질소 함유 다공성 2차원 결정성 구조의 그래핀 및 이의 제조방법
Porous two-dimentional crystalline graphene comprising nitrogen and method for preparing the same
특허 요약
본 발명은 질소 함유 다공성 2차원 결정성 구조의 그래핀에 관한 것으로서, 질소 및 세공을 포함하고, 상기 질소 및 세공이 규칙적으로 분포되어 있으며, 층상 구조로 이루어진 것을 특징으로 하고, 본 발명에 따르면, 간단한 상향식 유기 반응을 통하여 높은 결정도를 갖는 마이크로미터 규모의 다공성을 갖는 질소 함유 결정 구조의 그래핀을 제조할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 질소 함유 다공성 결정 구조의 그래핀(C 2 N-h2D)은 독특한 기하학적 구조와 전자 구조로 인하여 반도체, 비금속 자화 소재, 생체 센서, 전기화학 촉매 등 다양한 분야에서 활용할 수 있다.
청구항
번호청구항
1

질소 및 세공을 포함하고, 상기 질소 및 세공이 규칙적으로 분포되어 있으며, 층상 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 질소 함유 다공성 그래핀.

2

제1항에 있어서,상기 질소 함유 다공성 그래핀은 밴드갭이 형성된 것을 특징으로 하는 질소 함유 다공성 그래핀.

3

제1항에 있어서,상기 규칙적으로 배열된 세공은 2차원 벌집 형태(honeycome)이고, 세공간의 거리는 8-10 Å인 것을 특징으로 하는 질소 함유 다공성 그래핀.

4

제1항에 있어서,상기 층상 구조에서 층간 거리는 3-4 Å인 것을 특징으로 하는 질소 함유 다공성 그래핀.

5

제1항에 있어서,상기 질소 함유 다공성 그래핀은 복수의 벤젠 고리가 피라진 고리로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 질소 함유 다공성 그래핀.

6

제1항에 있어서,상기 질소 함유 다공성 그래핀의 열처리 전 BET 비표면적은 76 m2g-1이고, 열처리 후 BET 비표면적은 281 m2g-1인 것을 특징으로 하는 질소 함유 다공성 그래핀.

7

제1항에 따른 질소 함유 다공성 그래핀을 포함하는 그래핀 필름.

8

제7항에 따른 필름을 포함하는 유기 전계 효과 트랜지스터(OFET).

9

제1항에 따른 질소 함유 다공성 그래핀의 제조방법에 있어서,헥사아미노벤젠 트리하이드로클로라이드와 헥사케토사이클로헥산 옥타하이드레이트를 액상 반응시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 질소 함유 다공성 그래핀의 제조방법.

10

제9항에 있어서,상기 액상 반응은 N-메틸-2-피롤리돈(NMP)과 황산의 혼합 용액 내에서 또는 트리플루오로메탄설폰산(TFMSA) 용액 내에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 질소 함유 다공성 그래핀의 제조방법.

11

제9항에 있어서,상기 액상 반응은 150-200 ℃에서 5-10 시간 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 질소 함유 다공성 그래핀의 제조방법.

12

제1항에 따른 질소 함유 다공성 그래핀을 포함하는 용액을 기판 상에 드랍-캐스팅 후, 열처리 및 에칭하는 단계를 포함하는 그래핀 필름의 제조방법.

13

제12항에 있어서,상기 열처리 단계는 아르곤 분위기, 300-800 ℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 그래핀 필름의 제조방법.