본 연구는 나노 탄소 소재 중 하나인 탄소나노튜브를 합성하면서 그 구조를 제어하여 분말, 번들, 섬유 형태로 합성하는 연구를 진행하였다. 먼저, 연소법에 따라 촉매를 제조하는 과정에 있어 제조 공정 중 연소시간을 제어하여 연소시간에 따른 잔존 탄소 함량 및 이에 따라 합성된 탄소나노튜브의 분석을 진행하였다. 촉매 제조 공정의 연소시간에 따라 합성된 탄소나노튜브의 수율, 형태, 결정성, 균일성이 달라지는 것을 확인되었다. 합성된 탄소나노튜브의 겹 수는 2-7겹, 두께는 3-9 nm 범위에서 합성되었으며, 결정성(IG/ID)은 11 이상의 높은 값을 나타내었다. 이를 통해 제조한 X선 에미터의 경우 상용제품을 상회하는 성능으로 확인되어 간단한 방법으로 탄소나노튜브의 균일성 및 물성을 제어하여 X선 에미터에 적용 가능함을 확인하였다.
또한, ...
본 연구는 나노 탄소 소재 중 하나인 탄소나노튜브를 합성하면서 그 구조를 제어하여 분말, 번들, 섬유 형태로 합성하는 연구를 진행하였다. 먼저, 연소법에 따라 촉매를 제조하는 과정에 있어 제조 공정 중 연소시간을 제어하여 연소시간에 따른 잔존 탄소 함량 및 이에 따라 합성된 탄소나노튜브의 분석을 진행하였다. 촉매 제조 공정의 연소시간에 따라 합성된 탄소나노튜브의 수율, 형태, 결정성, 균일성이 달라지는 것을 확인되었다. 합성된 탄소나노튜브의 겹 수는 2-7겹, 두께는 3-9 nm 범위에서 합성되었으며, 결정성(IG/ID)은 11 이상의 높은 값을 나타내었다. 이를 통해 제조한 X선 에미터의 경우 상용제품을 상회하는 성능으로 확인되어 간단한 방법으로 탄소나노튜브의 균일성 및 물성을 제어하여 X선 에미터에 적용 가능함을 확인하였다.
또한, 고분자 matrix 내 원활한 분산을 위해 탄소나노튜브를 번들 형태로 제조하는 연구를 진행하였다. 연소법을 이용하여 촉매를 제조하는 과정에서 연소원료 및 발포제로 첨가되는 citric acid의 함량을 제어하고 제조된 촉매 분말의 입도를 제어함으로써 합성되는 탄소나노튜브의 형태가 번들 형태를 이루도록 제어하였다. 제조된 촉매는 촉매 표면에 미립자가 존재하지 않는 매끄러운 판상 형태로 제조되었으며 이를 통해 합성된 탄소나노튜브는 citric acid 함량 및 체 분리 시 mesh size에 따라 번들 길이 60 ㎛, 두께 30 ㎛에서 번들길이 150 ㎛, 두께 50 ㎛ 이내의 크기 내에서 제어 가능한 것으로 확인되었다.
마지막으로 탄소나노튜브가 갖는 우수한 물성을 거시적인 단계에서 구현하기 위하여 섬유의 형태로 제조하는 연구를 진행하였으며 이 과정에서 promoter로 작용하는 sulfur의 함량을 제어하여 합성되는 탄소나노튜브의 물성 및 이 과정에서 생성되는 구성성분을 분석하고 이들이 탄소나노튜브 섬유의 전도도에 미치는 영향을 확인하고자 하였다. 합성된 탄소나노튜브 섬유의 성분이 구형의 탄소 결정체와 탄소나노튜브로 이루어짐을 확인하였다. 또한, sulfur 비율에 따라 결정성이 2.7에서 23.8의 큰 차이를 보였으며, 전기전도도는 0.8–1.4 x 10^4 S/m으로 결정성이 높을 때 전기전도도 또한 높은 것으로 확인되었다.
본 연구는 나노 탄소 소재 중 하나인 탄소나노튜브를 합성하면서 그 구조를 제어하여 분말, 번들, 섬유 형태로 합성하는 연구를 진행하였다. 먼저, 연소법에 따라 촉매를 제조하는 과정에 있어 제조 공정 중 연소시간을 제어하여 연소시간에 따른 잔존 탄소 함량 및 이에 따라 합성된 탄소나노튜브의 분석을 진행하였다. 촉매 제조 공정의 연소시간에 따라 합성된 탄소나노튜브의 수율, 형태, 결정성, 균일성이 달라지는 것을 확인되었다. 합성된 탄소나노튜브의 겹 수는 2-7겹, 두께는 3-9 nm 범위에서 합성되었으며, 결정성(IG/ID)은 11 이상의 높은 값을 나타내었다. 이를 통해 제조한 X선 에미터의 경우 상용제품을 상회하는 성능으로 확인되어 간단한 방법으로 탄소나노튜브의 균일성 및 물성을 제어하여 X선 에미터에 적용 가능함을 확인하였다.
또한, 고분자 matrix 내 원활한 분산을 위해 탄소나노튜브를 번들 형태로 제조하는 연구를 진행하였다. 연소법을 이용하여 촉매를 제조하는 과정에서 연소원료 및 발포제로 첨가되는 citric acid의 함량을 제어하고 제조된 촉매 분말의 입도를 제어함으로써 합성되는 탄소나노튜브의 형태가 번들 형태를 이루도록 제어하였다. 제조된 촉매는 촉매 표면에 미립자가 존재하지 않는 매끄러운 판상 형태로 제조되었으며 이를 통해 합성된 탄소나노튜브는 citric acid 함량 및 체 분리 시 mesh size에 따라 번들 길이 60 ㎛, 두께 30 ㎛에서 번들길이 150 ㎛, 두께 50 ㎛ 이내의 크기 내에서 제어 가능한 것으로 확인되었다.
마지막으로 탄소나노튜브가 갖는 우수한 물성을 거시적인 단계에서 구현하기 위하여 섬유의 형태로 제조하는 연구를 진행하였으며 이 과정에서 promoter로 작용하는 sulfur의 함량을 제어하여 합성되는 탄소나노튜브의 물성 및 이 과정에서 생성되는 구성성분을 분석하고 이들이 탄소나노튜브 섬유의 전도도에 미치는 영향을 확인하고자 하였다. 합성된 탄소나노튜브 섬유의 성분이 구형의 탄소 결정체와 탄소나노튜브로 이루어짐을 확인하였다. 또한, sulfur 비율에 따라 결정성이 2.7에서 23.8의 큰 차이를 보였으며, 전기전도도는 0.8–1.4 x 10^4 S/m으로 결정성이 높을 때 전기전도도 또한 높은 것으로 확인되었다.
In this study, we conducted a study to synthesize carbon nanotubes, one of the nanocarbon materials, in the form of powder, bundle, and fiber by controlling their structure. First, in the process of manufacturing catalysts in accordance with the combustion method, the analysis of carbon nanotubes sy...
In this study, we conducted a study to synthesize carbon nanotubes, one of the nanocarbon materials, in the form of powder, bundle, and fiber by controlling their structure. First, in the process of manufacturing catalysts in accordance with the combustion method, the analysis of carbon nanotubes synthesized according to the combustion time was conducted by controlling the combustion time during the manufacturing process. It has been confirmed that yield, shape, crystallinity and uniformity of carbon nanotubes synthesized depend on the combustion time of the catalyst manufacturing process. The composite carbon nanotubes were synthesized in the 2-7 layer and 3-9 nm thickness, with crystallinity (IG/ID) indicating a high value of 11 or higher. In the case of X-ray meters manufactured through this, it was identified as performance above the commercial product, and the uniformity and properties of carbon nanotubes were controlled in a simple way to verify that they are applicable to X-ray emitter.
In addition, a study was conducted to manufacture carbon nanotubes in bundle form for good dispersion in polymeric matrix. The form of carbon nanotubes synthesized by controlling the content of citric acid added as a combustion material and foaming agent in the process of manufacturing catalysts using combustion methods was controlled to form a bundle. The manufactured catalyst was manufactured in a smooth plate form with no particulates on the surface of the catalyst, and carbon nanotubes synthesized can be controlled within length 60 ~ 150 um , thickness 30 ~ 50 um of depending on mesh size and citric acid content.
Finally, in order to realize the excellent physical properties of carbon nanotubes in a macroscopic stage, a study was conducted to manufacture them in the form of fibers. In this process, physical properties of carbon nanotubes and this process were synthesized by controlling the content of sulfur acting as a promoter. To analyze the constituents produced in the carbon nanotubes and to confirm their effect on the conductivity of the carbon nanotube fibers. It was confirmed that the components of the synthesized carbon nanotube fibers consist of spherical carbon crystals and carbon nanotubes. In addition, the crystallinity showed a large difference from 2.7 to 23.8 depending on the sulfur ratio, and the electrical conductivity was 0.8–1.4 x 10^4 S/m, indicating that when the crystallinity is high, the electrical conductivity is also high.
In this study, we conducted a study to synthesize carbon nanotubes, one of the nanocarbon materials, in the form of powder, bundle, and fiber by controlling their structure. First, in the process of manufacturing catalysts in accordance with the combustion method, the analysis of carbon nanotubes synthesized according to the combustion time was conducted by controlling the combustion time during the manufacturing process. It has been confirmed that yield, shape, crystallinity and uniformity of carbon nanotubes synthesized depend on the combustion time of the catalyst manufacturing process. The composite carbon nanotubes were synthesized in the 2-7 layer and 3-9 nm thickness, with crystallinity (IG/ID) indicating a high value of 11 or higher. In the case of X-ray meters manufactured through this, it was identified as performance above the commercial product, and the uniformity and properties of carbon nanotubes were controlled in a simple way to verify that they are applicable to X-ray emitter.
In addition, a study was conducted to manufacture carbon nanotubes in bundle form for good dispersion in polymeric matrix. The form of carbon nanotubes synthesized by controlling the content of citric acid added as a combustion material and foaming agent in the process of manufacturing catalysts using combustion methods was controlled to form a bundle. The manufactured catalyst was manufactured in a smooth plate form with no particulates on the surface of the catalyst, and carbon nanotubes synthesized can be controlled within length 60 ~ 150 um , thickness 30 ~ 50 um of depending on mesh size and citric acid content.
Finally, in order to realize the excellent physical properties of carbon nanotubes in a macroscopic stage, a study was conducted to manufacture them in the form of fibers. In this process, physical properties of carbon nanotubes and this process were synthesized by controlling the content of sulfur acting as a promoter. To analyze the constituents produced in the carbon nanotubes and to confirm their effect on the conductivity of the carbon nanotube fibers. It was confirmed that the components of the synthesized carbon nanotube fibers consist of spherical carbon crystals and carbon nanotubes. In addition, the crystallinity showed a large difference from 2.7 to 23.8 depending on the sulfur ratio, and the electrical conductivity was 0.8–1.4 x 10^4 S/m, indicating that when the crystallinity is high, the electrical conductivity is also high.
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