질소 도핑된 메조다공성 그래핀 및 이의 제조방법
Nitrogen doped mesoporous graphene and method for preparing the same
특허 요약
질소 도핑된 메조다공성 그래핀 및 이의 제조방법을 제공한다. 본 발명은 수열합성법을 적용하여 만곡된 구조를 갖으며, 세척용액에 따라 기공의 크기가 제어되어 기공이 규칙적으로 분포되는 질소 도핑된 메조다공성 그래핀 및 이의 제조방법을 제공한다. 본 발명에 따르면, 수열합성법에 따라 화학적 결합을 형성하며 복합체를 형성하고 복합체의 세척용액을 달리하여 기공의 크기를 제어할 수 있다. 또한, 간단한 공정으로 그래핀에 질소를 도핑하고 기공 크기가 제어된 메조 다공성 그래핀을 제조함으로써, 비표면적을 향상시키고, 전기 전도성을 향상시켜 에너지 저장장치의 전극소재로 사용될 수 있다.
청구항
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자기 조립된 고분자와 그라파이트 산화물을 혼합하여 제1 용액을 형성하는 단계; 상기 제1 용액에 암모니아수를 첨가하여 제2 용액을 형성하는 단계;상기 제2 용액을 수열합성법을 적용하여 복합체를 형성하는 단계; 상기 복합체를 물과 에탄올 비를 조절한 세척용액으로 세척하여 복합체의 기공 크기를 조절하는 단계; 및상기 복합체를 열처리하는 단계를 포함하는 질소 도핑된 메조다공성 그래핀 제조방법.

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제4항에 있어서, 상기 자기 조립된 고분자와 그라파이트 산화물을 혼합하여 제1 용액을 형성하는 단계에서 상기 자기 조립된 고분자는 폴리아닐린(polyaniline), 폴리피롤(polypyrrole), 폴리에틸렌옥사이드(polyethylene oxide), 폴리아세틸렌(polyacetylene), 폴리타이오펜(polythiophene), 폴리페닐렌비닐렌(polyphenylene vinylene), 폴리에틸렌아민 (polyethylene amine), 폴리디아릴디메틸암모늄클로라이드(polydiallyldimethylammonium chloride) 또는 폴리에틸렌옥사이드(polyethylene oxide)의 트리블록옥사이드 (HO(CH2CH2O)20(CH2CH(CH3)O)70 (CH2CH2O)20OH, Pluronic P123)으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 화합물 또는 2종이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 질소 도핑된 메조다공성 그래핀 제조방법.

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제4항에 있어서, 상기 자기 조립된 고분자와 그라파이트 산화물을 혼합하여 제1 용액을 형성하는 단계에서 상기 자기 조립된 고분자와 그래파이트 산화물은 무게비 5 : 1 내지 40 : 1로 혼합되는 것을 특징으로 하는 질소 도핑된 메조다공성 그래핀 제조방법.

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제4항에 있어서, 상기 제1 용액에 암모니아수를 첨가하여 제2 용액을 형성하는 단계에서상기 암모니아수는 전체 중량비에 1wt 내지 10wt로 첨가되는 것을 특징으로 하는 질소 도핑된 메조다공성 그래핀 제조방법.

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제4항에 있어서, 상기 제2 용액을 수열합성법을 적용하여 복합체를 형성하는 단계에서 상기 수열합성법은 120℃ 내지 200℃ 에서 12시간 내지 24시간동안 수행하는 것을 특징으로 하는 질소 도핑된 메조다공성 그래핀 제조방법.

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제4항의 제조방법에 의해 제조된, 기공의 크기가 제어되고 질소 도핑된 메조다공성 그래핀.