KR20210079950A - 그래핀 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 그래핀 및 이의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 그래핀 제조방법은, 흑연과 산을 반응시켜 흑연층간화합물을 제조하는 단계; 흑연층간화합물과 유기용제를 반응시켜 흑연층간화합물 표면의 보호층을 형성시키는 단계; 및 보호층이 형성된 흑연층간화합물을 팽창 및 박리하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 그래핀 제조방법은, 흑연과 산을 반응시켜 흑연층간화합물을 제조하는 단계; 흑연층간화합물과 유기용제를 반응시켜 흑연층간화합물 표면의 보호층을 형성시키는 단계; 및 보호층이 형성된 흑연층간화합물을 팽창 및 박리하는 단계;를 포함한다.
Description
본 발명은 그래핀 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 흑연층간화합물을 이용한 그래핀 제조방법 및 이에 의해 제조된 그래핀에 관한 것이다.
그래핀은 이론적으로 단층의 흑연 막으로써 도전성, 열전도성, 기계적 물성, 독특한 형태 등의 특성을 이용하여 산업상 다양한 응용이 가능한 물질이다. 단층의 대면적 그래핀 제조 시에는 주로 전이금속을 촉매로 하고 탄화수소 기체를 탄소원으로 하는 화학적 진공증착법을 이용하며 제조하게 되는데 생산성이 매우 낮아 고가이며 분말형태의 응용공정에의 적용이 불가능하다. 분말과 같은 플레이크 형태로 수 층 내지 수십 층의 다층 그래핀을 제조할 때는 물리적 또는 화학적 박리 방법을 사용한다. 물리적 박리방법은 그래핀 크기가 1μm 또는 수μm 이하로 상대적으로 작게 제조되어 응용에 한계를 가지고 있으며 입자크기를 크게 제조하기 위해서는 화학적 박리방법을 사용하게 된다. 이중 상대적으로 그래핀 판 내의 구조결함이 작으며 입자크기가 크고 전기전도도가 높은 그래핀을 제조하기 위해서는 흑연층간화합물(GIC, Graphite Intercalation Compound)을 경유하여 제조하는 방법이 적용된다.
GIC를 경유하여 그래핀을 제조하는 방법은 흑연을 층간삽입 반응이 가능한 화합물(Intercalant)과 반응시켜 GIC를 제조함에 의해 흑연층간의 간격을 넓게 유도하여 층간의 결합력을 약화시켜 물리적인 에너지를 가하여 그래핀 형태로 층간을 분리하거나 추가로 열처리하여 팽창흑연으로 제조하여 층간을 분리시킨 후 물리적 분쇄에 의하여 그래핀으로 제조하는 방법이다.
본 발명은 그래핀 및 이의 제조방법을 제공한다. 보다 구체적으로, 흑연층간화합물을 이용한 그래핀 제조방법 및 이에 의해 제조된 그래핀을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 그래핀은, 두께가 10 nm 이하이고, 표면에 위치하는 비결정성 탄소를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 그래핀은 라만 분광분석 결과의 Id/Ig 값이 0.40 이상 1.00 미만일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 그래핀은 비표면적이 80 내지 800m2/g 일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 그래핀 제조방법은, 흑연과 산을 반응시켜 흑연층간화합물을 제조하는 단계; 흑연층간화합물과 유기용제를 반응시켜 흑연층간화합물 표면의 보호층을 형성시키는 단계; 및 보호층이 형성된 흑연층간화합물을 팽창 및 박리하는 단계;를 포함한다.
흑연과 산을 반응시켜 흑연층간화합물을 제조하는 단계에서, 흑연은 천연흑연, 인조흑연, 키시흑연, 또는 이들의 조합일 수 있다.
흑연과 산을 반응시켜 흑연층간화합물을 제조하는 단계에서, 흑연은 입자의 형태이고, 흑연 입자의 평균 입경은 10 내지 1000 μm 일 수 있다.
흑연과 산을 반응시켜 흑연층간화합물을 제조하는 단계에서, 산은 황산(H2SO4), 질산(HNO3), 브롬산(HBrO3), 염산(HCl), 염소산(HClO3), 과염소산(HClO4), 요오드산(HIO3), 과요오드산(HIO4), 인산(H3PO4), 플루오르안티몬산(HSbF6), 플루오로술폰산(FSO3H) 또는 이들의 조합일 수 있다.
흑연층간화합물과 유기용제를 반응시켜 흑연층간화합물 표면의 보호층을 형성시키는 단계는, 흑연층간화합물의 표면 또는 가장자리(Edge)에 위치하는 산과 유기용제를 반응시켜 흑연층간화합물 표면에 보호층을 형성시키는 단계일 수 있다.
흑연층간화합물과 유기용제를 반응시켜 흑연층간화합물 표면의 보호층을 형성시키는 단계에서, 유기용제는 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 아세톤, 테트라하이드로푸란, 에틸알콜, 메틸알콜, 이소프로필알콜, 부탄올, 부탄온, 사이클로헥산, 디메틸에테르, 프로판올, 에테르, 클로로포름, 기타 케톤 화합물 또는 이들의 조합일 수 있다.
흑연층간화합물과 유기용제를 반응시켜 흑연층간화합물 표면의 보호층을 형성시키는 단계에서, 흑연 대비 상기 유기용제의 중량비는 1 내지 150일 수 있다.
흑연층간화합물과 유기용제를 반응시켜 흑연층간화합물 표면의 보호층을 형성시키는 단계에서, 보호층은 유기질일 수 있다.
보호층이 형성된 흑연층간화합물을 팽창 및 박리하는 단계는, 보호층이 형성된 흑연층간화합물을 팽창하여 팽창흑연을 제조하는 단계; 및 팽창흑연을 박리하여 그래핀을 제조하는 단계;를 포함하는 것일 수 있다.
보호층이 형성된 흑연층간화합물을 팽창하여 팽창흑연을 제조하는 단계는, 보호층이 형성된 흑연층간화합물에 마이크로웨이브를 조사하거나, 고온 열처리에 의해 흑연층간화합물을 팽창시키는 것일 수 있다.
팽창흑연을 박리하여 그래핀을 제조하는 단계는, 팽창흑연을 용매에 투입하여 희석하는 단계; 및 희석된 팽창흑연을 분산장치를 이용하여 분산 및 박리하는 단계;를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 그래핀 제조방법은, 흑연층간화합물의 표면에 보호층을 형성시킴에 의해, 팽창도가 높은 팽창흑연을 제조할 수 있으며, 이에 의해 더욱 얇은 그래핀을 제조할 수 있다.
또한, 흑연과 결합된 비결정질 탄소가 표면에 미량 잔류함에 의하여 그래핀의 응용에 있어서 특성을 해치지 않으면서 분산특성을 향상시키거나 추가적인 기능을 부여할 수 있는 효과가 있다.
본 명세서에서, 제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.
본 명세서에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서, 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
본 명세서에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.
본 명세서에서, 어느 부분이 다른 부분의 "위에" 또는 "상에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 또는 상에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 개재되지 않는다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 특별히 언급하지 않는 한 %는 중량%를 의미하며, 1ppm 은 0.0001중량%이다.
본 발명의 일 실시예에서 추가 원소를 더 포함하는 것의 의미는 추가 원소의 추가량 만큼 잔부인 철(Fe)을 대체하여 포함하는 것을 의미한다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 의한 그래핀 제조방법은, 흑연과 산을 반응시켜 흑연층간화합물을 제조하는 단계; 흑연층간화합물과 유기용제를 반응시켜 흑연층간화합물 표면의 보호층을 형성시키는 단계; 및 보호층이 형성된 흑연층간화합물을 팽창 및 박리하는 단계;를 포함한다.
하기에서는 각 단계별로 설명한다.
먼저, 흑연과 산을 반응시켜 흑연층간화합물(GIC, Graphite Intercalation Compound)을 제조한다.
이때, 흑연은 천연흑연, 인조흑연, 키시흑연, 또는 이들의 조합일 수 있다.
또한, 흑연은 입자의 형태이고, 흑연 입자의 평균 입경은 10 내지 1000 μm 일 수 있다. 보다 구체적으로 15 내지 500 μm일 수 있다. 또한, 인상흑연일 수 있고, 구상흑연일 수 있다.
이때, 산은 흑연층간화합물을 제조하는 데에 있어, 인터커런트(Intercalant)로 이용하는 것일 수 있다.
이때, 산은 황산(H2SO4), 질산(HNO3), 브롬산(HBrO3), 염산(HCl), 염소산(HClO3), 과염소산(HClO4), 요오드산(HIO3), 과요오드산(HIO4), 인산(H3PO4), 플루오르안티몬산(HSbF6), 플루오로술폰산(FSO3H) 또는 이들의 조합일 수 있다.
다음으로, 흑연층간화합물과 유기용제를 반응시켜 흑연층간화합물 표면의 보호층을 형성시킨다.
이 단계는 보다 구체적으로, 흑연층간화합물의 표면 또는 가장자리(Edge)에 위치하는 산과 유기용제를 반응시켜 흑연층간화합물 표면에 보호층을 형성시키는 단계일 수 있다.
이전 단계에서 산을 인터커런트(Intercalant)로 이용하여 흑연층간화합물을 제조한 후, 흑연층간화합물의 표면 또는 가장자리에 위치하는 산과 유기용제의 반응에 의해 안정한 보호층을 형성시킬 수 있다. 이때, 보호층은 유기질일 수 있다. 즉, 유기화합물일 수 있다. 이 보호층은 흑연층간화합물의 표면에 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 보호막을 형성시키는 이유는 하기와 같다.
다시 언급하자면, 그래핀의 제조과정은, 산에 의해 흑연층간화합물을 제조하고, 이러한 흑연층간화합물을 가열하여 팽창시켜 팽창흑연을 제조하고, 팽창흑연을 박리하는 단계로 구성될 수 있다. 이때, 흑연층간화합물을 가열하여 팽창시키는 단계 이전까지 인터커런트(Intercalant)가 흑연층간화합물 내부에서 잘 유지될 필요가 있다. 종래의 공정에 의하여 제조된 GIC는 열에 의한 팽창 단계까지 인터커런트(Intercalant)가 흑연 층간에 안정하게 유지되지 못하여 스테이지(stage) 수가 증가하게 되며 이에 따라 팽창이 충분히 일어나지 않고 이를 분쇄 박리한 그래핀의 품질이 불량해지는 문제가 있었다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 이를 개선하고자, 유기용제를 도입하여 흑연층간화합물 표면에 보호층을 형성시키는 것을 구성하였다.
이때, 유기용제는 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 아세톤, 테트라하이드로푸란, 에틸알콜, 메틸알콜, 이소프로필알콜, 부탄올, 부탄온, 사이클로헥산, 디메틸에테르, 프로판올, 에테르, 클로로포름, 기타 케톤 화합물 또는 이들의 조합일 수 있다.
또한, 흑연층간화합물과 유기용제를 반응시켜 흑연층간화합물 표면의 보호층을 형성시키는 단계에서, 흑연 대비 상기 유기용제의 중량비는 1 내지 150일 수 있다. 즉, 흑연층간화합물의 원료인 흑연 1g 당 유기용제의 양은 1 내지 150g일 수 있다. 유기용제의 양이 너무 적으면, 반응에 의해 형성되는 물질의 양이 너무 작아서 흑연층간화합물에 보호층을 형성시키기 어려우며, 반대로 유기용제의 양이 너무 많으면, 흑연층간에서 산의 과도한 유출에 의해 흑연창간화합물의 스테이지(stage) 값이 과도하게 높아져서 이후 단계에서의 열처리에 의한 팽창 시에 충분한 팽창이 일어나지 않을 수 있다.
이 단계는, 고체와 액체를 반응시킬 수 있는 장치를 모두 반응에 이용할 수 있다. 반응시간은 제한되지 않으나, 단시간에도 보호층의 역할을 하는 유기화합물의 합성이 이루어지므로 가급적 장시간 반응시키지 않는 것이 바람직할 수 있다. 장시간 반응시키는 경우 흑연층간에서 산이 과도하게 유출되어 유기화합물이 반응에 의해 합성되므로 충분한 보호층이 만들어지지만, 산의 절대량이 부족하게 되므로 이후 단계에서의 열처리에 의해서 팽창이 충분히 일어나지 않을 수 있다.
다음으로, 보호층이 형성된 흑연층간화합물을 팽창 및 박리한다.
이 단계는, 보다 구체적으로, 보호층이 형성된 흑연층간화합물을 팽창하여 팽창흑연을 제조하는 단계; 및 팽창흑연을 박리하여 그래핀을 제조하는 단계;를 포함하는 것일 수 있다.
보호층이 형성된 흑연층간화합물을 팽창하여 팽창흑연을 제조하는 단계는, 보호층이 형성된 흑연층간화합물을 열처리하는 단계일 수 있으며, 보다 구체적으로 보호층이 형성된 흑연층간화합물에 마이크로웨이브를 조사하거나, 고온 열처리에 의해 흑연층간화합물을 팽창시키는 것일 수 있다. 열처리함에 의하여 팽창도가 높은 팽창흑연을 제조하고자 하는 것이다.
보호층이 형성된 흑연층간화합물을 팽창하여 팽창흑연을 제조하는 단계는, 흑연층간화합물의 열처리에 의하여 흑연층간에 삽입된 산이 팽창되어 기화함에 의해 흑연층간화합물을 팽창시켜 팽창흑연을 제조하는 것일 수 있다.
표면에 유기물 보호층이 형성된 흑연층간화합물을 열처리하여 팽창시켜 팽창흑연을 제조하는 과정에서, 표면의 유기물 보호층도 열처리되어, 흑연과 결합된 비결정질 탄소의 형태가 최종물인 그래핀의 표면에 미량 잔류할 수 있다. 이러한 비결정질 탄소는 상대적으로 미량이므로, 그래핀의 응용에 있어서 특성을 해지지 않으면서, 분산특성을 향상시키거나 추가적인 기능을 부여할 수 있다. 따라서, 최종적으로 그래핀을 응용하는데 바람직한 효과를 가질 수 있다.
또한, 이와 같이 제조된 팽창흑연을 불활성 분위기에서 500 내지 2000℃에서 추가적인 열처리를 하여 잔류하는 산을 더욱 제거하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 특히 마이크로웨이브를 이용하여 팽창흑연을 제조하는 경우 팽창흑연에 산이 잔류할 수 있으므로 본 단계를 포함하는 편이 바람직하다. 팽창흑연의 열처리온도가 500℃ 미만인 경우 열처리에 의하여 잔류한 산이 효과적으로 제거되지 않으므로 바람직하지 않으며 2000℃ 이상의 고온으로 처리하는 경우 잔류한 산을 더욱 제거할 수 있으나 분위기를 질소 대신 아르곤 분위기에서의 열처리가 필요하며 제거효과에 비하여 에너지와 기체의 소모가 과도하므로 바람직하지 않다.
팽창흑연을 박리하여 그래핀을 제조하는 단계는, 팽창흑연을 용매에 투입하여 희석하는 단계; 및 희석된 팽창흑연을 분산장치를 이용하여 분산 및 박리하는 단계;를 포함하는 것일 수 있다.
이 단계에서 용매는 물 또는 유기용매일 수 있다.
분산장치로는 초음파를 조사하여 작용되는 장치 및 고속으로 날을 회전시켜 분쇄하는 분쇄하는 고속 호모게나이저 또는 미세한 홈(hole) 및 틈(slit) 형태로 용매로 희석된 팽창흑연을 고압으로 흘려 분쇄하는 고압 호모게나이저 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 그래핀은, 두께가 10 nm 이하이고, 표면에 위치하는 비결정성 탄소를 포함한다.
이때, 표면에 위치하는 비결정성 탄소는, 표면에 유기물 보호층이 형성된 흑연층간화합물을 열처리하여 팽창시켜 팽창흑연을 제조하는 과정에서, 표면의 유기물 보호층도 열처리되어, 흑연과 결합된 비결정질 탄소의 형태가 최종물인 그래핀의 표면에 미량 잔류하는 것일 수 있다. 이러한 비결정질 탄소는 상대적으로 미량이므로, 그래핀의 응용에 있어서 특성을 해지지 않으면서, 분산특성을 향상시키거나 추가적인 기능을 부여할 수 있다. 따라서, 최종적으로 그래핀을 응용하는데 바람직한 효과를 가질 수 있다.
표면에 위치하는 비결정성 탄소는 최종물인 그래핀과 합성된 형태일 수 있고, 반대로 합성되지 않은 형태일 수 있다.
그래핀의 긴 쪽 길이에 대한 두께의 비율이 100:1 이상일 수 있다.
그래핀은 라만 분광분석 결과의 Id/Ig 값이 0.40 이상 1.00 미만일 수 있다. 보다 구체적으로 0.45 내지 0.80일 수 있다.
그래핀은 비표면적이 80 내지 800m2/g 일 수 있다. 보다 구체적으로 100 내지 500 m2/g 일 수 있다. 더욱 구체적으로 100 내지 300 m2/g 일 수 있다.
그래핀의 평균 입경은 1 내지 50μm일 수 있다.
이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 좀더 상세하게 설명한다. 그러나 이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.
실시예
1. 발명예
(1) 실시예 1
평균 입경이 300μm인 인상흑연 1g을 농도 99.9 %의 황산 100mL에 침지하여 3시간을 유지하여 황산이 흑연과 결합된 흑연층간화합물을 제조하였다. 제조된 흑연층간화합물과 부탄온 100ml를 반응시키고 필터로 여과하여 액상물질을 제거함에 의하여 표면에 부탄온과 황산의 반응에 의한 유기질 코팅층을 형성한 흑연층간화합물을 제조하였다. 상기 흑연층간화합물 5g씩을 700W의 마이크로웨이브 가열장치에서 3분간 가열하여 팽창흑연을 제조하였다. 제조된 팽창흑연은 질소분위기에서 800℃로 1시간 열처리하여 잔류 황산을 제거하였다. 황산을 제거한 팽창흑연 1g을 1L의 물과 혼합하여 분산시켜서 750W의 초음파를 1시간동안 조사하여 분쇄박리함에 의하여 그래핀을 제조하였다. 분쇄박리된 그래핀은 100℃의 진공오븐에서 건조하여 분말 형태인 그래핀을 수득하였다.
제조된 그래핀의 등온질소흡착에 의한 BET 식에 의해 계산된 비표면적은 251m2/g을 나타내었으며 이 값을 기준으로 한 이론적 평균두께는 {(2630m2/g)/(251m2/g) - 1} x 0.3354nm 의 식으로 계산할 수 있으며 계산값은 약 3.2nm 정도이다. 이 계산식은 단층그래핀의 표면적을 기준으로 두께를 산출하는 방법이므로 실제 다층 그래핀에서는 흑연층 가장자리 면의 질소흡착에 의해 비표면적이 다소 높은 결과로 측정될 가능성이 있으므로 실제로는 계산값보다 두께가 다소 높을 가능성이 있다. 또한 본 발명의 방법에 의해서 그래핀을 제조하는 경우 중간 제조과정인 흑연층간화합물 표면에 형성된 유기질 코팅층이 이후의 가열공정에서 탄화되는 효과가 있으므로 제조된 그래핀의 표면에 미량의 비결정성 탄소질 부분이 포함되게 되며 이 비결정성 탄소질 부분은 흑연에서 기인한 결정성의 다층그래핀과는 달리 비표면적이 약간 더 높게 나타날 가능성이 있다. 따라서 상기의 효과들을 감안하면 실제의 평균두께는 상기 계산에 의하여 산출된 값보다는 다소 두꺼운 것으로 간주하여야 할 것이다.
제조된 그래핀의 라만분광분석 결과 평균적인 Id/Ig 값은 0.70 정도로 나타나서 그래핀의 표면에 일부 비결정성의 탄소가 일부 존재하는 것을 확인할 수 있다.
(2) 실시예 2
상기 실시예 1과 동일한 인상흑연 1g을 동일한 조건으로 반응시켜 흑연층간화합물을 제조하였다. 제조된 흑연층간화합물과 부탄온 100ml를 반응시키고 필터로 여과하여 액상물질을 제거함에 의하여 표면에 유기질 코팅층을 형성한 흑연층간화합물을 제조하였다. 상기 흑연층간화합물 5g씩을 700W의 마이크로웨이브 가열장치에서 2분간 가열하여 팽창흑연을 제조하였다. 제조된 팽창흑연은 실시예 1과 동일한 조건으로 열처리하고 초음파를 조사한 후 건조하여 그래핀을 수득하였다.
제조된 그래핀의 실시예 1에서의 방법으로 측정된 비표면적은 198m2/g을 나타내었으며 계산된 이론적 평균두께는 약 4.1nm 정도이며 마찬가지로 흡착법에 의한 한계와 비결정 탄소질 효과에 의해 실제 두께는 다소 두꺼울 것으로 간주될 수 있다. 라만분광분석 결과의 평균적 Id/Ig 값은 0.62 정도로 나타나서 그래핀의 표면에 일부 비결정성의 탄소가 일부 존재하는 것을 확인할 수 있다.
(3) 실시예 3
상기 실시예 1과 동일한 인상흑연 1g을 동일한 조건으로 반응시켜 흑연층간화합물을 제조하였다. 제조된 흑연층간화합물과 이소프로필알콜(IPA) 50ml와 부탄온 50ml를 반응시키고 필터로 여과하여 액상물질을 제거함에 의하여 표면에 유기질 코팅층을 형성한 흑연층간화합물을 제조하였다. 상기 흑연층간화합물 5g씩을 700W의 마이크로웨이브 가열장치에서 5분간 가열하여 팽창흑연을 제조하였다. 제조된 팽창흑연은 실시예 1과 동일한 조건으로 열처리하고 초음파를 조사한 후 건조하여 그래핀을 수득하였다.
제조된 그래핀의 실시예 1에서의 방법으로 측정된 비표면적은 122m2/g을 나타내었으며 계산된 이론적 평균두께는 약 6.9nm 정도이며 마찬가지로 흡착법에 의한 한계와 비결정 탄소질 효과에 의해 실제 두께는 다소 두꺼울 것으로 간주될 수 있다. 라만분광분석 결과의 평균적 Id/Ig 값은 0.58 정도로 나타나서 그래핀의 표면에 일부 비결정성의 탄소가 일부 존재하는 것을 확인할 수 있다.
(4) 실시예 4
평균 입경이 20μm인 구상화흑연 1g을 실시예 1과 동일한 조건으로 반응시켜 흑연층간화합물을 제조하였다. 제조된 흑연층간화합물과 부탄온 100ml를 반응시키고 필터로 여과하여 액상물질을 제거함에 의하여 표면에 유기질 코팅층을 형성한 흑연층간화합물을 제조하였다. 상기 흑연층간화합물 5g씩을 700W의 마이크로웨이브 가열장치에서 3분간 가열하여 팽창흑연을 제조하였다. 제조된 팽창흑연은 실시예 1과 동일한 조건으로 열처리하고 초음파를 조사한 후 건조하여 그래핀을 수득하였다.
제조된 그래핀의 실시예 1에서의 방법으로 측정된 비표면적은 240m2/g을 나타내었으며 계산된 이론적 평균두께는 약 3.3nm 정도이며 마찬가지로 흡착법에 의한 한계와 비결정 탄소질 효과에 의해 실제 두께는 다소 두꺼울 것으로 간주될 수 있다. 라만분광분석 결과의 평균적 Id/Ig 값은 0.72 정도로 나타나서 그래핀의 표면에 일부 비결정성의 탄소가 일부 존재하는 것을 확인할 수 있다.
(5) 실시예 5
평균 입경이 15μm인 구상화흑연 1g을 실시예 1과 동일한 조건으로 반응시켜 흑연층간화합물을 제조하였다. 제조된 흑연층간화합물과 이소프로필알콜(IPA) 50ml와 부탄온 50ml를 반응시키고 필터로 여과하여 액상물질을 제거함에 의하여 표면에 유기질 코팅층을 형성한 흑연층간화합물을 제조하였다. 상기 흑연층간화합물 5g씩을 700W의 마이크로웨이브 가열장치에서 5분간 가열하여 팽창흑연을 제조하였다. 제조된 팽창흑연은 실시예 1과 동일한 조건으로 열처리하고 초음파를 조사한 후 건조하여 그래핀을 수득하였다.
제조된 그래핀의 실시예 1에서의 방법으로 측정된 비표면적은 115m2/g을 나타내었으며 계산된 이론적 평균두께는 약 7.3nm 정도이며 마찬가지로 흡착법에 의한 한계와 비결정 탄소질 효과에 의해 실제 두께는 다소 두꺼울 것으로 간주될 수 있다. 라만분광분석 결과의 평균적 Id/Ig 값은 0.48 정도로 나타나서 그래핀의 표면에 일부 비결정성의 탄소가 일부 존재하는 것을 확인할 수 있다.
2. 비교예
(1) 비교예 1
상기 실시예 1의 인상흑연 1g을 실시예 1과 같은 농도, 반응량 및 반응시간으로 황산과 반응시켜 흑연층간화합물을 제조하였다. 제조된 흑연층간화합물에 물 200ml를 가하고 필터로 여과하여 액상물질을 제거함에 의하여 표면에 잔류한 황산을 제거한 흑연층간화합물을 제조하였다. 상기 흑연층간화합물을 실시예 1과 같은 장치에서 동일한 시간 가열하여 팽창흑연을 제조하고 추가 열처리하여 잔류 황산을 제거한 후 동일한 조건으로 초음파를 조사하고 건조하여 분말 형태의 그래핀을 수득하였다.
제조된 그래핀의 등온질소흡착에 의한 BET 식에 의해 계산된 비표면적은 50m2/g을 나타내었으며 이 값을 기준으로 한 이론적 평균두께는 약 17.3nm 정도이다. 상기 실시예에서 설명한 바와 같이 실제로는 계산값보다 두께가 다소 높을 가능성이 있다. 다만 비결정성 탄소질 부분은 존재하지 않으므로 이에 의한 오차는 발생하지 않는 것으로 생각될 수 있다.
제조된 그래핀의 라만분광분석 결과 평균적인 Id/Ig 값은 0.20 정도로 나타나서 그래핀의 표면에 비결정성의 탄소 또는 결함은 상대적으로 적은 것을 확인할 수 있다.
(2) 비교예 2
상기 실시예 1의 인상흑연 1g을 실시예 1과 같은 농도, 반응량 및 반응시간으로 황산과 반응시켜 흑연층간화합물을 제조하였다. 제조된 흑연층간화합물에 부탄온 200ml를 반응시키고 필터로 여과하여 액상물질을 제거함에 의하여 표면에 잔류한 황산을 제거한 흑연층간화합물을 제조하였다. 상기 흑연층간화합물을 실시예 1과 같은 장치에서 동일한 시간 가열하여 팽창흑연을 제조하고 추가 열처리하여 잔류 황산을 제거한 후 동일한 조건으로 초음파를 조사하고 건조하여 분말 형태의 그래핀을 수득하였다.
제조된 그래핀의 등온질소흡착에 의한 BET 식에 의해 계산된 비표면적은 77m2/g을 나타내었으며 이 값을 기준으로 한 이론적 평균두께는 약 11.1nm 정도이다. 상기 실시예에서 설명한 바와 같이 실제로는 계산값보다 두께가 다소 높을 가능성이 있다. 다만 비결정성 탄소질 부분은 적게 존재하므로 이에 의한 오차는 상대적으로 작을 것으로 생각될 수 있다.
제조된 그래핀의 라만분광분석 결과 평균적인 Id/Ig 값은 0.32 정도로 나타나서 그래핀의 표면에 비결정성의 탄소 또는 결함은 상대적으로 적은 것을 확인할 수 있다.
본 발명은 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
Claims (14)
- 두께가 10 nm 이하이고,
표면에 위치하는 비결정성 탄소를 포함하는 그래핀.
- 제1항에 있어서,
라만 분광분석 결과의 Id/Ig 값이 0.40 이상 1.00 미만인 그래핀.
- 제1항에 있어서,
비표면적이 80 내지 800m2/g 인 그래핀.
- 흑연과 산을 반응시켜 흑연층간화합물을 제조하는 단계;
상기 흑연층간화합물과 유기용제를 반응시켜 흑연층간화합물 표면의 보호층을 형성시키는 단계; 및
상기 보호층이 형성된 흑연층간화합물을 팽창 및 박리하는 단계;
를 포함하는 그래핀 제조방법.
- 제4항에 있어서,
상기 흑연과 산을 반응시켜 흑연층간화합물을 제조하는 단계에서,
상기 흑연은 천연흑연, 인조흑연, 키시흑연, 또는 이들의 조합인 것인 그래핀 제조방법.
- 제4항에 있어서,
상기 흑연과 산을 반응시켜 흑연층간화합물을 제조하는 단계에서,
상기 흑연은 입자의 형태이고,
상기 흑연 입자의 평균 입경은 10 내지 1000 μm 인 그래핀 제조방법.
- 제4항에 있어서,
상기 흑연과 산을 반응시켜 흑연층간화합물을 제조하는 단계에서,
상기 산은 황산(H2SO4), 질산(HNO3), 브롬산(HBrO3), 염산(HCl), 염소산(HClO3), 과염소산(HClO4), 요오드산(HIO3), 과요오드산(HIO4), 인산(H3PO4), 플루오르안티몬산(HSbF6), 플루오로술폰산(FSO3H) 또는 이들의 조합인 것인 그래핀 제조방법.
- 제4항에 있어서,
상기 흑연층간화합물과 유기용제를 반응시켜 흑연층간화합물 표면의 보호층을 형성시키는 단계는,
상기 흑연층간화합물의 표면 또는 가장자리(Edge)에 위치하는 산과 유기용제를 반응시켜 흑연층간화합물 표면에 보호층을 형성시키는 단계인 것인 그래핀 제조방법.
- 제4항에 있어서,
상기 흑연층간화합물과 유기용제를 반응시켜 흑연층간화합물 표면의 보호층을 형성시키는 단계에서,
상기 유기용제는 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 아세톤, 테트라하이드로푸란, 에틸알콜, 메틸알콜, 이소프로필알콜, 부탄올, 부탄온, 사이클로헥산, 디메틸에테르, 프로판올, 에테르, 클로로포름, 기타 케톤 화합물 또는 이들의 조합인 것인 그래핀 제조방법.
- 제4항에 있어서,
상기 흑연층간화합물과 유기용제를 반응시켜 흑연층간화합물 표면의 보호층을 형성시키는 단계에서,
상기 흑연 대비 상기 유기용제의 중량비는 1 내지 150인 그래핀 제조방법.
- 제4항에 있어서,
상기 흑연층간화합물과 유기용제를 반응시켜 흑연층간화합물 표면의 보호층을 형성시키는 단계에서,
상기 보호층은 유기질인 것인 그래핀 제조방법.
- 제4항에 있어서,
상기 보호층이 형성된 흑연층간화합물을 팽창 및 박리하는 단계는,
상기 보호층이 형성된 흑연층간화합물을 팽창하여 팽창흑연을 제조하는 단계; 및
상기 팽창흑연을 박리하여 그래핀을 제조하는 단계;
를 포함하는 것인 그래핀 제조방법.
- 제12항에 있어서,
상기 보호층이 형성된 흑연층간화합물을 팽창하여 팽창흑연을 제조하는 단계는,
상기 보호층이 형성된 흑연층간화합물에 마이크로웨이브를 조사하거나, 고온 열처리에 의해 흑연층간화합물을 팽창시키는 것인 그래핀 제조방법.
- 제12항에 있어서,
상기 팽창흑연을 박리하여 그래핀을 제조하는 단계는,
상기 팽창흑연을 용매에 투입하여 희석하는 단계; 및
상기 희석된 팽창흑연을 분산장치를 이용하여 분산 및 박리하는 단계;
를 포함하는 것인 그래핀 제조방법.
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| CN114735687A (zh) * | 2022-05-11 | 2022-07-12 | 深圳材启新材料有限公司 | 一种石墨烯的合成方法 |
| CN114890415A (zh) * | 2022-05-25 | 2022-08-12 | 福建邵武科踏高纯石墨有限公司 | 细鳞片高纯膨胀石墨制备方法 |
| KR102465951B1 (ko) * | 2022-03-24 | 2022-11-11 | 주식회사 위드엠텍 | 폐마그카본계 내화물로부터 그라파이트를 분리하는 방법 및 그 그라파이트를 이용한 팽창그라파이트 제조방법 |
| KR20230077236A (ko) | 2021-11-25 | 2023-06-01 | 충남대학교산학협력단 | 탄소나노소재 복합체의 제조방법 및 이에 의해 제조된 탄소나노소재 복합체 |
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2019
- 2019-12-20 KR KR1020190172230A patent/KR20210079950A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230077236A (ko) | 2021-11-25 | 2023-06-01 | 충남대학교산학협력단 | 탄소나노소재 복합체의 제조방법 및 이에 의해 제조된 탄소나노소재 복합체 |
| KR102465951B1 (ko) * | 2022-03-24 | 2022-11-11 | 주식회사 위드엠텍 | 폐마그카본계 내화물로부터 그라파이트를 분리하는 방법 및 그 그라파이트를 이용한 팽창그라파이트 제조방법 |
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