탄소나노튜브의 정제 방법
Method for purifying Carbon Nanotubes
특허 요약
탄소나노튜브의 정제 방법을 제공한다. 탄소나노튜브의 정제 방법은 금속 불순물 및 금속산화물 불순물을 포함하는 탄소나노튜브를 가열하는 단계, 환원 가스를 상기 탄소나노튜브에 통과시켜 상기 금속산화물 불순물을 환원시키는 환원 단계, 액상의 할로젠화 물질을 운반기체를 이용하여 상기 탄소나노튜브에 통과시켜 상기 금속 불순물 및 상기 환원된 금속산화물 불순물을 제거하는 정제 단계 및 상기 탄소나노튜브를 냉각하는 단계를 포함할 수 있다. 따라서, 운반기체를 이용하여 액상의 클로로폼을 CNT에 단순히 통과시켜 줌으로써 One-Step으로 단시간에 간단하면서도 경제적인 금속 불순물 제거에 효과적인 탄소나노튜브의 정제 방법을 제공할 수 있다. 또한, 환원단계를 통하여 금속 불순물뿐만 아니라 금속산화물 불순물도 함께 제거하여 정제 효과를 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 할로젠 제거 단계 또는 산처리 정제 단계의 추가를 통해 정제 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
청구항
번호청구항
1

금속 불순물 및 금속산화물 불순물을 포함하는 탄소나노튜브를 가열하는 단계;환원 가스를 상기 탄소나노튜브에 통과시켜 상기 금속산화물 불순물을 환원시키는 환원 단계;액상의 할로젠화 물질을 운반기체를 이용하여 상기 탄소나노튜브에 통과시켜 상기 금속 불순물 및 상기 환원된 금속산화물 불순물을 제거하는 정제 단계;상기 정제 단계 중에 상기 탄소나노튜브에 잔류된 할로젠을 제거하는 단계;상기 탄소나노튜브를 냉각하는 단계; 및상기 탄소나노튜브를 산처리하는 단계를 포함하고,상기 할로젠화 물질은 클로로폼을 포함하고,상기 탄소나노튜브를 가열하는 단계는 650℃ 내지 800℃의 온도에서 가열하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브의 정제 방법.

2

제1항에 있어서,상기 금속 불순물은 Fe, Co, Ni 또는 Al을 포함하는 탄소나노튜브의 정제 방법.

3

제1항에 있어서,상기 금속산화물은 Al2O3 또는 MgO를 포함하는 탄소나노튜브의 정제 방법.

4

제1항에 있어서,상기 환원 가스는 H2를 포함하는 탄소나노튜브의 정제 방법.

5

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6

제1항에 있어서,상기 운반기체는 N2 또는 Ar을 포함하는 탄소나노튜브의 정제 방법.

7

제1항에 있어서,상기 환원 단계 및 상기 정제 단계를 적어도 1회 이상 교대로 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브의 정제 방법.

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9

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10

제1항에 있어서,상기 할로젠을 제거하는 단계는 상기 탄소나노튜브의 표면을 에칭하여 할로젠을 제거하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브의 정제 방법.

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제10항에 있어서,상기 할로젠을 제거하는 단계는 질소 처리, 산소 처리, 수소 처리 또는 수분 처리하는 것을 포함하는 탄소나노튜브의 정제 방법.

12

제1항에 있어서,상기 할로젠을 제거하는 단계는 상기 탄소나노튜브의 표면을 탄소 증착물질로 코팅하여 탄소나노튜브의 표면에서 할로젠을 제거하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브의 정제 방법.

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제12항에 있어서,상기 할로젠을 제거하는 단계는, 상기 탄소나노튜브에 탄화수소 가스를 주입하고 상기 탄화수소 가스를 열분해시켜 상기 탄소나노튜브의 표면에 탄소막을 코팅하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브의 정제 방법.

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제13항에 있어서,상기 탄화수소 가스의 주입은 탄소와 수소를 포함하는 유기용매를 운반기체로 버블링하여 상기 탄소나노튜브에 주입하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브의 정제 방법.

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제1항에 있어서,상기 탄소나노튜브를 산처리하는 단계는 염산 처리하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브의 정제방법.

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제1항에 있어서,상기 탄소나노튜브를 산처리하는 단계는,상기 산처리를 상온에서 수행하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브의 정제방법.

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