혼합 및 초음파 처리를 통하여 탄소나노튜브-알루미나 복합체를 효율적으로 제조하는 것이다.
Important factors that must be provided for this purpose include ensuring optimum CNT dispersion conditions in the slurry, adjusting the zeta potential of the alumina suspension and carbon nanotube dispersion, mixing and ultrasonic treatment through a stirrer To efficiently produce a carbon nanotube-alumina composite.

하기에서는 상기 제시된 탄소나노튜브-알루미나 복합체의 제조방법을 도면과 실시예를 이용하여 설명한다.
Hereinafter, a method of manufacturing the carbon nanotube-alumina composite as described above will be described with reference to the drawings and embodiments.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 탄소나노튜브-알루미나 복합체의 제조방법을 보여주는 순서도이다.1 is a flowchart showing a method of manufacturing a carbon nanotube-alumina composite according to an embodiment of the present invention.

먼저, 제 1단계(S10)에서는 탄소나노튜브 분산액 제조한다. 구체적으로, 증류수, 탄소나노튜브(CNT), 음이온계면활성제의 하나인 황산 도데실 나트륨(SDS)을 혼합하여 탄소나노튜브 분산액을 제조한다. 상기 탄소나노튜브 분산액의 조성비는 증류수 1중량부에 대하여 탄소나노튜브(CNT) 분말 0.0001중량부, 황산 도데실 나트륨(SDS) 분말 0.0001중량부로, 이는 탄소나노튜브(CNT)의 분산성을 높일 수 있도록 제한된 것이며, 황산 도데실 나트륨(SDS)이 0.0001중량부 미만일 경우 탄소나노튜브(CNT)의 분산이 용이하게 일어나지 않을 수 있으며, 0.0001중량부를 초과할 경우 탄소나노튜브(CNT) 고유의 성질을 변화시킬 수 있으므로 오차의 범위를 고려하되 상기 조성비를 유지하는 것이 가장 바람직하다.First, in a first step (S10), a carbon nanotube dispersion is prepared. Specifically, distilled water, carbon nanotube (CNT), and sodium dodecyl sulfate (SDS), an anionic surfactant, are mixed to prepare a carbon nanotube dispersion. The composition ratio of the carbon nanotube dispersion is 0.0001 part by weight of carbon nanotube (CNT) powder and 0.0001 part by weight of sodium dodecyl sulfate (SDS) powder per 1 part by weight of distilled water, which improves the dispersibility of carbon nanotube (CNT) (SDS) is less than 0.0001 part by weight, the dispersion of carbon nanotubes (CNTs) may not easily occur. When the amount of carbon nanotubes (CNTs) exceeds 0.0001 parts by weight, inherent properties of carbon nanotubes It is most preferable to keep the composition ratio in consideration of the range of the error.

다음으로, 제 2단계(S20)에서는 상기 탄소나노튜브 분산액의 수소이온지수(pH)를 조절한다. 구체적으로 상기 탄소나노튜브 분산액을 pH7로 조절한다. Next, in the second step S20, the hydrogen ion index (pH) of the carbon nanotube dispersion is adjusted. Specifically, the carbon nanotube dispersion is adjusted to pH 7.

도 2은 pH에 따른 탄소나노튜브 분산액에서의 제타포텐셜의 변화를 측정하여 나타낸 도면이다. 도 2에 나타난 바와 같이 SDS가 부가된 탄산나노튜브 분산액의 경우 pH7일때의 제타포텐셜은 -30mV임을 확인할 수 있다. 상기 제타포텐셜 변화에서 pH가 증가함에 따라 양의 값에서 음의 값으로 제타포텐셜이 감소함을 보여주고 있는데, 이는 pH 증가에 따른 OH- 농도의 증가에 의한 영향으로 나타나는 현상이다.2 is a graph showing changes in zeta potential in a carbon nanotube dispersion according to pH. As shown in FIG. 2, it can be seen that the zeta potential of the carbonic acid nanotube dispersion added with SDS is -30 mV at pH 7. It is shown that the zeta potential decreases from a positive value to a negative value as the pH increases in the zeta potential change, which is a phenomenon caused by an increase in the OH-concentration with increasing pH.

탄소나노튜브-알루미나 복합체 제조시 탄소나노튜브 분산액과 알루미나 현탁액의 pH에 따른 제타포텐셜 크기를 확인하여 이를 조절함으로써 정전기적 반발력에 의한 분산을 효과적으로 조절할 수 있다. In the production of carbon nanotube-alumina composite, the zeta potential size according to the pH of the carbon nanotube dispersion and alumina suspension can be checked and controlled to effectively control the dispersion due to electrostatic repulsion.

다음으로, 제 3단계(S30)에서는 알루미나 현탁액을 제조한다. 구체적으로, 알루미나분말을 증류수에 혼합한 후 30분 내지 40분간 교반하여 현탁액을 제조한다.Next, in the third step (S30), an alumina suspension is prepared. Specifically, the alumina powder is mixed with distilled water and stirred for 30 minutes to 40 minutes to prepare a suspension.

상기 알루미나 현탁액 제조시 알루미나 분말과 증류수의 조성비는 증류수 1중량부에 대하여 알루미나 0.01 내지 0.03 중량부로, 상기 제한된 범위는 탄소나노튜브-알루미나 복합체의 사용목적에 따라 다양하게 설계변경 가능하다.In the production of the alumina suspension, the composition ratio of the alumina powder and the distilled water is 0.01 to 0.03 parts by weight of alumina based on 1 part by weight of distilled water. The limited range of the alumina powder and the distilled water can be varied depending on the purpose of using the carbon nanotube-alumina composite.

다음으로, 제 4단계(S40)에서는 상기 알루미나 현탁액의 수소이온지수(pH)를 조절한다. 구체적으로, 상기 상기 알루미나 현탁액을 pH7로 조절한다. Next, in step S40, the hydrogen ion index (pH) of the alumina suspension is adjusted. Specifically, the alumina suspension is adjusted to pH 7.

다음으로, 제 5단계에서는 상기 탄소나노튜브 분산액과 알루미나 현탁액을 교반기를 이용하여 혼합한다. 구체적으로, 상기 pH를 조절한 탄소나노튜브 분산액과 알루미나 현탁액을 교반기를 이용하여 30분 내지 40분간 혼합한다. 혼합시간이 30분 미만일 경우 혼합이 완전히 이루어지지 않을 수 있으며 40분을 초과할 경우 혼합이 완료되어 효율성이 낮아지므로 상기 제안된 혼합시간 내에서 이루어지는 것이 바람직하다.Next, in the fifth step, the carbon nanotube dispersion and the alumina suspension are mixed using a stirrer. Specifically, the pH-adjusted carbon nanotube dispersion and alumina suspension are mixed using a stirrer for 30 minutes to 40 minutes. When the mixing time is less than 30 minutes, the mixing may not be completed completely, and when the mixing time exceeds 40 minutes, the mixing is completed and the efficiency is lowered.

다음으로, 제 6단계(S60)에서는 상기 탄소나노튜브 분산액과 알루미나 현탁액 혼합물을 초음파 처리한다. 구체적으로, 상기 탄소나노튜브 분산액과 알루미나 현탁액 혼합물을 30분 내지 40분간 초음파 처리한다. 초음파 처리 시간이 30분미만일 경우 탄소나노튜브의 분산이 완전하게 이루어지지 않으며, 40분을 초과할 경우 분산이 완료되어 효율성이 낮아지고, 과도한 초음파 처리로 인한 탄소나노튜브의 손상을 초래할 수 있으므로 상기 범위 내의 시간으로 진행하는 것이 바람직하다.
Next, in the sixth step S60, the carbon nanotube dispersion and the alumina suspension mixture are ultrasonicated. Specifically, the carbon nanotube dispersion and the alumina suspension mixture are ultrasonicated for 30 minutes to 40 minutes. When the ultrasonic treatment time is less than 30 minutes, the carbon nanotubes are not completely dispersed. If the ultrasonic treatment time is more than 40 minutes, the dispersion is completed and the efficiency is lowered and the carbon nanotubes may be damaged due to excessive ultrasonic treatment. It is preferable to proceed to the time within the range.

본 발명에서는 상기 제시된 탄소나노튜브 분산법을 이용하여, 하기에 나타낸 바와 같이 일정한 조건으로 분산시킨 탄소나노튜브의 실험내용을 비교예 1 및 실시예 1을 이용하여 상세하게 설명한다.
In the present invention, the experiment contents of the carbon nanotubes dispersed under the predetermined conditions as described below using the carbon nanotube dispersion method described above will be described in detail using Comparative Examples 1 and 1.

<비교예 1>&Lt; Comparative Example 1 &

비교예 1은 증류수 200g, CNT 0.2g, SDS 0.2g를 혼합하여 탄소나노튜브 분산액을 제조한 후 pH 조절을 하지 않은 상태에서 pH 조절을 하지 않은 알루미나를 넣은 뒤 교반기에서 30분간 교반하고, 30분간 초음파 처리한 탄소나노튜브-알루미나 복합체이다.
In Comparative Example 1, 200 g of distilled water, 0.2 g of CNT and 0.2 g of SDS were mixed to prepare a carbon nanotube dispersion. After the pH was not adjusted, alumina without pH control was added thereto. The mixture was stirred in a stirrer for 30 minutes, Ultrasonic treated carbon nanotube-alumina composite.

<실시예 1>&Lt; Example 1 >

실시예 1은 증류수 200g, CNT 0.2g, SDS 0.2g를 혼합하여 탄소나노튜브 분산액을 제조한 후 pH7, 제타포텐셜 -30mV로 조절한다. 알루미나 서스펜션을 pH7, 제타포텐셜 +30mV로 조절한 후 교반기에서 30분간 교반하고, 30분간 초음파 처리한 탄소나노튜브-알루미나 복합체이다.
Example 1 is prepared by mixing 200 g of distilled water, 0.2 g of CNT and 0.2 g of SDS to prepare a carbon nanotube dispersion, and then adjusting the pH to 7 and the zeta potential to -30 mV. The alumina suspension was adjusted to pH 7, zeta potential + 30 mV, stirred for 30 minutes in a stirrer, and sonicated for 30 minutes to obtain a carbon nanotube-alumina composite.

상기 실시예 1 및 비교예1 에서 본 발명의 탄소나노튜브-알루미나 복합체의 제조방법에서의 탄소나노튜브 분산액과 알루미나 서스펜션의 pH에 따른 제타포텐셜의 상관관계를 증명하기 위해 하기와 같이 실험을 수행한 결과를 도 3 내지 도 6에 나타내었다.
In order to demonstrate the correlation between the zeta potential of the carbon nanotube dispersion and the alumina suspension in the method of preparing the carbon nanotube-alumina composite of the present invention in Example 1 and Comparative Example 1, The results are shown in Fig. 3 to Fig.

ㄱ. 분산도 확인A. Confirm dispersion

상기 실시예 1에서 본 발명의 탄소나노튜브-알루미나 복합체를 분산도를 확인하기 위해 CNT-Alumina 혼합 파우더를 하루동안 건조한 후 육안으로 확인할 수 있도록 도 3 내지 도 4에 나타내었다.The carbon nanotube-alumina composite of the present invention is dried in a CNT-Alumina powder for a day to be visually observed in order to confirm the dispersion of the carbon nanotube-alumina composite of the present invention in FIG. 3 to FIG.

도 3는 본 발명의 일실시예에 따른 탄소나노튜브-알루미나 복합체의 제조방법의 실시예 1의 CNT-Alumina 혼합 파우더를 하루동안 건조한 후 촬영한 사진이다.FIG. 3 is a photograph of a carbon nanotube-alumina composite according to an embodiment of the present invention after drying the CNT-Alumina mixed powder of Example 1 for one day.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 탄소나노튜브-알루미나 복합체의 제조방법의 비교예 1의 CNT-Alumina 혼합 파우더를 하루동안 건조한 후 촬영한 사진이다.FIG. 4 is a photograph of a CNT-Alumina mixed powder of Comparative Example 1 of the method for manufacturing a carbon nanotube-alumina composite according to an embodiment of the present invention, after drying for one day.

도 3의 실시예 1은 CNT-Alumina가 높은 분산도를 가지며 균일하게 분산되었음을 확인할 수 있었으며, 도 4의 비교예 1은 CNT-Alumina가 불균일하게 분산되며 응집되어 있음을 볼 수 있다.In Example 1 of FIG. 3, CNT-Alumina was uniformly dispersed with high dispersion. In Comparative Example 1 of FIG. 4, CNT-Alumina was dispersed and aggregated unevenly.

비교예 1의 CNT-Alumina은 균일한 혼합 및 분산이 되기에 어려움이 있으며, 실시예 1의 CNT-Alumina은 제타포텐셜 CNT -30mV, Alumina +30mV으로 이로 인한 인력으로 인하여 보다 균일한 혼합 및 분산이 될 수 있다.The CNT-Alumina of Comparative Example 1 is difficult to be uniformly mixed and dispersed, and the CNT-Alumina of Example 1 has a zeta potential CNT of -30 mV and Alumina + 30 mV, resulting in more uniform mixing and dispersion .

따라서 본 실험결과를 통하여 제타포텐셜와 밀접한 상관관계가 있는 pH 조절을 통하여 CNT-Alumina 분산성을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.
Therefore, it can be seen that the CNT-Alumina dispersibility can be improved by controlling the pH, which is closely related to the zeta potential.

ㄴ. 주사현미경(SEM) 측정N. Scanning Microscope (SEM) Measurement

상기 실시예 1과 비교예 1에서 본 발명의 탄소나노튜브-알루미나 복합체의 SEM 측정한 결과를 도 5 내지 도 6에 나타내었다.SEM measurement results of the carbon nanotube-alumina composite of the present invention in Example 1 and Comparative Example 1 are shown in FIGS. 5 to 6.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 탄소나노튜브-알루미나 복합체의 제조방법의 실시예 1을 주사현미경(SEM)으로 측정한 사진이다.FIG. 5 is a photograph of a carbon nanotube-alumina composite according to an embodiment 1 of the present invention, measured by a scanning electron microscope (SEM). FIG.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 탄소나노튜브-알루미나 복합체의 제조방법의 비교예 1를 주사현미경(SEM)으로 측정한 사진이다.FIG. 6 is a photograph of a carbon nanotube-alumina composite according to an embodiment of the present invention, in which Comparative Example 1 is measured by a scanning electron microscope (SEM).

SEM 측정 결과를 분석한 결과 도 5에 제시된 실시예 1의 탄소나노튜브-알루미나 복합체가 도 6의 제시된 탄소나노튜브-알루미나 복합체에 비하여 월등히 높은 분산성과 균일한 분산이 이루어짐을 알 수 있다.As a result of the SEM measurement, it can be seen that the carbon nanotube-alumina composite of Example 1 shown in FIG. 5 has much higher dispersion and homogeneous dispersion than the carbon nanotube-alumina composite shown in FIG.

이는 탄소나노튜브-알루미나(CNT-Alumina) 복합체가 pH 조절을 통해 높은 분산성을 가지는 것을 알 수 있으며, 탄소나노튜브-알루미나(CNT-Alumina)의 분산은 상기 탄소나노튜브 분산액과 알루미나 서스펜션의 pH조절을 통하여 CNT와 Alumina의 표면에 전기적 성질을 부여함으로써 더욱 높은 분산성을 나타내는 것을 증명한다.
It can be seen that the carbon nanotube-alumina composite has a high dispersibility through pH control, and the dispersion of carbon nanotube-alumina (CNT-Alumina) is controlled by the pH of the carbon nanotube dispersion and the alumina suspension It is proved that the CNT and Alumina surfaces have higher dispersibility by giving electrical properties to the surface through control.

이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.As described above, it is to be understood that the technical structure of the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential characteristics of the present invention.

그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
It is to be understood, therefore, that the above description is intended to be illustrative, and not restrictive, and that the scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, All changes or modifications that come within the scope of the equivalent concept are to be construed as being included within the scope of the present invention.

S10. 탄소나노튜브 분산액 제조하는 제 1단계.
S20. 상기 탄소나노튜브 분산액의 수소이온지수(pH)를 조절하는 제 2단계.
S30. 알루미나 현탁액을 제조하는 제 3단계.
S40. 상기 알루미나 현탁액의 수소이온지수(pH)를 조절하는 제 4단계.
S50. 상기 탄소나노튜브 분산액과 알루미나 현탁액을 교반기를 이용하여 혼합하는 제 5단계.
S60. 상기 탄소나노튜브 분산액과 알루미나 현탁액 혼합물을 초음파 처리하는 제 6단계.
S10. Carbon nanotube dispersion is the first step to manufacture.
S20. And a second step of controlling pH of the carbon nanotube dispersion.
S30. The third step of preparing an alumina suspension.
S40. And a fourth step of controlling the pH of the alumina suspension.
S50. And a fifth step of mixing the carbon nanotube dispersion and the alumina suspension using a stirrer.
S60. And a sixth step of ultrasonifying the carbon nanotube dispersion and the alumina suspension mixture.

Claims (6)

탄소나노튜브 분산액 제조하는 제 1단계;
상기 탄소나노튜브 분산액의 수소이온지수(pH)를 조절하는 제 2단계;
알루미나 현탁액을 제조하는 제 3단계;
상기 알루미나 현탁액의 수소이온지수(pH)를 조절하는 제 4단계;
상기 탄소나노튜브 분산액과 알루미나 현탁액을 교반기를 이용하여 혼합하는 제 5단계; 및
상기 탄소나노튜브 분산액과 알루미나 현탁액 혼합물을 초음파 처리하는 제 6단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브-알루미나 복합체의 제조방법.
A first step of preparing a carbon nanotube dispersion;
A second step of adjusting the pH of the carbon nanotube dispersion;
A third step of preparing an alumina suspension;
A fourth step of adjusting the pH of the alumina suspension;
A fifth step of mixing the carbon nanotube dispersion and the alumina suspension using a stirrer; And
A sixth step of ultrasonifying the carbon nanotube dispersion and the alumina suspension mixture; Wherein the carbon nanotube-alumina composite comprises a carbon nanotube-alumina composite.
제 1항에 있어서,
상기 제 1단계의 탄소나노튜브 분산액은 증류수 1중량부에 대하여 CNT 0.001중량부, SDS 0.001 중량부를 혼합하여 제조하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브-알루미나 복합체의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the carbon nanotube dispersion in the first step is prepared by mixing 0.001 part by weight of CNT and 0.001 part by weight of SDS per 1 part by weight of distilled water.
제 1항에 있어서,
상기 제 2단계에서 탄소나노튜브 분산액의 pH는 7.0, 제타포텐셜은 -30mV인것을 특징으로 하는 탄소나노튜브-알루미나 복합체의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the carbon nanotube dispersion has a pH of 7.0 and a zeta potential of -30 mV in the second step.
제 1항에 있어서,
상기 제 4단계의 알루미나 현탁액의 pH는2.0, 제타포텐셜은 +30mV인 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브-알루미나 복합체의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the pH of the alumina suspension in the fourth step is 2.0 and the zeta potential is +30 mV.
제 1항에 있어서,
상기 제 5단계의 탄소나노튜브 분산액과 알루미나 현탁액의 교반은 30분 내지 40분동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브-알루미나 복합체의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the carbon nanotube dispersion and the alumina suspension in the fifth step are agitated for 30 minutes to 40 minutes.
제 1항에 있어서,
상기 제 6단계의 탄소나노튜브 분산액과 알루미나 현탁액 혼합물의 초음파 처리는 30분 내지 40분동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브-알루미나 복합체의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the ultrasonic treatment of the carbon nanotube dispersion and the alumina suspension mixture in the sixth step is performed for 30 minutes to 40 minutes.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200044533A (en) * 2018-10-19 2020-04-29 주식회사 폴리원 Carbon nanotube dispersion solution

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