KR20210104353A - 열안정화된 ABS 수지의 염기치환에 의한 질소 도핑된 n형 탄소양자점 제조방법 - Google Patents

열안정화된 ABS 수지의 염기치환에 의한 질소 도핑된 n형 탄소양자점 제조방법 Download PDF

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KR20210104353A KR1020200018983A KR20200018983A KR20210104353A KR 20210104353 A KR20210104353 A KR 20210104353A KR 1020200018983 A KR1020200018983 A KR 1020200018983A KR 20200018983 A KR20200018983 A KR 20200018983A KR 20210104353 A KR20210104353 A KR 20210104353A
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Abstract

열안정화된 공중합된 ABS 수지에 염기성 물질로 화학적 처리를 하는 화학처리단계: 화학처리된 ABS 수지를 탄소화하는 탄소화단계; 탄소화된 ABS 수지를 산성 혼합 용액에 분산하는 분산단계; 분산액에서 ABS 수지를 질소 도핑된 탄소 양자점으로 합성하는 합성단계; 및 질소 도핑된 탄소 양자점을 분산액과 분리하여 수득하는 분리단계;를 포함하는 열안정화된 ABS 수지의 염기치환에 의한 질소 도핑된 n형 탄소양자점 제조방법이 소개된다.

Description

열안정화된 ABS 수지의 염기치환에 의한 질소 도핑된 n형 탄소양자점 제조방법 {Method for producing Nitrogen-doped carbon quantum dots by thermo stabilized ABS resin}
본 발명은 아크릴로니트릴[AN], 부타디엔[Butadiene], 그리고 스타이렌[Styrene])을 공중합한 ABS 수지 소스를 염기치환에 의하여 질소 도핑의 효과를 높이고, 이를 통해 질소 도핑량이 충분히 확보된 n형 탄소 양자점의 제조방법에 관한 것이다.
탄소 양자점은 카본계 재료 및 소스를 하향식(top-down) 또는 상향식(bottom-up) 공정을 이용하여 나노 크기(지름 2nm~30nm, 두께 0.23nm~2nm)로 형성시킨 것이다. 그리고 그 크기에 따른 유용한 물리적, 전기적, 광학적 및 화학적 특성을 이용하여 배터리, 커패시터, LED 백라이트, 의료용 조영제 등 다양한 응용이 최근 보고되고 있다. 하지만 이러한 점들이 아직 활발하게 양산 적용되지는 않은 상황이다.
탄소양자점의 광범위한 응용에 선결되어야 할 과제는 낮은 제조 수율과 소자응용을 위한 도핑 물질 및 공정의 개발이 선행되어야 한다. 기존의 탄소 양자점의 제조 방식은 그라파이트, 탄소섬유 등에서 볼밀 및 제트밀 등을 이용해 나노 사이즈(20~200nm)로 수회 기계적으로 밀링하는 방법과 흑연, 탄소섬유, 탄소나노튜브, 탄소 등의 물질 내 산소 및 산소작용기를 이용하여 열화학적으로 절단 또는 재단하는 방법이 알려져 있다.
이 중 기계적 방법은 제조 수율이 30% 이상으로 높은 편이나 200nm 크기 이하의 양자점을 제조하는데 물리적인 한계가 있다. 반면, 열화학적 방법은 탄소 양자점의 크기 및 형태를 균질하게 하는 제어가 어려우며 또한 여러 단계의 긴 시간의 단위공정으로 인하여 제조 수율이 3~10%인 단점이 있다. 하지만 열화학적 방법의 경우 전기적, 화학적 특성에 큰 영향을 미치는 많은 작용기를 가지고 있어 생물학적, 광학적 고부가가치 분야에서의 응용이 시도되고 있다.
또한, 단 분자인 전구체물질을 이용하여 열화학 반응기에서 직접 양자점을 합성하는 상향식 방식은 양자점의 크기 및 형태를 정밀하게 제어할 수 있지만, 공정 제어가 까다롭고 수율 및 효율이 낮아 제한적으로 시도되고 있다.
이러한 탄소 양자점은 제조공정상 강한 전자 공여 특성으로 인하여 자연적으로 p형을 지니게 되며, 따라서 소자응용을 위한 n형 탄소 양자점의 제조를 위해 지금까지는 별도의 공정을 추가하여 암모니아(NH3) 및 보론 나이트라이드(BN) 분위기의 낮은 온도(200~300℃)에서 후열처리 등을 통해 질소 도핑된 탄소 양자점을 제조하는 방안이 시도되었으나, 시간 의존적으로 n형 도핑효과가 감소 즉, 시간이 지날수록 도핑된 질소가 이탈하여 최종적으로는 질소 도핑량이 현저히 떨어지는 것으로 알려져 있어 문제가 되고 있다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-1996147 B1
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 공중합된 ABS 수지 물질(예를 들어 폴리아크릴로니트릴(PAN))을 이용하여 질소 원자가 포함된 탄소 입자 제조방법 및 이를 이용한 질소 도핑된 탄소 양자점 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 질소가 함유된 탄소 전구체를 제조하기 위해 공중합된 ABS 수지의 탄소화 공정에 전에 염기성 물질로 인한 고리화 된 탄소 구조물의 인위적 결함을 생성하고, 추가적으로 질소 함유된 화합물을 첨가함으로써 화학적 체인 변화 유도방법을 제안한다.
그리고, 질소가 함유된 탄소 전구체를 수열합성법을 이용하여 n형 도핑된 탄소 양자점의 제조방법을 제공하고자 함이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 열안정화된 ABS 수지의 염기치환에 의한 질소 도핑된 n형 탄소양자점 제조방법은, 열안정화된 공중합된 ABS 수지에 염기성 물질로 화학적 처리를 하는 화학처리단계: 화학처리된 ABS 수지를 탄소화하는 탄소화단계; 탄소화된 ABS 수지를 산성 혼합 용액에 분산하는 분산단계; 분산액에서 ABS 수지를 질소 도핑된 탄소 양자점으로 합성하는 합성단계; 및 질소 도핑된 탄소 양자점을 분산액과 분리하여 수득하는 분리단계;를 포함한다.
합성단계 이후에는, 질소 도핑된 탄소 양자점 분산액에 염을 첨가하여 PH를 조절하는 조절단계;를 더 포함할 수 있다.
열안정화된 공중합된 ABS 수지는 분말 또는 섬유 형상일 수 있다.
화학처리단계 이전에는, 공중합된 ABS 수지를 고온로에서 처리하여 열적으로 안정화하는 안정화단계;를 더 포함할 수 있다.
안정화단계에서는 공중합된 ABS 수지를 일반대기 또는 불활성 가스(N2, Ar) 분위기에서 승온속도 0.1~20℃/min 조건으로 최종온도 150~300℃로 승온하여 5~30시간 안정화할 수 있다.
화학처리단계에서는 NaOH 또는 KOH 또는 Ammonium 또는 Urea 또는 Thiourea를 포함하는 염기성 물질을 공중합된 ABS 수지와 함께 물리적으로 교반하고 염기 치환하여 수득할 수 있다.
탄소화단계에서는 화학처리된 공중합된 ABS 수지를 일반대기 또는 불활성 가스(N2, Ar) 분위기에서 고온로에 주입하여 탄소화시킬 수 있다.
탄소화단계에서는 고온로의 승온속도를 0.1~20℃/min로 하고 최종온도를 600~900℃로 하여 30분~10시간 동안 처리하여 탄소화할 수 있다.
분산단계에서는 탄소화된 ABS 수지에 H2O 또는 HCl 또는 H2O2 또는 H2SO4 또는 HNO3를 혼합하여 PH를 조절할 수 있다.
합성단계에서는 H2SO4 및 HNO3을 부피비로 1~4:1로 혼합하고 ABS 수지 1g 당 혼합용액을 100~500ml로 혼합하며, 승온속도 60~200℃/min의 조건에서 200~700RPM으로 3~48시간 동안 교반하여 질소 도핑된 탄소 양자점으로 수열합성할 수 있다.
다양한 탄소 재료 중에서, 탄소 원자 단층으로 구성된 2, 3차원 시트 구조를 유지하는 탄소 양자점은 탄소 섬유와는 비교할 수 없는 전기 전도성 및 높은 비 표면적을 나타내는 점에서 광촉매 재료, 태양 전지, 배터리 전극, 연료 전지, 슈퍼 캐퍼시터 등 다양한 분야에서 주목을 받고 있다.
본 발명의 열안정화된 ABS 수지의 염기치환에 의한 질소 도핑된 n형 탄소양자점 제조방법에 따르면, PAN을 이용하여 질소가 함유된 탄소 전구체를 입자, 섬유 형태로 제조 및 이를 이용하여 수열합성을 통하여 질소 도핑된 탄소 양자점을 제작할 수 있어, 종래에 탄소만으로 구성되어 있는 탄소 양자점 및 탄소 섬유는 전기적, 광화학적 특성이 제한적이며 또한, 저비용 및 대량 생산 어려움으로 탄소 양자점의 상업적 응용에서 제한적이었던 문제를 해결할 수 있게 된다.
특히, 염기성물질로 화학적 처리를 한 후 양자점을 제조함으로써 질소 도핑률이 현저히 증가되고, 그에 따라 광촉매 등으로 효과적인 사용이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열안정화된 ABS 수지의 염기치환에 의한 질소 도핑된 n형 탄소양자점 제조방법에서 질소 도핑된 탄소 전구체를 제조하는 공정을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리아크릴로니트릴(PAN)을 드라이브 물질로 이용하여 질소 도핑된 탄소 양자점을 제조하는 과정을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열안정화된 ABS 수지의 염기치환에 의한 질소 도핑된 n형 탄소양자점 제조방법의 순서도.
도 4는 본 발명의 화학적 체인 변화된 PAN의 열중량분석 (TGA; Thermogravimetric analysis) 및 4 point probe 면저항 (sheet resistance)을 측정한 그래프.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법으로 제조된 질소 도핑된 탄소 양자점을 확인한 투과전자현미경(TEM) 사진 및 양자점의 평균 크기 분포 그래프.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소화 단계온도에 따른 질소가 도핑된 탄소양자점의 포토루미네선스(PL) 그래프.
도 7은 안정화된 PAN, 탄소화 단계를 거친 PAN과 염기성 물질로 화학처리한 탄소화된 PAN의 XPS 분석결과와 탄소, 산소, 질소의 함량에 관한 표.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열안정화된 ABS 수지의 염기치환에 의한 질소 도핑된 n형 탄소양자점 제조방법에서 질소 도핑된 탄소 전구체를 제조하는 공정을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리아크릴로니트릴(PAN)을 드라이브 물질로 이용하여 질소 도핑된 탄소 양자점을 제조하는 과정을 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열안정화된 ABS 수지의 염기치환에 의한 질소 도핑된 n형 탄소양자점 제조방법의 순서도이고, 도 4는 본 발명의 화학적 체인 변화된 PAN의 열중량분석 (TGA; Thermogravimetric analysis) 및 4 point probe 면저항 (sheet resistance)을 측정한 그래프이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법으로 제조된 질소 도핑된 탄소 양자점을 확인한 투과전자현미경(TEM) 사진 및 양자점의 평균 크기 분포 그래프이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소화 단계온도에 따른 질소가 도핑된 탄소양자점의 포토루미네선스(PL) 그래프이며, 도 7은 안정화된 PAN, 탄소화 단계를 거친 PAN과 염기성 물질로 화학처리한 탄소화된 PAN의 XPS 분석결과와 탄소, 산소, 질소의 함량에 관한 표이다.
본 발명은 종래의 발명에서의 문제점(수율, 단가 및 소자응용을 위한 질소 도핑된 탄소 양자점 제조 및 공정 등이 필요)을 해결하기 위하여 열처리된 공중합된 ABS 수지 분말을 프리커서로 이용하여 열화학적 공정인 수열합성법을 이용하여 질소 도핑된 탄소 양자점 물질을 제조 및 공정하는 방안을 제공하기 위한 것이다. 그리고 실시예로는 공중합된 ABS 수지 중 대표적인 물질인 폴리아크릴로니트릴 (PAN)을 사용하도록 하였다. 이하에서는 공중합된 ABS 수지로서 PAN을 활용한 공법에 관하여 설명한다.
본 발명의 목적은 열처리된 PAN 분말을 전구체로 이용하여 안정화단계를 거쳐 탄소화 단계에서 화학적 처리를 통한 PAN 체인의 화학결합의 변화를 통한 질소가 도핑된 탄소 전구체 제작하는 것이다.
그리고 본 발명의 또 다른 목적은 질소가 도핑된 탄소 전구체를 이용하여, 수열합성방법을 통한 선택적인 나노 크기로 제조(1nm~200nm)하여 탄소 양자점을 제조하는 것이다. 또한, 본 발명의 또 다른 목적은 열처리된 PAN을 드라이브 물질로 이용하여 탄소 양자점의 수율 30% 이상, 질소 함유량을 2~4% 이상으로 상향시키는 것이다.
본 발명에 따른 열안정화된 ABS 수지의 염기치환에 의한 질소 도핑된 n형 탄소양자점 제조방법은, 도 1 내지 3과 같이, PAN(폴리아크릴로니트릴, Polyacrylonitrile)을 안정화시키는 안정화단계, 안정화된 PAN에 염기성 물질로 화학적 처리를 하는 화학처리단계, 화학처리된 PAN을 탄소화하는 탄소화단계를 포함한다.
그리고 도 2와 같이, 탄소화된 PAN을 산성 혼합 용액에 분산하는 분산단계; 분산액에서 PAN을 질소 도핑된 탄소 양자점으로 합성하는 합성단계; 및 질소 도핑된 탄소 양자점을 분산액과 분리하여 수득하는 분리단계;를 포함한다.
그리고 합성단계 이후에는, 질소 도핑된 탄소 양자점 분산액에 염을 첨가하여 PH를 조절하는 조절단계;를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 안정화단계에서 투입되는 PAN은 분말 또는 섬유 형상일 수 있다. 또한, 안정화단계에서는 일반대기 또는 질소가스 또는 아르곤가스를 고온로에 주입하여 고온 분위기에서 안정화시킬 수 있다.
구체적으로, 안정화단계에서는 고온로의 승온속도를 0.1~20℃/min로 하고 최종온도를 150~300℃로 한 후 최종온도 상태에서 30분~5시간 동안 처리하여 안정화할 수 있다.
한편, 화학처리단계에서는 NaOH 또는 KOH 또는 Ammonium 또는 Urea 또는 Thiourea를 포함하는 염기성 물질을 안정화된 PAN과 함께 물리적으로 교반할 수 있다. 이와 같은 염기설 물질로의 처리를 통해 인위적인 결함을 유발할 수 있고, 이러한 결함을 통해 질소 도핑이 좀 더 잘 유지될 수 있도록 하는 것이다. 따라서, 특정 목적하에 이루어지는 질소 도핑된 양자점의 제조에 있어서 질소의 도핑량을 보장하는 효과는 염기설 물질과의 교반을 통해 확보될 수 있는 것이다.
그리고 탄소화단계에서는 화학처리된 PAN을 일반대기 또는 질소가스 또는 아르곤가스와 함께 고온로에 주입하여 고온 분위기에서 탄소화시킬 수 있다. 구체적으로, 도 4와 같이 열처리 온도에 따른 열중량 및 면저항 변화를 알 수가 있으며, 약 500℃ 부근에서 급격하게 질량이 감소하며 이는, PAN에 함유한 유기물질들이 감소해 20~30% 열수축하는 것을 알 수 있다.
또한, 열처리가 온도가 상승할수록 면저항이 낮아져 간접적으로 탄소의 그라파이트화와 도핑이 되어짐을 알 수가 있다. 이와 같이 탄소화단계에서는 PAN에 질소 함량을 조절하기 위해, 고온로의 승온속도를 0.1~20℃/min로 하고 최종온도를 600~900℃로 한 후 최종온도 상태에서 30분~10시간 동안 처리하여 탄소화할 수 있다.
그리고 질소 도핑된 탄소 양자점의 합성단계에서는 H2SO4 및 HNO3을 부피비로 1:1 또는 2:1 또는 3:1 또는 4:1로 혼합하고 PAN 1g 당 혼합용액을 100~500 ml로 혼합하며, 온도 60~200℃의 상태에서 200~700 rpm으로 3~48 시간 동안 교반하여 질소 도핑된 탄소 양자점으로 수열합성할 수 있다.
상기의 과정을 거친 혼합 용액에서 원심분리(5000 ~ 12000 rpm)를 통해 탄소 양자점을 분리하거나, 혼합 용액을 투석(1000 ~ 20000 Dalton tubing)하며 Di water에서 2 ~ 10일간 진행하여 rotary evaporator을 이용하여 온도(40 ~ 100℃), 회전 (10 ~ 100 rpm), 진공도 (0 ~ 0.1Mpa)에서 건조하는 단계를 거친다.
그리고 상기의 과정을 거쳐 만들어진 질소 도핑된 탄소 양자점을 공극 크기가 0.02 ~ 0.2 ㎛인 필터로 여과 공정을 진행하고, 질소 도핑된 탄소 양자점을 ethanol, methanol, DI water을 이용해 2~3회 세척하며, 진공 오븐에서 온도(40 ~ 100℃), 진공도 (0 ~ 0.1Mpa)에서 건조하는 과정을 거쳐 최종적인 질소가 도핑된 탄소양자점을 제조하는 것이다.
도 5는 상기와 같은 과정을 거친 PAN으로 질소 도핑된 탄소양자점의 크기를 확인한 투과전자현미경(TEM; Transmission electron microscopy) 사진이며, 도 6은 탄소화 단계온도 변화에 따른 질소 도핑된 탄소 양자점의 포토루미네선스 (PL; Photoluminescence) 그래프이며, 이는 탄소화 단계 온도가 높아질수록 전체적으로 PL 스펙트럼이 짧은 파장 (blue shift)으로 이동하면서 최대 피크가 557nm에서 530nm으로 이동한 것을 확인할 수 있다.
이는 질소기의 도핑정도의 차이로 추정할 수 있다. 도 7은 열안정화된 PAN과 염기성 물질로 처리하는 화학처리단계를 거치지 않은 PAN을 900℃로 탄소화한 경우 및 염기성 물질로 화학처리된 PAN을 900℃로 탄소화한 경우를 비교한 것이다. 그 결과 PAN의 탄소화 단계에서 온도가 900℃일 때 질소의 함량이 1.69%로 미미하게 포함되어 있는 것을 확인하였다. 따라서, 900℃ 이상의 온도에서는 질소의 함유량이 거의 없음을 추측할 수 있다. 반면 염기성 처리된 PAN을 900℃로 탄소화를 진행할 경우 질소의 함유량이 4.58%로 질소 도핑이 더 많이 된 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 질소 도핑된 양자점을 얻고 이를 산업적으로 활용할 수 있도록 하게 위해서는 염기성 처리 과정이 매우 중요함을 알 수 있다.
본 발명은 공중합된 ABS 수지(예를 들어 PAN, 폴리아크릴로니트릴)을 이용하여 질소 원자가 포함된 탄소 입자 또는 섬유를 제작방법 및 이를 이용한 질소 도핑된 탄소 양자점 제작 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 질소가 함유된 탄소 전구체를 제작하기 위해 폴리아크릴로니트릴의 탄소화 공정에 전 또는 후에 가스 분위기 열처리, 또는 염기성 가스, 분말, 액상을 통한 화학적 체인 변화 유도방법을 제안하는 것이다.
그리고, 질소가 함유된 탄소 전구체를 이용하여 수열합성법을 이용한 다양한 크기, 광화학적 특징을 나타내는 질소가 도핑된 탄소양자점 제작방법을 제공하고자 하는 것이다.
다양한 탄소 재료 중에서, 탄소 원자 단층으로 구성된 2, 3차원 시트 구조를 유지하는 탄소 양자점은 탄소 섬유와는 비교할 수 없는 전기 전도성 및 높은 비 표면적을 나타내는 점에서 광촉매 재료, 태양 전지, 배터리 전극, 연료 전지, 슈퍼 캐퍼시터 등 다양한 분야에서 주목을 받고 있다.
본 발명의 열안정화된 ABS 수지의 염기치환에 의한 질소 도핑된 n형 탄소양자점 제조방법에 따르면, PAN을 이용하여 질소가 함유된 탄소 전구체를 입자, 섬유 형태로 제조 및 이를 이용하여 수열합성을 통하여 질소 도핑된 탄소 양자점을 제작할 수 있어, 종래에 탄소만으로 구성되어 있는 탄소 양자점 및 탄소 섬유는 전기적, 광화학적 특성이 제한적이며 또한, 저비용 및 대량 생산 어려움으로 탄소 양자점의 상업적 응용에서 제한적이었던 문제를 해결할 수 있게 된다.
본 발명의 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

Claims (10)

  1. 열안정화된 공중합된 ABS 수지에 염기성 물질로 화학적 처리를 하는 화학처리단계:
    화학처리된 ABS 수지를 탄소화하는 탄소화단계;
    탄소화된 ABS 수지를 산성 혼합 용액에 분산하는 분산단계;
    분산액에서 ABS 수지를 질소 도핑된 탄소 양자점으로 합성하는 합성단계; 및
    질소 도핑된 탄소 양자점을 분산액과 분리하여 수득하는 분리단계;를 포함하는 열안정화된 ABS 수지의 염기치환에 의한 질소 도핑된 n형 탄소양자점 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    합성단계 이후에는, 질소 도핑된 탄소 양자점 분산액에 염을 첨가하여 PH를 조절하는 조절단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열안정화된 ABS 수지의 염기치환에 의한 질소 도핑된 n형 탄소양자점 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    열안정화된 공중합된 ABS 수지는 분말 또는 섬유 형상인 것을 특징으로 하는 열안정화된 ABS 수지의 염기치환에 의한 질소 도핑된 n형 탄소양자점 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    화학처리단계 이전에는, 공중합된 ABS 수지를 고온로에서 처리하여 열적으로 안정화하는 안정화단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열안정화된 ABS 수지의 염기치환에 의한 질소 도핑된 n형 탄소양자점 제조방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    안정화단계에서는 공중합된 ABS 수지를 일반대기 또는 불활성 가스(N2, Ar) 분위기에서 승온속도 0.1~20℃/min 조건으로 최종온도 150~300℃로 승온하여 5~30시간 안정화하는 것을 특징으로 하는 열안정화된 ABS 수지의 염기치환에 의한 질소 도핑된 n형 탄소양자점 제조방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    화학처리단계에서는 NaOH 또는 KOH 또는 Ammonium 또는 Urea 또는 Thiourea를 포함하는 염기성 물질을 공중합된 ABS 수지와 함께 물리적으로 교반하고 염기 치환하여 수득하는 것을 특징으로 하는 열안정화된 ABS 수지의 염기치환에 의한 질소 도핑된 n형 탄소양자점 제조방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    탄소화단계에서는 화학처리된 공중합된 ABS 수지를 일반대기 또는 불활성 가스(N2, Ar) 분위기에서 고온로에 주입하여 탄소화시키는 것을 특징으로 하는 열안정화된 ABS 수지의 염기치환에 의한 질소 도핑된 n형 탄소양자점 제조방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    탄소화단계에서는 고온로의 승온속도를 0.1~20℃/min로 하고 최종온도를 600~900℃로 하여 30분~10시간 동안 처리하여 탄소화하는 것을 특징으로 하는 열안정화된 ABS 수지의 염기치환에 의한 질소 도핑된 n형 탄소양자점 제조방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    분산단계에서는 탄소화된 ABS 수지에 H2O 또는 HCl 또는 H2O2 또는 H2SO4 또는 HNO3를 혼합하여 PH를 조절하는 것을 특징으로 하는 열안정화된 ABS 수지의 염기치환에 의한 질소 도핑된 n형 탄소양자점 제조방법.
  10. 청구항 1에 있어서,
    합성단계에서는 H2SO4 및 HNO3을 부피비로 1~4:1로 혼합하고 ABS 수지 1g 당 혼합용액을 100~500ml로 혼합하며, 승온속도 60~200℃/min의 조건에서 200~700RPM으로 3~48시간 동안 교반하여 질소 도핑된 탄소 양자점으로 수열합성하는 것을 특징으로 하는 열안정화된 ABS 수지의 염기치환에 의한 질소 도핑된 n형 탄소양자점 제조방법.
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