알루미노실리케이트 졸로 가교된 환원된 산화그래핀 복합 막 및 그 제조방법
REDUCED GRAPHENE OXIDE COMPOSITE MEMBRANE CROSSLINKED WITH ALUMINOSILICATE SOL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
특허 요약
본원은 알루미나 전구체 및 실리카 전구체를 포함하는 용액에 산을 투입하여 알루미노실리케이트 졸(AS sol)을 제조하는 단계; 산화그래핀을 포함하는 용액에 상기 알루미노실리케이트 졸을 첨가하여 혼합 용액을 제조하는 단계; 상기 혼합 용액을 감압여과하여 산화그래핀 복합 막을 제조하는 단계; 및 상기 산화그래핀 복합 막을 열처리하여 환원된 산화그래핀 복합 막을 제조하는 단계를 포함하는, 환원된 산화그래핀 복합 막 제조방법에 관한 것이다.
청구항
번호청구항
1

알루미나 전구체 및 실리카 전구체를 포함하는 용액에 산을 투입하여 알루미노실리케이트 졸(AS sol)을 제조하는 단계;산화그래핀을 포함하는 용액에 상기 알루미노실리케이트 졸을 첨가하여 혼합 용액을 제조하는 단계;상기 혼합 용액을 감압여과하여 산화그래핀 복합 막을 제조하는 단계; 및상기 산화그래핀 복합 막을 열처리하여 환원된 산화그래핀 복합 막을 제조하는 단계;를 포함하는,환원된 산화그래핀 복합 막 제조방법.

2

제 1 항에 있어서,상기 알루미노실리케이트 졸(AS sol)을 제조하는 단계에서 상기 산의 투입 속도를 조절하여 상기 알루미노실리케이트 졸의 입자 크기를 제어하는 것인,환원된 산화그래핀 복합 막 제조방법.

3

제 2 항에 있어서,상기 산의 투입 속도가 빠를수록 상기 알루미노실리케이트 졸의 입자 크기가 증가하는 것인,환원된 산화그래핀 복합 막 제조방법.

4

제 3 항에 있어서,상기 입자 크기가 클수록 상기 환원된 산화그래핀의 층간 거리가 증가하는 것인,환원된 산화그래핀 복합 막 제조방법.

5

제 2 항에 있어서,상기 입자 크기는 0.5 nm 내지 10 nm 범위인 것인,환원된 산화그래핀 복합 막 제조방법.

6

제 1 항에 있어서,상기 알루미나 전구체와 실리카 전구체의 몰비율(Si:Al)을 조절하여 상기 알루미노실리케이트 졸의 표면 전하를 제어하는 것인,환원된 산화그래핀 복합 막 제조방법.

7

제 6 항에 있어서,상기 알루미나 전구체의 함량이 높아질수록 상기 알루미노실리케이트 졸의 표면 양전하 특성이 증가하는 것인,환원된 산화그래핀 복합 막 제조방법.

8

제 6 항에 있어서,상기 실리카 전구체와 알루미나 전구체의 몰비율(Si:Al)이 1 내지 50 범위인 것인,환원된 산화그래핀 복합 막 제조방법.

9

제 1 항에 있어서,상기 열처리는 상온에서 최대 온도까지 승온하여 수행되는 것인,환원된 산화그래핀 복합 막 제조방법.

10

제 9 항에 있어서,상기 승온은 0.1℃/분 내지 2.0℃/분의 속도로 수행되는 것인,환원된 산화그래핀 복합 막 제조방법.

11

제 9 항에 있어서,상기 최대 온도는 100℃ 내지 150℃의 온도 범위인 것인,환원된 산화그래핀 복합 막 제조방법.

12

제 1 항에 있어서,상기 알루미나 전구체는 알루미늄-나이트레이트(aluminum-nitrate), 알루미늄-클로라이드(aluminum-chloride), 알루미늄-트리-세크-부톡사이드(aluminum-tri-sec-butoxide), 알루미늄-설페이트(aluminum-sulfate), 알루미늄-이소프록포사이드(aluminum-isopropoxide), 소듐-알루미네이트(sodium-aluminate), 알루미늄-2-메톡시에톡시드(aluminum-2-methoxyethoxide), 알루미늄-2-메톡시에톡시에톡시드(Aluminum-2-methoxyethoxyethoxide) 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것인,환원된 산화그래핀 복합 막 제조방법.

13

제 1 항에 있어서,상기 실리카 전구체는 테트라-에틸-오르소-실리케이트(tetra-ethyl-ortho-silicate), 테트라-메틸-오르소-실리케이트(tetra-methyl-ortho-silicate), 3-글리시딜옥시프로필-트리메톡시실란(3-glycidyloxypropyl-trimethoxysilane), 3-아미노프로필-트리에톡시실란(3-aminopropyl-triethoxysilane), 소듐-오르소-실리케이트(sodium-ortho-silicate), 트리-메톡시-프로피실란(tri-methoxy-propysilane), 트리-메톡시-옥틸실란(tri-methoxy-octylsilane) 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것인,환원된 산화그래핀 복합 막 제조방법.

14

제 1 항에 따른 방법에 의해 제조된 환원된 산화그래핀 복합 막에 있어서,크기가 제어된 알루미노실리케이트 졸이 환원된 산화그래핀 층간에 삽입되어 가교된 것인,환원된 산화그래핀 복합 막.

15

제 14 항에 있어서,상기 알루미노실리케이트 졸에 의해 상기 환원된 산화그래핀의 수화에 의한 층간 거리 팽창이 억제되는 것인,환원된 산화그래핀 복합 막.

16

제 14 항에 있어서,상기 알루미노실리케이트 졸의 입자 크기가 작을수록 상기 복합 막의 인장 강도가 향상되는 것인,환원된 산화그래핀 복합 막.

17

제 14 항에 있어서,상기 알루미노실리케이트 졸의 입자 크기가 작을수록 상기 복합 막의 연신율이 향상되는 것인,환원된 산화그래핀 복합 막.

18

제 14 항에 따른 환원된 산화그래핀 복합 막을 포함하는, 염수 환경에서의 리튬이온 추출용 이온교환막.

19

제 14 항에 따른 환원된 산화그래핀 복합 막을 포함하는, 폐배터리 침출액으로부터의 리튬 회수용 분리막.

20

제 14 항에 따른 환원된 산화그래핀 복합 막을 포함하는, 산업폐수 처리용 나노여과막.