KR20200106374A - Carbon-containing materials obtained from spent coffee ground, method for manufacturing the same and use of the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 커피찌꺼기(Spent Coffee Ground)로부터 얻어진 탄소 함유 물질, 그의 제조방법 및 용도에 관한 것으로, 보다 상세하게는 커피찌꺼기를 특정의 처리를 통해 분리/합성하여 얻어진 그래핀(graphene)이나 탄소나노튜브(carbon nanotube) 등의 탄소 함유 물질 및 그의 용도, 상기 탄소 함유 물질을 고수율 및 고순도로 제조할 수 있는 탄소 함유 물질의 제조방법, 그리고 상기 탄소 함유 물질을 포함하는 복합체(composite) 및 그의 용도 등에 관한 것이다. The present invention relates to a carbon-containing material obtained from coffee grounds (Spent Coffee Ground), a manufacturing method and use thereof, and in more detail, graphene or carbon nanoparticles obtained by separating/synthesizing coffee grounds through a specific treatment. Carbon-containing material such as a tube (carbon nanotube) and its use, a method for producing a carbon-containing material capable of producing the carbon-containing material with high yield and high purity, and a composite containing the carbon-containing material and its use Etc.
커피찌꺼기(Spent Coffee Ground)는 커피 산업에서 발생되는 고체 잔류물로서, 이는 주로 커피콩으로부터 에스프레소(espresso)나 수용성 커피 등의 제조과정에서 발생된다. 커피의 소비량이 증가함에 따라 커피찌꺼기의 발생량도 많아지고 있다. 국제커피협회(ICO ; International Coffee Organization)에 따르면, 1톤(ton)의 커피콩으로부터 약 550 ~ 670kg의 커피찌꺼기가 발생하고, 매년 약 5.8백만톤 이상의 커피찌꺼기가 발생한다고 보고한 바 있다. Coffee grounds (Spent Coffee Ground) is a solid residue generated in the coffee industry, which is mainly generated from coffee beans in the manufacturing process of espresso or water-soluble coffee. As coffee consumption increases, coffee grounds are also generated. According to the International Coffee Organization (ICO), about 550 to 670 kg of coffee grounds are generated from one ton of coffee beans, and more than 5.8 million tons of coffee grounds are reported every year.
커피찌꺼기는 일반 산업 폐기물과 같이 매립이나 소각에 의해 처리되어 왔으나, 최근에는 커피찌꺼기에 대한 관심이 높아지면서 산업 자원으로서의 재활용성이 제안되고 있다. 커피찌꺼기의 재활용은 쓰레기 방출을 줄이고 유용한 자원으로 활용한다는 점에서 환경적, 산업적 및 경제적 측면에서 기술적 의의가 있으며, 이러한 커피찌꺼기의 재활용 기술은 특허문헌이나 논문에도 제안되어 있다. Coffee grounds have been disposed of by landfill or incineration like general industrial waste, but recently, as interest in coffee grounds increases, recyclability as an industrial resource has been proposed. Recycling of coffee grounds has technical significance in terms of environmental, industrial and economical aspects in that it reduces waste emission and utilizes it as a useful resource, and such coffee grounds recycling technology has been proposed in patent literature or papers.
예를 들어, 한국 등록특허공보 제10-1247146호 및 한국 공개특허공보 제10-2013-0019820호 등에는 커피찌꺼기를 이용한 탈취제가 제시되어 있으며, 한국 등록특허공보 제10-1621268호 및 한국 등록특허공보 제10-1876555호 등에는 커피찌꺼기를 이용한 고형 연료가 제시되어 있다. 또한, 한국 공개특허공보 제10-2017-0094591호 등에는 커피찌꺼기를 이용한 버섯재배 시스템이 제시되어 있으며, 한국 등록특허공보 제10-1257214호 등에는 커피찌꺼기를 이용한 기능성 펄프가 제시되어 있다. For example, Korean Patent Publication No. 10-1247146 and Korean Patent Publication No. 10-2013-0019820 disclose a deodorant using coffee grounds, and Korean Patent Publication No. 10-1621268 and Korean Registered Patent In Publication No. 10-1876555, etc., solid fuel using coffee grounds is proposed. In addition, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2017-0094591 and the like have proposed a mushroom cultivation system using coffee grounds, and Korean Patent Publication No. 10-1257214 and the like disclose functional pulp using coffee grounds.
그러나 위와 같은 종래 기술에 따른 커피찌꺼기의 재활용은 대부분 경우 벌킹제(bulking agent)로의 재활용이다. 벌킹제로의 재활용은 커피찌꺼기의 용도에 있어 제한적이다. 구체적으로, 종래 커피찌꺼기를 재활용함에 있어서는 별도의 화학적 처리나 추출 분리 등을 진행하지 않고, 수거된 커피찌꺼기를 단순히 건조 및 분쇄하여 사용하고 있다. 이에 따라, 종래 기술에 따른 커피찌꺼기의 재활용은 탈취제나 고형 연료 등으로서, 그 적용 용도가 일부 제품으로 제한되고, 대부분의 커피찌꺼기는 폐기 처리되고 있다. However, the recycling of coffee grounds according to the prior art as described above is, in most cases, recycling as a bulking agent. Recycling as a bulking agent is limited in the use of coffee grounds. Specifically, in the conventional recycling of coffee grounds, the collected coffee grounds are simply dried and pulverized and used without performing separate chemical treatment or extraction and separation. Accordingly, recycling of coffee grounds according to the prior art is a deodorant or solid fuel, and its application is limited to some products, and most of the coffee grounds are being disposed of.
커피찌꺼기에는 산업적으로 유용한 성분이 함유되어 있지만, 토양이나 가축 등에 유해한 성분도 함유되어 있다. 이에, 커피찌꺼기를 재활용함에 있어서는, 먼저 커피찌꺼기의 성분을 검토/분석하고, 산업적으로 유용한 성분을 분리, 합성하여, 여러 용도로 효과적으로 이용할 수 있는 방법이 요구된다. Coffee grounds contain industrially useful ingredients, but contain harmful ingredients such as soil and livestock. Therefore, in recycling coffee grounds, there is a need for a method that first examines/analyzes components of coffee grounds, separates and synthesizes industrially useful components, and can be effectively used for various purposes.
한편, 그래핀(graphene)이나 탄소나노튜브(CNT ; carbon nanotube) 등의 탄소체는 여러 산업분야에서 사용되고 있다. 그래핀은 탄소 원자가 6각형 모양으로 연결된 판상의 2차원 구조를 가지며, 탄소나노튜브(CNT)는 튜브 모양의 탄소 연결 구조를 갖는다. 이러한 탄소체는 전기적, 열적 및 광학적 특성 등을 가져 그 응용범위가 넓다. 예를 들어, 그래핀은 구조적 및 화학적으로 안정할 뿐만 아니라 캐리어 이동도가 실리콘보다 높아 향후 실리콘을 대체할 수 있는 반도체 소재로 주목받고 있다. 또한, 그래핀은 투명도 및 전도성 등이 우수하여 디스플레이 소자용 전극이나 태양전지용 전극 등과 같은 전기소자 등으로 매우 유용하다. Meanwhile, carbon bodies such as graphene and carbon nanotubes (CNT) are used in various industrial fields. Graphene has a plate-shaped two-dimensional structure in which carbon atoms are connected in a hexagonal shape, and carbon nanotubes (CNTs) have a tube-shaped carbon connection structure. These carbon bodies have electrical, thermal, and optical properties, and the application range thereof is wide. For example, graphene is attracting attention as a semiconductor material that can replace silicon in the future because it is structurally and chemically stable and has higher carrier mobility than silicon. In addition, graphene is excellent in transparency and conductivity, so it is very useful as an electric device such as an electrode for a display device or an electrode for a solar cell.
종래, 위와 같은 그래핀 등의 탄소체를 제조함에 있어서는 대부분의 경우 아세틸렌(C2H2)이나 에틸렌(C2H4) 등의 탄화수소계 가스를 원료로 사용하여 화학기상 증착(CVD ; Chemical Vapor Deposition)을 통해 성장시키는 방법으로 제조하고 있다. 예를 들어, 일본 공개특허번호 JP2017-095327호 및 일본 공개특허번호 JP2017-171570호 등에는 위와 관련한 기술이 제시되어 있다. 그러나 이러한 종래의 제조방법은 아세틸렌(C2H2)이나 에틸렌(C2H4) 등과 같은 원료의 가격이 높고, 이와 함께 고가(高價)의 증착 장비를 필요로 하여, 적어도 경제성이 떨어진다. Conventionally, in manufacturing carbon bodies such as graphene as described above, in most cases, a hydrocarbon-based gas such as acetylene (C 2 H 2 ) or ethylene (C 2 H 4 ) is used as a raw material for chemical vapor deposition (CVD; Chemical Vapor). It is manufactured by growing it through deposition). For example, Japanese Laid-Open Patent No. JP2017-095327 and Japanese Laid-Open Patent No. JP2017-171570 disclose technologies related to the above. However, such a conventional manufacturing method has a high cost of raw materials such as acetylene (C 2 H 2 ) or ethylene (C 2 H 4 ), and requires expensive deposition equipment, at least in economical efficiency.
이에, 본 발명은 특정의 처리를 통해 커피찌꺼기로부터 산업적으로 유용한 성분을 분리, 합성함으로써 커피찌꺼기의 재활용성을 향상시키고 고부가가치 물질로 전환시켜 커피찌꺼기의 폐기 처리에 따른 환경문제를 해결하는 데에 그 목적이 있다. Accordingly, the present invention is to improve the recyclability of coffee grounds by separating and synthesizing industrially useful components from coffee grounds through a specific treatment, and converting it into a high value-added material to solve the environmental problems caused by the disposal of coffee grounds. There is a purpose.
구체적으로, 본 발명은 커피찌꺼기로부터 분리, 합성하여 얻어진 탄소 함유 물질 및 그의 산업적인 용도, 상기 탄소 함유 물질을 커피찌꺼기로부터 고수율 및 고순도로 분리하여 제조할 수 있는 제조방법, 그리고 상기 탄소 함유 물질을 포함하는 복합체 및 그의 용도 등을 제공하는 데에 목적이 있다. Specifically, the present invention provides a carbon-containing material obtained by separating and synthesizing it from coffee grounds, and its industrial use, a manufacturing method capable of preparing the carbon-containing material by separating the carbon-containing material from coffee grounds in high yield and high purity, and the carbon-containing material It is an object to provide a composite comprising a and a use thereof.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 커피찌꺼기로부터 얻어진 탄소 함유 물질을 제공한다. 상기 탄소 함유 물질은 그래핀, 그래핀 동소체, 그래핀 유도체, 탄소나노튜브, 탄소나노튜브 유도체 및 방향족 탄화수소 중에서 선택된 하나 이상을 포함한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a carbon-containing material obtained from coffee grounds. The carbon-containing material includes at least one selected from graphene, graphene allotropes, graphene derivatives, carbon nanotubes, carbon nanotube derivatives, and aromatic hydrocarbons.
또한, 본 발명은, In addition, the present invention,
커피찌꺼기를 준비하는 제1공정; A first step of preparing coffee grounds;
상기 제1공정에서 준비된 커피찌꺼기로부터 탄소체를 생성시키는 제2공정; 및 A second step of generating a carbon body from the coffee grounds prepared in the first step; And
상기 제2공정에서 생성된 탄소체를 분해제와 반응시키는 제3공정을 포함하는, 커피찌꺼기로부터 탄소 함유 물질을 제조하는 방법을 제공한다. It provides a method for producing a carbon-containing material from coffee grounds, including a third step of reacting the carbon body produced in the second step with a decomposing agent.
하나의 실시형태에 따라서, 상기 제2공정은, According to one embodiment, the second process,
상기 커피찌꺼기를 이산화규소(SiO2)와 혼합한 다음 불활성 분위기에서 열처리하는 제1단계; 및 A first step of mixing the coffee grounds with silicon dioxide (SiO 2 ) and then heat-treating in an inert atmosphere; And
상기 제1단계에서 열처된 커피찌꺼기를 불산(HF)으로 세정한 다음 불활성 분위기에서 열처리하는 단계를 포함한다. And washing the coffee grounds heat treated in the first step with hydrofluoric acid (HF) and then performing heat treatment in an inert atmosphere.
또한, 상기 제3공정에서의 분해제는 탄소체의 종류에 따라 선택적 분해 반응성을 가지는 것으로서, 이는 효소 및 미생물로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. In addition, the decomposing agent in the third step has a selective decomposition reactivity according to the type of carbon body, and it may include at least one selected from enzymes and microorganisms.
부가적으로, 본 발명은 상기 탄소 함유 물질 및 플락스틱을 포함하는 복합체를 제공한다. 아울러, 본 발명은 상기 탄소 함유 물질 및 복합체의 용도를 제공한다. Additionally, the present invention provides a composite comprising the carbon-containing material and plastic. In addition, the present invention provides the use of the carbon-containing material and composite.
본 발명에 따르면, 특정의 처리를 통해 커피찌꺼기로부터 산업적으로 유용한 성분이 분리, 합성되어, 커피찌꺼기의 재활용성이 향상되고 고부가가치 물질로 전환되어 새로운 수익 창출이 가능한 효과를 갖는다. According to the present invention, industrially useful components are separated and synthesized from coffee grounds through a specific treatment, so that the recyclability of coffee grounds is improved and it is converted into a high value-added material, thereby generating new profits.
또한, 본 발명에 따르면, 커피찌꺼기를 용도에 제한하지 않고, 다양한 용도 및 분야에 유용한 자원으로 폭넓게 재활용할 수 있는 효과를 갖는다. In addition, according to the present invention, coffee grounds are not limited to use, and can be widely recycled as a useful resource for various uses and fields.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 합성된 탄소체의 사진이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 합성된 탄소체의 SEM 및 TEM 이미지이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 산화 그래핀이 미엘로페록시다아제(MPO)에 의해 분해된 모습을 보인 사진이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 산화 그래핀이 미엘로페록시다아제(MPO)에 의해 시간에 따른 분해된 모습을 보인 SEM 이미지이다. 1 is a photograph of a synthesized carbon body according to an embodiment of the present invention.
2 is an SEM and TEM image of a carbon body synthesized according to an embodiment of the present invention.
3 is a photograph showing a state in which graphene oxide is decomposed by myeloperoxidase (MPO) according to an embodiment of the present invention.
4 is a SEM image showing a state in which graphene oxide is decomposed over time by myeloperoxidase (MPO) according to an embodiment of the present invention.
본 발명에서 사용되는 용어 "및/또는"은 전후에 나열한 구성요소들 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 의미로 사용된다. 본 발명에서 사용되는 용어 "하나 이상"은 하나 또는 둘 이상의 복수를 의미한다. The term "and/or" used in the present invention is used to mean including at least one or more of the elements listed before and after. The term "one or more" used in the present invention means one or two or more pluralities.
본 발명은 제1형태에 따라서, 커피찌꺼기(Spent Coffee Ground)로부터 얻어진 탄소 함유 물질을 제공한다. 본 발명은 제2형태에 따라서, 커피찌꺼기로부터 상기 탄소 함유 물질을 고순도 및/또는 고수율로 제조할 수 있는 탄소 함유 물질의 제조방법을 제공한다. 본 발명은 제3형태에 따라서, 커피찌꺼기로부터 산업적으로 유용한 성분을 고순도 및/또는 고수율로 분리할 수 있는 분리방법을 제공한다. 본 발명은 제4형태에 따라서, 상기 탄소 함유 물질을 포함하는 복합체(composite)를 제공한다. 본 발명은 제5형태에 따라서, 상기 복합체의 제조방법을 제공한다. 본 발명은 제6형태에 따라서, 상기 탄소 함유 물질의 용도를 제공한다. 또한, 본 발명은 제7형태에 따라서, 상기 복합체의 용도를 제공한다. According to a first aspect, the present invention provides a carbon-containing material obtained from Spent Coffee Ground. According to a second aspect, the present invention provides a method for producing a carbon-containing material capable of producing the carbon-containing material from coffee grounds with high purity and/or high yield. The present invention, according to a third aspect, provides a separation method capable of separating industrially useful components from coffee grounds with high purity and/or high yield. According to a fourth aspect, the present invention provides a composite comprising the carbon-containing material. According to a fifth aspect, the present invention provides a method for producing the composite. The present invention provides, according to a sixth aspect, the use of the carbon-containing material. Further, according to the seventh aspect, the present invention provides the use of the composite.
[1] 탄소 함유 물질[1] substances containing carbon
본 발명에 따른 탄소 함유 물질은 커피찌꺼기(Spent Coffee Ground)로부터 유래된 것으로서, 이는 적어도 탄소(C) 원자를 함유하는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 상기 탄소 함유 물질은, 예를 들어 탄소체 및/또는 탄화수소 화합물 등을 포함한다. The carbon-containing material according to the present invention is derived from coffee grounds (Spent Coffee Ground), which is not particularly limited as long as it contains at least a carbon (C) atom. The carbon-containing substance includes, for example, a carbon body and/or a hydrocarbon compound.
본 발명에서, 상기 「탄소체」는 탄소(C) 원자의 결정 구조를 가지는 것으로서, 이는 예를 들어 그래핀(graphene), 탄소나노튜브(CNT ; carbon nanotube, CNT), 탄소나노섬유(CNF ; carbon nanofiber), 이들의 동소체 및 이들의 유도체(derivatives) 등의 탄소 물질로부터 선택될 수 있다. 구체적으로, 본 발명에 따라 커피찌꺼기로부터 얻어진 탄소체는 그래핀, 그래핀 동소체, 그래핀 유도체, 탄소나노튜브(CNT), 탄소나노튜브(CNT) 유도체, 탄소나노섬유(CNF) 및 탄소나노섬유(CNF) 유도체 등으로부터 선택된 하나 또는 2 이상을 포함하는 복합물이 될 수 있다. 또한, 상기 탄소체는 나노미터(nanometer)의 크기(두께)로서, 위와 같은 탄소 물질의 탄소 나노 시트(sheet), 및 상기 탄소 나노 시트의 다공질을 포함한다. In the present invention, the "carbon body" has a crystal structure of a carbon (C) atom, which is, for example, graphene, carbon nanotubes (CNTs), carbon nanofibers (CNF; carbon nanofibers), allotropes thereof, and derivatives thereof. Specifically, the carbon body obtained from coffee grounds according to the present invention is graphene, graphene allotropes, graphene derivatives, carbon nanotubes (CNT), carbon nanotubes (CNT) derivatives, carbon nanofibers (CNF) and carbon nanofibers. It may be a composite containing one or two or more selected from (CNF) derivatives and the like. In addition, the carbon body has a size (thickness) of a nanometer, and includes a carbon nanosheet of the above carbon material and a porous mass of the carbon nanosheet.
상기 탄소체는 주지된 바와 같다. 예를 들어, 상기 그래핀은 탄소 원자가 6각형 모양으로 연결된 판상의 2차원 구조를 가지는 것으로서, 이는 단일층 또는 10층 이하의 그래핀을 포함할 수 있다. The carbon body is as well known. For example, the graphene has a plate-shaped two-dimensional structure in which carbon atoms are connected in a hexagonal shape, which may include a single layer or 10 or less layers of graphene.
상기 그래핀 동소체는 그래핀(graphyne), 그래파이트(graphite) 및 플러렌(fullerene) 등을 예로 들 수 있다. 이때, 상기 그래파이트는 2차원 구조의 그래핀이 적층되어 있는 구조로서, 이는 10층 이상의 그래핀을 포함할 수 있다. 상기 플러렌은 탄소 원자가 5각형이나 6각형 등으로 배열, 연결된 탄소 고리를 포함하되, 이러한 탄소 고리들이 결합되어 속이 빈 중공(中空)의 형태(예, 축구공 모양)를 가질 수 있다. 상기 그래핀 유도체는 산화 그래핀(oxidized graphene), 환원 그래핀(reduced graphene), 그래핀 나노리본(graphene nanoribbons), 플루오로그래핀(fluorographene), 다공성 그래핀(porous graphene) 및 그래프딘(graphdiyne) 등을 예로 들 수 있다. Examples of the graphene allotrope include graphene, graphite, and fullerene. In this case, the graphite is a structure in which graphene having a two-dimensional structure is stacked, and this may include 10 or more layers of graphene. The fullerene includes carbon rings in which carbon atoms are arranged and connected in a pentagonal or hexagonal shape, and these carbon rings are combined to have a hollow hollow shape (eg, a soccer ball shape). The graphene derivatives include oxidized graphene, reduced graphene, graphene nanoribbons, fluorographene, porous graphene, and graphdiyne. ) And the like.
또한, 상기 탄소나노튜브는(CNT)는 단일벽 탄소나노튜브(SWCNT ; Single-Walled carbon nanotube) 및/또는 다중벽 탄소나노튜브(MWCNT ; Multi-Walled carbon nanotube)를 포함한다. 상기 탄소나노튜브(CNT) 유도체는 유기물이 결합되거나 유기물로 관능화된 탄소나노튜브(CNT)로서, 이는 구체적인 예를 들어 폴리에틸렌글리콜(PEG ; polyethylene glycol)로 관능화된 탄소나노튜브(SWCNT-PEG ; SWCNT functionalized with PEG), 아미노안트라센(aminoanthracene)으로 관능화된 탄소나노튜브(SWCNT functionalized with aminoanthracene), 폴리에틸렌글리콜(PEG)와 아미노안트라센으로 관능화된 탄소나노튜브(SWCNT functionalized with PEG and aminoanthracene), 아미노플루오렌(aminofluorene)으로 관능화된 탄소나노튜브(SWCNT functionalized with aminofluorene), 및/또는 폴리에틸렌글리콜(PEG)와 아미노플루오렌으로 관능화된 탄소나노튜브(SWCNT functionalized with PEG and aminofluorene) 등을 들 수 있다. In addition, the carbon nanotube (CNT) includes a single-walled carbon nanotube (SWCNT; Single-Walled carbon nanotube) and/or a multi-walled carbon nanotube (MWCNT; Multi-Walled carbon nanotube). The carbon nanotube (CNT) derivative is a carbon nanotube (CNT) to which an organic substance is bonded or functionalized with an organic substance, which is, for example, a carbon nanotube functionalized with polyethylene glycol (PEG) (SWCNT-PEG). ; SWCNT functionalized with PEG), carbon nanotubes functionalized with aminoanthracene (SWCNT functionalized with aminoanthracene), carbon nanotubes functionalized with polyethylene glycol (PEG) and aminoanthracene (SWCNT functionalized with PEG and aminoanthracene), Carbon nanotubes functionalized with aminofluorene (SWCNT functionalized with aminofluorene), and/or carbon nanotubes functionalized with polyethylene glycol (PEG) and aminofluorene (SWCNT functionalized with PEG and aminofluorene), etc. I can.
본 발명에서, 상기 「탄화수소 화합물」은 방향족 및/또는 지방족 탄화수소를 포함한다. 상기 탄화수소 화합물은, 하나의 실시형태에 따라서 상기 탄소체의 분해에 의해 생성된 방향족 탄화수소를 포함한다. 상기 방향족 탄화수소는 분자 내에 적어도 하나 이상의 벤젠고리를 가지는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 이는 구체적인 예를 들어 2-메톡시 나프탈렌(2-methoxy naphthalene), 2-나프톨(2-naphthol), 신남알데히드(cinnamaldehyde) 및 아이소프탈산(isophthalic acid) 등으로부터 선택된 하나 이상을 포함한다. In the present invention, the "hydrocarbon compound" contains an aromatic and/or aliphatic hydrocarbon. The hydrocarbon compound includes an aromatic hydrocarbon produced by decomposition of the carbon body according to one embodiment. The aromatic hydrocarbon is not particularly limited as long as it has at least one benzene ring in the molecule, and specific examples thereof are 2-methoxy naphthalene, 2-naphthol, and cinnamic aldehyde. And one or more selected from isophthalic acid.
본 발명에 따른 탄소 함유 물질은 커피찌꺼기로부터 얻어진 것이면 여기에 포함한다. 구체적으로, 상기 탄소 함유 물질은 커피찌꺼기를 원료로 하되, 본 발명에 따라서 커피찌꺼기의 추출 분리, 화학적 처리, 열처리, 효소 분해 및/또는 미생물 분해 등의 공정을 통해 얻어진 것으로서, 이는 상기 각 공정의 진행 여부 및/또는 공정 조건 등에 따라 탄소체(그래핀 등) 및 탄화수소 화합물(방향족 등) 등으로부터 선택된다. 이하, 본 발명에 따른 제조방법을 설명하면서 상기 탄소 함유 물질의 구체적인 실시형태를 설명한다. The carbon-containing material according to the present invention is included here if it is obtained from coffee grounds. Specifically, the carbon-containing material uses coffee grounds as a raw material, but is obtained through processes such as extraction and separation of coffee grounds, chemical treatment, heat treatment, enzyme decomposition and/or microbial decomposition according to the present invention. It is selected from carbon bodies (graphene, etc.) and hydrocarbon compounds (aromatics, etc.) depending on progress and/or process conditions. Hereinafter, specific embodiments of the carbon-containing material will be described while explaining the manufacturing method according to the present invention.
[2] 탄소 함유 물질의 제조 [2] preparation of carbon-containing substances
본 발명에 따른 탄소 함유 물질의 제조방법은 커피찌꺼기를 원료로 하되, 상기 커피찌꺼기로부터 탄소체를 생성시키는 합성 공정을 포함한다. 이러한 합성 공정을 통해 생성된 탄소체는 그래핀, 탄소나노튜브(CNT) 및/또는 이들의 유도체 등으로서 전술한 바와 같다. 또한, 본 발명에 따른 탄소 함유 물질의 제조방법은 상기 합성 공정을 진행하기 전에, 또는 상기 합성 공정을 진행한 후에 진행되는 것으로서, 커피찌꺼기의 건조, 분쇄, 세정, 추출, 화학적 처리, 열처리, 효소 분해, 미생물 분해, 분리 및 정제 등의 공정 중에서 선택된 하나 이상을 더 포함할 수 있다. The method for producing a carbon-containing material according to the present invention uses coffee grounds as a raw material, and includes a synthesis process of generating a carbon body from the coffee grounds. The carbon body produced through this synthesis process is as described above as graphene, carbon nanotubes (CNT) and/or derivatives thereof. In addition, the method for producing a carbon-containing material according to the present invention is performed before or after the synthesis process is performed, and drying, grinding, washing, extraction, chemical treatment, heat treatment, enzyme It may further include one or more selected from processes such as decomposition, microbial decomposition, separation and purification.
하나의 실시형태에 따라서, 본 발명에 따른 탄소 함유 물질의 제조방법은 커피찌꺼기를 준비하는 제1공정; 상기 제1공정에서 준비된 커피찌꺼기로부터 탄소체를 합성하는 제2공정; 및 상기 제2공정에서 얻어진 탄소체를 분해제와 반응시키는 제3공정을 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 탄소 함유 물질의 제조방법은 상기 공정들 이외에 목적 생성물(탄소 함유 물질)을 분리 정제하는 제4공정을 더 포함할 수 있다. 각 공정별로 설명하면 다음과 같다. According to one embodiment, a method for producing a carbon-containing material according to the present invention comprises: a first step of preparing coffee grounds; A second step of synthesizing a carbon body from the coffee grounds prepared in the first step; And a third step of reacting the carbon body obtained in the second step with a decomposing agent. In addition, the method for producing a carbon-containing material according to the present invention may further include a fourth process of separating and purifying a target product (carbon-containing material) in addition to the above processes. Each process is described as follows.
(1) 커피찌꺼기의 준비(제1공정) (1) Preparation of coffee grounds (the first step)
커피찌꺼기는 커피 산업에서 발생되는 고체 잔류물, 예를 들어 커피콩으로부터 물, 뜨거운 물 및/또는 수증기 등을 통해 가용성 고형분을 추출한 후의 찌꺼기를 수거하여 사용할 수 있다. 또한, 수거된 커피찌꺼기는 건조시키거나 적정한 크기로 분쇄한 후에 사용할 수 있다. Coffee grounds can be used by collecting solid residues generated in the coffee industry, for example, after extracting soluble solids from coffee beans through water, hot water and/or steam. In addition, the collected coffee grounds can be used after drying or grinding to an appropriate size.
하나의 실시형태에 따라서, 본 제1공정은 수거된 커피찌꺼기를 산 용액이나 알칼리 용액을 이용한 세정 공정을 포함할 수 있다. 이러한 세정공정에 의해 커피찌꺼기에 포함된 불순물이나 회(ash) 성분 등을 제거할 수 있다. 그리고 세정 후에는 건조 및/또는 분쇄하여 사용할 수 있다. According to one embodiment, the first step may include a step of washing the collected coffee grounds using an acid solution or an alkali solution. Impurities or ash components contained in coffee grounds can be removed by this cleaning process. And after washing, it can be used after drying and/or grinding.
(2) 탄소체의 합성(제2공정) (2) Synthesis of carbon body (second step)
상기 준비된 커피찌꺼기로부터 탄소체를 생성시킨다. 이를 위한 본 제2공정은, 하나의 실시형태에 따라서 상기 커피찌꺼기를 이산화규소(SiO2)와 혼합한 다음 불활성 분위기에서 열처리하는 제1단계와, 상기 제1단계에서 열처된 커피찌꺼기를 불산(HF)으로 세정한 다음 불활성 분위기에서 열처리하는 단계를 포함한다. 이러한 제2공정에 의해 커피찌꺼기에 함유된 탄소 전구체가 그래핀 등의 탄소체로 합성된다. 또한, 본 제2공정을 통해 합성된 탄소체는 경우에 따라서 다공성을 가질 수 있다. Carbon bodies are produced from the prepared coffee grounds. This second process for this is a first step of mixing the coffee grounds with silicon dioxide (SiO 2 ) and then heat-treating in an inert atmosphere according to one embodiment, and the coffee grounds heat treated in the first step with hydrofluoric acid ( HF) and then heat treatment in an inert atmosphere. Through this second process, a carbon precursor contained in coffee grounds is synthesized into a carbon body such as graphene. In addition, the carbon body synthesized through the second process may have porosity in some cases.
상기 제1단계는, 예를 들어 이산화규소(SiO2)를 용매에 분산시킨 SiO2 분산액을 얻은 후, 상기 SiO2 분산액에 커피찌꺼기 분말을 넣고 혼합한 다음, 불활성 분위기에서 800℃ 이상의 온도로 열처리하는 방법으로 진행될 수 있다. 이때, 불활성 분위기는, 예를 들어 아르곤(Ar) 및/또는 질소(N2) 등의 가스 분위기를 예로 들 수 있다. 열처리는, 구체적인 예를 들어 800 ~ 1,200℃의 온도에서 1시간 내지 5시간 동안 진행할 수 있다. In the first step, for example, after obtaining a SiO 2 dispersion in which silicon dioxide (SiO 2 ) is dispersed in a solvent, coffee grounds powder is added and mixed in the SiO 2 dispersion, and then heat treated at a temperature of 800° C. or higher in an inert atmosphere. It can be done in a way. In this case, the inert atmosphere may be, for example, a gas atmosphere such as argon (Ar) and/or nitrogen (N 2 ). The heat treatment may be performed for 1 hour to 5 hours at a temperature of 800 to 1,200°C, for example.
상기 제2단계는, 예를 들어 불산(HF) 용액에 함침하는 방법으로 세정한 다음, 아르곤(Ar) 및/또는 질소(N2) 가스 등의 불활성 분위기에서 800 ~ 1,200℃의 온도로 1시간 내지 5시간 동안 열처리하는 방법으로 진행할 수 있다. 이러한 제2단계의 불산(HF) 세정 및 열처리에 의해 SiO2 및 회(ash) 성분 등이 제거되어 고순도의 탄소체가 생성될 수 있다. In the second step, for example, after washing by impregnating in a hydrofluoric acid (HF) solution, in an inert atmosphere such as argon (Ar) and/or nitrogen (N 2 ) gas, at a temperature of 800 to 1,200°C for 1 hour It can be carried out by a method of heat treatment for 5 hours. SiO 2 and ash components are removed by the hydrofluoric acid (HF) cleaning and heat treatment in the second step, so that a high-purity carbon body may be produced.
첨부된 도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 각 시편의 사진으로서, 커피찌꺼기를 SiO2 분산액에 넣고 열처리한 사진과, 불산(HF) 세정과 열처리를 진행한 후의 사진을 보인 것이다. 그리고 첨부된 도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 합성된 탄소체의 SEM 및 TEM 이미지를 보인 것이다. Attached Figure 1 is a photograph of each specimen according to an exemplary embodiment of the present invention, showing a photograph of heat treatment by putting coffee grounds in a SiO 2 dispersion, and a photograph after performing hydrofluoric acid (HF) cleaning and heat treatment. And the accompanying Figure 2 shows the SEM and TEM images of the carbon body synthesized according to an exemplary embodiment of the present invention.
본 발명의 다른 실시형태에 따라서, 상기 제2공정은 (a) 상기 커피찌꺼기를 용매 추출한 추출물을 얻는 단계; (b) 상기 단계 (a)에서 얻어진 추출물을 열처리하는 단계; (c) 상기 단계 (b)에서 열처리된 추출물을 이산화규소(SiO2)와 혼합한 다음 불활성 분위기에서 열처리하는 단계; 및 (d) 상기 단계 (c)에서 열처리된 추출물을 불산(HF)으로 세정한 다음 불활성 분위기에서 열처리하는 단계를 포함할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, the second process comprises the steps of: (a) obtaining an extract obtained by solvent-extracting the coffee grounds; (b) heat-treating the extract obtained in step (a); (c) mixing the extract heat-treated in step (b) with silicon dioxide (SiO 2 ) and then heat-treating in an inert atmosphere; And (d) washing the extract heat-treated in step (c) with hydrofluoric acid (HF) and then performing heat treatment in an inert atmosphere.
상기 단계 (a)는 물, 유기 용제 및/또는 이들의 혼합물을 추출 용매로 사용하여 진행할 수 있다. 이러한 용매 추출은 상온 또는 가온 조건에서 진행할 수 있다. 상기 단계 (b)에서는 용매 추출한 후 여과를 통해 추출물을 분리 회수하고, 상기 회수된 추출물을 예를 들어 80℃ 이상에서 열처리할 수 있다. The step (a) may be performed using water, an organic solvent, and/or a mixture thereof as an extraction solvent. This solvent extraction may be performed at room temperature or warm conditions. In the step (b), the extract may be separated and recovered through filtration after solvent extraction, and the recovered extract may be heat-treated at, for example, 80° C. or higher.
상기 단계 (c) 및 단계 (d)는 전술한 제1단계 및 제2단계와 같다. 구체적으로, 상기 단계 (c)는 단계 (b)를 진행한 후의 추출물을 SiO2 분산액에 넣고 혼합한 다음, 불활성 분위기(Ar, N2 등)에서 800 ~ 1,200℃의 온도로 1시간 내지 5시간 동안 열처리하는 방법으로 진행하고, 상기 단계 (d)는 단계 (c)를 진행한 추출물을 불산(HF) 용액에 함침하는 방법으로 세정한 다음, 불활성 분위기(Ar, N2 등)에서 800 ~ 1,200℃의 온도로 1시간 내지 5시간 동안 열처리하는 방법으로 진행할 수 있다. 위와 같은 단계 (a) 내지 단계 (b)를 진행하는 경우, 고순도의 탄소체를 고수율로 생성시킬 수 있다. Steps (c) and (d) are the same as the first and second steps described above. Specifically, in step (c), the extract after step (b) is added to the SiO 2 dispersion and mixed, and then in an inert atmosphere (Ar, N 2, etc.) at a temperature of 800 to 1,200° C. for 1 hour to 5 hours. During the heat treatment process, the step (d) is washed by impregnating the extract subjected to step (c) in a hydrofluoric acid (HF) solution, and then 800 to 1,200 in an inert atmosphere (Ar, N 2, etc.). It can be carried out by a method of heat treatment for 1 hour to 5 hours at a temperature of ℃. When performing steps (a) to (b) as described above, a high-purity carbon body can be produced in a high yield.
또한, 상기 제2공정에서는 커피찌꺼지에 함유된 성분으로서, 하기 화학식 A 및 화학식 B로 표시되는 화합물 중에서 선택된 하나 이상의 탄소 전구체를 탄소체로 합성하는 것이 좋다. 즉, 본 발명에 따른 탄소 함유 물질은 커피찌꺼지에 함유된 성분 중에서 하기 화학식 A 및 화학식 B로 표시되는 화합물 중에서 선택된 하나 이상의 탄소 전구체가 합성되어 얻어질 수 있다. 본 발명에서, 「합성」은 커피찌꺼지에 함유된 성분(탄소 전구체)이 제2공정에 의해 그래핀 및 탄소나노튜브(CNT) 등의 탄소체로 생성되는 것을 의미한다. In addition, in the second step, as a component contained in the coffee grounds, it is preferable to synthesize one or more carbon precursors selected from compounds represented by the following formulas A and B as a carbon body. That is, the carbon-containing material according to the present invention may be obtained by synthesizing one or more carbon precursors selected from compounds represented by the following formulas A and B among components contained in coffee grounds. In the present invention, "synthesis" means that a component (carbon precursor) contained in coffee grounds is formed into carbon bodies such as graphene and carbon nanotubes (CNT) by the second process.
[화학식 A] [Formula A]
[화학식 B] [Formula B]
상기 화학식 A에서 Ra 및 Rb는 서로 같거나 다르며, 상기 Ra 및 Rb는 각각 H, OH, 지방족 탄화수소, 방향족 탄화수소 또는 OCOR1(여기서, R1은 지방족 탄화수소 또는 방향족 탄화수소)이다. 또한, 상기 화학식 B에서 R1, R2 및 R3는 서로 같거나 다르며, 상기 R1, R2 및 R3는 각각 H, OH, 지방족 탄화수소, 방향족 탄화수소, CHO 또는 COOH이다. 본 발명의 따르면, 상기 화학식 A 및 화학식 B의 화합물은 탄소체의 합성에 유용한 탄소 전구체로서 작용한다. 이러한 탄소 전구체는, 구체적인 예를 들어 하기 화학식 1 내지 화학식 5로 표시되는 화합물 중에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. In Formula A, Ra and Rb are the same as or different from each other, and Ra and Rb are each H, OH, an aliphatic hydrocarbon, an aromatic hydrocarbon or OCOR 1 (where R 1 is an aliphatic hydrocarbon or an aromatic hydrocarbon). In addition, R 1 , R 2 and R 3 in Formula B are the same as or different from each other, and R 1 , R 2 and R 3 are each H, OH, aliphatic hydrocarbon, aromatic hydrocarbon, CHO or COOH. According to the present invention, the compounds of Formulas A and B act as carbon precursors useful in the synthesis of carbon bodies. Such a carbon precursor may include one or more selected from compounds represented by the following
[화학식 1] [Formula 1]
[화학식 2] [Formula 2]
[화학식 3] [Formula 3]
[화학식 4] [Formula 4]
[화학식 5] [Formula 5]
상기 화학식 1 내지 5로 표시되는 화합물(탄소 전구체)은 고품질의 탄소체로 합성될 수 있다. 구체적으로, 상기 화학식 1 내지 5로 표시되는 화합물(탄소 전구체)은 전기적, 열적 및 광학적 특성 등이 우수한 그래핀 및 탄소나노튜브(CNT) 등의 생성에 유리하고, 이는 또한 고순도 및 고수율의 탄소체를 생성시킬 수 있다. The compounds (carbon precursors) represented by
(3) 분해 반응(제3공정) (3) Decomposition reaction (third step)
다음으로, 상기 제2공정에서 생성된 탄소체를 분해제와 반응시킨다. 상기 제2공정을 통해 생성된 탄소체는 서로 다른 2종 이상의 복수의 탄소체를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 제2공정에서 얻어진 탄소체는 그래핀, 그래핀 동소체, 그래핀 유도체, 탄소나노튜브(CNT) 및 탄소나노튜브(CNT) 유도체 등으로부터 선택된 2종 이상으로서, 서로 다른 탄소체를 복수개로 포함할 수 있다. Next, the carbon body produced in the second step is reacted with a decomposition agent. The carbon body generated through the second process may include a plurality of carbon bodies of two or more different types. Specifically, the carbon bodies obtained in the second step are two or more selected from graphene, graphene allotropes, graphene derivatives, carbon nanotubes (CNT) and carbon nanotubes (CNT) derivatives, and different carbon bodies are used. It can be included in plural.
본 제3공정에서는 위와 같은 복수의 탄소체에 분해제를 첨가 혼합하여 반응시킨다. 이때, 본 제3공정은 상기 복수의 탄소체 중에서 1종 이상의 탄소체가 선택적으로 분해되도록 반응시킨다. 이를 위해 상기 분해제는 탄소체의 종류에 따라 선택적 분해 반응성을 가지는 것을 사용하며, 이는 구체적으로 효소(enzymes) 및 미생물(microbes) 등으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다. In the third step, a decomposition agent is added and mixed with the above-described carbon bodies to react. At this time, in the third step, the plurality of carbon bodies are reacted so that at least one carbon body is selectively decomposed. To this end, the decomposing agent is used that has a selective decomposition reactivity according to the type of carbon body, and specifically, one or more selected from enzymes and microorganisms may be used.
본 발명에서, 「선택적 분해 반응성」은 특정의 어느 탄소체에 대해 선택적인 분해 반응성을 가지는 것으로서, 예를 들어 탄소체들 중에서 탄소나노튜브(CNT)는 분해시키지 않으나 그래핀은 분해시킬 수 있는 것을 의미한다. 이러한 선택적 분해 반응을 통해 목적하는 생성물(탄소 함유 물질)로서, 예를 들어 그래핀, 탄소나노튜브(CNT) 또는 이들의 분해 생성물을 얻을 수 있다. 이를 위해, 상기 분해제는 효소 및/또는 미생물을 사용하되, 목적하는 생성물(탄소 함유 물질)에 따라 효소 및/또는 미생물의 종류를 달리하여 사용할 수 있다. In the present invention, "selective decomposition reactivity" is one that has a selective decomposition reactivity for a specific carbon body, for example, among carbon bodies, carbon nanotubes (CNT) are not decomposed, but graphene can be decomposed. it means. As a desired product (carbon-containing material) through such a selective decomposition reaction, for example, graphene, carbon nanotubes (CNT), or decomposition products thereof can be obtained. To this end, an enzyme and/or a microorganism is used as the decomposing agent, but the type of enzyme and/or microorganism may be differently used depending on the desired product (carbon-containing material).
상기 효소는, 하나의 실시형태에 따라서 과산화수소(H2O2)의 존재 하에서 선택적 분해 반응성을 가지는 효소를 사용할 수 있다. 이러한 효소는, 예를 들어 미엘로페록시다아제(MPO ; myeloperoxidase), 망간 페록시다아제(MnP ; manganese peroxidase), 호스래디시 페록시다아제(HRP ; horseradish peroxidase) 및/또는 락토페록시다아제(LPO ; lactoperoxidase) 등의 페록시다아제 효소로부터 선택될 수 있다. 이러한 페록시다아제 효소는 그의 종류에 따라 특정의 탄소체에 대해 선택적인 분해 반응성을 갖는다. As the enzyme, according to one embodiment, an enzyme having a selective decomposition reactivity in the presence of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) may be used. Such enzymes are, for example, myeloperoxidase (MPO), manganese peroxidase (MnP; manganese peroxidase), horseradish peroxidase (HRP) and/or lactoperoxidase. It may be selected from peroxidase enzymes such as LPO; lactoperoxidase. These peroxidase enzymes have a selective decomposition reactivity for specific carbon bodies depending on their type.
구체적인 실시형태에 따라서, 본 제3공정은 분해제로서 위와 같은 페록시다아제 효소를 사용하되, 과산화수소(H2O2)와 반응 촉매제의 존재 하에서 반응시키는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 반응 촉매제는 할로겐기(X = -Cl, -Br 등), 시안화기(-CN) 및 티오시안화기(-SCN) 등으로부터 선택된 하나 이상을 가지는 화합물로부터 선택될 수 있다. 이러한 반응 촉매제는, 구체적인 예를 들어 염화나트륨(NaCl), 브롬화칼륨(KBr), 시안화칼륨(KCN), 페로시안화칼륨(K4Fe(CN)6) 및/또는 티오시안화칼륨(KSCN) 등으로부터 선택될 수 있다. According to a specific embodiment, the third process may include a step of reacting in the presence of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) and a reaction catalyst using the above peroxidase enzyme as a decomposing agent. In this case, the reaction catalyst may be selected from a compound having at least one selected from a halogen group (X = -Cl, -Br, etc.), a cyanide group (-CN) and a thiocyanide group (-SCN). Such a reaction catalyst is selected from, for example, sodium chloride (NaCl), potassium bromide (KBr), potassium cyanide (KCN), potassium ferrocyanide (K 4 Fe (CN) 6 ) and/or potassium thiocyanide (KSCN). Can be.
하나의 예시에서, 상기 분해제로서 미엘로페록시다아제(MPO)를 사용하고 과산화수소(H2O2)와 반응 촉매제의 존재 하에서 반응시키되, 상기 반응 촉매제로서 할로겐 화합물(X = Cl)을 사용하여 반응시키면, 상기 미엘로페록시다아제(MPO)에 의해 할로겐 화합물(X = Cl)과 과산화수소(H2O2)가 반응하여 HOCl를 생성하고, 상기 HOCl은 그래핀 유도체로서의 산화 그래핀을 효과적으로 분해시킨다. In one example, myeloperoxidase (MPO) is used as the decomposing agent and reacted with hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) in the presence of a reaction catalyst, but a halogen compound (X = Cl) is used as the reaction catalyst. When reacted, a halogen compound (X = Cl) and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) react with the myeloperoxidase (MPO) to generate HOCl, and the HOCl is a graphene oxide as a graphene derivative. Effectively decompose
첨부된 도 3은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 얻어진 산화 그래핀을 용매에 분산시킨 사진(좌측)과, 여기에 미엘로페록시다아제(MPO)를 첨가하여 반응시킨 후의 사진(우측)이다. 그리고, 첨부된 도 4는 미엘로페록시다아제(MPO)를 첨가 후, 시간 경과(A : 초기, B : 15시간 후, C : 24시간 후)에 따른 분해 결과를 보인 SEM 이미지이다. 먼저, 도 3에 보인 바와 같이, 미엘로페록시다아제(MPO)의 첨가에 의해 용액이 맑아짐을 알 수 있었으며, 또한 도 4에 보인 바와 같이, 시간이 경과함에 따라 점점 분해되어 24시간 후에는 산화 그래핀이 완전히 사라짐을 알 수 있었다. 3 is a photo (left) of dispersing graphene oxide obtained according to an exemplary embodiment of the present invention in a solvent, and a photo after reaction by adding myeloperoxidase (MPO) thereto (right). to be. And, the attached Figure 4 is a SEM image showing the decomposition result according to the time course (A: initial, B: 15 hours, C: 24 hours after) after the addition of myeloperoxidase (MPO). First, as shown in FIG. 3, it was found that the solution became clear by the addition of myeloperoxidase (MPO), and as shown in FIG. 4, it gradually decomposed as time passed, and after 24 hours It could be seen that the graphene oxide completely disappeared.
또한, 상기 미생물은 박테리아(bacteria) 및/또는 균류(fungi)를 포함하며, 이는 예를 들어 슈도모나스 속(Pseudomonas sp .), 비브리오 속(Vibrio sp .), 미코박테리움 속(Mycobacterium sp .), 마리노박터 속(Marinobacter sp .) 및 스핑고모나스 속(Sphingomonas sp .) 등으로부터 선택된 나프탈렌-분해 박테리아(Naphthalene-degrading bacteria)를 사용할 수 있다. 이러한 나프탈렌-분해 박테리아는 그래핀 및 이의 유도체 등에 대해 선택적인 분해 반응성을 갖는다. In addition, the microorganisms include bacteria and/or fungi, which are, for example, Pseudomonas sp . ), the genus Vibrio sp . ), Mycobacterium sp . , Marinobacter sp . , and Sphingomonas sp . ) And the like, selected from Naphthalene-degrading bacteria. These naphthalene-degrading bacteria have selective decomposition reactivity to graphene and derivatives thereof.
상기 미생물은 다른 예를 들어 버크홀데리아 쿠루리엔시스(Burkholderia kururiensis), 델프티아 애시도보란스(Delftia acidovorans), 스테노트로포모나스 말토필리아(Stenotrophomonas maltophilia), 트라부시엘라 구아멘시스(Trabusiella guamensis), 스파라시스 라티폴리아(Sparassis latifolia) 및 트라메테스 베르시콜라(Trametes versicolor) 등을 사용할 수 있으며, 또 다른 예를 들어 파네로카에테 크리소스포리움(Phanerochaete chrysosporium) 등과 같은 백색 부후균(White-rot fungi)을 사용할 수 있다. 이러한 미생물은 각 종류에 따라 단일벽 탄소나노튜브(SWCNT), 다중벽 탄소나노튜브(MWCNT) 및 그래핀 유도체 등에 대해 선택적인 분해 반응성을 갖는다. The microorganisms are for example Burkholderia curryensis ( Burkholderia kururiensis), Delph Tia foot lance ash (Delftia acidovorans), Pomona to Stephen's notes malto pilriah (Stenotrophomonas maltophilia ), Trabusiella guamensis guamensis ), Sparassis Latifolia latifolia ) and Trametes versicola ( Trametes versicolor ) and the like, and for another example, white-rot fungi such as Phanerochaete chrysosporium may be used. These microorganisms have selective decomposition reactivity to single-walled carbon nanotubes (SWCNT), multi-walled carbon nanotubes (MWCNT), graphene derivatives, and the like according to each type.
아래의 [표 1]은 탄소체의 종류에 따라 선택적인 분해 반응성을 가지는 미생물의 종을 예시한 것이다. [Table 1] below shows the species of microorganisms having selective decomposition reactivity according to the type of carbon body.
(Bacteria)
(Bacteria)
(Bacteria)Group 2
(Bacteria)
(Fungi)Group 3
(Fungi)
(Fungi)Group 4
(Fungi)
* GRA : 그래핀
* GO : 산화 그래핀
* RGO : 환원 그래핀
* SWCNT : 단일벽 탄소나노튜브
* MWCNT : 다중벽 탄소나노튜브
* GRA: Graphene
* GO: Graphene oxide
* RGO: Reduced graphene
* SWCNT: Single-walled carbon nanotube
* MWCNT: Multi-walled carbon nanotube
상기 [표 1]에 예시한 바와 같이, 상기 미생물은 그의 종류에 따라 특정의 탄소체에 대한 선택적인 분해 반응성을 갖는다. 이에, 본 제3공정에서 목적하는 탄소체에 따라 미생물의 종류를 달리하여 분해 반응시킨다. As illustrated in [Table 1], the microorganism has a selective decomposition reactivity with respect to a specific carbon body according to its type. Accordingly, in the third step, the type of microorganism is changed according to the desired carbon body to undergo decomposition reaction.
상기 [표 1]을 참고하면, 예를 들어 다중벽 탄소나노튜브(MWCNT)를 목적하는 탄소체로 하는 경우, 상기 제2공정에서 얻어진 탄소체를 미생물과 반응시키되, 상기 미생물은 제1그룹의 나프탈렌-분해 박테리아(Naphthalene-degrading bacteria)와 제4그룹의 백색 부후균(White-rot fungi)을 선택, 사용하여 반응시킨다. 이때, 제1그룹 및 제4그룹 미생물의 선택적인 분해 반응성에 의해 그래핀, 단일벽 탄소나노튜브(SWCNT) 및 이들의 유도체는 분해된다. 즉, 제1그룹의 미생물에 의해 그래핀 및 이의 유도체가 분해되고, 제4그룹의 미생물에 의해 단일벽 탄소나노튜브(SWCNT) 및 그래핀 유도체가 분해된다. 이에 따라, 반응 후에 남아있는 탄소체는 대부분 다중벽 탄소나노튜브(MWCNT)로서, 미생물의 선택적인 분해 반응성을 통해 고순도 및 고수율의 다중벽 탄소나노튜브(MWCNT)를 얻을 수 있다. Referring to [Table 1], for example, in the case of using a multi-walled carbon nanotube (MWCNT) as a target carbon body, the carbon body obtained in the second step is reacted with a microorganism, but the microorganism is a naphthalene of the first group. -React by selecting and using Naphthalene-degrading bacteria and the fourth group of white-rot fungi. At this time, graphene, single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) and derivatives thereof are decomposed by the selective decomposition reactivity of the first group and the fourth group microorganisms. That is, graphene and its derivatives are decomposed by microorganisms of the first group, and single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) and graphene derivatives are decomposed by microorganisms of the fourth group. Accordingly, most of the carbon bodies remaining after the reaction are multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs), and high purity and high yield multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) can be obtained through the selective decomposition reactivity of microorganisms.
또한, 다른 예를 들어, 그래핀을 목적하는 탄소체로 하는 경우, 상기 제2공정에서 얻어진 탄소체를 분해제와 반응시키되, 상기 분해제는 미생물과 효소를 사용할 수 있다. 구체적으로, 먼저 미생물로서 상기 [표 1]에서 제2그룹과 제4그룹의 미생물을 사용하여 반응시킨다. 그리고 효소로서 상기 미엘로페록시다아제(MPO)를 사용하되, 과산화수소(H2O2)의 존재 하에서 반응시킨다. 이때, 제2그룹의 미생물에 의해 다중벽 탄소나노튜브(MWCNT)가 분해되고, 제4그룹의 미생물에 의해 단일벽 탄소나노튜브(SWCNT) 및 그래핀 유도체가 분해된다. 또한, 상기 미엘로페록시다아제(MPO)에 의해 산화 그래핀이 분해된다. 이에 따라, 반응 후에 남아있는 탄소체는 대부분 그래핀으로서, 미생물과 효소의 선택적인 분해 반응성을 통해 고순도 및 고수율의 그래핀을 얻을 수 있다. In addition, for another example, when graphene is used as a target carbon body, the carbon body obtained in the second step is reacted with a decomposing agent, but the decomposing agent may be a microorganism and an enzyme. Specifically, first, the microorganisms of the second group and the fourth group in [Table 1] are used as microorganisms to react. And the myeloperoxidase (MPO) is used as an enzyme, but reacted in the presence of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ). At this time, multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) are decomposed by microorganisms of the second group, and single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) and graphene derivatives are decomposed by microorganisms of the fourth group. In addition, graphene oxide is decomposed by the myeloperoxidase (MPO). Accordingly, most of the carbon bodies remaining after the reaction are graphene, and graphene of high purity and high yield can be obtained through the selective decomposition reactivity of microorganisms and enzymes.
위와 같이, 본 제3공정을 통해 얻어진 탄소체는 미생물 및/또는 효소의 선택적인 분해 반응성을 통해 얻어진 것으로서, 이는 고순도의 그래핀, 탄소나노튜브(CNT) 또는 이들의 유도체이다. 본 제3공정을 통해 얻어진 탄소체는, 하나의 예시에서 그래핀 또는 탄소나노튜브(CNT)이다. As described above, the carbon body obtained through the third process is obtained through the selective decomposition reactivity of microorganisms and/or enzymes, which is high-purity graphene, carbon nanotubes (CNT), or derivatives thereof. The carbon body obtained through the third process is graphene or carbon nanotubes (CNT) in one example.
또한, 본 제3공정에서는 상기 분해 반응에 의해 탄화수소 화합물이 생성된다. 이때, 상기 탄화수소 화합물의 대부분은 상기 탄소체의 분해에 의해 생성된 방향족 탄화수소를 포함한다. 구체적으로, 본 제3공정에서는 상기 분해제(미생물 및/또는 효소)에 의해 그래핀, 탄소나노튜브(CNT) 및 이들의 유도체가 분해되어 생성된 것으로서, 예를 들어 2-메톡시 나프탈렌(2-methoxy naphthalene), 2-나프톨(2-naphthol), 신남알데히드(cinnamaldehyde) 및/또는 아이소프탈산(isophthalic acid) 등의 분해 생성물이 생성된다. 부가적으로, 분해 생성물은 CO2 등을 포함할 수 있다. Further, in the third step, a hydrocarbon compound is produced by the decomposition reaction. At this time, most of the hydrocarbon compounds include aromatic hydrocarbons produced by decomposition of the carbon body. Specifically, in the third process, graphene, carbon nanotubes (CNTs) and derivatives thereof are decomposed by the decomposing agent (microorganisms and/or enzymes) to produce, for example, 2-methoxy naphthalene (2 Decomposition products such as -methoxy naphthalene), 2-naphthol, cinnamaldehyde and/or isophthalic acid are produced. Additionally, the decomposition products may include CO 2 and the like.
(4) 분리(제4공정) (4) Separation (4th step)
본 제4공정은 선택적인 공정으로서, 본 제4공정을 통해 목적하는 최종 수득물(탄소 함유 물질)을 고순도로 분리하여 회수할 수 있다. 이러한 본 제4공정(분리 공정)은 상기 제2공정을 진행한 후에 진행되거나, 상기 제3공정을 진행한 후에 진행될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2공정을 진행한 후, 본 제4공정을 통해 탄소체를 회수할 수 있다. 또한, 상기 제3공정을 진행한 후, 본 제4공정을 통해 고순도를 가지는 특정의 탄소체(그래핀 또는 CNT) 및 방향족 탄화수소를 회수할 수 있다. This fourth step is an optional step, and through the fourth step, the desired final product (carbon-containing material) can be separated and recovered with high purity. This fourth process (separation process) may be performed after the second process is performed, or after the third process is performed. For example, after the second step is performed, the carbon body may be recovered through the fourth step. In addition, after the third step is performed, a specific carbon body (graphene or CNT) and aromatic hydrocarbon having high purity may be recovered through the fourth step.
상기 본 제4공정은 최종 수득물(탄소 함유 물질)에 따라 다양한 방법으로 진행될 수 있다. 본 제4공정은 목적하는 최종 수득물로서의 탄소체(그래핀 등) 및/또는 탄화수소 화합물(방향족 탄화수소 등)을 고순도로 분리 및 정제하여 회수할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 본 제4공정은 물리적 및/또는 화학적 방법으로서, 예를 들어 막 분리법, 흡착법, 흡수법, 비점 차이를 이용한 분리법, 냉각 분리법 및/또는 산이나 알칼리 처리를 통한 분리법 등을 포함할 수 있으나, 이들에 의해 한정되는 것은 아니다. The fourth process can be carried out in various ways depending on the final product (carbon-containing material). This fourth step is not particularly limited as long as it can be recovered by separating and purifying carbon bodies (graphene, etc.) and/or hydrocarbon compounds (aromatic hydrocarbons, etc.) as the desired final product in high purity. This fourth process is a physical and/or chemical method, and may include, for example, a membrane separation method, an adsorption method, an absorption method, a separation method using a difference in boiling point, a cooling separation method, and/or a separation method through acid or alkali treatment. Is not limited by.
[3] 복합체 [3] complex
본 발명에 따른 복합체는 상기 탄소 함유 물질을 적어도 포함한다. 본 발명에 따른 복합체는, 구체적으로 제1재료와 제2재료를 포함하되, 상기 제1재료는 본 발명에 따라 커피찌꺼기로부터 얻어진 것으로서, 상기 탄소체(그래핀 및 CNT 등) 및/또는 탄화수소 화합물(방향족 탄화수소 등)로부터 선택된 탄소 함유 물질을 포함한다. 상기 제2재료는 특별히 제한되지 않으나, 이는 플라스틱 및/또는 세라믹 등으로부터 선택될 수 있다. 하나의 실시형태에 따라서, 본 발명에 따른 복합체는 탄소 함유 물질(제1재료)과 플라스틱(제2재료)을 포함하는 혼합물로서, 이는 액상이나 고형일 수 있다. 이때, 고형은 분말형, 과립형 및/또는 펠렛형 등을 예로 들 수 있다. The composite according to the present invention comprises at least the above carbon-containing material. The composite according to the present invention specifically includes a first material and a second material, wherein the first material is obtained from coffee grounds according to the present invention, and the carbon body (graphene and CNT, etc.) and/or a hydrocarbon compound It includes a carbon-containing material selected from (aromatic hydrocarbons, etc.). The second material is not particularly limited, but it may be selected from plastic and/or ceramic. According to one embodiment, the composite according to the invention is a mixture comprising a carbon-containing material (first material) and a plastic (second material), which may be liquid or solid. In this case, the solid may be a powder type, a granular type and/or a pellet type.
상기 플라스틱은 가열 및/또는 가압이 가능한 재료로서, 이는 수지를 포함한다. 상기 수지는 천연 수지 및 합성 수지를 포함한다. 상기 플라스틱은 복합체의 사용 목적 및 용도에 따라 선택될 수 있으며, 예를 들어 바이오 플라스틱 및/또는 엔지니어링 플라스틱 등으로부터 선택될 수 있다. 상기 바이오 플라스틱은 생분해성으로서, 예를 들어 폴리락틱산(PLA ; poly lactic acid) 및/또는 폴리카프로락톤(PCL : poly caprolactone) 등으로부터 선택될 수 있다. The plastic is a material that can be heated and/or pressurized, and includes a resin. The resin includes natural resins and synthetic resins. The plastic may be selected according to the purpose and use of the composite, and may be selected from, for example, bioplastic and/or engineering plastic. The bioplastic is biodegradable and may be selected from polylactic acid (PLA) and/or polycaprolactone (PCL), for example.
[4] 용도 [4] Use
본 발명에 따른 상기 탄소 함유 물질 및 복합체는 여러 산업분야 및 용도로 사용될 수 있으며, 그 적용 분야 및 용도는 특별히 제한되지 않는다. 본 발명에 따른 상기 탄소 함유 물질 및 복합체는 에너지 분야, 전자 분야, 정밀 기계 분야, 고열 기계 분야, 의학 분야, 식품 분야, 화장품 분야 및 폐수처리 분야 등에 폭넓게 사용될 수 있다. The carbon-containing material and composite according to the present invention can be used in various industrial fields and uses, and their application fields and uses are not particularly limited. The carbon-containing material and composite according to the present invention can be widely used in the energy field, the electronic field, the precision machine field, the high temperature machine field, the medicine field, the food field, the cosmetics field, and the wastewater treatment field.
상기 탄소체(그래핀, CNT 등) 및 이를 포함하는 복합체는, 예를 들어 에너지 저장장치의 전극 소재, 3D 프린터 소재, 전자기기 소재, 반도체 소재, 센서 소재, 필터 소재, 수술용 의료도구 소재 및 식품 저장을 위한 용기 소재 등으로 사용될 수 있다. 또한, 상기 탄화수소 화합물(방향족 탄화수소 등) 및 이를 포함하는 복합체는, 예를 들어 의약품, 약품, 화장품, 탄성재료, 차폐재료, 항균재료 및 센서재료 등으로 사용될 수 있다. The carbon body (graphene, CNT, etc.) and the composite containing the same, for example, electrode material for energy storage device, 3D printer material, electronic device material, semiconductor material, sensor material, filter material, surgical medical tool material and It can be used as a container material for food storage. In addition, the hydrocarbon compound (aromatic hydrocarbon, etc.) and a composite containing the same may be used as, for example, pharmaceuticals, pharmaceuticals, cosmetics, elastic materials, shielding materials, antibacterial materials and sensor materials.
Claims (16)
상기 제1공정에서 준비된 커피찌꺼기로부터 탄소체를 생성시키는 제2공정; 및
상기 제2공정에서 생성된 탄소체를 분해제와 반응시키는 제3공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 커피찌꺼기로부터 탄소 함유 물질을 제조하는 방법.
A first step of preparing coffee grounds;
A second step of generating a carbon body from the coffee grounds prepared in the first step; And
And a third step of reacting the carbon body produced in the second step with a decomposing agent.
상기 제2공정은,
상기 커피찌꺼기를 이산화규소(SiO2)와 혼합한 다음 불활성 분위기에서 열처리하는 제1단계; 및
상기 제1단계에서 열처된 커피찌꺼기를 불산(HF)으로 세정한 다음 불활성 분위기에서 열처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 커피찌꺼기로부터 탄소 함유 물질을 제조하는 방법.
The method of claim 1,
The second step,
A first step of mixing the coffee grounds with silicon dioxide (SiO 2 ) and then heat-treating in an inert atmosphere; And
And cleaning the coffee grounds heat treated in the first step with hydrofluoric acid (HF) and then performing heat treatment in an inert atmosphere.
상기 제2공정은,
(a) 상기 커피찌꺼기를 용매 추출한 추출물을 얻는 단계;
(b) 상기 단계 (a)에서 얻어진 추출물을 열처리하는 단계;
(c) 상기 단계 (b)에서 열처된 추출물을 이산화규소(SiO2)와 혼합한 다음 불활성 분위기에서 열처리하는 단계; 및
(d) 상기 단계 (c)에서 열처된 추출물을 불산(HF)으로 세정한 다음 불활성 분위기에서 열처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 커피찌꺼기로부터 탄소 함유 물질을 제조하는 방법.
The method of claim 1,
The second step,
(a) obtaining an extract obtained by solvent-extracting the coffee grounds;
(b) heat-treating the extract obtained in step (a);
(c) mixing the extract heat treated in step (b) with silicon dioxide (SiO 2 ) and then heat-treating in an inert atmosphere; And
(d) washing the extract heat treated in step (c) with hydrofluoric acid (HF) and then heat-treating in an inert atmosphere. A method for producing a carbon-containing material from coffee grounds.
상기 제2공정에서 얻어진 탄소체는 그래핀, 그래핀 동소체, 그래핀 유도체, 탄소나노튜브 및 탄소나노튜브 유도체 중에서 선택된 2종 이상 복수의 탄소체를 포함하고,
상기 제3공정은 상기 복수의 탄소체 중에서 1종 이상의 탄소체가 선택적으로 분해되도록 반응시키는 것을 특징으로 하는 커피찌꺼기로부터 탄소 함유 물질을 제조하는 방법.
The method of claim 1,
The carbon body obtained in the second process includes a plurality of carbon bodies selected from graphene, graphene allotrope, graphene derivative, carbon nanotube and carbon nanotube derivative,
The third step is a method of producing a carbon-containing material from coffee grounds, characterized in that the reaction is performed so that at least one carbon body is selectively decomposed from among the plurality of carbon bodies.
상기 분해제는 탄소체의 종류에 따라 선택적 분해 반응성을 가지는 것을 특징으로 하는 커피찌꺼기로부터 탄소 함유 물질을 제조하는 방법.
The method of claim 1,
The method of producing a carbon-containing material from coffee grounds, characterized in that the decomposition agent has a selective decomposition reactivity according to the type of carbon body.
상기 분해제는 효소 및 미생물로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 커피찌꺼기로부터 탄소 함유 물질을 제조하는 방법.
The method of claim 1,
The method of producing a carbon-containing material from coffee grounds, characterized in that the decomposition agent is at least one selected from enzymes and microorganisms.
상기 분해제는 페록시다아제 효소를 포함하는 것을 특징으로 하는 커피찌꺼기로부터 탄소 함유 물질을 제조하는 방법.
The method of claim 1,
The method for producing a carbon-containing material from coffee grounds, characterized in that the disintegrant includes a peroxidase enzyme.
상기 제3공정은 탄소체를 페록시다아제 효소와 반응시키되, 과산화수소(H2O2)와 반응 촉매제의 존재 하에서 반응시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소 함유 물질을 제조하는 방법.
The method of claim 7,
The third step is a method for producing a carbon-containing material, characterized in that it comprises the step of reacting a carbon body with a peroxidase enzyme, and reacting with hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) in the presence of a reaction catalyst.
상기 반응 촉매제는 할로겐기, 시안화기 및 티오시안화기로부터 선택된 하나 이상을 가지는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소 함유 물질을 제조하는 방법.
The method of claim 8,
The reaction catalyst is a method for producing a carbon-containing material, characterized in that it comprises a compound having at least one selected from a halogen group, a cyanide group and a thiocyanide group.
상기 제2공정에서는 커피찌꺼지에 함유된 성분으로서, 하기 화학식 A 및 화학식 B로 표시되는 화합물 중에서 선택된 하나 이상의 탄소 전구체를 탄소체로 합성하는 것을 특징으로 하는 커피찌꺼기로부터 탄소 함유 물질을 제조하는 방법.
[화학식 A]
[화학식 B]
(상기 화학식 A에서 Ra 및 Rb는 서로 같거나 다르며, 상기 Ra 및 Rb는 각각 H, OH, 지방족 탄화수소, 방향족 탄화수소 또는 OCOR1(여기서, R1은 지방족 탄화수소 또는 방향족 탄화수소)이고; 상기 화학식 B에서 R1, R2 및 R3는 서로 같거나 다르며, 상기 R1, R2 및 R3는 각각 H, OH, 지방족 탄화수소, 방향족 탄화수소, CHO 또는 COOH이다.)
The method of claim 1,
In the second step, as a component contained in the coffee grounds, at least one carbon precursor selected from the compounds represented by the following formulas A and B is synthesized as a carbon body, a method for producing a carbon-containing material from coffee grounds.
[Formula A]
[Formula B]
(In Formula A, Ra and Rb are the same as or different from each other, and Ra and Rb are each H, OH, aliphatic hydrocarbon, aromatic hydrocarbon, or OCOR 1 (where R 1 is an aliphatic hydrocarbon or aromatic hydrocarbon); in Formula B R 1 , R 2 and R 3 are the same as or different from each other, and R 1 , R 2 and R 3 are each H, OH, aliphatic hydrocarbon, aromatic hydrocarbon, CHO or COOH.)
상기 탄소 함유 물질은 그래핀, 그래핀 동소체, 그래핀 유도체, 탄소나노튜브, 탄소나노튜브 유도체 및 방향족 탄화수소 중에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 커피찌꺼기로부터 얻어진 탄소 함유 물질.
It is a carbon-containing material produced by the method according to claim 1,
The carbon-containing material is a carbon-containing material obtained from coffee grounds, characterized in that it contains at least one selected from graphene, graphene allotropes, graphene derivatives, carbon nanotubes, carbon nanotube derivatives, and aromatic hydrocarbons.
상기 방향족 탄화수소는 그래핀, 그래핀 동소체, 그래핀 유도체, 탄소나노튜브 및 탄소나노튜브 유도체로부터 선택된 하나 이상이 분해되어 생성된 것을 특징으로 하는 커피찌꺼기로부터 얻어진 탄소 함유 물질.
The method of claim 11,
The aromatic hydrocarbon is a carbon-containing material obtained from coffee grounds, characterized in that one or more selected from graphene, graphene allotropes, graphene derivatives, carbon nanotubes and carbon nanotube derivatives are decomposed.
상기 방향족 탄화수소는 2-메톡시 나프탈렌(2-methoxy naphthalene), 2-나프톨(2-naphthol), 신남알데히드(cinnamaldehyde) 및 아이소프탈산(isophthalic acid)으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 커피찌꺼기로부터 얻어진 탄소 함유 물질.
The method of claim 11,
The aromatic hydrocarbon is coffee grounds, characterized in that it contains at least one selected from 2-methoxy naphthalene, 2-naphthol, cinnamaldehyde, and isophthalic acid Carbon-containing material obtained from.
[화학식 A]
[화학식 B]
(상기 화학식 A에서 Ra 및 Rb는 서로 같거나 다르며, 상기 Ra 및 Rb는 각각 H, OH, 지방족 탄화수소, 방향족 탄화수소 또는 OCOR1(여기서, R1은 지방족 탄화수소 또는 방향족 탄화수소)이고; 상기 화학식 B에서 R1, R2 및 R3는 서로 같거나 다르며, 상기 R1, R2 및 R3는 각각 H, OH, 지방족 탄화수소, 방향족 탄화수소, CHO 또는 COOH이다.)
A carbon-containing material, characterized in that obtained by synthesizing at least one carbon precursor selected from compounds represented by the following formulas A and B among the components contained in the coffee grounds.
[Formula A]
[Formula B]
(In Formula A, Ra and Rb are the same as or different from each other, and Ra and Rb are each H, OH, aliphatic hydrocarbon, aromatic hydrocarbon, or OCOR 1 (where R 1 is an aliphatic hydrocarbon or aromatic hydrocarbon); in Formula B R 1 , R 2 and R 3 are the same as or different from each other, and R 1 , R 2 and R 3 are each H, OH, aliphatic hydrocarbon, aromatic hydrocarbon, CHO or COOH.)
상기 탄소 함유 물질은 그래핀, 그래핀 동소체, 그래핀 유도체, 탄소나노튜브 및 탄소나노튜브 유도체 중에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 커피찌꺼기로부터 얻어진 탄소 함유 물질.
The method of claim 13,
The carbon-containing material is a carbon-containing material obtained from coffee grounds, characterized in that it comprises at least one selected from graphene, graphene allotropes, graphene derivatives, carbon nanotubes and carbon nanotube derivatives.
A composite comprising the carbon-containing material according to any one of claims 11 to 15.
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