公开(公告)号：KR101531023B1

公开(公告)日：2015-06-23

申请号：KR1020140063788

申请日：2014-05-27

Applicant: 한국과학기술연구원

Inventor： 구본철 ,  박옥경 ,  김화정 ,  김승민 ,  황준연 ,  유남호 ,  이재관 ,  정영진

IPC: D01F9/12 ,  D06M11/74 ,  C01B31/02 ,  D06M11/58 ,  D02G3/44 ,  D01D10/02

CPC classification number: D01F9/12 ,  C01B32/158 ,  D01D10/02 ,  D02G3/441 ,  D02G3/443 ,  D06M11/58 ,  D06M11/74 ,  D10B2101/122 ,  D10B2401/061 ,  D10B2401/063 ,  D10B2401/16

Abstract: 본발명은질소또는할로겐원소와질소원소를동시에포함하는이온성액체(ionic liquid) 또는아미노산(amino acid)과함께탄소나노튜브섬유를열처리하여고전도성, 고강도의탄소나노튜브섬유를제조하는후처리방법에관한것이다. 요오드원소와질소원소를포함하는이온성액체는열처리과정중에분해되고열 분해된질소가스는탄소나노튜브섬유를구성하는개별탄소나노튜브표면의결함부분에클러스터를형성하여질소도핑된탄소나노튜브를제조한다. 탄소나노튜브의표면에도핑된 질소원소는주변의인접한탄소나노튜브의산소기능기그룹의수소원자와수소결합을형성하여탄소나노튜브섬유를구성하는각각의탄소나노튜브간의계면결합력을향상시키기때문에결과적으로탄소나노튜브섬유의기계적강도를향상시킨다. 또한이온성액체에포함된요오드원소는열처리과정에서요오드화수소로분해되어탄소나노튜브표면에존재하는산소기능기그룹의탈산소화반응(deoxygenation)및흑연화를유도하여탄소나노튜브섬유의전기전도도를향상시킨다. 이와같이본 발명은아미노산또는이온성액체와탄소나노튜브섬유를열처리함으로인해서발생하게되는수소결합과, 요오드그룹에의한탈산소화및 흑연화반응에의해서전기적특성을향상시키면서동시에기계적물성도향상시킬수 있는탄소나노튜브섬유의후처리공정에관한내용이다.

Abstract translation: 本发明涉及一种后处理方法，用于通过同时含有氮或氮元素和卤素元素的氨基酸或离子液体热处理碳纳米管纤维来制造高强度且高导电性的碳纳米管纤维。 含有碘元素和氮元素的离子液体在热处理期间分散，并且热分解氮气在包含碳纳米管纤维的单个碳纳米管的表面上的缺陷部分中形成簇，以产生氮掺杂碳纳米管。 由于掺杂在碳纳米管表面上的氮元素与相邻碳纳米管的氧官能团的氢元素形成氢键，结果提高了碳纳米管纤维的机械强度。 此外，离子液体中所含的碘元素通过热处理分解成碘化氢，并且引起存在于碳纳米管表面上的氧官能团的脱氧和石墨化，以改善碳纳米管纤维的导电性。 因此，碳纳米管纤维的后处理方法可以通过脱氧和由碘基引起的石墨化同时改善电特性和机械性能，并且通过用氨基酸热处理碳纳米管纤维形成的氢键 或离子液体。