이중 채널을 갖는 환원된 산화그래핀 복합 막 및 이의 제조방법
DUAL-CHANNEL GRAPHENE OXIDE COMPOSITE MEMBRANE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
특허 요약
본원은 알루미노실리케이트 졸(AS sol)과 가교된 환원된 산화그래핀 복합 막에 있어서, 알루미노실리케이트 졸에 의해 환원된 산화그래핀의 층간 거리가 제어되어 형성된 서브나노미터 규모 기공을 포함하는 이온 선택성 채널; 및 환원된 산화그래핀 층간에 형성된 메조기공을 포함하는 이온 투과성 채널을 포함하는, 환원된 산화그래핀 복합 막에 관한 것이다.
청구항
번호청구항
1

알루미노실리케이트 졸(AS sol)과 가교된 환원된 산화그래핀 복합 막에 있어서,알루미노실리케이트 졸에 의해 환원된 산화그래핀의 층간 거리가 제어되어 형성된 서브나노미터 규모 기공을 포함하는 이온 선택성 채널; 및환원된 산화그래핀 층간에 형성된 메조기공을 포함하는 이온 투과성 채널; 을 포함하는, 환원된 산화그래핀 복합 막.

2

제 1항에 있어서,상기 이온 선택성 채널에 의해 리튬 이온이 다가 양이온으로부터 선택적으로 분리되는 것인, 환원된 산화그래핀 복합 막.

3

제 1항에 있어서,상기 이온 투과성 채널에 의해 리튬 이온의 투과 속도가 향상되는 것인, 환원된 산화그래핀 복합 막.

4

제 1항에 있어서, 상기 이온 선택성 채널은 0.8 nm 이하의 크기를 가지는 것인,환원된 산화그래핀 복합 막.

5

제 1항에 있어서, 상기 이온 투과성 채널은 2 nm 내지 10 nm의 크기를 갖는 것인,환원된 산화그래핀 복합 막.

6

제 1항에 있어서, 상기 환원된 산화그래핀 복합 막은 환원된 산화그래핀에 대하여 5.0 중량% 내지 50.0 중량%의 알루미노실리케이트 졸을 포함하는 것인,환원된 산화그래핀 복합 막.

7

제 1항에 있어서, 상기 알루미노실리케이트 졸(AS sol)은 알루미나 전구체 및 실리카 전구체가 가수분해 반응을 통해 제조된 나노 입자인 것인, 환원된 산화그래핀 복합 막.

8

제 7항에 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.

9

제 7 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.

10

제 1항에 있어서, 상기 환원된 산화그래핀 복합 막은 27 m2/g 이상의 BET 비표면적을 갖는 것인,환원된 산화그래핀 복합 막.

11

산화그래핀을 포함하는 용액에 알루미노실리케이트 졸(AS sol)을 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.

12

제 11 항에 있어서,상기 열처리에 의해 상기 알루미노실리케이트 졸이 축합 반응하는 것인,환원된 산화그래핀 복합 막 제조방법.

13

제 11 항에 있어서,상기 축합 반응에 의해 수증기가 발생하여 메조기공이 형성되는 것인,환원된 산화그래핀 복합 막 제조방법.

14

제 11항에 있어서,상기 감압여과 단계에서 알루미노실리케이트 졸에 의해 층간 거리가 제어된 이온 선택성 채널이 형성되는 것인,환원된 산화그래핀 복합 막 제조방법.

15

제 11항에 있어서, 상기 열처리는 100℃ 내지 160℃의 온도 범위에서 수행되는 것인,환원된 산화그래핀 복합 막 제조방법.

16

제 11 항에 있어서,상기 산화그래핀을 포함하는 용액은 0.2 mg/mL 내지 0.6 mg/mL의 농도를 가지는 것인,환원된 산화그래핀 복합 막 제조방법.

17

제 11 항에 있어서,상기 알루미노실리케이트 졸은 산화그래핀 중량의 5 내지 50 중량%로 첨가되는 것인, 환원된 산화그래핀 복합 막 제조방법.

18

제 1항에 따른 환원된 산화그래핀 복합 막을 포함하는, 염수 환경에서의 리튬이온 추출용 이온교환막.

19

제 1항에 따른 환원된 산화그래핀 복합 막을 포함하는, 폐배터리 침출액으로부터의 리튬 회수용 분리막.

20

제 1항에 따른 환원된 산화그래핀 복합 막을 포함하는, 산업폐수 처리용 나노여과막.