[논문]그래핀 옥사이드(Graphen Oxide, GO)와 환원 그래핀의 (Reduced graphe oxide, R-GO)의 물리화학적 특성 연구

김무선; 이호용; 최성웅

doi:10.7234/composres.2023.36.3.167

그래핀 옥사이드(Graphen Oxide, GO)와 환원 그래핀의 (Reduced graphe oxide, R-GO)의 물리화학적 특성 연구
Research on Physicochemical Properties of Graphene Oxide (GO) and Reduced Graphene Oxide (R-GO) 원문보기

Composites research = 복합재료, v.36 no.3, 2023년, pp.167 - 172

김무선 (Korea Railroad Research Institute, Urban Railroad Research Department) , 이호용 (Korea Railroad Research Institute, Urban Railroad Research Department) , 최성웅 (Gyeongsang National University, Department of Mechanical System Engineering)

초록
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복합재료 제작 기술은 저비용, 유연성 그리고 용이한 가공성 등을 그대로 유지하면서 필러(filler)의 특성을 부여하는 방법을 지향하고 있으며 다양한 기능성 복합재료 개발로 이루어지고 있다. 기능성 복합재 구현과 관련하여 그래핀(Graphene)을 필러로 사용하는 복합재료의 고성능화 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 기능성 물성치 향상을 위해 많이 사용되는 그래핀을 이용하여 물리 화학적 물성치를 고찰하였다. 대표적 filler인 graphane nanoplatelet(GNP)을 사용하여 그래핀 옥사이드(graphene oxide, GO)를 제조하였고 그래핀 옥사이드(GO) 를 환원시켜 reduced graphene oxide(R-GO)를 형성하였다. 각기 제조된 GO와 R-GO의 물성치를 분석하였고 이를 GNP 분석결과와 비교하여 제조된 방법의 신뢰성을 검토하였다. Raman 분광법에 의한 분석 결과 R-GO의 경우 GO에 비해 D-peak와 G-peak의 강도의 감소를 확인할 수 있었고 ID/IG의 비를 통해 0.08의 증가 값을 볼 수 있었다. FTIR을 이용한 GNP, GO 및 R-GO의 작용기 분석 결과 C-C, C=C의 반복되는 연결 구조를 가진 GNP와는 다르게 GO 및 R-GO의 경우 명확한 peak를 통해 C-O 결합, C=C 결합, C=O 결합 및 O-H 결합을 확인할 수 있었다. X-ray 회절 분석 결과 GNP는 (002) 평면 특성의 25.86°에서 넓은 회절의 peak를 보인 반면 GO와 R-GO는 (001), (100) 평면에 해당하는 peak를 볼 수 있었고 GO의 층간거리는 GNP에 비해 약 2.6배 증가한 것을 확인할 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper

The manufacturing technology of composite material is applicable with filler characteristics maintaining low cost, flexibility, and easy process to develope the various functional composite materials. To realize functional composites, various researches on the high performance of composite materials using graphene as a filler is being actively conducted. In this study, physical and chemical properties were investigated using graphene to improve high functional properties. Graphene oxide (GO) was prepared using graphane nanoplatelet (GNP), and reduced graphene oxide (R-GO) was formed by reducing GO. The physical properties of GO and R-GO were analyzed, and the reliability of the manufactured method was reviewed by comparing that of GNP results. As a result of analysis by Raman spectroscopy, in the case of R-GO, it was confirmed that the intensity of D-peak and G-peak decreased compared to GO, and an increase of 0.08 was observed through the ratio of ID/IG. For the FTIR results, GO and RGO has a repeating C-C and C=C connection structure unlike GNP. GO and R-GO show clear peaks for C-O bond, C=C bond, C=O bond, and O-H bonding. As a result of X-ray diffraction analysis, GNP showed a wide diffraction peak at 25.86° of (002) plane characteristics, whereas GO and R-GO showed peaks corresponding to (001) and (100) planes. It was also found that the interlayer distance of GO increased by about 2.6 times compared to GNP.

주제어

표/그림 (8)

그림 Fig. 1. GNP Powder
그림 Fig. 2. GO solution before and after reduced treatment
그림 Fig. 3. Raman shift of GNP
그림 Fig. 4. Raman shift of GO, R-GO
그림 Fig. 5. FTIR spectrum of GNP
그림 Fig. 6. FTIR spectrum of (a)GO, (b)R-GO
그림 Fig. 7. XRD pattern of GNP
그림 Fig. 8. XRD pattern of GO and R-GO

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 기능성 물성치 향상을 위해 많이 사용되는 그래핀을 이용하여 물리 화학적 물성치를 고찰하였다. 대표적 filler인 graphane nanoplatelet(GNP)을 사용하여 그래핀 옥사이드(graphene oxide, GO)를 제조하였고 GO를 환원시켜 환원 그래핀 옥사이드(R-GO)를 형성하였다.
본 연구에서는 높은 기능성 물성치 향상을 위해 많이 사용되는 그래핀을 이용하여 물리 화학적 물성치를 고찰하였다. 대표적 filler인 graphane nanoplatelet(GNP)을 사용하여 그래핀 옥사이드(graphene oxide, GO)를 제조하였고 GO를 환원시켜 reduced graphene oxide(R-GO)를 형성하였다.

제안 방법

관능화된 그래핀의 층간 거리를 알아보기 위해 X ray 회절도(XRD, Bruker D8 advance Diffracto meter, Bruker Germany)를 상온 상태에서 2θ 값이 2~30° 범위 내 2°/min의 속도로 측정하였다. GO와 R-GO의 특성을 분석하기 위해 라만 분광기(RAMAN touch, Nanophoton, Japan) 를 이용하였다. 라만 분석을 위해 532 mm 파장의 마이크로 라만 시스템을 사용하였다.
대표적 filler인 graphane nanoplatelet(GNP)을 사용하여 그래핀 옥사이드(graphene oxide, GO)를 제조하였고 GO를 환원시켜 환원 그래핀 옥사이드(R-GO)를 형성하였다. 각기 제조된 GO와 R-GO의 물성치를 분석하였고 이를 GNP 분석결과와 비교하여 제조된 방법의 신뢰성을 검토하였다.
대표적 filler인 graphane nanoplatelet(GNP)을 사용하여 그래핀 옥사이드(graphene oxide, GO)를 제조하였고 GO를 환원시켜 환원 그래핀 옥사이드(R-GO)를 형성하였다. 각기 제조된 GO와 R-GO의 물성치를 분석하였고 이를 GNP 분석결과와 비교하여 제조된 방법의 신뢰성을 검토하였다.
본 연구에서는 높은 기능성 물성치 향상을 위해 많이 사용되는 그래핀을 이용하여 물리 화학적 물성치를 고찰하였다. 대표적 filler인 graphane nanoplatelet(GNP)을 사용하여 그래핀 옥사이드(graphene oxide, GO)를 제조하였고 GO를 환원시켜 reduced graphene oxide(R-GO)를 형성하였다. 각기 제조된 GO와 R-GO의 물성치를 분석하였고 이를 GNP 분석결과와 비교하여 제조된 방법의 신뢰성을 검토하였다.
본 연구에서는 기능성 물성치 향상을 위해 많이 사용되는 그래핀을 이용하여 물리 화학적 물성치를 고찰하였다. 대표적 filler인 graphane nanoplatelet(GNP)을 사용하여 그래핀 옥사이드(graphene oxide, GO)를 제조하였고 GO를 환원시켜 환원 그래핀 옥사이드(R-GO)를 형성하였다. 각기 제조된 GO와 R-GO의 물성치를 분석하였고 이를 GNP 분석결과와 비교하여 제조된 방법의 신뢰성을 검토하였다.
제조된 filler GO와 R-GO의 특성을 각각 분석하였고 각 특징을 GNP 특성과 비교하였다. GO와 R-GO의 구조와 관능기화 여부를 분석하기 위해 Fourier 변환 적외선 분광기(FTIR, Nicolet 400 D Shimadzu spectrometer)를 사용하였다.

대상 데이터

본 연구에서는 filler인 GNP(graphen nanoplaete)와 이를 산화 반응하여 얻어진 GO(graphene oxide), GO를 환원한 R-GO(Reduced graphen oxide)를 각각 사용하였다.

이론/모형

제조된 filler GO와 R-GO의 특성을 각각 분석하였고 각 특징을 GNP 특성과 비교하였다. GO와 R-GO의 구조와 관능기화 여부를 분석하기 위해 Fourier 변환 적외선 분광기(FTIR, Nicolet 400 D Shimadzu spectrometer)를 사용하였다. 관능화된 그래핀의 층간 거리를 알아보기 위해 X ray 회절도(XRD, Bruker D8 advance Diffracto meter, Bruker Germany)를 상온 상태에서 2θ 값이 2~30° 범위 내 2°/min의 속도로 측정하였다.

성능/효과

08의 증가 값을 볼 수 있었다. FTIR 분석을 통해 GNP, GO 및 R-GO의 작용기를 확인할 수 있었는데 GNP는 C-C, C=C 가 번갈아가며 연결된 구조인 반면 GO 및 R-GO의 경우 명확한 peak를 통해 C-O 결합, C=C 결합, C=O 결합 및 O-H 결합을 확인할 수 있었다. 결정성 분석을 위한 X-ray 회절 분석 결과 GNP는(002) 평면에 해당하는 25.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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