| 학회 | 한국고분자학회 |
| 학술대회 | 2005년 가을 (10/13 ~ 10/14, 제주 ICC) |
| 권호 | 30권 2호 |
| 발표분야 | 탄소나노튜브 및 고분자 복합재료 |
| 제목 | Thermal pyrolysis에 의한 탄소나노튜브의 합성과 응용 |
| 초록 | 탄소나노튜브는 우수한 물리적 특성과 구조를 갖고 있기 때문에, 환경, 전자정보통신, 에너지 및 의약 분야에의 응용이 확대되고 있는 소재로서 특히, 차세대 전자정보 산업분야 등에서 폭 넓게 응용될 것으로 기대됨에 따라 선진 각국에서는 첨단 전자정보 산업 분야와 고기능성 나노소재의 경쟁력 확보 차원에서 국가적인 지원아래 탄소나노튜브의합성 응용에 대한 연구를 광범위하게 수행하고 있다. 탄소나노튜브는 기계적, 화학적, 전기적으로 특히 뛰어난 특성을 갖는다. 이들은 나노 크기의 육각 구조로 구성되어 있으며, porous 나노물질에서와 같이 큰 비표면적을 갖는다. 이러한 이유로 탄소나노튜브는 에너지 저장 및 유해 물질의 흡착용으로 많은 관심을 모으고 있다. 최근에 인체에 유해한 독성 오염 물질중의 하나인 다이옥신이 활성탄보다 탄소나노튜브에 더 좋은 흡착 능력을 갖는 것으로 보고되면서 탄소나노튜브는 환경적인 측면으로의 응용범위가 확대되고 있다. 또한 탄소나노튜브의 뛰어난 기계적 강도를 이용하여 고분자 물질과 결합하여 기계적 특성를 향상시킬 수 있는 나노 복합 물질로의 활용도도 크게 증가하고 있다. 본 연구에서는 초음파 가진 기화 방식을 이용한 thermal pyrolysis에 의해 탄소나노튜브를 합성하였다. 탄소나노튜브에 이용된 용액은 자일렌에 페로씬이 1.5~6.5mol% 용해된 것으로 정량 펌프에 의해 공급하였으며, 공급된 용액은 초음파 가진 방식에 의해 기화되어 반응기로 이송하는 시스템을 이용하였다. 기화된 용액의 이속 가스로는 수소와 아르곤 혼합가스를 사용하였으며, 합성 반응기의 온도는 850도 정도였다. 합성 결과는 XRD (X-Ray Diffraction), HRTEM (High Resolution Transmission Electron Microscope), FE-SEM (Field Emission Scanning Electron Microscope) and Raman spectroscopy를 이용하여 분석하였으며, 대략 21개의 벽이 존재하는 다중벽 나노튜브인 것으로 확인되었다. 위와 같이 합성된 탄소나노튜브는 VOCs와 같은 환경유해 물질에 대한 탄소나노튜브의 흡착 특성에 대한 연구에 응용하였다, 흡착 물질로는 벤젠, 클로로벤제, 톨루엔, 자일렌, MEK 등이 사용되었다. 합성된 탄소나노튜브에 대한 흡착 결과는 상용 제품인 단일벽 탄소나노튜브와 ALDRICH 제품의 활성탄의 흡착분석 결과와 비교하였다. 다중벽탄소나노튜브에 비해 단일벽탄소나노튜브의 흡착 능력이 우수한 것으로 나타났으며, 단일벽나노튜브를 질산 또는 염산에 의해 후 처리한 결과 활성탄과도 비슷한 수준의 흡착특성을 보이는 것으로 확인되었다. 또한 본 연구에서는 나노복합체로서의 탄소나노튜브의 기계적 특성 실험을 수행하였으며, 본 연구에서 합성된 탄소나노튜브를 복합체로서 사용한 시료에서 기계적 강도가 향상된 것으로 나타났다. |
| 저자 | 정남조1, 함형택2, 한성옥1, 서용석1 |
| 소속 | 1한국에너지기술(연), 2한국과학기술원 |
| 키워드 | 나노복합체; pyrolysis; 탄소나노튜브; VOCs 흡착 |
