WO2014007440A1 - 그래핀-탄소나노튜브의 계층적 구조체 및 그의 제조 방법 - Google Patents

그래핀-탄소나노튜브의 계층적 구조체 및 그의 제조 방법 Download PDF

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carbon nanotubes
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graphene oxide
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김현준
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    • C01B2202/00—Structure or properties of carbon nanotubes
    • C01B2202/08—Aligned nanotubes

Definitions

  • the present invention relates to a hierarchical structure of graphene-carbon nanotubes and a method of manufacturing the same. More specifically, the present invention can be grown into carbon nanotubes having a hierarchical structure by adding metal nanoparticles to graphene. It is about a method.
  • Future electrical and electronic devices must be implemented in a lightweight, flexible and portable form for application to wearable computers, flexible displays, flexible IC cards, flexible portable solar cells, and artificial muscles.
  • the nanostructure combined with graphene and carbon nanotubes is used as a conductive structure by using a CVE chemical vapor deposition method, but when the CVD technique is applied, There is a risk of an accident in the case of high temperature and high pressure conditions and the handling of specific source gas, and a complicated multi-step process requires a considerable time and cost for the production of nanostructures.
  • An embodiment of the present invention is to solve the above problems, to exclude the oxidation and reduction of graphite, to produce a carbon nanotube having a large amount of hierarchical structure in a short time by irradiating microwaves. It is for. In addition, to provide a hierarchical structure of environmentally friendly graphene-carbon nanotubes to suppress the excessive use of harmful organic solvents and a method of manufacturing the same.
  • the present invention provides a first mixture by adding a first catalytic metal and a first ionic liquid to a graphene oxide or a graphene oxide, and the first mixed material. Irradiating the first microwave to provide a graphene-carbon nanotube conjugate, and adding a second catalyst metal and a second ion solution to the graphene-carbon nanotube conjugate to provide a second mixed material; and Irradiating the second mixed material with a second microwave to convert the carbon nanoleubes into a hierarchical structure; A method of manufacturing a hierarchical structure of graphene-carbon nanotubes is proposed as an example.
  • the first catalyst metal may be added by grinding.
  • the step of providing the first composite material can be by sonication mix the first ionic solution and the lump open or the graphene oxide (graphene oxide) and the type 1 catalytic metal.
  • the second catalytic metal and the second silver solution may be mixed with the graphene-carbon nanotube conjugate by ultrasonic treatment.
  • the admixture or graphene oxide and the first catalyst metal may be mixed in a ratio of 1: 0.05 to 1:20.
  • the pendulum or the graphene oxide and the first ionic liquid may be mixed at a ratio of 1: 0.1 to 1:20.
  • the second microwave may be irradiated for 1 second to 1000 seconds at an intensity of 100 W to 2000 W.
  • first catalyst metal or the second catalyst metal may be palladium (Pd) or nickel.
  • the first ionic liquid or the second ionic liquid may include 1-ethyl-3-methyl imidazolium (1-ethyl-3-methyl iraidazol ium, EMIM) ionic liquid and 1-butyl-3-methyl. It may be at least one silver silver solution prepacked in the group consisting of imidazolium (1-butyl-3 methylimidazolium (BMIM) -based silver silver solution.
  • BMIM 1-butyl-3 methylimidazolium
  • carbon nanotubes having a hierarchical structure with an increased specific surface area can be obtained.
  • the metal functionalized carbon nanotube structure can be obtained according to the metal precursor.
  • carbon nanotubes can be manufactured in an environmentally friendly manner by using microwaves.
  • FIG. 1 is a flow chart sequentially illustrating a method of manufacturing a hierarchical structure of graphene-carbon nanoleuves according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a structure in which carbon nano-leuze is grown in two stages in the graphene according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 shows the structure of FIG. 2 at high magnification.
  • FIG. 1 is a flowchart sequentially illustrating a method for manufacturing a hierarchical structure of graphene-carbon nanotubes according to an embodiment of the present invention.
  • a first catalyst metal and a first ionic liquid are added to graphite or graphene oxide, and mixed evenly by using an ultrasonic cracker to generate a first mixed material (S101).
  • the generating of the first mixed material may further include grinding the first catalyst metal.
  • the particle size of the pulverized first catalyst metal may vary depending on the time of irradiation of the ultrasonic wave through the sonicator, and may be added by grinding with a particle size of 10 nm to 100 nm.
  • the particle size of the first catalyst metal is not within the above range, the first catalyst metal is not evenly mixed with graphite or graphene oxide and the first ionic liquid, and thus carbon nanotubes cannot be grown evenly. .
  • the first catalytic metal may be one of palladium (Pd), nickel (Ni), cobalt (Co), iron (Fe), or a combination thereof.
  • the abyss or the graphene oxide and the first catalyst metal may be mixed in a ratio of 1: 0.05 to 1:20.
  • the ionic liquid may be a 1-ethyl-3-methylimidazolium (EMI) -based ionic liquid or 1-butyl-3-methylimidazolium (l-butyl).
  • EMI 1-ethyl-3-methylimidazolium
  • BMIM 3-methylimidazolium
  • the abyss or graphene oxide and the ionic liquid may be mixed in a ratio of 1: 0.1 to 1:20.
  • the carbon nanotubes may grow locally. It cannot have a hierarchical structure.
  • the first mixture is irradiated with 1 microwave to obtain a graphene-carbon nanotube conjugate (S102).
  • the second catalytic metal and the second silver solution are added to the graphene-carbon nano-leube complex and mixed evenly using an ultrasonic cracker to generate a second mixed material (S103).
  • the amount of the second catalyst metal and the second ionic liquid added during the production of the second mixture material can be converted into a hierarchical structure by implementing 10% to 20% or more of the first catalyst metal and the second ionic liquid added during the formation of the first mixture.
  • the second mixed material is irradiated with a second microwave to obtain a carbon nano-rubber having a hierarchical structure (S104).
  • the irradiation time and intensity of the crab 2 microwaves may vary depending on the amount of the second catalyst metal and the second ionic liquid added to the graphene-carbon nano-leube complex, and 100W to 2000W. Irradiate for 1 to 1000 seconds with intensity.
  • the area of the graphene-carbon nano-leave having the hierarchical structure depends on the size of the graphene oxide, and the size of the graphene oxide may be determined by ultrasonic grinding of the graphene oxide. .
  • the graphene-carbon nanotubes having the hierarchical structure may include linear carbon nano-leubes having a width of about lOnra to lOOnm range and a length in the range of about 10 nm to 10 m.
  • FIG. 2 is a structure in which carbon nanotubes are grown in two stages in graphene according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 shows the structure of FIG. 2 at high magnification.
  • 2 is a structure of carbon nanotubes in which graphene oxide, a first catalyst metal, and a first ionic liquid are mixed and grown at a ratio of 1: 0.5: 0.5, and palladium (Pd) is used as the first catalyst metal. Used.
  • the hierarchical structure of graphene-carbon nano-leave according to an embodiment of the present invention has excellent electrical properties and low contact resistance, thereby allowing transparent materials of electronic layer materials and flexible displays of field emission displays (FED). Widely applicable in the field of materials, batteries and sensors.
  • FED field emission displays

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Description

【명세서】
【발명의 명 칭】
그래핀-탄소나노튜브의 계층적 구조체 및 그의 제조 방법
【기술분야】
<1> 본 발명은 그래핀-탄소나노튜브의 계층적 구조체 및 그의 제조 방법에 관한 것으로， 보다 상세하게 그래핀 위에 금속 나노 입자를 첨가함으로써 계층적 구조를 가지는 탄소나노튜브로 성 장시킬 수 있는 방법에 관한 것이다.
【배경기술】
<2> 미 래의 전기 /전자 소자는 착용식 컴퓨터， 플텍서블 디스플레이， 플렉서블 IC 카드， 풀렉서블 휴대용 태양 전지 및 인공 근육 등에 적용되기 위하여 가볍고 유연 하며 휴대 가능한 형 태로 구현되어 야 한다.
<3> 이러한 미 래형 전기 /전자 소자 개발을 위하여 2차원형 전도체인 그래핀에 1 차원형 탄소나노튜브의 융합을 통한 3차원형 전도체를 만들어 유연하고 투명 한 특 성을 갖는 전자 소자 개발에 활용하고자 하는 연구가 활발히 이루어지고 있다.
<4> 종래에는 CVE chemical vapor deposi t ion, 화학증착법 )기 법을 이용하여 그래 핀과 탄소나노튜브가 결합된 나노구조체를 확득하여 전도성 구조체로 활용하고 있 으나， 상기 CVD 기 법을 적용할 경우 고온과 고압 조건 및 특정 원료 가스를 취급해 야 한다는 점에서 사고 위험성 이 존재하며， 복잡한 다단계 과정을 필요로 함으로써 나노구조체의 제조에 상당한 시간 및 비용이 소요된다는 단점 이 있다.
【발명의 상세한 설명】
【기술적 과제】
<5> 본 발명의 실시 예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위 한 것으로서， 흑연의 산화 및 환원과정을 배제하고， 마이크로파를 조사하여 단시간에 다량의 계층적 구 조를 가지는 탄소나노튜브를 제조하기 위한 것이다 . 또한， 유해한 유기용제의 과다 사용을 억제하는 친환경 적 인 그래핀-탄소나노튜브의 계층적 구조체 및 그의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
【기술적 해결방법】
<6> 상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은， 혹연 또는 그래핀 옥사이드 (graphene oxide)에 제 1 촉매 금속과 제 1 이온액을 첨가하여 제 1 혼합물질을 제공하는 단계 와， 상기 제 1 흔합물질에 제 1 마이크로파를 조사하여 그래핀-탄소나노튜브 결합체 를 제공하는 단계와 , 상기 그래핀-탄소나노튜브 결합체에 제 2 촉매 금속과 제 2 이 온액을 첨가하여 제 2 흔합물질을 제공하는 단계 및 상기 제 2 흔합물질에 제 2 마이 크로파를 조사하여 상기 탄소나노류브를 계층적 구조로 변환하는 단계를 포함하는 그래핀-탄소나노튜브의 계층적 구조체 제조 방법을 일 실시예로 제안한다.
<7> 여기서, 상기 제 1 흔합물질을 제공하는 단계에서 상기 제 1 촉매 금속을 분쇄 하여 첨가할 수 있다.
<8> ' 또한， 상기 제 1 혼합물질을 제공하는 단계에서， 초음파 처리에 의해 상기 혹 연 또는 상기 그래핀 옥사이드 (graphene oxide)와 상기 계 1 촉매 금속과 상기 제 1 이온액을 혼합할수 있다.
<9> 또한， 상기 제 2 흔합물질을 제공하는 단계에서， 초음파 처리에 의해 상기 그 래핀-탄소나노튜브 결합체에 상기 제 2 촉매 금속과 상기 제 2 이은액을 혼합할 수 있다.
<ιο> 또한，—상기 제 1흔합물질을 제공하는 단계에서， 상기 혹연 또는상가그래핀 옥사이드 (graphene oxide)와 상기 제 1 촉매 금속을 1:0.05 내지 1:20의 비율로 흔 합할수 있다.
<ιι> 또한， 상기 제 1 혼합물질을 제공하는 단계에서， 상기 혹연 또는 상기 그래핀 옥사이드 (graphene oxide)와 상기 제 1 이온액을 1:0.1 내지 1:20의 바율로 흔합할 수 있다.
<12> 또한， 상기 탄소나노튜브를 계층적 구조로 변환하는 단계에서， 상기 제 2 마 이크로파를 100W내지 2000W의 세기로 1초 내지 1000초 동안조사할수 있다.
<13> 또한， 상기 제 1 촉매 금속 또는 상기 제 2 촉매 금속은 팔라듐 (Pd), 니켈
(Ni), 코발트 (Co) 및 철 (Fe)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 금속일 수 있 다.
<14> 또한， 상기 제 1 이온액 또는 제 2 이온액은 1ᅳ에틸 -3-메틸이미다졸륨 (1- ethyl-3-methyl iraidazol ium, EMIM)계 이온액 및 1-부틸 -3-메틸이미다졸륨 (1-butyl- 3-methylimidazolium, BMIM)계 이은액으로 이루어진 군에서 선팩된 하나 이상의 이 은액일 수 있다.
【유리한 효과】
<15> 본 발명의 실시예에 따른 그래핀-탄소나노튜브의 계층적 구조체 및 그의 제 조 방법에 의하면， 종래 탄소나노류브 대비 비표면적이 증가한 계층적 구조체의 탄 소나노튜브를 획득할 수 있으며， 금속 전구체에 따라 금속 기능화된 탄소나노튜브 구조체를 획득할 수 있다. 또한, 마이크로파를 이용함으로써 친환경적인 방법으로 탄소나노튜브를 제조할수 있다.
【도면의 간단한 설명】
<16> 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 그래핀-탄소나노류브의 계층적 구조체 제조 방법을 순차적으로 도시한플로우챠트이다. <17> 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 그래핀에서 탄소나노류브가 2단계로 성 장되어 있는 구조체이다.
<18> 도 3은 도 2의 구조체를 고배율로 나타낸 것이다.
【발명의 실시를 위한 최선의 형태】
<19> 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 그래핀-탄소나노튜브의 계층적 구조체 제조 방법을 순차적으로 도시한플로우챠트이다.
<20> 먼저， 흑연 또는 그래핀 옥사이드 (graphene oxide)에 제 1 촉매 금속과 제 1 이온액을 첨가하고 초음파 분해기를 이용하여 고루 섞은 후 제 1 흔합물질을 생성한 다 (S101).■
<21> 이때， 상기 제 1 흔합물질을 생성하는 단계는 상기 제 1 촉매 금속을 분쇄하는 단계를 더 포함할수 있다.
<22> 상기 분쇄된 제 1 촉매 금속의 입자크기는 상기 초음파분해기를 통해 초음 파를 조사하는 시간에 따라 달라지며， 10nm 내지 lOOnm의 입자 크기를 가지도톡 분 쇄하여 첨가할 수 있다. 제 1 촉매 금속의 입자 크기가 상기 범위내에 포함되지 않 을 경우 상기 제 1 촉매 금속이 흑연 또는 그래핀 옥사이드 (graphene oxide) 및 제 1 이온액과고르게 흔합되지 않으므로 탄소나노튜브를 고르게 성장시킬 수 없다.
<23> 또한， 상기 제 1 촉매 금속은 팔라듐 (Pd), 니켈 (Ni), 코발트 (Co), 철 (Fe) 중 하나또는 이들이 조합된 금속일 수 있다.
<24> 이때， 상기 혹연 또는 상기 그래핀 옥사이드와상기 제 1 촉매 금속은 1:0.05 내지 1:20의 비율로 흔합될 수 있다.
<25> 또한， 상기 게 1 이온액은 1-에틸 -3-메틸이미다졸륨 (l-ethyl-3- methylimidazolium, EMIM)계 이온액 또는 1-부틸 -3-메틸이미다졸륨 (l-butyl-3- methylimidazolium, BMIM)계 이온액 및 이들이 조합된 이온액일 수 있다.
<26> 이때， 상기 혹연 또는 그래핀 옥사이드와 상기 이온액은 1:0.1 내지 1:20의 비율로 흔합될 수 있다.
<27> 만약， 상기 흑연 또는 상기 그래핀 옥사이드와 상기 제 1 촉매 금속 및 제 1 이온액의 흔합비율이 1:0.1 비율보다 작거나 1:20 비율보다 클 경우에는 탄소나노 튜브가국부적으로 성장하거나 계층적 구조를 가질 수 없다.
<28> 이후， 상기 제 1 흔합물질에 게 1 마이크로파를 조사하여 그래핀-탄소나노튜브 결합체를 획득한다 (S102).
<29> 이후， 상기 그래핀—탄소나노류브 결합체에 제 2 촉매 금속과 제 2 이은액을 첨 가하고 초음파 분해기를 이용하여 고루 섞은 후 제 2흔합물질올 생성한다 (S103). <30> 또한， 상기 제 2혼합물질 생성시 첨가되는 제 2촉매 금속과 제 2 이온액의 양 은 상기 제 1 흔합물질 생성시 첨가한 제 1 촉매 금속과 제 2 이온액의 10% ~ 20% 또 는 그 이상으로 구현함으로써 상기 탄소나노튜브를 계층적 구조로 변환시킬 수 있 다 ·
<31> 마지막으로 , 상기 제 2 흔합물질에 제 2 마이크로파를 조사하여 계층적 구조를 가지는 탄소나노류브를 획득한다 (S104) .
<32> 이때 , 상기 게 2 마이크로파의 조사 시간과 세기는 상기 그래핀-탄소나노류브 결합체에 첨가된 상기 제 2 촉매 금속과 상기 제 2 이온액의 양에 따라 달라질 수 있 으며， 100W 내지 2000W의 세기로 1초 내지 1000초 동안 조사한다.
<33> 또한， 제 1 흔합물질 생성 단계에서 상기 혹연 또는 상기 그래핀 옥사이드보 다 제 1 촉매 금속과 제 1 이온액의 첨가 비율을 높게 혼합한다면， 계 2 촉매 금속과 제 2 이온액의 추가적으로 첨가하는 단계를 생략하여 계층적 구조를 가지는 그래핀- 탄소나노튜브를 생성할 수 있다.
<34> 이때， 상기 계층적 구조를 가지는 그래핀-탄소나노류브의 면적은 상기 그래 핀 옥사이드의 크기에 따라 달라지며， 상기 그래핀 옥사이드의 크기는 상기 그래핀 옥사이드의 초음파 분쇄를 통해 결정할 수 있다 .
<35> 또한, 상기 상기 계층적 구조를 가지는 그래핀-탄소나노튜브는 약 lOnra 내지 lOOnm 범워의 폭과 약 10nm 내지 10 m 범위의 길이를 가지는 선형의 탄소나노류브 를 포함할 수 있다.
<36> 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 그래핀에서 탄소나노튜브가 2단계로 성 장되어 있는 구조체이며， 도 3은 도 2의 구조체를 고배율로 나타낸 것이다.
<37> 도 2는 그래핀 옥사이드와 제 1 촉매 금속 및 제 1 이온액을 1 : 0.5: 0.5의 비율 로 흔합하여 성장시킨 탄소나노튜브의 구조체로， 상기 제 1 촉매 금속으로 팔라듐 (Pd)을 사용하였다.
<38> 본 발명의 일 실시 예에 따른 그래핀-탄소나노류브의 계층적 구조체는 우수한 전기적 특성과 낮은 접촉 저항을 가짐으로써 전계방출디스플레이 (FED)의 전자층 소 재 , 플랙서블 디스플레이의 투명전극 소재， 배터리 및 센서 분야에 광범위하게 적 용 가능하다 .
<39> 이상에서는 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권 리범위는 이에 한정되는 것은 아니고， 특허 청구범위에서 정의하는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형 태 또한 본 발명의 권리범위에 속하 는 것 이다.

Claims

【청구의 범위 ]
【청구항 1】
혹연 또는 그래핀 옥사이드 (graphene oxide)에 제 1 촉매 금속과 제 1 이온액 을 첨가하여 제 1 혼합물질을 제공하는 단계 ;
상기 제 1 흔합물질에 제 1 마이크로파를 조사하여 그래핀-탄소나노류브 결합 체를 제공하는 단계 ;
상기 그래핀-탄소나노류브 결합체에 제 2 촉매 금속과 제 2 이온액을 첨가하여 제 2 흔합물질을 제공하는 단계 ; 및
상기 제 2 흔합물질에 제 2 마이크로파를 조사하여 상기 탄소나노튜브를 계층 적 구조로 변환하는 단계
를 포함하는 그래핀-탄소나노튜브의 계층적 구조체 제조 방법 .
【청구항 2】
제 1항에 있어서，
상기 게 1 흔합물질을 제공하는 단계에서 상기 계 1 촉매 금속을 분쇄하여 첨 가하는 그래핀-탄소나노튜브의 계층적 구조체 제조 방법 .
[청구항 3】
제 1항에 있어서，
상기 제 1 흔합물질을 제공하는 단계에서， 초음파 처리쎄 의해 상기 혹연 또 는 상기 그래핀 옥사이드 (graphene oxide)와 상기 제 1 촉매 금속과 상기 제 1 이온 액을 흔합하는 그래핀-탄소나노류브의 계층적 구조체 제조 방법 .
【청구항 4]
제 1항에 있어서，
상기 제 2 흔합물질을 제공하는 단계에세 초음파 처 리에 의해 상기 그래핀- 탄소나노튜브 결합체에 상기 제 2 촉매 금속과 상기 제 2 이온액을 혼합하는 그래핀- 탄소나노튜브의 계층 구조체 제조 방법 .
【청구항 5】
제 1항에 있어서，
상기 제 1 흔합물질을 제공하는 단계에서， 상기 혹연 또는 상기 그래핀 옥사 이드 (graphene oxide)와 상기 제 1 촉매 금속을 1 : 0.05 내지 1 : 20의 비율로 혼합하 는 그래핀-탄소나노류브의 계층적 구조체 제조 방법 .
【청구항 6]
제 1항에 있어서，
상기 계 1 흔합물질을 제공하는 단계에서， 상기 혹연 또는 상기 그래핀 옥사 이드 (graphene oxide)와 상기 제 1 이온액을 1:0.1 내지 1:20의 비을로 흔합하는 그 래핀-탄소나노튜브의 계층적 구조체 제조 방법 .
【청구항 7】
제 1항에 있어서，
상기 탄소나노튜브를 계층적 구조로 변환하는 단계에서， 상기 계 2 마이크로 파를 100W 내지 2000W의 세기로 1초 내지 1000초 동안 조사하는 그래핀 -탄소나노류 브의 계층적 구조체 제조 방법 .
【청구항 8】
저 U항 내지 제 7항중 어느 한항에 있어서，
상기 제 1 촉매 금속 또는 상기 게 2촉매 금속은 팔라듬 (Pd), 니켈 (Ni), 코발 트 (Co) 및 철 (Fe)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 금속인 그래핀-탄소나노 튜브의 계층적 구조체 제조 방법.
【청구항 9]
제 1항 내지 제 7항중 어느 한항에 있어서，
상기 제 1 이온액 또는 제 2 이온액은 1-에틸 -3—메틸이미다졸륨 (l-ethyl-3- methylimidazolium, EMIM)계 이온액 및 1-부틸 -3-메틸이미다졸륨 (l_butyl-3- methylimidazolium, BMIM)계 이온액으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 이온 액인 그래핀-탄소나노튜브의 계층적 구조체 제조 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN120229708A (zh) * 2025-04-24 2025-07-01 山西天成半导体材料有限公司 一种SiC表面规则碳纳米管及其制备方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102415162B1 (ko) * 2018-01-17 2022-06-29 주식회사 엘지에너지솔루션 황-셀레늄-탄소 복합체의 제조방법, 그 제조방법에 의해 제조되는 황-셀레늄-탄소 복합체를 포함하는 리튬 황-셀레늄 전지용 양극 및 이를 포함하는 리튬 황-셀레늄 전지
KR20240064172A (ko) 2022-11-04 2024-05-13 주식회사 삼일화학 그래핀-탄소나노튜브를 활용한 고강도 경량화 도전성 복합소재 및 이의 제조방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101024798B1 (ko) * 2005-06-10 2011-03-24 미시간 스테이트 유니버시티 고체 표면상의 나노입자 조성물 제조방법
KR101114414B1 (ko) * 2010-04-27 2012-02-22 연세대학교 산학협력단 그래핀 나노 시트의 형성 방법

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7842271B2 (en) * 2004-12-07 2010-11-30 Petrik Viktor I Mass production of carbon nanostructures
US7754054B2 (en) * 2005-03-11 2010-07-13 New Jersey Institute Of Technology Microwave induced functionalization of single wall carbon nanotubes and composites prepared therefrom
US8124043B2 (en) * 2007-03-16 2012-02-28 Honda Motor Co., Ltd. Method of preparing carbon nanotube containing electrodes
US20130063296A1 (en) * 2011-08-11 2013-03-14 Basf Se Microwave absorbing composition
KR101346321B1 (ko) * 2011-10-19 2013-12-31 한국과학기술원 그래핀-탄소나노튜브 나노 구조체 및 그 제조 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101024798B1 (ko) * 2005-06-10 2011-03-24 미시간 스테이트 유니버시티 고체 표면상의 나노입자 조성물 제조방법
KR101114414B1 (ko) * 2010-04-27 2012-02-22 연세대학교 산학협력단 그래핀 나노 시트의 형성 방법

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MARQUARDT, DOROTHEA ET AL.: "The use of microwave irradiation for the easy synthesis of graphene supported transition metal nanoparticles in ionic liquids.", CARBON., vol. 49, 2011, pages 1326 - 1332 *
XIN, GUOQING ET AL.: "A graphene sheet exfoliated with microwave irradiation and interlinked by carbon nanotubes for high performance transparent flexible electrodes.", NANOTECHNOLOGY., vol. 21, no. 405201, 2010, pages 1 - 7 *
ZHU, YING-JIE ET AL.: "Microwave assisted synthesis of single crystalline tellurium nanorods and nanowires in ionic liquids.", ANGEW. CHEM. INT. ED., vol. 43, 2004, pages 1410 - 1414, XP002501693, DOI: doi:10.1002/ANIE.200353101 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN120229708A (zh) * 2025-04-24 2025-07-01 山西天成半导体材料有限公司 一种SiC表面规则碳纳米管及其制备方法

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