KR20210095397A - Filter using graphene and polymer, and manufacturing thereof - Google Patents

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KR20210095397A KR1020200009201A KR20200009201A KR20210095397A KR 20210095397 A KR20210095397 A KR 20210095397A KR 1020200009201 A KR1020200009201 A KR 1020200009201A KR 20200009201 A KR20200009201 A KR 20200009201A KR 20210095397 A KR20210095397 A KR 20210095397A
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Abstract

The present invention relates to a filter using graphene and a polymer, produced by sequentially forming a Bi-layer n number of times or by forming a tri-layer n number of times, wherein the Bi-layer is produced by sequentially coating a polymer on a surface of a porous substrate, and stacking a polymer with graphene dispersed on the coated polymer, and the tri-layer is produced by sequentially coating a polymer on a surface of a porous substrate and stacking a polymer in which graphene is dispersed and oxidized or reduced graphene on the coated polymer. The present invention improves the environment by controlling the permeation of air pollutants and removing air pollutants in a space, and has a removal efficiency of only PM10 level fine dust but also PM2.5 level fine dust. Accordingly, the concentration of fine dust in a space where the filter is installed is significantly lowered. The present invention blocks air pollutants including fine dust, and also has an effect of removing carbon dioxide. Since no electricity is used to filter fine dust, the filter can be used semi-permanently and maintains a constant removal efficiency of air pollutants. In addition, by using a filter manufacturing method using graphene and polymer according to the present invention, complicated pre-treatment and post-treatment processes are not required, and the time and cost in manufacturing the filter can be reduced.

Description

그래핀 및 고분자를 활용한 필터 및 이의 제조방법{Filter using graphene and polymer, and manufacturing thereof}Filter using graphene and polymer, and manufacturing method thereof

본 발명은 그래핀 및 고분자를 활용한 필터에 관한 것으로, 그래핀과 극성을 띠는 고분자 물질을 활용하여 대기오염물질의 투과를 제어하는 필터을 제조함으로써 이를 적용한 공간의 대기오염물질을 제거하여 환경개선이 가능하며, 반영구적으로 사용가능한 그래핀 및 고분자를 활용한 필터 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a filter using graphene and a polymer, and by manufacturing a filter that controls the permeation of air pollutants using graphene and a polymer material having polarity, it removes air pollutants in the space to which it is applied, thereby improving the environment It is possible and relates to a filter using semi-permanently usable graphene and polymer, and a method for manufacturing the same.

최근 대기오염에 대한 대중의 관심이 쏠리게 되면서, 대기오염물질의 발생을 예방하고, 대기오염물질을 필터링하는 차단막에 대한 연구개발이 활발해지고 있다. 대기오염를 유발시키는 것으로는 미세먼지, 이산화탄소, 황사, 오존, 라돈 등이 있다. 여기서, 우리나라는 특히 대내외적인 영향에 의하여 사시사철 미세먼지로 인한 피해를 직간접적으로 받고 있는 실정이다.Recently, as the public's interest in air pollution has been focused, research and development of a barrier membrane that prevents the generation of air pollutants and filters air pollutants is active. Air pollutants include fine dust, carbon dioxide, yellow dust, ozone, and radon. Here, Korea is directly or indirectly affected by fine dust in all seasons due to internal and external influences.

먼지란 대기 중에 떠다니거나 흩날려 내려오는 입자상의 물질을 말하는데, 석탄,석유 등의 화석연료를 태울 때, 또는 공장,자동차 등의 배출가스에서 많이 발생한다. 먼지는 입자의 크기에 따라 50㎛ 이하인 총먼지(TSP, Total Suspended Particles)와 입자크기가 매우 작은 미세먼지(PM, Particulate Matter)로 구분된다. 여기서, 미세먼지는 다시 지름이 10㎛보다 작은 미세먼지(PM10)와 지름이 2.5㎛보다 작은 미세먼지(PM2.5)로 나뉘게 된다. PM10은 사람의 머리카락 지름(50~70㎛)보다 약 1/5~1/7정도로 작은 크기라면, PM2.5는 머리카락의 약 1/20~1/30에 불과할 정도로 매우 작은 것으로, 이와 같은 미세먼지가 인체 내로 흡입하게 되면 심폐질환 및 기관지질환을 발병시킬 수 있다.Dust refers to particulate matter that floats or is blown down in the atmosphere, and is often generated when fossil fuels such as coal and oil are burned, or from exhaust gases from factories and automobiles. According to the particle size, dust is divided into total suspended particles (TSP) with a particle size of 50 μm or less and particulate matter (PM) with a very small particle size. Here, the fine dust is further divided into fine dust (PM10) with a diameter of less than 10 μm and fine dust (PM2.5) with a diameter of less than 2.5 μm. If PM10 is about 1/5 to 1/7 smaller than the diameter of a human hair (50~70㎛), PM2.5 is so small that it is only about 1/20~1/30 of that of a human hair. When dust is inhaled into the human body, it can cause cardiopulmonary disease and bronchial disease.

이에 따라 미세먼지를 비롯한 오염물질을 포함하는 공기를 정화하는 필터장치의 중요성이 더욱 커지고 있으며, 필터장치의 직접적인 여과기능을 수행하는 필터가 지속적으로 개발되고 있다.Accordingly, the importance of a filter device for purifying air containing contaminants including fine dust is increasing, and filters that perform a direct filtering function of the filter device are continuously being developed.

그러나, 종래의 필터는 PM2,5수준의 미세먼지를 필터링하는 것에 한계가 있고, PM2.5수준의 미세먼지의 필터링이 가능하다고 하더라도 그 제거효율이 높지 못하다는 문제가 있다.However, the conventional filter has a limitation in filtering PM2,5 level fine dust, and even if it is possible to filter PM2.5 level fine dust, there is a problem that the removal efficiency is not high.

또한, 종래의 필터는 미세먼지를 비롯한 대기오염물질은 차단하되, 이산화탄소를 제거하지 못한다는 한계가 있다.In addition, the conventional filter blocks air pollutants including fine dust, but has a limitation in that it cannot remove carbon dioxide.

또한, 종래의 필터는 필터에 전압을 인가함으로써 발생하는 정전기적 원리에 의하여 미세먼지를 흡착하는 것으로, 미세먼지를 필터링하기 위해서는 전력을 사용해야 한다는 한계가 있다.In addition, the conventional filter adsorbs fine dust by the electrostatic principle generated by applying a voltage to the filter, and there is a limitation in that power must be used to filter the fine dust.

또한, 종래의 필터는 다공성 기재의 표면에 이중, 삼중 이상의 박막을 형성하기 위하여 고진공 하에서 증착공정, 자외선, 플라즈마 처리 등의 복잡한 전처리와 후처리 공정 등을 진행해야하므로, 시간 및 비용이 증가된다는 단점이 있다.In addition, the conventional filter has to perform complex pre-treatment and post-treatment such as deposition process, ultraviolet light, plasma treatment, etc. under high vacuum in order to form a double, triple or more thin film on the surface of the porous substrate, so time and cost are increased. There is this.

대한민국등록특허 제10-2058740호Republic of Korea Patent No. 10-2058740

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 PM10수준의 미세먼지뿐만 아니라 PM2.5수준의 미세먼지 또한 높은 제거효율을 가지는 그래핀 및 고분자를 활용한 필터를 제공하는 것이다.The present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a filter using graphene and polymer having high removal efficiency not only of PM10 level fine dust but also PM2.5 level fine dust will be.

또한, 미세먼지를 비롯한 대기오염물질을 차단하면서, 이산화탄소 또한 제거하는 그래핀 및 고분자를 활용한 필터를 제공하는 것이다.In addition, it is to provide a filter using graphene and a polymer that also removes carbon dioxide while blocking air pollutants including fine dust.

또한, 본 발명의 다른 목적은 미세먼지를 필터링함에 있어서 전력을 사용하지 않으므로 반영구적으로 사용가능하며, 대기오염물질의 제거 효율이 일정하게 유지될 수 있는 그래핀 및 고분자를 활용한 필터를 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to provide a filter using graphene and polymer, which can be used semi-permanently because it does not use electric power to filter fine dust, and can maintain a constant removal efficiency of air pollutants. .

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 복잡한 전처리, 후처리 공정이 필요하지 않으므로, 필터를 제조함에 있어 시간 및 비용이 단축되는 그래핀 및 고분자를 활용한 필터 제조방법을 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to provide a filter manufacturing method using graphene and a polymer that reduces time and cost in manufacturing the filter since complicated pre-treatment and post-treatment processes are not required.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 그래핀 및 고분자를 활용한 필터는,In order to achieve the above object, a filter using graphene and a polymer according to the present invention,

다공성 기재의 표면에 순차적으로 고분자를 코팅하고, 코팅된 고분자위에 그래핀이 분산된 고분자를 적층하는 Bi-Layer를 n회 교차 반복하여 형성하거나, 또는 By sequentially coating a polymer on the surface of a porous substrate, and forming a Bi-Layer in which a polymer in which graphene is dispersed is laminated on the coated polymer by cross-repeating n times, or

다공성 기재의 표면에 순차적으로 고분자를 코팅하고, 코팅된 고분자위에 그래핀이 분산된 고분자와 산화 또는 환원된 그래핀을 적층하는 Tri-Layer를 n회 교차 반복하여 형성하는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that the polymer is sequentially coated on the surface of the porous substrate, and a Tri-Layer in which a polymer in which graphene is dispersed and oxidized or reduced graphene is laminated on the coated polymer is cross-repeated n times to form.

또한, 본 발명에 따른 그래핀 및 고분자를 활용한 필터에서,In addition, in the filter using graphene and polymer according to the present invention,

상기 다공성 기재는 헤파필터인 것을 특징으로 한다.The porous substrate is characterized in that it is a HEPA filter.

또한, 본 발명에 따른 그래핀 및 고분자를 활용한 필터에서,In addition, in the filter using graphene and polymer according to the present invention,

상기 그래핀 및 산화 또는 환원된 그래핀은 2D nano sheet 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.The graphene and the oxidized or reduced graphene have a 2D nano sheet structure.

또한, 본 발명에 따른 그래핀 및 고분자를 활용한 필터에서,In addition, in the filter using graphene and polymer according to the present invention,

상기 그래핀 및 산화 또는 환원된 그래핀은 비표면적이 100 ~ 1000㎡/g인 것을 특징으로 한다.The graphene and the oxidized or reduced graphene have a specific surface area of 100 to 1000 m 2 /g.

또한, 본 발명에 따른 그래핀 및 고분자를 활용한 필터에서,In addition, in the filter using graphene and polymer according to the present invention,

상기 그래핀 및 산화 또는 환원된 그래핀은 음극성을 띄는 고분자 바인더 용액에 분산하여 사용되는 것을 특징으로 한다.The graphene and the oxidized or reduced graphene are dispersed and used in a polymer binder solution having a negative electrode.

또한, 본 발명에 따른 그래핀 및 고분자를 활용한 필터에서,In addition, in the filter using graphene and polymer according to the present invention,

상기 고분자 바인더 용액은,The polymer binder solution,

PAA(poly acrylic acid), Agar, Alginate, Pectin, Chitosan, Carrageenan, CMC(Carboxymethylcellulose), Guar gum 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.It is characterized in that any one of PAA (poly acrylic acid), Agar, Alginate, Pectin, Chitosan, Carrageenan, CMC (Carboxymethylcellulose), Guar gum.

또한, 본 발명에 따른 그래핀 및 고분자를 활용한 필터에서,In addition, in the filter using graphene and polymer according to the present invention,

상기 고분자 바인더 용액의 농도는 0.1 ~ 10wt%인 것을 특징으로 한다.The concentration of the polymer binder solution is characterized in that 0.1 ~ 10wt%.

또한, 본 발명에 따른 그래핀 및 고분자를 활용한 필터에서,In addition, in the filter using graphene and polymer according to the present invention,

상기 고분자는 양극성을 띄는 0.1wt%의 BPEI(polyethylenimine-branched)인 것을 특징으로 한다.The polymer is characterized in that 0.1wt% of BPEI (polyethylenimine-branched) having a positive polarity.

또한, 본 발명에 따른 그래핀 및 고분자를 활용한 필터에서,In addition, in the filter using graphene and polymer according to the present invention,

상기 고분자, 상기 그래핀이 분산된 고분자, 및 상기 산화 또는 환원된 그래핀의 적층 두께는 0.1nm ~ 1㎛인 것을 특징으로 한다.The stacking thickness of the polymer, the polymer in which the graphene is dispersed, and the oxidized or reduced graphene is 0.1 nm to 1 μm.

또한, 본 발명에 따른 그래핀 및 고분자를 활용한 필터에서,In addition, in the filter using graphene and polymer according to the present invention,

반복되는 교차 적층 횟수는 n회이며,The number of repeated cross-stacking is n times,

n=1~10회인 것을 특징으로 한다.It is characterized in that n = 1 to 10 times.

또한, 본 발명에 따른 그래핀 및 고분자를 활용한 필터에서,In addition, in the filter using graphene and polymer according to the present invention,

상기 고분자 또는 그래핀의 코팅 적층은 디핑 (Dipping), 스프레이 코팅(Spray coating), 스핀 코팅(Spin coating) 중 어느 하나를 이용하여 코팅 적층되는 것을 특징으로 한다.The coating stacking of the polymer or graphene is characterized in that the coating stacking is performed using any one of dipping, spray coating, and spin coating.

또한, 본 발명에 따른 그래핀 및 고분자를 활용한 필터를 제조하는 방법은,In addition, the method for manufacturing a filter using graphene and a polymer according to the present invention,

(a) 다공성 기재의 표면에 양극성 고분자 물질을 코팅하는 단계;(a) coating the bipolar polymer material on the surface of the porous substrate;

(b) 그래핀이 분산된 음극성 고분자 용액을 상기 다공성 기재의 표면에 적층하는 단계;(b) laminating a negative electrode polymer solution in which graphene is dispersed on the surface of the porous substrate;

(c) 적층이 완료된 상기 다공성 기재를 건조하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.(c) drying the porous substrate on which the lamination is completed; characterized in that it is configured to include.

또한, 본 발명에 따른 그래핀 및 고분자를 활용한 필터를 제조하는 방법에서,In addition, in the method for manufacturing a filter using graphene and a polymer according to the present invention,

상기 (a) 단계의 양극성 고분자 물질은 양극성의 0.1wt% BPEI 용액인 것을 특징으로 한다.The bipolar polymer material of step (a) is characterized in that the bipolar 0.1 wt% BPEI solution.

또한, 본 발명에 따른 그래핀 및 고분자를 활용한 필터를 제조하는 방법에서,In addition, in the method for manufacturing a filter using graphene and a polymer according to the present invention,

상기 (b)단계의 음극성 고분자 용액은 0.2 wt% PAA(poly acrylic acid)이며, 상기 그래핀은, sonification을 이용하여 15 ~ 25W로 20 ~ 30분 정도 분산시키는 것을 특징으로 한다.The anode polymer solution in step (b) is 0.2 wt% poly acrylic acid (PAA), and the graphene is dispersed for about 20 to 30 minutes at 15 to 25 W using sonification.

또한, 본 발명에 따른 그래핀 및 고분자를 활용한 필터를 제조하는 방법에서,In addition, in the method for manufacturing a filter using graphene and a polymer according to the present invention,

상기 (a)단계와 (b)단계를 1cycle로 하여 n회 반복하여 수행되며,Steps (a) and (b) are repeated n times as 1 cycle,

1cycle이 완료되면, 10 ~ 70℃에서 10 ~ 60초간 건조하는 것을 특징으로 한다.When 1 cycle is completed, it is characterized in that it is dried at 10 ~ 70 ℃ for 10 ~ 60 seconds.

또한, 본 발명에 따른 그래핀 및 고분자를 활용한 필터를 제조하는 방법에서,In addition, in the method for manufacturing a filter using graphene and a polymer according to the present invention,

상기 (c)단계의 건조는 상온 또는 10 ~ 70℃에서 3~5시간 동안 수행되는 것을 특징으로 한다.The drying in step (c) is characterized in that it is performed at room temperature or 10 to 70 ℃ for 3 to 5 hours.

또한, 본 발명에 따른 그래핀 및 고분자를 활용한 필터를 제조하는 방법에서,In addition, in the method for manufacturing a filter using graphene and a polymer according to the present invention,

상기 (b)단계는 산화 또는 환원된 그래핀을 다공성 기재위에 적층하는 단계(b-1)를 선택적으로 더 수행되는 것을 특징으로 한다.The step (b) is characterized in that the step (b-1) of laminating the oxidized or reduced graphene on the porous substrate is further selectively performed.

또한, 본 발명에 따른 그래핀 및 고분자를 활용한 필터를 제조하는 방법에서,In addition, in the method for manufacturing a filter using graphene and a polymer according to the present invention,

상기 (a)단계 및 상기 (b)단계를 1cycle 로 하여, 다공성 기재의 표면에 순차적으로 고분자를 코팅하고, 코팅된 고분자위에 그래핀이 분산된 고분자를 적층하는 Bi-Layer를 n회 교차 반복하여 형성하거나, 또는 Steps (a) and (b) are 1 cycle, sequentially coating the polymer on the surface of the porous substrate, and repeating the Bi-Layer n times in which the polymer in which graphene is dispersed is laminated on the coated polymer. form, or

상기 (a)단계, (b)단계 및 (b-1)단계를 1cycle 로 하여, 다공성 기재의 표면에 순차적으로 고분자를 코팅하고, 코팅된 고분자위에 그래핀이 분산된 고분자와 산화 또는 환원된 그래핀을 적층하는 Tri-Layer를 n회 교차 반복하여 형성하는 것을 특징으로 한다.By making the steps (a), (b) and (b-1) 1 cycle, a polymer is sequentially coated on the surface of a porous substrate, and graphene is dispersed on the coated polymer and oxidized or reduced graphene It is characterized in that the Tri-Layer for stacking the fins is formed by cross-repeating n times.

본 발명에 따른 그래핀 및 고분자를 활용한 필터를 사용함으로써, PM10수준의 미세먼지뿐만 아니라 PM2.5수준의 미세먼지 또한 높은 제거효율을 가지게 되어 필터가 설치된 공간의 미세먼지 농도가 현저하게 낮아질 수 있다는 효과가 있다.By using the filter using graphene and polymer according to the present invention, not only PM10 level fine dust but also PM2.5 level fine dust have high removal efficiency, so that the concentration of fine dust in the space where the filter is installed can be significantly lowered. there is an effect that

또한, 미세먼지를 비롯한 대기오염물질을 차단하면서, 이산화탄소 또한 제거하는 효과가 있다.In addition, while blocking air pollutants including fine dust, there is an effect of removing carbon dioxide as well.

또한, 미세먼지를 필터링함에 있어서 전력을 사용하지 않으므로 반영구적으로 사용가능하며, 대기오염물질의 제거 효율이 일정하게 유지된다는 효과가 있다.In addition, since no power is used to filter fine dust, it can be used semi-permanently, and has the effect of maintaining a constant removal efficiency of air pollutants.

또한, 본 발명에 따른 그래핀 및 고분자를 활용한 필터 제조방법을 이용함으로써, 복잡한 전처리, 후처리 공정이 필요하지 않으므로, 필터를 제조함에 있어 시간 및 비용이 단축된다는 효과가 있다.In addition, by using the filter manufacturing method using graphene and polymer according to the present invention, complicated pre-treatment and post-treatment processes are not required, thereby reducing time and cost in manufacturing the filter.

도 1(a)는 종래의 일반 헤파필터 표면에 대한 SEM 사진 도면, 도 1(b)는 종래의 헤파필터에 고분자/고분자를 코팅한 표면에 대한 SEM 사진 도면, 도 1(c)는 종래의 헤파필터에 고분자/무기점토소재를 코팅한 표면에 대한 SEM 사진 도면.
도 2는 본 발명에 따른 헤파필터에 고분자/고분자-그래핀을 코팅한 표면에 대한 SEM 사진 도면.
도 3은 본 발명에 따른 그래핀 및 고분자를 활용한 필터의 미세먼지 차단량 테스트를 나타낸 그래프.
도 4는 본 발명에 따른 그래핀 및 고분자를 활용한 필터의 이산화탄소 제거율을 나타낸 그래프.1 (a) is an SEM photograph of the surface of a conventional HEPA filter, FIG. 1 (b) is an SEM photograph of the surface of a conventional HEPA filter coated with a polymer/polymer, and FIG. 1 (c) is a conventional HEPA filter. SEM photograph of the surface of HEPA filter coated with polymer/inorganic clay material.
2 is a SEM photograph of a surface coated with a polymer/polymer-graphene on a HEPA filter according to the present invention.
3 is a graph showing a fine dust blocking amount test of a filter using graphene and a polymer according to the present invention.
Figure 4 is a graph showing the carbon dioxide removal rate of the filter using graphene and polymer according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형성은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below. This embodiment is provided to explain the present invention in more detail to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. Accordingly, the formation of each element shown in the drawings may be exaggerated to emphasize a clearer description.

본 발명에 따른 그래핀 및 고분자를 활용한 필터는, 도2에 도시된 바와 같이, 다공성 기재의 표면에 고분자를 코팅하고 그 위에 그래핀을 분산시킨 고분자를 적층하는 Bi-Layer를 n회 반복하여 형성하거나, 또는 고분자와, 그래핀을 분산시킨 고분자 및 산화 또는 환원된 그래핀을 순차적으로 적층하는 Tri-Layer를 n회 교차 반복하여 형성할 수 있다.As shown in FIG. 2, the filter using graphene and polymer according to the present invention is a bi-layer in which a polymer is coated on the surface of a porous substrate and a polymer in which graphene is dispersed is laminated n times. Alternatively, a Tri-Layer in which a polymer, a polymer in which graphene is dispersed, and oxidized or reduced graphene are sequentially stacked may be formed by cross-repeating n times.

이와 같이 그래핀이 코팅되어 제조된 다공성 필터는 어떠한 것도 코팅되지 않은 필터 또는 고분자만을 코팅 적층한 필터 또는 고분자와 무기점토소재를 코팅 적층한 필터에 비해 다공성 기재가 갖는 포어사이즈에는 크게 영향을 미치지 않으면서 뛰어난 미세먼지 차단량과 더불어 각종 유해 대기오염물질의 우수한 제거효율을 보이는 동시에, 산소는 투과시키는 선택적인 기체투과가 가능한 효과가 있다. The porous filter manufactured by coating graphene in this way does not significantly affect the pore size of the porous substrate compared to a filter that is not coated with anything, a filter that is laminated with only a polymer, or a filter that is laminated with a polymer and an inorganic clay material. In addition to the excellent blocking amount of fine dust, it shows excellent removal efficiency of various harmful air pollutants, and at the same time has the effect of allowing selective gas permeation through oxygen.

이는 그래핀이 코팅처리된 도 2의 표면 사진이 도 1(a) ~도 1(c)의 표면 사진보다 균일도가 높게 형성되어 있는 것으로부터 확인할 수 있는바, 본 발명에 따른 필터가 더 낮은 이산화탄소 투과량을 보이며, 미세먼지 및 여타 오염물질을 필터링하는 것이 용이하다는 것을 알 수 있다.This can be confirmed from the fact that the graphene-coated surface photograph of FIG. 2 has a higher uniformity than the surface photograph of FIGS. 1 (a) to 1 (c), and the filter according to the present invention has lower carbon dioxide It can be seen that it shows the amount of permeation, and it is easy to filter fine dust and other pollutants.

여기서, 산화 또는 환원된 그래핀은 일반 그래핀에 비하여 넓은 종횡비(aspect ratio)를 가지므로 비표면적이 증가하게 된다. 따라서, 산화 또는 환원된 그래핀을 추가적으로 적층하게 되면 오염물질과의 넓은 접촉면적에 의해 흡착량을 증가시키게 되므로 대기오염물질 제거를 더욱 용이하게 할 뿐만 아니라, 다공성 기재의 표면에 적층되는 박막을 더욱 안정시킬 수 있다.Here, since the oxidized or reduced graphene has a wider aspect ratio than that of general graphene, the specific surface area is increased. Therefore, when the oxidized or reduced graphene is additionally stacked, the adsorption amount is increased due to a large contact area with contaminants, which not only makes it easier to remove air pollutants, but also makes the thin film laminated on the surface of the porous substrate more can be stabilized.

여기서, 본 발명에서는 다공성 기재로써 헤파필터(H13)를 적용하여 제작하는 것을 개시하였으나, 이에 한정하지 않고 공기청정시스템 및 투과 억재 기제에 적용가능하면서, 고분자 및 그래핀의 적층이 가능한 다양한 종류의 필터 또는 기체 차단막에 적용될 수 있음은 물론이다.Here, in the present invention, a HEPA filter (H13) as a porous substrate was disclosed to be manufactured, but the present invention is not limited thereto, and various types of filters that can be applied to air cleaning systems and permeation inhibiting substrates while stacking polymers and graphene are possible. Or, of course, it may be applied to a gas barrier layer.

본 발명에 사용되는 그래핀 및 산화 또는 환원된 그래핀은 2D nano sheet의 구조를 가지는 것을 이용하는 것이 바람직하다.It is preferable to use graphene and oxidized or reduced graphene used in the present invention having a structure of a 2D nano sheet.

또한, 그래핀 및 산화 또는 환원된 그래핀은 비표면적이 100 ~ 1000㎡/g인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 그래핀의 비표면적이 크면 클수록 공기와의 접촉면적이 넓어지게 되므로, 더 많은 양의 미세먼지를 차단할 수 있다는 장점이 있다.In addition, it is preferable to use graphene and oxidized or reduced graphene having a specific surface area of 100 to 1000 m 2 /g. The larger the specific surface area of graphene, the larger the contact area with the air, so it has the advantage of being able to block a larger amount of fine dust.

이러한 그래핀 및 산화 또는 환원된 그래핀은 극성을 띄지 않으므로, 다공성 기재에 용이하게 적층하기 어렵기 때문에, 극성을 띄는 고분자 바인더 용액에 분산하여 사용한다. 본 발명에서는 후술하는 바와 같이 고분자를 양극성 물질을 사용하므로, 그래핀 및 산화 또는 환원된 그래핀을 분산하는 고분자 바인더 용액은 음극성 물질로 선택하도록 한다.Since such graphene and oxidized or reduced graphene do not have polarity, they are difficult to be easily laminated on a porous substrate, and thus are used by dispersing in a polar polymer binder solution. In the present invention, since the polymer is used as a positive electrode material as will be described later, a polymer binder solution dispersing graphene and oxidized or reduced graphene is selected as the negative electrode material.

여기서, 고분자 바인더 용액은, PAA(poly acrylic acid), Agar, Alginate, Pectin, Chitosan, Carrageenan, CMC(Carboxymethylcellulose), Guar gum 중 어느 하나인 것을 선택하여 이용하는 것이 바람직하나, 이외에도 그래핀 및 산화 또는 환원된 그래핀이 용이하게 분산될 수 있는 어떠한 음극성 고분자 바인더 물질을 사용하여도 무방하다.Here, the polymer binder solution is preferably selected from among poly acrylic acid (PAA), Agar, Alginate, Pectin, Chitosan, Carrageenan, CMC (Carboxymethylcellulose), and Guar gum, but in addition to graphene and oxidation or reduction Any anode polymer binder material in which the graphene is easily dispersed may be used.

여기서, 고분자 바인더 용액의 농도는 0.1 ~ 10wt%으로 한정하는 것이 바람직하다.Here, the concentration of the polymer binder solution is preferably limited to 0.1 to 10 wt%.

그래핀 및 산화 또는 환원된 그래핀과 교차적으로 적층되는 고분자는 양극성을 띄는 0.1wt%의 BPEI(polyethylenimine-branched)를 사용하는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 않고 양극성을 띄는 어떠한 고분자를 사용하여도 된다.It is preferable to use 0.1 wt% of BPEI (polyethylenimine-branched) having a positive polarity for the polymer that is cross-stacked with graphene and oxidized or reduced graphene, but it is not limited thereto, and any polymer with positive polarity can be used. do.

다공성 기재에 적층하는 고분자, 그래핀이 분산된 고분자, 및 산화 또는 환원된 그래핀의 각각의 적층 두께는 1nm ~ 1㎛, 바람직하게는 0.1㎛ ~ 1㎛ 바람직하다. 각 적층 두께가 1㎛가 넘게 되면 반복하여 교차 적층하였을 시에 적층공정 시간만 길어질 뿐 효과면에서 상승효과가 거의 없다.The thickness of each of the polymer laminated on the porous substrate, the polymer in which graphene is dispersed, and the oxidized or reduced graphene is 1 nm to 1 µm, preferably 0.1 µm to 1 µm. When the thickness of each lamination exceeds 1 μm, when the lamination is repeatedly cross-laminated, only the lamination process time becomes longer, and there is little synergistic effect in terms of effect.

또한, 교차 적층을 시행하는 횟수(n)는 1 ~ 10cycle인 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the number of times (n) of performing the cross lamination is 1 to 10 cycles.

예를 들어, 고분자와, 그래핀이 분산된 고분자만을 교차 적층하는 Bi-layer를 적용하였을 때는 대략 10cycle의 교차 적층을 시행하는 것이 바람직하고, 고분자와, 그래핀이 분산된 고분자, 및 산화 또는 환원된 그래핀을 순차적으로 교차 적층하는 Tri-layer를 적용하였을 때는 대략 5 ~ 6cycle의 교차 적층을 시행하는 것이 바람직하다. 이는 더 많은 층을 쌓아 적층 박막의 코팅두께를 두껍게 형성할 수 있으나, 이산화탄소의 투과량에 미비한 차이를 보일 뿐 공정시간만 늘어나게 되기 때문이다.For example, when a bi-layer that cross-stacks only a polymer and a polymer in which graphene is dispersed is applied, it is preferable to cross-stack approximately 10 cycles, a polymer, a polymer in which graphene is dispersed, and oxidation or reduction When a tri-layer that sequentially cross-stacks graphene is applied, it is preferable to perform cross-stacking of approximately 5 to 6 cycles. This is because the coating thickness of the laminated thin film can be formed thickly by stacking more layers, but only a slight difference in the amount of carbon dioxide permeated and only the process time is increased.

여기서, 고분자와, 그래핀이 분산된 고분자, 산화 또는 환원된 그래핀은 다양한 코팅방식으로 다공성 기재의 표면에 적층될 수 있으나, 디핑(Dipping), 스프레이 코팅(Spray coating), 스핀 코팅(Spin coating) 중 어느 하나를 이용하여 다공성 기재의 표면에 적층하는 것이 바람직하다 할 것이다.Here, the polymer, graphene-dispersed polymer, and oxidized or reduced graphene may be laminated on the surface of the porous substrate by various coating methods, but dipping, spray coating, spin coating ), it would be preferable to laminate on the surface of the porous substrate using any one.

이하, 그래핀 및 고분자를 활용한 Bi-Layer 적층 또는 Tri-Layer 적층을 n회 교차 반복하여 형성되는 필터를 제조하는 방법을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a method of manufacturing a filter formed by alternating bi-layer stacking or tri-layer stacking using graphene and polymers n times will be described.

(a) 다공성 기재의 표면에 양극성 고분자 물질을 코팅하는 단계(a) coating the bipolar polymer material on the surface of the porous substrate

필터로 사용될 다공성 기재의 표면에 60 ~ 90초 동안 0.1wt% BPEI 용액을 코팅하여 소정 두께의 적층을 수행한다. Lamination of a predetermined thickness is performed by coating a 0.1 wt% BPEI solution on the surface of the porous substrate to be used as a filter for 60 to 90 seconds.

다음, BPEI가 적층된 다공성 기재를 증류수에 20초씩 1~3회 세정한다. 이와 같이 세정하는 것은 추후 적층하게 될 그래핀이 분산된 고분자와의 바인딩을 용이하게 하도록 하기 위함이다.Next, the porous substrate on which the BPEI is laminated is washed 1 to 3 times in distilled water for 20 seconds each. This cleaning is to facilitate binding with the polymer dispersed in graphene to be laminated later.

여기서, BPEI는 양극성 물질이다.Here, BPEI is a bipolar material.

(b) 그래핀이 분산된 음극성 고분자 용액을 상기 다공성 기재의 표면에 적층하는 단계(b) laminating the anode polymer solution in which graphene is dispersed on the surface of the porous substrate

우선, 그래핀을 음극성의 고분자 바인더 용액에 분산한다. First, graphene is dispersed in an anode polymer binder solution.

이때, 그래핀을 고분자 바인더 용액에 분산하기 전에, 그래핀의 높은 분산률을 위하여 막자사발로 5 ~ 10분 정도 갈아주는 작업을 진행하는 것도 바람직하다. At this time, before dispersing the graphene in the polymer binder solution, it is also preferable to grind the graphene with a mortar for 5 to 10 minutes for a high dispersion rate of the graphene.

이후에는, 분쇄된 그래핀을 음극성의 고분자 바인더 용액 0.2 wt% PAA(poly acrylic acid)에 투입하고, sonification을 이용하여 15 ~ 25W로 20 ~ 30분 정도 분산시켜 준다.After that, the pulverized graphene is put in 0.2 wt% polyacrylic acid (PAA) of a polymer binder solution having an anode property, and then dispersed for about 20 to 30 minutes at 15 to 25 W by sonification.

분산된 용액은 용액의 안정화를 위해 약 24시간 동안 stirring 후 사용하는 것이 바람직하다. It is preferable to use the dispersed solution after stirring for about 24 hours to stabilize the solution.

다음, 그래핀이 분산된 고분자 바인더 용액을 양극성 고분자 물질이 코팅된 다공성 기재의 표면위에 적층한다.Next, a polymer binder solution in which graphene is dispersed is laminated on the surface of the porous substrate coated with the bipolar polymer material.

여기서, (a) ~ (b)단계를 n회 (n= 1,2,3,…) 반복하며 교차 적층할 수 있으며, 바람직하게는 (a),(b)를 1cycle로 하여 이를 1 ~ 10회 반복하여 수행하는 것이 이상적이다.Here, steps (a) to (b) can be repeated n times (n = 1,2,3, ...) to be cross-stacked, and preferably (a), (b) is 1 cycle and 1 to 10 Ideally, it should be repeated several times.

이때, 1cycle이 완료되면, 다공성 기재를 10 ~ 70℃에서 10 ~ 60초간 건조한다.At this time, when 1 cycle is completed, the porous substrate is dried at 10 to 70° C. for 10 to 60 seconds.

이때, 높은 온도에서 빠르게 건조시키게 되면, 다공성 기재의 표면에 적층된 박막 내에 void 또는 crack이 발생할 수 있으며, 적층된 박막 간에 박리현상이 발생할 수 있으므로, 천천히 건조시키는 것이 바람직하다.At this time, if it is dried quickly at a high temperature, voids or cracks may occur in the thin film laminated on the surface of the porous substrate, and peeling may occur between the laminated thin films, so it is preferable to dry it slowly.

특히 천천히 건조시키게 되면, 다공성 기재의 표면의 적층된 박막들이 밀도가 높게 건조되므로 총 적층두께가 줄어들 수 있다는 장점이 있다.In particular, when drying slowly, there is an advantage that the stacked thin films on the surface of the porous substrate are dried with high density, so that the total stacking thickness can be reduced.

1cycle 이후에는 필터 제조 시간 단축 및 기재 위 두꺼운 막 형성을 위해 상기 용액에 디핑하는 시간보다 약 4배 단축된 시간을 디핑하며 세정시간은 상기 제시된 바와 같이 진행한다. After 1 cycle, the dipping time is about 4 times shorter than the dipping time in the solution in order to shorten the filter manufacturing time and form a thick film on the substrate, and the cleaning time proceeds as described above.

이러한 공정과정으로 가장 이상적인 두께의 막을 형성하여 제품 적용 시 압이 걸리지 않으면서 유해 대기오염물질이 차단 가능한 막이 제조될 수 있다.By forming a film of the most ideal thickness through this process, a film capable of blocking harmful air pollutants while not applying pressure when applying the product can be manufactured.

(c) 적층이 완료된 다공성 기재를 건조하는 단계(c) drying the laminated porous substrate

상기 (a),(b)를 1cycle로 하여 이를 1 ~ 10회 반복하며 적층이 완료되면, 다공성 기재를 상온 또는 10 ~ 70℃에서 3~5시간 동안 건조한다.Repeat steps (a) and (b) 1 to 10 times as 1 cycle. When lamination is completed, the porous substrate is dried at room temperature or 10 to 70° C. for 3 to 5 hours.

이와 같은 건조과정만으로 필터가 제조된다.A filter is manufactured only by such a drying process.

또한, 건조 전에 산화 또는 환원된 그래핀이 분산된 고분자 용액을 다공성 기재위에 적층하는 단계(b-1)를 선택적으로 더 수행할 수 있다.In addition, the step (b-1) of laminating a polymer solution in which oxidized or reduced graphene is dispersed on a porous substrate before drying may be optionally further performed.

여기서, 산화 또는 환원된 그래핀은 0.05 ~ 0.1wt% 고분자 용액에 분산되며, 산화 또는 환원된 그래핀이 분산된 고분자 용액은, 고분자만이 코팅된 다공성 기재 표면, 또는 고분자 및 그래핀이 분산된 고분자 용액이 코팅 적층된 다공성 기재 표면에 (b)단계에서 적층하는 방법으로 수행한다.Here, the oxidized or reduced graphene is dispersed in 0.05 to 0.1 wt% polymer solution, and the polymer solution in which the oxidized or reduced graphene is dispersed is a porous substrate surface coated with only a polymer, or a polymer and graphene dispersed therein. The polymer solution is laminated on the surface of the porous substrate on which the coating is laminated in step (b).

이때에는, (a),(b), 및 (b-1)을 순차적으로 1TL(Tri-layer)로 하며 1TL의 마지막 단계에서는 약 60 ~70 oC에서 20초 간 건조작업을 진행해준다. 1TL 이후에는 필터 제조 시간 단축 및 기재 위 두꺼운 막 형성을 위해 상기 용액에 디핑하는 시간보다 약 4배 단축된 시간을 디핑하며 세정시간은 상기 제시된 바와 같이 진행한다. At this time, (a), (b), and (b-1) are sequentially 1TL (Tri-layer), and in the last stage of 1TL, drying is carried out at about 60 ~ 70 o C for 20 seconds. After 1TL, the dipping time is about 4 times shorter than the dipping time in the solution in order to shorten the filter manufacturing time and form a thick film on the substrate, and the cleaning time proceeds as described above.

이와 같은 (a),(b), 및 (b-1)의 순차적인 증착을 반복하여 5 ~ 6cycle 반복하여 준다.Repeat the sequential deposition of (a), (b), and (b-1) as described above for 5 to 6 cycles.

이후 일정 교차 코팅을 반복한 후 코팅이 완료되면 상온 건조 또는 60 ~ 70oC로 설정된 건조기에서 3 ~ 5시간 정도 건조시킨다. After repeating a certain amount of cross-coating, when the coating is completed, it is dried at room temperature or in a dryer set at 60 to 70 o C for 3 to 5 hours.

이와 같이 산화 또는 환원된 그래핀이 분산된 고분자 용액을 적층하는 단계를 선택적으로 더 수행하면 그래핀보다 넓은 종횡비(aspect ratio)를 갖는 산화 그래핀(graphene oxide)이 코팅되어 박막 형성에 도움을 줄 수 있을 뿐만 아니라, 추가적인 후처리가 필요치 않게 된다.If the step of stacking the polymer solution in which the oxidized or reduced graphene is dispersed is further selectively performed, graphene oxide having a wider aspect ratio than that of graphene is coated to help form a thin film. Not only that, but additional post-processing is not required.

이와 같은, (a)단계 및 (b)단계를 1cycle 로 하여, 다공성 기재의 표면에 순차적으로 고분자를 코팅하고, 코팅된 고분자위에 그래핀이 분산된 고분자를 적층하는 Bi-Layer를 n회 교차 반복하여 형성하거나, 또는 (a)단계, (b)단계 및 (b-1)단계를 1cycle 로 하여, 다공성 기재의 표면에 순차적으로 고분자를 코팅하고, 코팅된 고분자위에 그래핀이 분산된 고분자와 산화 또는 환원된 그래핀을 적층하는 Tri-Layer를 n회 교차 반복하여 형성하는 공정과정으로 그래핀 및 고분자를 활용한 필터를 제조함으로써, 가장 이상적인 두께의 막을 형성하여 제품 적용 시 압이 걸리지 않으면서 유해 대기오염물질이 차단 가능한 막이 제조된다. By making steps (a) and (b) as 1 cycle, a polymer is sequentially coated on the surface of a porous substrate, and a Bi-Layer in which a polymer in which graphene is dispersed is laminated on the coated polymer is crossed and repeated n times. or, by performing steps (a), (b) and (b-1) in 1 cycle, sequentially coating the polymer on the surface of the porous substrate, and oxidizing the polymer in which graphene is dispersed on the coated polymer Alternatively, a filter using graphene and polymer is manufactured through a process of forming a Tri-Layer that stacks reduced graphene crossed and repeated n times. A membrane capable of blocking air pollutants is manufactured.

이와 같이 제조된 본 발명에 따른 그래핀 및 고분자를 활용한 필터의 미세먼지 차단량 테스트는 도 3의 그래프와 도시된 바와 같이, 시간에 따라 필터로 유입되 는 미세먼지의 농로를 점차 증가시켜도 필터로부터 배출되는 공기에 포함된 미세먼 지의 농도가 0에 가깝다는 것을 볼 수 있다. The fine dust blocking amount test of the filter using graphene and polymer according to the present invention prepared in this way, as shown in the graph of FIG. It can be seen that the concentration of fine dust contained in the air discharged from the

또한, 도 4의 그래프에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 그래핀 및 고분자를 활용한 필터의 이산화탄소 제거율은 시간에 따라 점차 감소하긴 하지만, 0.5이상의 제거율을 꾸준히 유지하는 것을 볼 수 있다.In addition, as shown in the graph of FIG. 4, although the carbon dioxide removal rate of the filter using graphene and polymer according to the present invention gradually decreases with time, it can be seen that the removal rate of 0.5 or more is maintained steadily.

위의 두 실험 결과를 통하여 본 발명에 따른 그래핀 및 고분자를 활용한 필터가 미세먼지를 비롯한 공기오염물질을 필터링하고, 이산화탄소를 제거하는 효과가 있음을 알 수 있다.From the above two experimental results, it can be seen that the filter using graphene and polymer according to the present invention is effective in filtering air pollutants including fine dust and removing carbon dioxide.

비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정이나 변형이 가능할 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특히 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석 되어야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the above-mentioned preferred embodiments, various other modifications and variations may be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments are to be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is particularly indicated in the claims rather than the foregoing description, and all differences within an equivalent scope should be construed as being included in the present invention.

Claims (18)

다공성 기재의 표면에 순차적으로 고분자를 코팅하고, 코팅된 고분자위에 그래핀이 분산된 고분자를 적층하는 Bi-Layer를 n회 교차 반복하여 형성하거나, 또는
다공성 기재의 표면에 순차적으로 고분자를 코팅하고, 코팅된 고분자위에 그래핀이 분산된 고분자와 산화 또는 환원된 그래핀을 적층하는 Tri-Layer를 n회 교차 반복하여 형성하는 것을 특징으로 하는 그래핀 및 고분자를 활용한 필터.
By sequentially coating a polymer on the surface of a porous substrate, and forming a Bi-Layer in which a polymer in which graphene is dispersed is laminated on the coated polymer by cross-repeating n times, or
Graphene and Filters using polymers.
 제 1항에 있어서,
상기 다공성 기재는 헤파필터인 것을 특징으로 하는 그래핀 및 고분자를 활용한 필터.
The method of claim 1,
Filter using graphene and polymer, characterized in that the porous substrate is a HEPA filter.
 제 1항에 있어서,
상기 그래핀 및 산화 또는 환원된 그래핀은 2D nano sheet 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 그래핀 및 고분자를 활용한 필터.
The method of claim 1,
The graphene and the oxidized or reduced graphene filter using graphene and polymer, characterized in that it has a 2D nano sheet structure.
 제 1항에 있어서,
상기 그래핀 및 산화 또는 환원된 그래핀은 비표면적이 100 ~ 1000㎡/g인 것을 특징으로 하는 그래핀 및 고분자를 활용한 필터.
The method of claim 1,
Filter using graphene and polymer, characterized in that the graphene and the oxidized or reduced graphene has a specific surface area of 100 to 1000 m 2 /g.
 제 1항에 있어서,
상기 그래핀 및 산화 또는 환원된 그래핀은 음극성을 띄는 고분자 바인더 용액에 분산하여 사용되는 것을 특징으로 하는 그래핀 및 고분자를 활용한 필터.
The method of claim 1,
Filter using graphene and polymer, characterized in that the graphene and the oxidized or reduced graphene are dispersed in a polymer binder solution having a negative polarity.
 제 5항에 있어서,
상기 고분자 바인더 용액은,
PAA(poly acrylic acid), Agar, Alginate, Pectin, Chitosan, Carrageenan, CMC(Carboxymethylcellulose), Guar gum 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 그래핀 및 고분자를 활용한 필터.
6. The method of claim 5,
The polymer binder solution,
A filter using graphene and polymer, characterized in that any one of PAA (poly acrylic acid), Agar, Alginate, Pectin, Chitosan, Carrageenan, CMC (Carboxymethylcellulose), and Guar gum.
 제 5항에 있어서,
상기 고분자 바인더 용액의 농도는 0.1 ~ 10wt%인 것을 특징으로 하는 그래핀 및 고분자를 활용한 필터.
6. The method of claim 5,
A filter using graphene and a polymer, characterized in that the concentration of the polymer binder solution is 0.1 to 10 wt%.
 제 1항에 있어서,
상기 고분자는 양극성을 띄는 0.1wt%의 BPEI(polyethylenimine-branched)인 것을 특징으로 하는 그래핀 및 고분자를 활용한 필터.
The method of claim 1,
The polymer is a filter using graphene and polymer, characterized in that 0.1wt% of BPEI (polyethylenimine-branched) having a positive polarity.
 제 1항에 있어서,
상기 고분자, 상기 그래핀이 분산된 고분자, 및 상기 산화 또는 환원된 그래핀의 적층 두께는 0.1nm ~ 1㎛인 것을 특징으로 하는 그래핀 및 고분자를 활용한 필터.
The method of claim 1,
A filter using graphene and a polymer, characterized in that the stacking thickness of the polymer, the polymer in which the graphene is dispersed, and the oxidized or reduced graphene is 0.1 nm to 1 μm.
 제 1항에 있어서,
반복되는 교차 적층 횟수는 n회이며,
n=1~10회인 것을 특징으로 하는 그래핀 및 고분자를 활 용한 필터.
The method of claim 1,
The number of repeated cross-stacking is n times,
Filter using graphene and polymer, characterized in that n = 1 to 10 times.
 제 1항에 있어서,
상기 고분자 또는 그래핀의 코팅 적층은 디핑 (Dipping), 스프레이 코팅(Spray coating), 스핀 코팅(Spin coating) 중 어느 하나를 이용하여 코팅 적층되는 것을 특징으로 하는 그래핀 및 고분자를 활용한 필터.
The method of claim 1,
A filter using graphene and a polymer, characterized in that the polymer or graphene coating is laminated using any one of dipping, spray coating, and spin coating.
 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항의 그래핀 및 고분자를 활용한 필터를 제조하는 방법은,
(a) 다공성 기재의 표면에 양극성 고분자 물질을 코팅하는 단계;
(b) 그래핀이 분산된 음극성 고분자 용액을 상기 다공성 기재의 표면에 적층하는 단계;
(c) 적층이 완료된 상기 다공성 기재를 건조하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 그래핀 및 고분자를 활용한 필터의 제조방법.
The method of manufacturing a filter using the graphene and polymer of any one of claims 1 to 11,
(a) coating the bipolar polymer material on the surface of the porous substrate;
(b) laminating a negative electrode polymer solution in which graphene is dispersed on the surface of the porous substrate;
(c) drying the porous substrate on which the lamination is completed;
 제 12항에 있어서,
상기 (a) 단계의 양극성 고분자 물질은 양극성의 0.1wt% BPEI 용액인 것을 특징으로 하는 그래핀 및 고분자를 활용한 필터의 제조방법.
13. The method of claim 12,
The method for manufacturing a filter using graphene and polymer, characterized in that the bipolar polymer material of step (a) is a 0.1 wt% BPEI solution of bipolarity.
 제 12항에 있어서,
상기 (b)단계의 음극성 고분자 용액은 0.2 wt% PAA(poly acrylic acid)이며, 상기 그래핀은, sonification을 이용하여 15 ~ 25W로 20 ~ 30분 정도 분산시키는 것을 특징으로 하는 그래핀 및 고분자를 활용한 필터의 제조방법.
13. The method of claim 12,
The anode polymer solution in step (b) is 0.2 wt% poly acrylic acid (PAA), and the graphene is dispersed at 15 to 25 W for about 20 to 30 minutes using sonification. A method of manufacturing a filter using
 제 12항에 있어서,
상기 (a)단계와 (b)단계를 1cycle로 하여 n회 반복하여 수행되며,
1cycle이 완료되면, 10 ~ 70℃에서 10 ~ 60초간 건조하는 것을 특징으로 하는 그래핀 및 고분자를 활용한 필터의 제조방법.
13. The method of claim 12,
Steps (a) and (b) are repeated n times as 1 cycle,
When 1 cycle is completed, a method of manufacturing a filter using graphene and polymer, characterized in that drying at 10 ~ 70 ℃ for 10 ~ 60 seconds.
 제 12항에 있어서,
상기 (c)단계의 건조는 상온 또는 10 ~ 70℃에서 3~5시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 그래핀 및 고분자를 활용한 필터의 제조방법.
13. The method of claim 12,
The method of manufacturing a filter using graphene and polymer, characterized in that the drying in step (c) is performed at room temperature or 10 to 70° C. for 3 to 5 hours.
 제 12항에 있어서,
상기 (b)단계는 산화 또는 환원된 그래핀을 다공성 기재위에 적층하는 단계(b-1)를 선택적으로 더 수행되는 것을 특징으로 하는 그래핀 및 고분자를 활용한 필터의 제조방법.
13. The method of claim 12,
The step (b) is a method of manufacturing a filter using graphene and polymer, characterized in that the step (b-1) of laminating the oxidized or reduced graphene on the porous substrate is further selectively performed.
 제 17항에 있어서,
상기 (a)단계 및 상기 (b)단계를 1cycle 로 하여, 다공성 기재의 표면에 순차적으로 고분자를 코팅하고, 코팅된 고분자위에 그래핀이 분산된 고분자를 적층하는 Bi-Layer를 n회 교차 반복하여 형성하거나, 또는
상기 (a)단계, (b)단계 및 (b-1)단계를 1cycle 로 하여, 다공성 기재의 표면에 순차적으로 고분자를 코팅하고, 코팅된 고분자위에 그래핀이 분산된 고분자와 산화 또는 환원된 그래핀을 적층하는 Tri-Layer를 n회 교차 반복하여 형성하는 것을 특징으로 하는 그래핀 및 고분자를 활용한 필터의 제조방법.18. The method of claim 17,
Steps (a) and (b) are 1 cycle, sequentially coating the polymer on the surface of the porous substrate, and repeating the Bi-Layer n times in which the polymer in which graphene is dispersed is laminated on the coated polymer. form, or
By making the steps (a), (b) and (b-1) 1 cycle, a polymer is sequentially coated on the surface of a porous substrate, and graphene is dispersed on the coated polymer and oxidized or reduced graphene A method of manufacturing a filter using graphene and a polymer, characterized in that the tri-layer for stacking fins is crossed and repeated n times.
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