KR20160127552A - 탄소나노튜브 유흡착제 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 탄소나노튜브(CNT)의 가공방법 및 유흡착제에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, CNT 재배열 공정을 단순화하면서 공정 시간 또한 단축할 수 있으며, 이와 같이 형성된 CNT를 흡착제에 적용하여 기름의 흡수 성능을 향상시킨 유흡착제를 제공할 수 있다.

Description

탄소나노튜브 유흡착제 및 그 제조방법{Oil absorbents containing CNT and preparation thereof}
본 발명은 탄소나노튜브를 포함하는 유흡착제와 그 제조방법에 관한 것이다.
종래의 유흡착제는 폴리프로필렌, 폴리우레탄 등의 고분자를 기본으로 하는 다양한 형태의 화합물을 포함하여 형성되어 있다. 그러나, 이러한 합성 고분자를 기반으로 하는 유흡착제는 사용 후 소각, 매립 등의 방법으로 폐기 시 환경오염을 유발할 수 있다.
따라서, 유흡착제를 폐기 처리할 때 완전 연소 또는 분해되게 하여 환경오염의 유발을 최소화하기 위하여 탄소나노튜브(CNT)를 적용한 유흡착제의 개발이 이루어지고 있다.
하지만, 종래의 탄소나노튜브(CNT)를 적용한 흡착제를 제조하는 방법은 도 1에 도시된 바와 같이, 표면개질, 기능기간 공유결합 유도, 건조처리 등의 복잡한 공정단계를 포함하여, 수 일의 시간이 소요될 뿐 아니라 각 공정단계별로 필터레이션 등의 부가적인 작업이 필요하기 때문에 복잡한 다단 반응을 거친다는 문제가 있다.
또한, 담체, 결합제 등을 사용하여 알루미늄, 도자기 등의 기재 상에 코팅을 하여 흡착제를 형성하는 방법은 다수로 반복되는 공정사이클을 포함하거나, 화학기상증착법으로 붕소를 첨가하여, 알루미늄, 니켈 등의 기질 상에 탄소나노튜브를 성장시키는 등 가공 공정이 용이하지 않을 수 있다.
따라서, 보다 단순한 공정으로 유흡착능이 우수한 CNT 흡착제를 제조할 수 있는 기술 개발이 요구된다.
본 발명의 목적은 흡착능이 향상된 탄소나노튜브(CNT)를 함유하는 유흡착제를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 탄소나노튜브 유흡착제를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 번들형 탄소나노튜브(CNT)의 응집체를 개별 번들로 분산처리하여 얻은 번들형 탄소나노튜브를 포함하는 유흡착제를 제공한다.
상기 개별 번들로 분산처리된 번들형 탄소나노튜브가 스펀지형, 적층형 또는 이들을 조합한 형태로 재배열된 것일 수 있다.
상기 적층형은 버키페이퍼 형태가 적층된 형태일 수 있다.
상기 번들형 CNT 응집체는 평균 비표면적이 50 내지 1000m2/g인 것일 수 있다.
상기 번들형 CNT 응집체의 평균 벌크밀도가 5 내지 100kg/m3인 것일 수 있다.
본 발명은 또한,
번들형 탄소나노튜브(CNT) 응집체를 개별 번들로 분산처리하는 단계; 및
개별 번들로 분산된 탄소나노튜브를 건조하는 단계;
룰 포함하는 탄소나노튜브 유흡착제 제조방법을 제공한다.
다른 구현예에 따르면, 개별 번들로 분산된 탄소나노튜브를 건조시키기 전에 여과(filtration)하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 분산처리가 기계적 분산, 화학적 분산 또는 이들의 조합을 포함하는 것일 수 있다.
또한, 상기 기계적 분산이 초음파, 볼밀링, 연마와 마찰, 전단력 또는 이들 조합을 이용하는 것일 수 있다.
또한, 상기 화학적 분산이 용매, 분산제, 강산, 고분자 비공유결합, 표면 기능화 또는 이들 조합을 이용하는 것일 수 있다.
또한, 상기 건조처리가 감압건조, 동결건조, 가열건조 또는 이들의 조합을 포함하는 것일 수 있다.
또한, 상기 동결건조가 -273 내지 -5℃, 30분 내지 30시간 조건으로 진행되는 것일 수 있다.
상기 번들형 CNT 응집체를 이루는 탄소나노튜브가 단일벽 CNT, 다중벽 CNT 및 이들의 조합으로부터 선택되는 것일 수 있다.
기타 본 발명의 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 탄소나노튜브(CNT) 유흡착제는 소각 처리 등의 폐기 시 완전 연소 및 분해로 인해 유해물질의 발생 문제를 최소화할 수 있어서 친환경적일 뿐 아니라, 보다 단순한 공정으로 기름 흡수에 유리한 구조로 CNT를 재배열할 수 있어 제조 비용이 대폭 절감될 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 탄소나노튜브 유흡착제 제조 공정을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 2a 내지 2b는 본 발명의 일구현예에 따른 탄소나노튜브 유흡착제의 주사전사현미경(SEM) 사진으로서, 각각 x30, x400, x3,000, x10,000 확대 이미지이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 명세서에서 "응집체"는 "집합체"와 혼용하여 기재될 수 있고, 아울러 물질의 단수 표현이 아닌 하나 이상의 개체를 포함하는 복수의 집합을 의미할 수 있다고 이해되어야 한다.
또한, "탄소나노튜브" 라는 용어는 탄소나노튜브가 섬유 형태로 성장되어 형성되거나 복수개의 탄소나노튜브가 융합되어 형성된 것을 모두 포함하여 지칭할 수 있다.
또한, "번들형 탄소나노튜브"는 복수개의 탄소나노튜브가 나란하게 배열 또는 뒤엉켜 있는 다발(bundle) 또는 로프(rope) 형태를 지칭한다. 상기 번들형 탄소나노튜브는 하나 이상의 탄소나노튜브가 나란히 다발 형태로 모여있는 형태일 수 있으며, 하나 이상의 번들이 모여 번들 사이의 공간에 의한 표면적 증가로 인해 기름의 흡수능을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 구현예에 따른 탄소나노튜브(CNT) 유흡착제 및 그 제조 방법에 대하여 보다 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 유흡착제는 번들형 탄소나노튜브(CNT)의 응집체를 개별 번들로 분산처리하여 얻은 번들형 탄소나노튜브를 포함한다.
일 구현예에 따르면, 상기 개별 번들로 분산처리된 번들형 탄소나노튜브가 스펀지형, 적층형 또는 이들을 조합한 형태로 재배열된 것일 수 있다.
상기 스펀지형은 말 그대로 다양한 크기의 기공이 불균일하게 배치되어 있는 스펀지와 같은 형태를 지칭한다. 상기 스펀지형 탄소나노튜브는 다공성 구조로 인하여, 물에 분산되어 있는 기름을 흡수할 수 있다.
상기 적층형 탄소나노튜브는 버키페이퍼(bucky paper)와 같은 탄소나노튜브의 무작위적 배열로 이루어진 박막이 적층되어 있는 형태를 가질 수 있다. 버키페이퍼란 탄소나노튜브가 임의로 배치되어 거미줄처럼 모여있는 형태를 지칭한다.
일 구현예에 따르면, 본 발명의 유흡착제는 평균 비표면적이 50 내지 1000m2/g인 번들형 탄소나노튜브를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 본 발명의 유흡착제가 포함하는 번들형 탄소나노튜브의 평균 비표면적은 150 내지 500m2/g, 또는 예를 들어, 200 내지 280m2/g일 수 있다. 상기 탄소나노튜브는 탄소 동소체로서 극성이 없으므로, 극성이 있는 물을 만나면 밀어내려는 성질인 소수성 및 친유성을 가질 수 있다. 또한, 부피에 비해 상대적으로 큰 비표면적을 가질 수 있으므로, 상기와 같은 탄소나노튜브의 특성을 유흡착제의 원리로 적용하여 흡착제의 기름 흡수능을 향상시킬 수 있는 역할을 할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 번들형 CNT는 5 내지 100kg/m3의 벌크밀도를 가질 수 있으며, 본 발명에 따른 유흡착제가 포함하는 CNT의 벌크밀도는 5 내지 50 kg/m3, 또는 예를 들어, 20 내지 40kg/m3일 수 있다. 상기 벌크밀도는 다음과 같은 식으로 계산될 수 있다.
CNT 벌크밀도 = CNT 무게(kg) / CNT 부피(m3)
이와 같은 탄소나노튜브의 벌크밀도는 CNT 부피에 대한 CNT 무게를 나타낸 것으로, 낮은 밀도와 큰 용적을 가지므로, 수상으로부터 가라앉지 않고 떠 있을 수 있으며, 기름에 대한 흡수성을 향상시킬 수 있다는 점에서 해상에서의 기름 유출 시 등과 같은 적용에 유용할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 본 발명에 따른 CNT 유흡착제는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등과 같은 다른 흡착제 원료와 함께 배합될 수 있다. 이때, 본 발명에 따른 CNT 흡착제는 원료 총 중량을 기준으로 CNT를 10 내지 90중량% 포함될 수 있으나 이에 한정되지 않으며, 이와 같은 함량은 탄소나노튜브의 형태 및 공정처리 유무에 따라 당업자에 의해 적절하게 조절될 수 있다.
탄소나노튜브는 일반적으로 탄소 입자 간의 반데르발스 힘과 정전기적 상호작용으로 인하여 응집하려는 성질을 가진다. 이러한 번들형 CNT 응집체를 직접 유흡착제로서 사용할 수 있으나, 다음과 같은 단계의 공정을 포함하는 처리를 통해 사용하는 것이 바람직하다.
일 구현예에 따르면, 번들형 탄소나노튜브 응집체를 개별 번들로 분산처리하는 단계 및 분산된 번들형 탄소나노튜브를 건조하는 단계를 포함하는 방법으로 제조될 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 개별 번들로 분산된 탄소나노튜브를 건조시키기 전에 여과(filtration)하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 탄소나노튜브를 분산처리하는 단계는 기계적 분산, 화학적 분산 등을 포함할 수 있으며, 기계적 분산으로는 초음파, 볼밀링, 연마와 마찰, 전단력 등을 이용하는 방법을 예로 들 수 있고, 화학적 분산으로는 용매, 분산제, 강산, 고분자를 사용하는 방법, 표면 작용기에 의한 기능화 등을 예로 들 수 있다.
상기 초음파를 사용하는 방법은 일반적으로 알코올류와 같은 용매에 탄소나노튜브를 넣고 초음파를 가하여 분산시키는 방법을 포함할 수 있으며, 탄소나노튜브 번들의 크기 및 탄소나노튜브의 길이를 감소시킴으로써 분산할 수 있다.
상기 볼밀링을 사용하는 방법은 회전용기 안에 강철 볼(ball) 등과 함께 탄소나노튜브를 넣어 회전시키는 방법을 포함할 수 있으며, 탄소나노튜브의 팁(tip)을 개방시켜 표면적을 증가시킬 수 있고, 탄소나노튜브의 길이와 직경 분포를 감소시킬 수 있다.
상기 연마와 마찰을 사용하는 방법은 다른 처리에 비해 상대적으로 탄소나노튜브의 절단과 벤딩을 더 발생시킬 수 있으며, 길이 및 응집체의 크기를 감소시킬 수 있다.
상기 전단력을 이용하는 분산 방법은 일반적으로, 회전자(rotor), 연료 분사장치 등에 의하여 좁은 출구를 통해 빠른 유속으로 유체가 통과할 때 발생하는 전단력을 이용하는 것으로, 탄소나노튜브 응집체의 크기를 감소시킬 수 있다.
상기 용매 및 분산제를 이용하는 분산 방법은, 아미드 계열 등의 용매, 예를 들어 디메틸포름아마이드, 메틸피롤리돈 등의 용매 또는 비수소결합의 루이스 염기특성을 가지는 용매를 사용하여 탄소나노튜브의 길이를 유지하면서 분산시킬 수 있다.
상기 강산을 이용하는 방법은, 탄소나노튜브에 산처리를 가하는 것으로 열적 산화방식과 병행할 수 있으며, 산화과정을 통해 탄소나노튜브가 절단될 수 있다.
상기 고분자를 이용하는 방법은, 탄소나노튜브가 다른 탄소나노튜브의 표면과 결합을 형성하는 것을 방지하기 위하여 폴리아릴렌에틸렌 등의 고분자를 탄소나노튜브의 표면에 비공유 결합시켜 안정화하는 방법을 포함할 수 있다.
상기 표면 기능화를 이용한 방법은, 탄소나노튜브의 전자구조 결함을 통한 변형으로 편극도 및 반데르발스 힘이 약화되어 분산을 유도하는 방법을 포함할 수 있다.
이러한 탄소나노튜브 분산 방법은 용액의 혼합, 고분자 중합, 용융혼합 등의 방법으로 수행될 수 있지만, 그 메커니즘이 동일할 수 있다. 상기 분산에 의해 탄소나노튜브 응집체의 크기 및 길이는 짧아질 수 있으며, 응집체 내에 얽혀있는 부분을 약화시키는 작용을 할 수 있고, 이와 같은 작용은 탄소나노튜브의 종류, 형태 및 특성에 의해 영향을 받을 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 건조 단계는 감압건조, 동결건조, 가열건조 방법 등을 포함할 수 있다. 상기 감압건조는 진공상태, 수소나 아르곤 또는 질소의 불활성가스 분위기 하에서 수행될 수 있다. 상기 동결건조는 -273 내지 -5℃에서 30분 내지 30시간 조건으로 처리될 수 있으며, 예를 들어 -40℃ 내지 -70℃의 온도범위에서 30분 내지 2시간 동결시킨 후 30분 내지 24시간 동안 감압 건조 처리될 수 있다.
상기 가열건조 방법은 탄소나노튜브가 400℃ 이상의 온도 조건에서 산화되어 소멸하는 현상이 발생할 수 있으므로, 100 내지 300℃로 처리될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 여과 단계는 진공 또는 감압 조건에서 처리될 수 있으며, 상기 여과 단계에 사용할 수 있는 여과막은 폴리테트라플루오로에틸렌, 나일론, 양극 산화알루미늄 및 이들의 조합을 포함하는 것일 수 있다. 이러한 여과 단계에 따라 버키페이퍼(bucky paper)와 같은 형태의 탄소나노튜브를 형성할 수 있으며, 이를 적층하여 유흡착제로 사용할 수 있다.
상기와 같은 탄소나노튜브 처리 단계에 의하여 번들형 탄소나노튜브 응집체로부터 개별 번들로 분산되었던 각 탄소나노튜브 번들이 재배열될 수 있으며, 원료 탄소나노튜브의 종류 및 형태에 따라 처리 후의 구조체 구조가 영향을 받을 수 있다. 예를 들어, 원료 탄소나노튜브의 종류가 인탱글 형태(entangled 형)인 경우, 처리 후의 개별 CNT가 특정 모양을 가지지 않고 무질서하게 배열되어, 원래의 인탱글 CNT와 유사한 형태로, 마이크로 크기의 포어구조가 발달하지 않을 수 있다. 반면에 탄소나노튜브가 번들 형태인 경우 처리 후, 개별 번들이 분산 및 재배열되어 CNT 번들 구조체 사이의 포어 구조가 발달할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 원료로서 포함되는 탄소나노튜브는 단일벽, 다중벽 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 형태를 가지는 탄소나노튜브일 수 있으며, 예를 들어 단일벽, 다중벽 또는 이들의 조합으로 이루어지는 형태의 번들형 탄소나노튜브를 원료로서 포함할 수 있다.
상기 유흡착제의 원료로서 포함되는 탄소나노튜브는 그 자체로 직접 유흡착제로서 사용될 수 있으며, 상기와 같은 단계를 포함하는 공정을 처리하여 유흡착제에 사용될 수도 있다.
일구현예에 따르면, 본 발명에 따른 유흡착제는 원료 탄소나노튜브의 형태 및 상기 기재에 따른 단계의 처리에 따라 기름의 흡착능에 영향을 받을 수 있으므로, 원료 탄소나노튜브의 종류 및 공정처리를 적절히 조합하여 유흡착제를 형성할 수 있다.
상기와 같이 본 발명에 따른 탄소나노튜브 유흡착제에 의하면, 탄소나노튜브의 성질에 따라 유연하면서도 압축이 가능하고 소수성 및 친유성을 가지면서 물에 뜰 수 있는 특성을 가지는 유흡착제를 제공할 수 있으며, 변형이 가능하고 압축이 가능하므로 보관 및 운반을 용이하게 할 수 있다. 또한, 기름을 흡수한 탄소나노튜브 유흡착제를 가열하면, 유흡착제의 탄소나노튜브 구조에 손상이 없이 흡수된 기름을 쉽게 제거할 수 있으므로, 재사용이 가능하다. 아울러, 상기와 같은 특성들을 활용하여 기름 저장에 사용할 수 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
제조예 : 탄소나노튜브를 함유하는 유흡착제 제조
제조예 1
번들형 탄소나노튜브 응집체(비표면적: 250m2/g, 벌크밀도: 30kg/m3) 3g을 1kg용액 존재 하에 30분간 균질기로 처리하였다. 상기 용액을 -45℃에 1시간 동결시킨 후, 12시간 동안 감압 건조하였다. 도 2a 내지 2d는 이와 같이 처리된 CNT 의 SEM 이미지를 각각 x30, x400, x3,000 및 x10,000 확대한 이미지이다. CNT 번들 구조가 유지되면서 스편지형 구조로 재배열된 것을 확인할 수 있다.
제조예 2
번들형 탄소나노튜브 응집체(비표면적: 250m2/g, 벌크밀도: 30kg/m3) 3g을 1kg용액 존재 하에 30분 초음파 처리하였다. 상기 초음파 분산 처리된 탄소나노튜브 용액을 여과지를 사용하여 여과(filtration)한 후 건조하였다.
실시예 및 비교예 : 탄소나노튜브 유흡착제의 기름 흡착도
실시예 1
제조예 1에 따른 탄소나노튜브를 유흡착제로서 사용하여, 기름의 흡착 정도를 확인하였다. 피흡착체인 기름은 진공 펌프 오일을 사용하였다. 용기에 물 500g, 피흡착체를 5g, 번들형 탄소나노튜브 응집체를 5분간 넣어 기름을 흡착시킨 후 무게를 측정하여 흡착도를 계산하였다. 기름 흡착도는 기름을 흡수하기 전의 유흡착제 무게에 대한 기름 흡수 후의 유흡착제 무게로 나타내었다.
실시예 2
유흡착제로서 제조예 2에 따른 탄소나노튜브를 사용한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
비교예
번들형 탄소나노튜브 응집체(비표면적: 250m2/g, 벌크밀도: 30kg/m3)를 아무 처리하지 않고 사용한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
실시예 1 내지 2 및 비교예 에 따른 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
구분 비교예 실시예 1 실시예 2
기름 흡착도(배) 12.5 25 19
구조 번들형 CNT 응집체 스펀지 구조 적층구조 (bucky paper)
제조방법 처리 없음 분산
동결건조		 분산
여과(filtration)
표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 탄소나노튜브 유흡착제 및 그 제조방법에 의하면, 기름의 흡착 효과를 향상시키는 동시에, 기존의 복잡하고 수 일의 시간이 소요되는 공정(도 1)을 단순화하여 제조할 수 있음을 확인할 수 있다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술한 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (15)

  1. 번들형 탄소나노튜브(CNT)의 응집체를 개별 번들로 분산처리하여 얻은 번들형 탄소나노튜브를 포함하는 유흡착제.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 개별 번들로 분산처리된 번들형 탄소나노튜브가 스펀지형, 적층형 또는 이들을 조합한 형태로 재배열된 것인 탄소나노튜브 유흡착제.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 적층형은 버키페이퍼 형태가 적층된 형태인 것인 탄소나노튜브 유흡착제.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 번들형 CNT 응집체는 평균 비표면적이 50 내지 1000m2/g 인 것인 탄소나노튜브 유흡착제.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 번들형 CNT 응집체의 평균 벌크밀도가 5 내지 100 kg/m3인 것인 탄소나노튜브 유흡착제.
  6. 번들형 탄소나노튜브(CNT) 응집체를 개별 번들로 분산처리하는 단계; 및
    개별 번들로 분산된 탄소나노튜브를 건조하는 단계;
    룰 포함하는 탄소나노튜브 유흡착제 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    개별 번들로 분산된 탄소나노튜브를 건조시키기 전에 여과(filtration)하는 단계를 더 포함하는 탄소나노튜브 유흡착제 제조방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 개별 번들로 분산처리된 번들형 탄소나노튜브가 스펀지형, 적층형 또는 이들을 조합한 형태로 재배열된 것인 탄소나노튜브 유흡착제 제조방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 분산처리가 기계적 분산, 화학적 분산 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 것인 탄소나노튜브 유흡착제 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 기계적 분산이 초음파, 볼밀링, 연마와 마찰, 전단력 또는 이들 조합을 이용하는 것인 탄소나노튜브 유흡착제 제조방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 화학적 분산이 용매, 분산제, 강산, 고분자 비공유결합, 표면 기능화 또는 이들 조합을 이용하는 것인 탄소나노튜브 유흡착제 제조방법.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 건조처리가 감압건조, 동결건조, 가열건조 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 탄소나노튜브 유흡착제 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 동결건조가 -273 내지 -5℃, 30분 내지 30시간 조건으로 진행되는 것인 탄소나노튜브 유흡착제 제조방법.
  14. 제6항에 있어서,
    상기 번들형 CNT 응집체를 이루는 탄소나노튜브가 단일벽 CNT, 다중벽 CNT 및 이들의 조합으로부터 선택되는 것인 탄소나노튜브 유흡착제 제조방법.
  15. 제6항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 방법으로 제조된 탄소나노튜브 유흡착제.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106693444A (zh) * 2016-12-27 2017-05-24 西南石油大学 一种可再生的超疏水石墨烯基吸油海绵的制备方法
KR20210037281A (ko) 2019-09-27 2021-04-06 주식회사 엘지화학 탄소나노튜브 구조체의 제조방법, 이로부터 제조된 탄소나노튜브 구조체를 포함하는 유흡착제
KR102556946B1 (ko) * 2022-11-10 2023-07-18 한국전기연구원 기계적 함침을 이용한 비산화 탄소나노튜브 분산용액을 포함하는 전도성 페이스트가 코팅된 이차전지용 집전체 및 전극과, 이들의 제조방법
KR102590700B1 (ko) * 2022-08-17 2023-10-17 한국전기연구원 비산화 탄소나노튜브 고농도 슬러리의 제조방법, 이로부터 제조되는 탄소나노튜브 고농도 슬러리
KR102590699B1 (ko) * 2022-08-16 2023-10-17 한국전기연구원 기계적 함침을 이용한 비산화 탄소나노튜브 분산용액의 제조방법, 이로부터 제조되는 비산화 탄소나노튜브 분산용액

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230114546A (ko) 2022-01-25 2023-08-01 광주과학기술원 Pes/pdmaema 공중합체를 포함하는 3차원 나노섬유 발포체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 재사용 가능한 유흡착재

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120043352A (ko) * 2010-10-26 2012-05-04 경상대학교산학협력단 생체 내 면역독성 감소를 위한 고분산 탄소나노튜브의 제조방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120043352A (ko) * 2010-10-26 2012-05-04 경상대학교산학협력단 생체 내 면역독성 감소를 위한 고분산 탄소나노튜브의 제조방법

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106693444A (zh) * 2016-12-27 2017-05-24 西南石油大学 一种可再生的超疏水石墨烯基吸油海绵的制备方法
KR20210037281A (ko) 2019-09-27 2021-04-06 주식회사 엘지화학 탄소나노튜브 구조체의 제조방법, 이로부터 제조된 탄소나노튜브 구조체를 포함하는 유흡착제
KR102590699B1 (ko) * 2022-08-16 2023-10-17 한국전기연구원 기계적 함침을 이용한 비산화 탄소나노튜브 분산용액의 제조방법, 이로부터 제조되는 비산화 탄소나노튜브 분산용액
WO2024038943A1 (ko) * 2022-08-16 2024-02-22 한국전기연구원 기계적 함침을 이용한 비산화 탄소나노튜브 분산용액의 제조방법, 이로부터 제조되는 비산화 탄소나노튜브 분산용액
KR102590700B1 (ko) * 2022-08-17 2023-10-17 한국전기연구원 비산화 탄소나노튜브 고농도 슬러리의 제조방법, 이로부터 제조되는 탄소나노튜브 고농도 슬러리
KR102556946B1 (ko) * 2022-11-10 2023-07-18 한국전기연구원 기계적 함침을 이용한 비산화 탄소나노튜브 분산용액을 포함하는 전도성 페이스트가 코팅된 이차전지용 집전체 및 전극과, 이들의 제조방법

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