KR20190071487A - 클릭 반응을 이용한 탄소나노튜브의 분리방법 - Google Patents

클릭 반응을 이용한 탄소나노튜브의 분리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 클릭 반응을 이용한 탄소나노튜브의 분리 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 알킨(Alkyne)기로 기능화된 금속성 탄소나노튜브에 아자이드(Azide)기로 기능화된 나노입자를 첨가하여 알킨기와 아자이드기를 결합시키는 클릭반응을 시킨 뒤, 반응된 액상의 금속성 탄소나노튜브와 나노입자에 결합된 반응되지 않은 반도체성 탄소나노튜브로 분리하는 것을 특징으로 하는 클릭 반응을 이용한 탄소나노튜브의 분리 방법에 관한 것이다.

Description

클릭 반응을 이용한 탄소나노튜브의 분리방법{Method for separation of carbon nanotube using click chemistry}
본 발명은 클릭 반응을 이용한 탄소나노튜브의 분리 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 알킨(Alkyne)기로 기능화된 금속성 탄소나노튜브에 아자이드(Azide)기로 기능화된 나노입자를 첨가하여 알킨기와 아자이드기를 결합시키는 클릭 반응을 시킨 뒤, 반응된 금속성 탄소나노튜브(metallic CNT, m-CNT)와 반응되지 않은 반도체성 탄소나노튜브(semiconducting CNT, sc-CNT)로 분리하는 것을 특징으로 하는 클릭 반응을 이용한 탄소나노튜브의 분리 방법에 관한 것이다.
최근, 탄소나노튜브(Carbon nanotube, CNT) 기술은 그 기본적인 특성 및 장래의 응용으로 인해 큰 관심을 받고 있다. CNT는 흥미로운 전기적, 광학적 및 화학적 특성들이 존재하는데, 이러한 특성들로 인해 많은 응용 분야에서 CNT가 유용하게 된다. 탄소나노튜브는 종횡비와 비표면적이 크고 기계적 특성, 전기적 특성, 열적 특성이 뛰어날 뿐만 아니라 화학적으로 안정한 우수한 특성을 갖고 있어서 전도성 투명전극, 트랜지스터, 전자방출소자 등 많은 분야에서의 응용에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
탄소나노튜브는 레이저 삭마법, 아크 방전법 및 화학 기상 증착법(CVD법) 등의 여러가지 방법으로 합성되고 있다. 그러나, 현재의 상태에서는 어느 합성 방법을 이용하여도 금속성 CNT와 반도체성 CNT 혼합물의 형태로 밖에 얻어지고 있지 않다. 그러나 각 응용분야에서 각각의 탄소나노튜브의 특별한 전기적 특성이 요구되므로(예를들어 투명전극으로 금속성 탄소나노튜브의 이용, 생물학적 센서로 반도체성 탄소나노튜브의 이용 등), 금속성 CNT와 반도체성 CNT의 분리는 중요한 실정이다.
금속성 CNT와 반도체성 CNT를 분리하는 방법은 이미 알려져 있으나, (1) 복잡한 공정을 거치기 때문에 자동화를 할 수 없는 점, (2) 장시간을 요하는 점, (3) 대량 처리를 할 수 없는 점, (4) 고가의 설비나 약품을 필요로 하는 점, (5) 금속성 CNT나 반도체성 CNT 중 어느 한 쪽의 CNT만 얻어지는 점, (6) 회수율이 낮은 점 등의 산업적으로 금속성 CNT와 반도체성 CNT를 생산하는데 문제점을 포함하고 있다.
또한, 계면활성제로 분산시킨 CNT 용액의 pH나 이온 강도를 조절함으로써 CNT의 종류에 따라 다른 정도의 프로톤화를 발생시키고, 전기장을 인가함으로써 금속성과 반도체성을 분리하려는 방법이 있지만, 이 방법에서는 분리에 앞서 현탁한 나노튜브 혼합물의 pH나 이온 강도를 강산을 이용하여 전처리하는 공정을 필요로 하고, 또한 그것을 위한 엄밀한 공정 관리가 부득이하게 됨과 아울러 최종적으로는 금속성과 반도체성 CNT의 분리가 효율적이지 않다.
최근에 생체분자(organic molecule)와 단일벽 탄소나노튜브(Single-walled carbon nanotube, SWCNT)의 상호작용에 의한 분리 방법이 보고된 바 있다. 스테아릴아민(Octadecylamine) 등과 같이 전자주게(electron donor) 기를 갖고 있는 아민(amine) 물질들은 반도체성 SWCNT(sc- SWCNT)에 강하게 결합하고, 방향족 폴리머 물질들은 pi-pi 상호작용에 의해 분극율(polarizability)이 큰 메탈 SWCNT(m- SWCNT)에 강하게 결합한다고 보고된 바 있으며, 이러한 화학종에 따른 m- SWCNT와 sc- SWCNT와의 결합세기 차이를 이용한 SWCNT 분리방법들이 최근 보고되었다. Bao 그룹은 아민을 붙인 단분자층(monolayer)에 SWCNT 용액을 스핀 코팅으로 증착하였을 때, sc- SWCNT가 선택적으로 붙음을 기재하고 있고, 이를 이용한 얇은 thin film transistor를 제조하는데 성공하였다. 또한 Zhang 그룹은 최근에 아민과 페닐 작용기가 각각 붙은 스카치 테이프에 CVD를 이용하여 성장시킨 SWCNT를 붙인 후 떼어내어 m- SWCNT와 sc- SWCNT를 각각 분리하는데 성공하였다. 상기 두 방법 모두 SWCNT 고유의 특성을 유지한 채 손상 없이 분리할 수 있다는 장점이 있다. 하지만, spin coating 방법은 분리 수율이 다소 낮으며, CVD로 성장시킨 CNT 분리의 경우, CVD 방법이 대용량 CNT를 제조하기 어려운 방법이기 때문에 상용화 시키기에는 어렵다는 단점이 있다.
이에, 본 발명자들은 상기 종래기술들의 문제점들을 극복하기 위하여 예의 연구노력한 결과, 클릭 반응을 이용하여 탄소나노튜브를 분리할 경우, 금속성 탄소나노튜브 및 반도체성 탄소나노튜브 중 어느 한쪽만 얻을 수 있는 것이 아닌 금속성 탄소나노튜브 및 반도체성 탄소나노튜브 모두를 저비용으로 대용량의 분리된 탄소나노튜브를 높은 순도로 효율적으로 얻을 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 클릭 반응을 이용하여 탄소나노튜브로부터 금속성 탄소나노튜브 및 반도체성 탄소나노튜브 모두를 분리할 수 있는 분리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 한 양태에 따르면, 본 발명은
(a) 단일벽 탄소나노튜브 분산 용액을 제조하는 단계;
(b) 상기 (a) 분산 용액에서 금속성 탄소나노튜브를 알킨(Alkyne)기로 기능화 시키는 단계;
(c) 표면이 아자이드(Azide)기로 기능화된 실리카 나노입자을 제조하는 단계;
(d) 상기 (b) 용액에 (c)를 첨가한 후, 클릭반응(Click reaction)을 통해 알킨기와 이자이드기를 결합시키는 단계; 및
(e) 상기 (d)용액을 원심분리를 통해 용액상의 반도체성 탄소나노튜브와 고상의 금속성 탄소나노튜브로 분리하는 단계 를 포함하는 탄소나노튜브의 분리 방법을 제공한다.
종래에 탄소나노튜브로부터 금속성 탄소나노튜브 및 반도체성 탄소나노튜브로 분리하는 방법은 많이 알려져 있으나, 자동화 하기 어렵고 대량 처리를 할 수 없으며 금속성 및 반도체성 탄소나노튜브 모두를 얻기 어렵다는 문제점이 있었다.
이에, 본 발명자들은 클릭 반응을 이용하여 탄소나노튜브를 분리할 경우, 대용량을 자동화하여 금속성 탄소나노튜브 및 반도체성 탄소나노튜브 모두를 얻을 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명에 의한 탄소나노튜브의 분리 방법에서 상기 “클릭 반응(click reaction 또는 click chemistry)”이란, 알킨(alkyne)과 아자이드(azide) 사이의 cycloaddition 반응을 일컫는다. 한편,“클릭화학(click chemistry)”은 아자이드-알킨 고리첨가반응(Cyclo addition)으로서, 열역학적 추진력이 매우 높아(일반적으로 20 ㎉/㏖ 이상) 효율적이면서 높은 수율로 아자이드 화합물과 알킨 화합물의 탄소-헤테로 원자간 결합을 형성할 수 있다. 클릭화학은 신약개발에 필요한 신물질을 보다 효과적으로 창출하기 위해 2001년 미국의 베리 샤플리스(Barry Sharpless) 교수에 의해 처음 제안된 접근방식으로(Sharpless, KB, 등, Angew. Chem. Int. Ed. 40: 2004-2021, 2001), 보다 큰 분자를 형성하기 위해 작은 분자들을 결합시키는 빠르고 비가역적인 반응이다. 대표적인 클릭화학 반응은 아자이드-알킨 고리첨가 반응(azide-alkyne cycloaddition)으로, 분자 말단에 아자이드(azide) 작용기를 가지고 있는 분자를 구리와 아민으로 이루어진 촉매 하에서 "클리킹(clicking)" 공정으로 다양한 알킨(alkyne) 화합물과 결합시킨다.
본 발명에 의한 탄소나노튜브의 분리 방법에서 상기 단일벽 탄소나노튜브는 이중벽 탄소나노튜브, 또는 단일벽 탄소나노튜브 및 이중벽 탄소나노튜브를 혼합한 것일 수 있으나, 단일벽 탄소나노튜브를 이용하는 것이 가장 바람직하다. 또한, 상기 단일벽 탄소나노튜브는 시중에 시판되는 제품을 제한없이 사용할 수 있으며, 또는 실험실 등에서 직접 합성하여 사용할 수 있다.
본 발명에 의한 탄소나노튜브의 분리 방법에서 상기 탄소나노튜브를 합성하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 당업계에서 통상적으로 사용되는 방법으로 합성될 수 있다. 예컨대, 아크 방전법(arc discharge), 레이저 삭마법 (laser ablation), 화학기상증착법(CVD, chemical vapor deposition) 또는 일산화탄소의 고압촉매 분해법 (HiPco) 등의 방법으로 합성할 수 있다.
본 발명의 탄소나노튜브 분리 방법에 있어서, 상기 (a) 단계의 분산 용액은 종래에 탄소나노튜브를 분산시키는데 사용한 어떠한 용액도 사용될 수 있으며, 바람직하게는 정제수, 페녹시 덱스트란(Phenoxy dextran), 황산도데실나트륨(Sodium dodecyl sulfate) 및 소듐콜레이트 하이드레이트(Sodium cholate hydrate) 수용액으로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 분산 용액인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 탄소나노튜브 분리 방법에 있어서, 상기 (b) 단계는 4-프로파길옥시벤젠 다이아조늄(4-propargyloxybenzene diazonium), 또는 프로파길아민을 첨가함으로써 금속성 탄소나노튜브에 선택적으로 알킨(Alkyne)기를 부착시켜 금속성 탄소나노튜브를 알킨(Alkyne)기로 기능화 시키는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 탄소나노튜브 분리 방법은 탄소나노튜브 말단에 알킨기(3중결합)가 있다면 클릭 반응을 할 수 있기 때문에, 탄소나노튜브 말단에 알킨시를 도입하기 위한 반응이라면 제한없이 사용될 수 있다. 본 발명의 탄소나노튜브 분리 방법에 있어서, 상기 4-프로파길옥시벤젠 다이아조늄 외에 산처리한 탄소나노튜브와 프로파길아민(propargylamine)을 사용할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. 일예로 도 5에 도시한 바와 같이 프로파길아민을 첨가하는 반응을 통해서도 탄소나노튜브 표면을 알킨기로 기능화 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, UV-vis/NIR spectroscopy 및 라만 spectroscopy를 이용하여 탄소나노튜브의 반응 특성을 확인하였다. 그 결과, 첨가되는 4-프로파길옥시벤젠 다이아조늄의 농도가 증가함에 따라 금속성 탄소나노튜브 피크가 사라지고, ID/IG가 높아지는 것을 확인할 수 있었다. ID/IG가 높아지는 것은 ID/IG는 SP2 탄소 결합에서 SP3 탄소 결합으로의 전환을 나타내는 것으로, 금속성 탄소나노튜브를 구성하는 탄소결합에 다른 원자가 끼어들게 되면서 탄소이중결합이 탄소단일결합으로 전환됨에 따라 ID/IG의 비율이 높아진 것이다. 이러한 결과는, 금속성 탄소나노튜브가 4-프로파길옥시벤젠 다이아조늄과 반응함으로써 알킨기로 기능화 되었음을 보여준다(도 2 참조)
본 발명의 탄소나노튜브 분리 방법에 있어서, 상기 (c)단계의 아자이드기로 기능화되는 물질로는 말단에 아자이드기(N3)를 부착시킬 수 있는 어떠한 물질도 가능하며, 바람직하게는 실리카 나노입자인 것을 특징으로 한다. 또한, 본원발명의 실리카 나노입자와 같이 원심분리를 이용하여 분리하고자 한다면, 폴리머와 같이 무거운 물질도 이용 가능하다.
본 발명의 탄소나노튜브 분리 방법에 있어서,
상기 (c)단계의 아자이드(Azide)기로 기능화된 실리카 나노입자는
(c-1) 실리카 파우더, 11-브로모운데실 트리클로로실란(11-Bromoundecyl trichlorosilane)을 반응시켜서 실리카를 브롬으로 기능화하는 단계; 및
(c-2)소듐아자이드를 다이메틸폼아마이드(dimethylformamide)에 용해시킨 용액을 첨가하여 실리카 표면의 브롬을 아자이드로 치환하는 단계;를 포함하는 반응을 통해 제조하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 탄소나노튜브 분리 방법에 있어서, 상기 반응은 실리카에 11-브로모운데실트리클로로실란(11-Bromoundecyl trichlorosilane)의 브롬이온을 결합시킨 후, 실리카에 결합된 브롬이온이 다이메틸폼아마이드 (dimethylformamide) 를 용매로 하여 용해시킨 소듐아자이드의 아자이드기(N3)로 치환하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 적외선분광광도측정(FTIR)을 통해 상기 (c)단계의 아자이드기로 기능화된 나노입자의 제조단계에서 11-브로모 운데실트리클로로실란(11-Bromoundecyl trichlorosilane)와 반응시킨 실리카 파우더에 아자이드를 반응시킨 후, 실리카의 작용기를 확인한 결과, 브롬으로 기능화된 실리카(Br-silica)에서 나타난 CH2의 진폭(2930cm-1 , 2855cm-1) 및 C-Br진폭(750-600cm-1)이 사라지고 N3의 진폭(2100cm-1)이 증가하였는데, 이는 Br 기능성 그룹의 말단에서 브롬이 N3 로 치환 반응이 일어났음을 가리킨다. 이러한 결과는, 최종적으로 실리카가 아자이드기로 기능화 되었음을 보여준다(도 3 참조).
본 발명의 탄소나노튜브 분리 방법에 있어서, 상기 (d)단계의 클릭 반응은 구리/아민 촉매 존재하에서 반응이 일어난다. 본 발명의 탄소나노튜브 분리 방법은 구체적으로 촉매로서 구리(Cu(I))와 THPTA(tris(3-hydroxypropyltriazolylmethyl)amine) 및 아스코르빈산 나트륨(sodium ascorbate)을 첨가하여 반응시키는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 탄소나노튜브 분리 방법에 있어서, 상기 구리는 브롬화구리(CuBr), 요오드화구리(CuI), 염화구리(CuCl) 및 브롬화삼벤질구리(Cu(ph3)3Br)로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 탄소나노튜브 분리 방법에 있어서, 상기 (e) 단계의 원심 분리는 6000 내지 7000 rpm으로 5 내지 15분 동안 진행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 탄소나노튜브 분리 방법에 있어서, 상기 탄소나노튜브의 분리 방법은 금속성 탄소나노튜브와 반도체성 탄소나노튜브를 분리하여 금속성 탄소나노튜브와 반도체성 탄소나노튜브 모두들 회수할 수 있는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 클릭 반응을 이용한 탄소나노튜브의 분리 방법은 클릭 반응을 통해 반응된 금속성 탄소나노튜브를 반응하지 않은 반도체성 탄소나노튜브로부터 분리함으로써 금속성 탄소나노튜브와 반도체성 탄소나노튜브로 쉽게 분리할 수 있다. 더욱이, 상기 반응은 대용량으로 진행되기 때문에 저비용으로 대용량의 탄노나노튜브를 분리할 수 있다.
도 1은 본원 발명의 탄노나노튜브 분리 방법을 도식화한 것이다.
도 2는 (a)UV-vis/NIR spectroscopy 및 (b) 라만 spectroscopy를 통해 반응한 SWCNT 또는 반응하지 않은 SWCNT의 특성화를 확인한 결과를 나타낸다.
도 3은 FTIR을 통해 실리카 나노입자의 아자이드기 기능화를 확인한 결과를 나타낸다.
도 4는 (a)UV-vis/NIR spectroscopy 및 (b) 라만 spectroscopy를 통해 클릭 반응을 확인한 결과를 나타낸다.
도 5는 탄소나노튜브 표면을 알킨기로 기능화 하는 반응 모식도를 나타낸다.
이하에서는 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예에 의하여 더욱 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 알킨기로 표면개질된 탄소나노튜브 반응물 제조
먼저, 단일벽 탄소나노튜브 40mg을 phenoxylated dextran 2g(1wt%) 및 증류수 200ml에 초음파 분산한 후 30000rpm으로 1시간 동안 초고속 원심분리하여 분산 용액을 제조하였다.
그 다음, 상기 분산 용액에 금속성 탄소나노튜브만 알킨(Alkyne)기로 기능화 시킬 수 있는 4-프로파길옥시벤젠 다이아조늄(4-propargyloxybenzene diazonium)을 농도별로(control, 0.009mM, 0.018mM, 0.036mM, 0.090mM, 0.18mM) 첨가하여 금속성 탄소나노튜브만 선택적으로 알킨기로 기능화한 탄소나노튜브 반응물 용액을 제조하였다.
상기 반응물 용액을 제조한 후, UV-vis/NIR spectroscopy 및 라만 spectroscopy를 통해 탄소나노튜브의 반응 특성을 확인하였으며, 그 결과를 도 2에 나타내었다. 도 2 (a)에서 확인할 수 있듯이, 4-프로파길옥시벤젠 다이아조늄을 0.018mM로 첨가하였을 때 금속성 탄소나노튜브 피크는 완전히 사라지는데 반해 반도체성 탄소나노튜브는 약간의 변화만 나타났다. 이러한 결과는, 금속성 탄소나노튜브가 완전히 소모되었음을 보여주며, 이는 금속성 탄소나노튜브가 선택적으로 알킨기로 기능화 되었음을 보여준다.
또한, 도 2(b)에서 확인할 수 있듯이, 4-프로파길옥시벤젠 다이아조늄의 농도가 증가함에 따른 D-밴드의 피크의 변화를 확인할 수 있으며, D-밴드 피크와 G-밴드 피크의 강도 비율인 ID/IG가 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 금속성 탄소나노튜브가 알킨기로 성공적으로 기능화 되었음을 보여준다.
실시예 2: 아자이드기로 기능화된 실리카 나노입자의 제조
별도의 용기에 표면이 아자이드기로 기능화된 실리카 나노입자를 제조한다.
구체적으로, 실리카 파우더 1g을 톨루엔(Toluene) 30ml에 넣고 -Br치환기가 있는 11-Bromoundecyl trichloro silane 250㎕를 넣어준 뒤, 상온에서 45분간 교반하여 반응한다.
반응이 끝난 후 10분 동안 10000rpm 조건으로 원심분리하여 생성물을 회수한다. 이때 톨루엔, 에탄올을 이용하여 수세(washing)한 다음, 반응에 참여하지 않은 시약을 제거 및 건조한다. 건조된 생성물(Br-silica) 500mg을 소듐 아자이드(Sodium azide)를 포화시킨 DMF(dimethylformamide) 용액 10ml에 넣고 48시간 상온에서 교반하여 -Br을 -N3기(아자이드기)로 치환한다. 반응이 끝난 후 10분동안 10000rpm 조건으로 원심분리하여 생성물을 회수한다. 이때 증류수, 아세톤, 에탄올을 이용해 수세(washing)하여 반응에 참여하지 않은 시약을 제거한다. 그 다음, 건조하여 아자이드기로 기능화된 실리카 나노 입자를 얻는다.
상기 실리카 나노 입자는 FTIR을 통해 실리카에 -Br기가 결합된 경우(b)와 -Br기가 -N3기(아자이드기)로 치환된 경우(c)를 확인하였으며, 그 결과를 도 3에 나타내었다.
도 3에서 확인할 수 있듯이, 실리카 네트워크(Si-O-Si)는 1082 및 808cm-1에서 진폭이 관찰되었으며(a), Br-silica을 나타내는 2980cm-1, 2850cm-1 및 750-600cm-1 진폭은 실리카 표면에 11-Bromo undecyl -trichloro silane 기능성 그룹이 성공적으로 결합된 것을 보여준다(b).
또한, Sodium azide를 포화시킨 DMF 용액을 처리한 후, Br-silica에서 나타난 CH2의 진폭(2930cm-1, 2855cm-1), C-Br의 진폭(750-600cm-1)이 사라지고 N3의 진폭(2100cm-1)이 증가하였는데, 이는 기능성 그룹의 말단에서 치환 반응이 일어났음을 가리킨다(c). 이러한 결과는, 최종적으로 실리카가 아자이드기로 기능화 되었음을 보여준다.
실시예 3: 클릭 반응을 이용한 탄소나노튜브의 분리
실시예 1에서 제조한 탄소나노튜브 반응물 용액에 실시예 2에서 제조한 아자이드(Azide)기로 표면이 치환된 실리카 나노입자를 첨가하여 클릭 반응(Click reaction)시켜 알킨기와 이자이드기를 결합시켰다.
구체적으로, 클릭 반응은 촉매로서 구리(Cu(I))와 THPTA(tris(3-hydroxypropyltriazolylmethyl)amine) 및 아스코르빈산 나트륨(sodium ascorbate)을 첨가하여 반응시킨다. 반응이 완료된 후, 10분 동안 7000rpm 조건에서 원심분리를 하여 고상에는 반응된 금속성 탄소나노튜브가, 용액상에는 반응하지 않은 순수한 반도체성 탄소나노튜브가 존재하는 것을 확인하였다.
도 4 (a)에서 확인할 수 있듯이, 고상의 금속성 탄소나노튜브는 440-625nm에서 피크가 완전히 사라졌지만, 용액상의 반도체성 탄소나노튜브는 변화가 거의 없는 것으로 볼때, 금속성 탄소나노튜브는 완전한 클릭 반응이 일어난데 반해 반도체성 탄소나노튜브는 클릭 반응이 일어나지 않음을 확인할 수 있었다.
또한, 도 4(b)에서 확인할 수 있듯이, 알킨기로 기능화된 탄소나노튜브의 ID/IG 강도 비율이 증가되었으며, 클릭 반응한 다음 원심분리한 샘플의 상등액의 ID/IG 강도 비율은 감소되었다. 이러한 결과는 금속성 탄소나노튜브에 알킨기가 기능화되었다가 기능화된 금속성 탄소나노튜브가 용액으로부터 성공적으로 제거된 것을 보여준다.

Claims (6)

  1. 하기 단계를 포함하는 탄소나노튜브의 분리 방법:
    (a) 단일벽 탄소나노튜브 분산 용액을 제조하는 단계;
    (b) 상기 (a) 분산 용액에서 금속성 탄소나노튜브를 알킨(Alkyne)기로 기능화 시키는 단계;
    (c) 표면이 아자이드(Azide)기로 기능화된 실리카 나노입자을 제조하는 단계;
    (d) 상기 (b) 용액에 (c)를 첨가한 후, 클릭반응을 통해 알킨기와 이자이드기를 결합시키는 단계; 및
    (e) 상기 (d)용액을 원심분리를 통해 용액상의 반도체성 탄소나노튜브와 고상의 금속성 탄소나노튜브로 분리하는 단계.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 (a) 단계의 분산 용액은 단일벽 탄소나노튜브에 정제수, 페녹시덱스트란(Phenoxy dextran), 황산도데실나트륨(Sodium dodecyl sulfate) 및 소듐 콜레이트 하이드레이트(Sodium cholate hydrate)수용액으로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 분산 용액을 첨가하여 제조하는 것인
    탄소나노튜브의 분리 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는 4-프로파길옥시벤젠 다이아조늄(4-propargyloxybenzene diazonium), 또는 프로파길아민을 첨가함으로써 금속성 탄소나노튜브에 선택적으로 알킨(Alkyne)기를 부착시켜 금속성 탄소나노튜브를 알킨(Alkyne)기로 기능화 시키는 것인
    탄소나노튜브의 분리 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 (c)단계의 아자이드기로 기능화된 실리카 나노입자는
    (c-1) 실리카 파우더, 11-브로모운데실 트리클로로실란(11-Bromoundecyl trichlorosilane)을 반응시켜서 실리카를 브롬으로 기능화하는 단계; 및
    (c-2) 소듐아자이드를 다이메틸폼아마이드(dimethylformamide)에 용해시킨 용액을 첨가하여 실리카 표면의 브롬을 아자이드로 치환하는 단계; 포함하는 것인
    탄소나노튜브의 분리 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 클릭 반응은 촉매로서 구리(Cu(I))와, THPTA(tris(3-hydroxypropyltriazolylmethyl)amine) 및 아스코르빈산 나트륨(sodium ascorbate)을 첨가하여 반응시키는 것인
    탄소나노튜브의 분리 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 (e) 단계의 원심분리는 6000 내지 7000 rpm으로 5 내지 15분 동안 하는 것인
    탄소나노튜브의 분리 방법.
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