KR101195869B1 - Method for preparing porous fullerene using by catalytic combustion - Google Patents

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Abstract

본 발명은 촉매 연소법을 이용한 다공성 플러렌의 합성방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플러렌 표면에 금속 또는 금속 산화물 나노입자가 형성되어 있는 복합체를 촉매 연소할 경우 상기 금속촉매 주변의 플러렌이 선택적으로 연소되어 나노 크기의 기공이 형성되고, 기공 형성을 통한 엣지면의 도입으로 플러렌의 화학적, 전기화학적 활성 증가에 의한 성능을 향상시키며, 밴드갭 에너지, 전기전도도 특성 등을 제어할 수 있어 전지, 센서, 필름 등에 사용할 수 있다.The present invention relates to a method for synthesizing a porous fullerene using a catalytic combustion method, and more particularly, in the case of catalytic combustion of a complex in which metal or metal oxide nanoparticles are formed on the fullerene surface, fullerene around the metal catalyst is selectively burned. Nano-sized pores are formed, the introduction of the edge surface through the formation of pores improves the performance by increasing the chemical and electrochemical activity of the fullerene, and can control the band gap energy and the conductivity characteristics, such as cells, sensors, films It can be used.

Description

촉매 연소법을 이용한 다공성 플러렌의 합성방법{Method for preparing porous fullerene using by catalytic combustion}Method for preparing porous fullerene using by catalytic combustion

본 발명은 촉매 연소법을 이용한 다공성 플러렌의 합성방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플러렌 표면에 금속 또는 금속 산화물 나노입자가 형성되어 있는 복합체를 촉매 연소할 경우 상기 금속촉매 주변의 플러렌이 선택적으로 연소되어 나노 크기의 기공이 형성되고, 기공 형성을 통한 엣지면의 도입으로 플러렌의 화학적, 전기화학적 활성 증가에 의한 성능을 향상시키며, 밴드갭 에너지, 전기전도도 특성 등을 제어할 수 있어 전지, 센서, 필름 등에 사용할 수 있는 촉매 연소법을 이용한 다공성 플러렌의 합성방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for synthesizing a porous fullerene using a catalytic combustion method, and more particularly, in the case of catalytic combustion of a complex in which metal or metal oxide nanoparticles are formed on the fullerene surface, fullerene around the metal catalyst is selectively burned. Nano-sized pores are formed, the introduction of the edge surface through the formation of pores improves the performance by increasing the chemical and electrochemical activity of the fullerene, and can control the band gap energy and the conductivity characteristics, such as cells, sensors, films The present invention relates to a method for synthesizing a porous fullerene using a catalytic combustion method that can be used.

플러렌은 구형, 타원체, 튜브, 평면상 등의 형상을 가진 탄소만으로 이루어진 분자로서 탄소 동소체 중 하나이다. 일반적으로 구형의 플러렌은 벅키볼(buckyballs), 튜브상의 플러렌은 탄소나노튜브(carbon nanotube), 평면상의 플러렌은 그래핀(graphene)이라 한다. 이들은 모두 매우 유용한 전기, 물리, 화학적 특성들을 가지고 있어 그 응용가치가 매우 높다.Fullerene is one of carbon allotropes as a molecule composed only of carbon having a spherical shape, an ellipsoid, a tube, and a planar shape. In general, spherical fullerenes are called buckyballs, fullerenes in tubes are called carbon nanotubes, and fullerenes in planar form are called graphene. They all have very useful electrical, physical and chemical properties, so their application value is very high.

특히 이 중 그래핀(graphene)은 sp2 탄소원자들이 6각형의 벌집(honeycomb) 격자를 이룬 형태의 2차원 나노시트(2D nanosheet) 단일층의 탄소 구조체를 의미하며, 2004년에 영국 Geim 연구진의 기계적 박리법으로 흑연에서 그래핀을 분리한 이후 그래핀에 관한 보고들이 지속되고 있다. 그래핀은 체적 대비 매우 큰 비표면적(이론치 2600 m2/g), 전기 전도성 및 열전도성이 매우 뛰어나며, 기계적 강도가 우수하고 탄성이 높으며, 투명도도 높다는 등의 많은 장점이 있어서 2차 전지, 연료 전지 및 슈퍼 커패시터와 같은 에너지 저장소재, 여과막, 화학 검출기, 투명전극 등과 같이 다양한 용도로 사용 가능하다.In particular, graphene (graphene) refers to the carbon structure of a single layer of 2D nanosheets in which sp 2 carbon atoms form a hexagonal honeycomb lattice. There have been reports of graphene since the separation of graphene from graphite by mechanical exfoliation. Graphene has many advantages such as very large specific surface area (volume 2600 m 2 / g), electrical conductivity and thermal conductivity, excellent mechanical strength, high elasticity and high transparency. It can be used for various purposes such as energy storage materials such as batteries and super capacitors, filtration membranes, chemical detectors, transparent electrodes and the like.

하지만, 그래핀의 경우 표면에서의 sp2 탄소 결합에 의한 그래핀 층간의 반데르발스(van der Waals) 작용 때문에 용액 상에서 쉽게 박리되지 못하고 단일층 그래핀(single layer graphene)이 아니라 대부분 두꺼운 복층 그래핀(multilayer graphene)으로 존재하며, 설사 박리되었다 하더라도 다시 재적층되는(restacking) 성질을 가지고 있어, 이론 비표면적을 구현하는데 한계가 있다.However, in the case of graphene, due to the van der Waals action between graphene layers by sp 2 carbon bonds on the surface, the graphene is not easily peeled off in solution and is mostly thick layered graphene rather than single layer graphene. It exists as a fin (multilayer graphene) and has a property of re-stacking even if exfoliated, and thus there is a limit in implementing a theoretical specific surface area.

다공성 그래핀은 그래핀 기저면(basal plane)에 기공이 형성된 형태로 기존 비다공성 그래핀에 비해 높은 표면적을 가질 수 있고, 기공 형성을 통한 엣지면(edge plane)의 도입으로 화학적, 전기화학적 활성이 기저면에 비해 큰 엣지면(edge plane)의 활용을 통한 성능향상이 가능하다. 또한 그래핀 상에서의 기공 형성을 통한 밴드갭 제어, 전기전도도 특성 제어가 가능하다. Porous graphene has a higher surface area than conventional non-porous graphene in the form of pores formed on the graphene basal plane, and chemical and electrochemical activity is enhanced by the introduction of an edge plane through the formation of pores. The performance can be improved by utilizing a large edge plane compared to the base surface. In addition, it is possible to control the band gap and conductivity characteristics through the formation of pores on the graphene.

이를 위해서는 그래핀 상 기공 형성 시 기공크기, 기공형상, 기공분포, 기공밀도의 제어가 필수적이며, 이를 통해 그래핀의 물리/화학적 특성의 제어가 가능하다.For this purpose, it is essential to control pore size, pore shape, pore distribution, and pore density when forming pores on graphene, thereby controlling the physical / chemical properties of graphene.

다공성 그래핀 소재에 관한 선행기술로는 마스크 주형으로서 자기 조립된 블록 공중합체 박막 필름을 이용하고, 반응성 이온 식각 공정 후 그래핀 층에 구멍을 뚫기 위해 산소 플라즈마 식각을 진행시켜 하나 이상의 그래핀 층에 나노 크기의 구멍으로 된 고밀도 어레이를 펀칭하여 기판물질이 없는 독립적인 그래핀 나노메쉬를 제조하는 기술[Nature Nanotechnology vol.5, p190-194(2010)]이 알려져 있으나, 이는 기판상 하나의 단층(또는 복층) 그래핀을 합성 후 하나의 그래핀 상에만 주형을 제조 후 식각을 통해 다공성 그래핀이 제조되므로, 분말 형태의 그래핀에 적용하는데 한계가 있다.
As a prior art of porous graphene material, a self-assembled block copolymer thin film is used as a mask template, and oxygen plasma etching is performed to pierce the graphene layer after the reactive ion etching process, thereby applying at least one graphene layer. A technique for producing an independent graphene nanomesh without substrate material by punching a high-density array of nano-sized pores is known [Natural Nanotechnology vol. Or multilayer) Since the graphene is synthesized and then the porous graphene is prepared by etching only one graphene, the application of the graphene in the powder form is limited.

본 발명의 목적은 종래 기술의 단점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 플러렌 표면상에 형성된 금속 또는 금속 산화물 나노입자 촉매를 이용한 선택적 촉매 연소를 통해 나노 크기의 기공이 형성된 다공성 플러렌 및 그 제조방법을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the disadvantages of the prior art, to provide a porous fullerene having a nano-sized pores formed by selective catalytic combustion using a metal or metal oxide nanoparticle catalyst formed on the fullerene surface and a method for producing the same. It is.

본 발명의 다른 목적은 우수한 물리화학적 물성을 갖는 다공성 플러렌의 용도를 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide the use of porous fullerene having excellent physicochemical properties.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 표면에 5 내지 100 nm의 크기를 갖는 나노 기공이 형성된 다공성 플러렌을 제공한다.
In order to achieve the above object, the present invention provides a porous fullerene formed with nano pores having a size of 5 to 100 nm on the surface.

본 발명은 또한 The present invention also

플러렌 표면에 금속 또는 금속 산화물 나노입자가 형성된 복합체를 제조하는 단계; 및Preparing a complex having metal or metal oxide nanoparticles formed on the fullerene surface; And

상기 복합체의 촉매 연소를 통해 플러렌 표면에 나노 기공을 형성하는 단계를 포함하는 다공성 플러렌의 제조방법을 제공한다.
It provides a method for producing a porous fullerene comprising the step of forming nano pores on the fullerene surface through catalytic combustion of the composite.

본 발명은 또한 본 발명의 다공성 플러렌을 포함하는 이차전지, 연료전지, 슈퍼커패시터, 센서, 멤브레인, 또는 투명 전도성 필름 중 어느 하나의 제품을 제공한다.
The present invention also provides a product of any one of a secondary battery, a fuel cell, a supercapacitor, a sensor, a membrane, or a transparent conductive film including the porous fullerene of the present invention.

본 발명은 플러렌 표면에 금속 또는 금속 산화물 나노입자를 형성할 때 나노입자의 크기, 형상, 분포, 분산밀도의 제어를 통해 촉매 연소반응 시 플러렌의 표면에 형성되는 기공의 크기, 형상, 분포, 분산밀도를 제어할 수 있으며, 이를 통한 다공성 플러렌의 물리/화학적 물성의 제어가 가능하다.
The present invention provides the size, shape, distribution, and dispersion of pores formed on the surface of fullerenes during catalytic combustion by controlling the size, shape, distribution, and dispersion density of nanoparticles when forming metal or metal oxide nanoparticles on the fullerene surface. Density can be controlled, through which the physical / chemical properties of the porous fullerene can be controlled.

도 1은 본 발명의 다공성 그래핀의 제조공정을 간략하게 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 RuO2/그래핀의 열분석 그래프를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 Ru/그래핀(a), b) 확대)과 Ru 촉매를 이용한 다공성 그래핀(c), d) 확대)의 TEM 사진도이다.
도 4는 본 발명의 RuO2/그래핀(a)과 RuO2 촉매를 이용한 다공성 그래핀(b)의 TEM 사진도이다.1 briefly illustrates a manufacturing process of the porous graphene of the present invention.
Figure 2 shows a thermal analysis graph of RuO 2 / graphene of the present invention.
FIG. 3 is a TEM photograph of Ru / graphene (a), b) magnification of the present invention and porous graphene (c), d) magnification using Ru catalyst).
4 is a TEM photograph of the porous graphene (b) using RuO 2 / graphene (a) and RuO 2 catalyst of the present invention.

이하, 본 발명의 구성을 구체적으로 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the structure of this invention is demonstrated concretely.

본 발명은 표면에 5 내지 100 nm의 크기를 갖는 나노 기공이 형성된 다공성 플러렌에 관한 것이다.The present invention relates to a porous fullerene formed with nano pores having a size of 5 to 100 nm on the surface.

본 발명의 다공성 플러렌은 플러렌의 표면에 금속 또는 금속 산화물 나노입자를 형성시켜 상기 나노입자를 촉매로 하여 연소시킴으로써 나노입자 주변의 플러렌만 선택적으로 연소하여 나노 크기의 기공이 형성됨으로써 플러렌에 엣지면을 도입하는 것이다. 상기 엣지면은 기저면에 비해 화학적, 전기화학적 활성이 우수하여 플러렌의 성능 향상을 가능케 한다. Porous fullerene of the present invention forms the metal or metal oxide nanoparticles on the surface of the fullerene and burns the fullerene around the nanoparticles by selectively burning the fullerene around the nanoparticles to form nano-sized pores, thereby forming an edge on the fullerene. Is to introduce. The edge surface is excellent in chemical and electrochemical activity compared to the base surface enables the performance of the fullerene.

보다 구체적으로, 본 발명의 다공성 플러렌은 기저면(basal plane) 탄소의 정전용량(capacitance)이 10 ~ 20 uF/cm2이고, 엣지면(edge plane) 탄소의 정전용량이 50 ~ 70 uF/cm2일 수 있다. More specifically, the porous fullerene of the present invention has a capacitance of the basal plane carbon of 10 to 20 uF / cm 2 and an capacitance of the edge plane carbon of 50 to 70 uF / cm 2. Can be.

또한, 금속 또는 금속 산화물 나노입자를 촉매로 사용함으로써 플러렌의 열분해 온도보다 낮은 온도에서 플러렌의 선택적 연소를 가능케 한다.In addition, the use of metal or metal oxide nanoparticles as catalysts enables the selective combustion of fullerenes at temperatures below the pyrolysis temperature of fullerenes.

또한, 본 발명의 다공성 플러렌은 플러렌 표면에 형성된 금속 또는 금속 산화물 나노입자의 주변을 따라 기공이 형성되므로 상기 기공의 크기는 나노입자의 크기, 형상, 분포, 밀도에 따라 제어될 수 있는 것이다.In addition, since the pores are formed along the periphery of the metal or metal oxide nanoparticles formed on the fullerene surface, the porous fullerene of the present invention can be controlled according to the size, shape, distribution, and density of the nanoparticles.

보다 구체적으로, 상기 다공성 플러렌의 기공 크기는 5 내지 100 nm일 수 있으며, 기공의 형상의 대략 구형의 나노입자의 형상대로 구형을 나타낼 수 있다. More specifically, the pore size of the porous fullerene may be 5 to 100 nm, and may have a spherical shape in the shape of a substantially spherical nanoparticle having a pore shape.

기공의 분포는 플러렌 표면에 형성되는 금속 또는 금속 산화물 나노입자의 위치에 따라 분포하게 되며, 기공 밀도 역시 상기 나노입자의 밀집도에 비례하게 되는 것이다. 따라서, 다공성 플러렌의 기공들은 규칙적인 어레이 형태를 나타내기 보다는 다소 불균일한 형태의 분포와 밀도를 갖게 된다.The pore distribution is distributed according to the position of the metal or metal oxide nanoparticles formed on the fullerene surface, and the pore density is also proportional to the density of the nanoparticles. Thus, the pores of porous fullerenes have a somewhat non-uniform distribution and density rather than a regular array shape.

상기 다공성 플러렌은 기공 형성을 통한 엣지면의 도입으로 화학적, 전기화학적 활성이 기저면에 비해 큰 엣지면의 활용을 통해 성능 향상이 가능하다. 또한, 플러렌 상에서 기공 형성 시 기공 크기, 기공 형상, 기공 분포, 기공 밀도를 제어할 수 있어 플러렌의 물리화학적 특성의 제어가 가능하며, 이를 통한 밴드갭 제어, 전기전도도 특성 제어가 가능하다. The porous fullerene is capable of improving performance through the use of an edge surface having a greater chemical and electrochemical activity than the base surface by introduction of the edge surface through pore formation. In addition, the pore size, pore shape, pore distribution, and pore density can be controlled when forming pores on the fullerene, so that the physical and chemical properties of the fullerene can be controlled, through which bandgap control and electrical conductivity characteristics can be controlled.

상기 플러렌은 그래핀(graphene), 탄소나노튜브(carbon nanotube), 풀러라이트(fullerite), 토러스(torus), 나노버드(nanobud), 나노플라워(nanoflower), 또는 벅키볼(buckyballs)일 수 있다.The fullerene may be graphene, carbon nanotubes, fullerite, torus, nanobud, nanoflower, or buckyballs.

또한, 상기 다공성 플러렌은 기공 형성 시 촉매로 사용되는 금속 또는 금속 산화물 나노입자가 기공 내에 담지된 형태로 더 포함할 수 있다.In addition, the porous fullerene may further include a metal or metal oxide nanoparticles used as a catalyst in forming pores in the form of pores.

상기 금속 또는 금속 산화물 나노입자는 전기전도도가 우수한 특성을 가지고 있어 다공성 플러렌의 적용 제품, 특히 우수한 투과도와 전도도가 요구되는 제품, 예를 들어, 멤브레인, 투명 전도성 필름 등에 유용할 수 있다.
The metal or metal oxide nanoparticles may be useful in applications of porous fullerenes, particularly products requiring excellent permeability and conductivity, for example, membranes, transparent conductive films, etc., because they have excellent electrical conductivity.

본 발명은 또한 The present invention also

플러렌 표면에 금속 또는 금속 산화물 나노입자가 형성된 복합체를 제조하는 단계; 및Preparing a complex having metal or metal oxide nanoparticles formed on the fullerene surface; And

상기 복합체의 촉매 연소를 통해 플러렌 표면에 나노 기공을 형성하는 단계를 포함하는 다공성 플러렌의 제조방법에 관한 것이다.It relates to a method for producing a porous fullerene comprising the step of forming nano pores on the fullerene surface through catalytic combustion of the composite.

본 발명의 다공성 플러렌의 제조방법은 플러렌으로 그래핀을 사용할 경우, 그래핀 분말 상에 금속 또는 금속 산화물 나노입자를 형성시킴으로써 기존의 단층 그래핀을 합성 후 하나의 그래핀 상에만 기공을 형성시키는 기술에 비해 공정이 간단하고, 효과적으로 그래핀의 물리화학적 물성을 제어할 수 있으며, 주형을 이용한 식각을 통해 기공을 형성하는 대신 그래핀 표면 상 존재하는 금속 또는 금속 산화물 나노입자의 영역 내에서 그래핀의 열분해 온도 보다 낮은 온도에서 그래핀의 열분해가 발생하도록 유도하여 금속 또는 금속 산화물의 입자 크기, 입자 형상, 입자 분포 등에 따라 그래핀 상에 다양한 크기, 형상, 분포를 가지는 기공(pore)를 갖도록 하는 특징이 있다.In the method of preparing porous fullerene of the present invention, when graphene is used as fullerene, a technique of forming pores on one graphene after synthesizing existing monolayer graphene by forming metal or metal oxide nanoparticles on graphene powder The process is simpler and can effectively control the physicochemical properties of the graphene, and instead of forming pores through etching with a template, the graphene can be removed in the region of the metal or metal oxide nanoparticles present on the graphene surface. Induces pyrolysis of graphene at a temperature lower than pyrolysis temperature, and thus has pores having various sizes, shapes, and distributions on graphene according to particle sizes, particle shapes, and particle distributions of metals or metal oxides. There is this.

본 발명의 다공성 플러렌의 제조방법을 단계별로 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Referring to the method of producing a porous fullerene of the present invention in detail as follows.

제1단계는 플러렌 표면에 금속 또는 금속 산화물 나노입자가 형성된 복합체를 제조하는 단계이다.The first step is to prepare a composite in which metal or metal oxide nanoparticles are formed on the fullerene surface.

상기 복합체 제조 단계는The composite manufacturing step

플러렌 분말을 분산시키는 단계;Dispersing the fullerene powder;

상기 분산 용액 및 금속염을 혼합하는 단계; 및Mixing the dispersion solution and a metal salt; And

상기 혼합용액을 열처리하여 플러렌 표면에 금속 또는 금속 산화물 나노입자를 형성하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. It is preferable that the heat treatment of the mixed solution to form a metal or metal oxide nanoparticles on the fullerene surface.

상기 플러렌 분말은 용매 하에서 플러렌 분말의 초음파 처리를 통해 균일하게 분산될 수 있으나, 이에 특별히 제한하는 것은 아니다. The fullerene powder may be uniformly dispersed through ultrasonication of the fullerene powder under a solvent, but is not particularly limited thereto.

상기 플러렌 분말은 용매 내 분산이 용이하도록 용매 100 중량부에 대하여 0.001 내지 0.5 중량부로 사용하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.01 내지 0.1 중량부가 좋다. The fullerene powder is preferably used in an amount of 0.001 to 0.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the solvent to facilitate dispersion in the solvent. More preferably 0.01 to 0.1 parts by weight is good.

상기 용매로 물, 에틸렌 글리콜(Ethylene Glycol), 디에틸렌 글리콜(Diethylene Glycol), 트리에틸렌 글리콜(Triethylene Glycol), 테트라에틸렌 글리콜(Tetraethylene Glycol), 또는 테트라트에틸렌 글리콜(Tetratethylene Glycol 등을 단독 또는 2종 이상 사용할 수 있다. As the solvent, water, ethylene glycol (Ethylene Glycol), diethylene glycol (Diethylene Glycol), triethylene glycol (Triethylene Glycol), tetraethylene glycol (Tetraethylene Glycol), or tetratethylene glycol (Tetratethylene Glycol) alone or two It can be used above.

상기 금속은 전이금속을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Al, Mo, Se, Sn, Pt, Ru, Pd, W, Ir, Os, Rh, Nb, Ta, Pb, 또는 Bi 등을 단독 또는 2종 이상 사용할 수 있다. The metal may comprise a transition metal. More specifically, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Al, Mo, Se, Sn, Pt, Ru, Pd, W, Ir, Os, Rh, Nb, Ta, Pb, Or Bi may be used alone or in combination of two or more thereof.

상기 금속염은 함량에 따라 플러렌 표면 상에 증착하는 금속 또는 금속산화물의 증착량이 제어 가능하므로 플러렌 1 중량부에 대하여 0.01 내지 30 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 함량이 0.01 중량부 미만인 경우, 합성된 금속 및 금속산화물 효과를 기대하기 어려우며, 30 중량부를 초과할 경우 합성 단계에서 플러렌 상의 분산에 어려움이 있다.The metal salt may be included in an amount of 0.01 to 30 parts by weight based on 1 part by weight of the fullerene since the deposition amount of the metal or metal oxide deposited on the fullerene surface may be controlled according to the content. If the content is less than 0.01 parts by weight, it is difficult to expect the effect of the synthesized metal and metal oxide, and if it exceeds 30 parts by weight, it is difficult to disperse the fullerene phase in the synthesis step.

또한, 플러렌 표면에 금속 나노입자가 형성된 복합체는 금속염과 플러렌 분산용액을 혼합하여 열처리 함으로써 제조될 수 있으나, 이에 특별히 제한하는 것은 아니다.In addition, the composite in which the metal nanoparticles are formed on the fullerene surface may be prepared by mixing and heating the metal salt and the fullerene dispersion solution, but is not particularly limited thereto.

플러렌 표면에 금속 산화물 나노입자가 형성된 복합체는 금속염과 플러렌 분산용액을 혼합한 용액에 물을 첨가하여 열처리 함으로써 제조될 수 있으나, 이에 특별히 제한하는 것은 아니다.The complex in which the metal oxide nanoparticles are formed on the fullerene surface may be prepared by adding water to a solution in which the metal salt and the fullerene dispersion solution are mixed, but are not particularly limited thereto.

상기 열처리는 혼합용액의 비등점 이상에서 실시하는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 160 내지 300 ℃에서 실시할 수 있다. 160 ℃ 미만일 경우 금속 또는 금속 산화물의 합성 효율이 감소하며, 300 ℃ 초과할 경우 마이크로웨이브 합성 장비의 온도 범위를 초과하여 실험 상 위험하기 때문이다.The heat treatment is preferably carried out above the boiling point of the mixed solution. More specifically, it can be carried out at 160 to 300 ℃. If it is less than 160 ℃, the synthesis efficiency of the metal or metal oxide is reduced, and if it exceeds 300 ℃ exceeds the temperature range of the microwave synthesis equipment is experimentally dangerous.

또는, 상기 열처리는 혼합용액에 마이크로파를 5 내지 60분 인가하여 실시할 수 있다. 상기 마이크로파는 혼합용액의 용매의 분자 구조를 해체하지 않는 크기의 에너지를 갖는 진동수의 마이크로파일 수 있다. 보다 구체적으로 2 내지 60 GHz의 진동수를 가질 수 있다.Alternatively, the heat treatment may be performed by applying microwave to the mixed solution for 5 to 60 minutes. The microwave may be a microfile having a frequency of energy that does not dismantle the molecular structure of the solvent of the mixed solution. More specifically, it may have a frequency of 2 to 60 GHz.

보다 구체적으로, 마이크로파에 의해 상기 혼합용액 중의 플러렌 분말이 용매열(solvothermal)법에 의해 가열될 때, 용매에 비해 상대적으로 고온으로 가열되어, 그 표면에서 금속 또는 금속 산화물의 선택적 불균일 핵생성 및 성장을 야기함으로써, 상기 혼합용액 중의 금속 염을 용매열(solvothermal) 과정에 따라 상기 플러렌 표면에 금속 또는 금속 산화물 나노입자 형태로 형성하여, 상기 금속/플러렌 또는 금속 산화물/플러렌 복합체를 합성할 수 있는 것이다.More specifically, when the fullerene powder in the mixed solution by microwave is heated by solvothermal method, it is heated to a relatively high temperature relative to the solvent, so that the selective heterogeneous nucleation and growth of the metal or metal oxide on the surface thereof. By causing the metal salt in the mixed solution in the form of a metal or metal oxide nanoparticles on the surface of the fullerene according to the solvent thermal (solvothermal) process, it is possible to synthesize the metal / fullerene or metal oxide / fullerene complex. .

상기 플러렌/금속 산화물 복합체의 합성은 혼합 용액에 물을 첨가한다. 상기 물를 첨가하는 것은 폴리올 합성법으로 진행 시 강제 수화 작용을 일으켜 추가적인 열 처리 단계 없이 금속산화물의 합성을 가능하게 하기 위함이다. 상기 플러렌/금속 산화물 나노입자의 복합체 제조에 사용하는 물은 혼합용액 100 중량부에 대하여 2 내지 90 중량부로 포함될 수 있다. 상기 함량이 2 중량부 미만인 경우는 합성 후 전이금속이 산화물이 아니라 금속의 형태로 합성이 되며, 90 중량부를 초과하는 경우, 합성된 전이금속 산화물의 합성 효율이 감소하게 되기 때문이다.
The synthesis of the fullerene / metal oxide composite adds water to the mixed solution. The addition of the water is to cause the forced hydration when proceeding to the polyol synthesis method to enable the synthesis of the metal oxide without additional heat treatment step. Water used to prepare the fullerene / metal oxide nanoparticles composite may be included in an amount of 2 to 90 parts by weight based on 100 parts by weight of the mixed solution. If the content is less than 2 parts by weight of the transition metal after synthesis is synthesized in the form of a metal, not an oxide, if it exceeds 90 parts by weight, the synthesis efficiency of the synthesized transition metal oxide is reduced.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 루테늄 염이 혼합된 그래핀 분산 용액에 마이크로파를 5분 내지 60분 인가하여 상기 그래핀의 표면에 루테늄 나노입자를 형성함으로써, 루테늄 나노입자/그래핀(Ru/graphene) 복합체를 합성할 수 있다.According to one embodiment of the invention, by applying a microwave to the graphene dispersion solution mixed ruthenium salt 5 minutes to 60 minutes to form ruthenium nanoparticles on the surface of the graphene, ruthenium nanoparticles / graphene (Ru / graphene) composites can be synthesized.

다른 구체예에 따르면, 루테늄 염이 혼합된 그래핀 분산용액에 물을 부가하고, 마이크로파를 5분 내지 60분 인가하여 상기 그래핀의 표면에 루테늄 산화물 나노입자를 형성함으로써, 루테늄 산화물 나노입자/그래핀(RuO2/Graphene) 복합체를 합성할 수 있다.According to another embodiment, ruthenium oxide nanoparticles / graphs are formed by adding water to a graphene dispersion solution in which ruthenium salt is mixed and applying microwave for 5 to 60 minutes to form ruthenium oxide nanoparticles on the surface of the graphene. Fin (RuO 2 / Graphene) complex can be synthesized.

상기 열처리를 통해 합성된 금속 또는 금속 산화물 나노입자의 직경은 1 내지 100 nm, 보다 구체적으로 1 내지 7 nm일 수 있다.
The diameter of the metal or metal oxide nanoparticles synthesized through the heat treatment may be 1 to 100 nm, more specifically 1 to 7 nm.

또한, 상기 단계에서 제조된 금속 또는 금속 산화물 나노입자/플러렌 복합체는 세정 및 건조 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the metal or metal oxide nanoparticles / fullerene composite prepared in the step may further comprise a cleaning and drying step.

보다 구체적으로, 상기 복합체는 에탄올 또는 물로 세정 후 80 내지 120℃에서 건조하거나, -20 내지 -60℃에서 48 내지 72시간 동안 동결건조할 수 있으나, 이에 특별히 제한하는 것은 아니다.
More specifically, the complex may be dried at 80 to 120 ° C. after washing with ethanol or water, or lyophilized at −20 to −60 ° C. for 48 to 72 hours, but is not particularly limited thereto.

또한, 상기 금속 또는 금속 산화물 나노입자/플러렌 복합체 형성 단계는 플러렌, 특히 그래핀으로의 환원 과정을 포함한다. 예컨대, 그라파이트는 산화처리를 통해 그라파이트 옥사이드로 합성된다. 상기 그라파이트 옥사이드는 초음파처리를 통해 그래핀 옥사이드로 박리된다. 상기 그래핀 옥사이드는 환원제(디에틸렌글리콜) 및/또는 열처리(마이크로파 처리)를 통해 산소가 제거되면서 그래핀으로 환원되고(환원된 그래핀 옥사이드), 상기 환원과정 중에 금속염을 부가하면 상기 그래핀(환원된 그래핀 옥사이드)의 표면에 금속 또는 금속 산화물 나노입자가 형성되어 금속 또는 금속 산화물 나노입자/그래핀 복합체가 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 물 또는 폴리올 하에서 160 내지 300 ℃에서 30분 내지 2시간 처리시 금속 산화물 나노입자/그래핀 복합체에서 그래핀 옥사이드는 그래핀으로 환원(또는 환원된 그래핀 옥사이드)될 수 있다.
In addition, the step of forming the metal or metal oxide nanoparticles / fullerene complexes includes a process of reducing to fullerenes, in particular graphene. For example, graphite is synthesized into graphite oxide through oxidation treatment. The graphite oxide is separated into graphene oxide through ultrasonication. The graphene oxide is reduced to graphene while oxygen is removed through a reducing agent (diethylene glycol) and / or heat treatment (microwave treatment) (reduced graphene oxide), and when the metal salt is added during the reduction process, the graphene ( Metal or metal oxide nanoparticles may be formed on the surface of the reduced graphene oxide) to form a metal or metal oxide nanoparticle / graphene composite.
More specifically, the graphene oxide may be reduced (or reduced graphene oxide) to graphene in the metal oxide nanoparticle / graphene composite when treated for 30 minutes to 2 hours at 160 to 300 ° C. under water or polyol.

삭제delete

본 발명의 다공성 플러렌의 제조방법에 있어서, 제2단계는 금속 또는 금속 산화물 나노입자/플러렌의 복합체를 열처리하여 금속 촉매 주변의 플러렌의 선택적 연소를 통해 플러렌 표면에 나노 기공을 형성하는 단계이다.In the method for producing a porous fullerene of the present invention, the second step is to heat-treat a metal or metal oxide nanoparticle / fullerene composite to form nanopores on the fullerene surface through selective combustion of fullerene around the metal catalyst.

상기 촉매 연소는 플러렌 표면상에 있는 금속 또는 금속 산화물이 존재하는 영역 내에서 플러렌의 열분해 온도 보다 낮은 온도에서 플러렌의 열분해가 발생하도록 하며, 금속 또는 금속 산화물 나노입자/플러렌 복합체를 가열로에서 열처리하거나, 마이크로파를 인가하여 실시할 수 있으나, 이에 특별히 제한하는 것은 아니다. The catalytic combustion causes pyrolysis of the fullerene to occur at a temperature lower than the fullerene pyrolysis temperature in the region where the metal or metal oxide on the fullerene surface is present, and the metal or metal oxide nanoparticle / fullerene composite is heat-treated in a furnace. , But may be carried out by applying a microwave, but is not particularly limited thereto.

상기 복합체를 가열로에서 열처리할 경우, 200 내지 500℃에서 1 내지 5시간 동안 실시할 수 있다. 보다 구체적으로, 250 내지 400℃에서 2 내지 4시간 동안 실시할 수 있다.When the composite is heat treated in a heating furnace, it may be carried out for 1 to 5 hours at 200 to 500 ℃. More specifically, it may be carried out at 250 to 400 ℃ for 2 to 4 hours.

상기 복합체에 마이크로파를 인가할 경우, 2 내지 60 GHz의 진동수, 1200 내지 1600W에서 5 내지 10분 동안 인가할 수 있다.
When microwave is applied to the composite, it can be applied for 5 to 10 minutes at a frequency of 2 to 60 GHz, 1200 to 1600W.

본 발명의 다공성 플러렌의 제조방법은 표면에 기공이 형성된 복합체로부터 금속 또는 금속 산화물 나노입자를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method for preparing a porous fullerene of the present invention may further include removing the metal or metal oxide nanoparticles from the composite having pores formed on the surface thereof.

상기 금속 또는 금속 산화물 나노입자는 화학적 방법에 의해 제거할 수 있으나, 이에 특별히 제한하는 것은 아니다. The metal or metal oxide nanoparticles may be removed by a chemical method, but is not particularly limited thereto.

상기 화학적 방법은 금속의 종류에 따라 달라질 수 있어 특별히 제한하지는 않으나, 대부분의 전이금속산화물의 경우 산, 예를 들어 1M 이상의 질산, 황산, 또는 염산 등에서 제거될 수 있다. 또한, Ru, 또는 RuO2의 경우 염기성 용액, 예를 들어, 1M 이상의 KOH, 또는 NaOH 등에서 제거될 수 있다.
The chemical method may vary depending on the type of metal and is not particularly limited, but most transition metal oxides may be removed from an acid, for example, 1M or more nitric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, or the like. In addition, in the case of Ru, or RuO 2 can be removed in a basic solution, for example, 1 M or more KOH, NaOH or the like.

또한, 금속 또는 금속 산화물 나노입자가 제거된 다공성 플러렌은 세정하고 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the porous fullerene from which the metal or metal oxide nanoparticles are removed may further include washing and drying.

보다 구체적으로, 상기 다공성 플러렌은 에탄올 또는 물로 세정 후 80 내지 120℃에서 건조하거나, -20 내지 -60℃에서 48 내지 72시간 동안 동결건조할 수 있으나, 이에 특별히 제한하는 것은 아니다.
More specifically, the porous fullerene may be dried at 80 to 120 ° C. after rinsing with ethanol or water, or lyophilized at −20 to −60 ° C. for 48 to 72 hours, but is not particularly limited thereto.

본 발명은 또한 본 발명의 다공성 플러렌을 포함하는 이차전지, 연료전지, 슈퍼커패시터, 센서, 멤브레인, 또는 투명 전도성 필름 중 어느 하나의 제품에 관한 것이다.The present invention also relates to a product of any one of the secondary battery, fuel cell, supercapacitor, sensor, membrane, or transparent conductive film comprising the porous fullerene of the present invention.

본 발명의 다공성 플러렌은 비다공성 플러렌에 비해 비표면적이 크고, 기저면에 비해 기공 형성을 통해 도입된 엣지면의 화학적, 전기화학적 활성이 커 엣지면의 활용을 통한 성능 향상이 가능하므로 이차전지, 연료전지, 슈퍼커패시터, 센서, 멤브레인, 또는 투명 전도성 필름 등에 사용할 수 있다.Porous fullerenes of the present invention have a larger specific surface area than nonporous fullerenes, and the chemical and electrochemical activities of the edge surface introduced through pore formation are greater than those of the base surface, thereby improving performance through utilization of the edge surface. It can be used for a battery, a supercapacitor, a sensor, a membrane, or a transparent conductive film.

또한, 본 발명의 다공성 플러렌은 나노 기공 내에 금속 또는 금속 산화물 나노입자를 더 포함할 수 있으며, 상기 나노입자는 전기전도도, 투과도가 요구되는 멤브레인, 투명 전도성 필름 등에 유용하게 적용될 수 있다.
In addition, the porous fullerene of the present invention may further include a metal or metal oxide nanoparticles in the nano-pores, the nanoparticles may be usefully applied to a membrane, a transparent conductive film and the like requiring electrical conductivity, transmittance.

이하, 본 발명에 따르는 실시예 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples of the present invention, but the scope of the present invention is not limited by the following Examples.

<제조예 1> 그라파이트 옥사이드 분말 제조Preparation Example 1 Graphite Oxide Powder Preparation

Modified Hummer 방법을 통해 그라파이트 옥사이드를 제조하기 위해, 그라파이트를 전구체로 이용하여 황산(H2SO4)과 과망간산칼륨(KMnO4)을 섞어 상온에서 2시간 이상 교반시켜 용액의 색이 노랗게 변하면 과산화수소(H2O2)를 넣어 반응을 완료하였다. 완료 후 원심분리를 실시하고, 건조 과정을 거쳐 고운 분말 형태의 그라파이트 옥사이드를 얻었다.
In order to produce graphite oxide through the modified Hummer method, using graphite as a precursor, sulfuric acid (H 2 SO 4 ) and potassium permanganate (KMnO 4 ) are mixed and stirred at room temperature for 2 hours or longer to change the color of the solution to yellow peroxide (H). 2 O 2 ) was added to complete the reaction. After completion of centrifugation, and dried to obtain a fine powder of graphite oxide.

<실시예 1> 루테늄/그래핀 복합체로부터 다공성 그래핀의 제조Example 1 Preparation of Porous Graphene from Ruthenium / Graphene Composites

상기 제조예 1에서 제조된 그라파이트 옥사이드 분말 0.05 중량부를 디에틸렌글리콜 100 중량부에 첨가하고, 40분간 초음파 처리하여 그라파이트 옥사이드가 균일하게 분산되도록 하였다.0.05 part by weight of graphite oxide powder prepared in Preparation Example 1 was added to 100 parts by weight of diethylene glycol, and sonicated for 40 minutes to uniformly disperse the graphite oxide.

다음으로, 상기 분산된 용액에 루테늄 염으로 루테늄 클로라이드 0.5 중량부를 첨가하여 혼합한 후 교반시켜 루테늄 염이 완전히 용해되도록 하였다. 다음으로, 상기 혼합 용액을 200℃ 온도 조건의 마이크로웨이브 합성장치에서 2.45 GHz로 10분간 반응시켜 그래핀 표면에 루테늄 나노입자를 형성함으로써, Ru/그래핀 복합체를 합성하였다.Next, 0.5 parts by weight of ruthenium chloride was added to the dispersed solution by ruthenium salt, mixed, and stirred to completely dissolve the ruthenium salt. Next, the mixed solution was reacted at 2.45 GHz for 10 minutes in a microwave synthesis apparatus at a temperature of 200 ° C. to form ruthenium nanoparticles on the graphene surface, thereby synthesizing a Ru / graphene composite.

합성된 루테늄을 에탄올과 증류수로 세척 후 80℃ 오븐에서 건조하였다.The synthesized ruthenium was washed with ethanol and distilled water and then dried in an oven at 80 ℃.

상기 Ru/그래핀 복합체 분말을 촉매연소시키기 위해 400℃의 가열로에서 4시간 열처리하였다. 열처리 후 분말을 6M KOH 용액에서 12시간 처리하여 Ru를 제거하였다.
The Ru / graphene composite powder was heat treated for 4 hours in a furnace at 400 ° C. for catalytic combustion. After heat treatment, the powder was treated for 12 hours in 6M KOH solution to remove Ru.

<실험예 1> 물성 검사Experimental Example 1 Physical Property Inspection

도 2는 그래핀, Ru/그래핀, RuO2/그래핀의 열분석 그래프이다. 그래핀 경우 450℃ 이상의 온도에서 연소되는 반면, Ru/그래핀, RuO2/그래핀의 경우 그보다 낮은 250~400℃에서 연소됨을 확인할 수 있었다. 이는 Ru 또는 RuO2가 촉매로 작용하여 그래핀이 연소되는 온도가 낮아졌음을 나타낸다.Figure 2 is a graph of thermal analysis of graphene, Ru / graphene, RuO 2 / graphene. Graphene was burned at a temperature above 450 ℃, while Ru / graphene, RuO 2 / graphene was confirmed to be burned at a lower than 250 ~ 400 ℃. This indicates that Ru or RuO 2 acts as a catalyst to lower the temperature at which graphene is burned.

도 3은 Ru/그래핀과 Ru 촉매를 이용한 다공성 그래핀의 TEM 사진도로, 3~5nm 크기의 Ru 입자가 그래핀상에 고르게 분포하였다(도 3a, 3b). 또한, Ru를 이용한 촉매연소 후 5~10nm 크기의 기공이 고르게 분포함을 알 수 있었다(도 3c, 3d).
Figure 3 is a TEM picture of the porous graphene using Ru / graphene and Ru catalyst, Ru particles of 3 ~ 5nm size was evenly distributed on the graphene (Fig. 3a, 3b). In addition, it was found that the pores of 5 to 10nm size were evenly distributed after catalytic combustion using Ru (FIGS. 3C and 3D).

<실시예 2> 루테늄산화물/그래핀 복합체로부터 다공성 그래핀의 제조Example 2 Preparation of Porous Graphene from Ruthenium Oxide / Graphene Composites

상기 제조예 1에서 제조된 그라파이트 옥사이드 분말 0.05 중량부를 디에틸렌글리콜 100 중량부에 첨가하고, 40분간 초음파 처리하여 그라파이트 옥사이드가 균일하게 분산되도록 하였다.0.05 part by weight of graphite oxide powder prepared in Preparation Example 1 was added to 100 parts by weight of diethylene glycol, and sonicated for 40 minutes to uniformly disperse the graphite oxide.

다음으로, 상기 분산된 용액에 루테늄 염으로 루테늄 클로라이드 0.5 중량부를 첨가하여 혼합한 후 교반시켜 루테늄 염이 완전히 용해되도록 하였다. 다음으로, 상기 혼합 용액 100 중량부에 5 중량부의 증류수를 첨가하고, 200℃ 온도 조건의 마이크로웨이브 합성장치에서 2.45 GHz로 10분간 반응시켜 그래핀 표면에 루테늄산화물 나노입자를 형성함으로써, RuO2/그래핀 복합체를 합성하였다.Next, 0.5 parts by weight of ruthenium chloride was added to the dispersed solution by ruthenium salt, mixed, and stirred to completely dissolve the ruthenium salt. Next, 5 parts by weight of distilled water is added to 100 parts by weight of the mixed solution and reacted at 2.45 GHz for 10 minutes in a microwave synthesis apparatus at a temperature of 200 ° C. to form ruthenium oxide nanoparticles on the surface of graphene, thereby providing RuO 2 / Graphene complexes were synthesized.

합성된 루테늄산화물을 에탄올과 증류수로 세척 후 80℃ 오븐에서 건조하였다.The synthesized ruthenium oxide was washed with ethanol and distilled water and dried in an oven at 80 ℃.

상기 RuO2/그래핀 복합체 분말을 촉매연소시키기 위해 가열로에서 250~300℃ 4시간 동안 열처리하였다. 열처리 후 분말을 6M KOH 용액에서 12시간 처리하여 RuO2를 제거하였다.
The RuO 2 / graphene composite powder was heat treated for 4 hours at 250-300 ° C. in a heating furnace to catalytically burn the powder. After heat treatment, the powder was treated for 12 hours in a 6M KOH solution to remove RuO 2 .

<실험예 2> 물성 검사Experimental Example 2 Physical Property Inspection

도 4는 RuO2/그래핀과 RuO2 촉매를 이용한 다공성 그래핀의 TEM 사진도로서, 5~10nm 크기의 Ru 입자가 그래핀 상에 고르게 분포하였다(도 4a). 또한, RuO2를 이용한 촉매연소후 5~10nm 크기의 기공이 고르게 분포함을 알 수 있었다(도 4b).
4 is a TEM photograph of the porous graphene using RuO 2 / graphene and RuO 2 catalyst, Ru particles of 5 ~ 10nm size was evenly distributed on the graphene (Fig. 4a). In addition, it can be seen that even after the catalytic combustion using RuO 2 5 ~ 10nm size pores are evenly distributed (Fig. 4b).

Claims (18)

표면에 5 내지 100 nm의 크기를 갖는 나노 기공이 형성된 다공성의 환원된 그래핀 옥사이드.
Porous reduced graphene oxide with nanopores having a size of 5 to 100 nm on its surface.
삭제delete 표면에 5 내지 100 nm의 크기를 갖는 나노 기공이 형성되고, 상기 나노 기공 내에는 금속 또는 금속 산화물 나노입자가 담지되어 있는 다공성 플러렌.
Porous fullerene is formed on the surface of the nano pores having a size of 5 to 100 nm, the metal or metal oxide nanoparticles are carried in the nano pores.
플러렌 표면에 금속 또는 금속 산화물 나노입자가 형성된 복합체를 제조하는 단계; 및
상기 금속 또는 금속 산화물 나노입자에 의한 촉매 연소를 통해 플러렌 표면에 나노 기공을 형성하는 단계를 포함하는 다공성 플러렌의 제조방법.
Preparing a complex having metal or metal oxide nanoparticles formed on the fullerene surface; And
Method of producing a porous fullerene comprising the step of forming nano pores on the fullerene surface through catalytic combustion by the metal or metal oxide nanoparticles.
제4항에 있어서, 복합체 제조 단계는
플러렌 분말을 분산시키는 단계;
상기 분산 용액 및 금속염을 혼합하는 단계; 및
상기 혼합용액을 열처리하여 플러렌 표면에 금속 또는 금속 산화물 나노입자를 형성하는 단계를 포함하는 다공성 플러렌의 제조방법.
The method of claim 4, wherein the step of manufacturing the composite
Dispersing the fullerene powder;
Mixing the dispersion solution and a metal salt; And
Heat-treating the mixed solution to form metal or metal oxide nanoparticles on the fullerene surface.
제5항에 있어서,
플러렌 분말은 용매 하에서 초음파 처리를 통해 분산되는 다공성 플러렌의 제조방법.
The method of claim 5,
Fullerene powder is a method for producing a porous fullerene is dispersed through ultrasonication under a solvent.
제6항에 있어서,
용매는 물, 에틸렌 글리콜(Ethylene Glycol), 디에틸렌 글리콜(Diethylene Glycol), 트리에틸렌 글리콜(Triethylene Glycol), 테트라에틸렌 글리콜(Tetraethylene Glycol) 및 테트라트에틸렌 글리콜(Tetratethylene Glycol) 로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 다공성 플러렌의 제조방법.
The method of claim 6,
The solvent is at least one selected from the group consisting of water, ethylene glycol, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, and tetratethylene glycol. Method for producing porous fullerenes.
제5항에 있어서,
금속은 전이금속을 포함하는 다공성 플러렌의 제조방법.
The method of claim 5,
Metal is a method for producing a porous fullerene containing a transition metal.
제5항에 있어서,
열처리는 160 내지 300℃에서 실시하는 다공성 플러렌의 제조방법.
The method of claim 5,
Heat treatment is a method for producing a porous fullerene carried out at 160 to 300 ℃.
제5항에 있어서,
열처리는 혼합용액에 마이크로파를 5 내지 60분 인가하여 실시하는 다공성 플러렌의 제조방법.
The method of claim 5,
Heat treatment is a method for producing a porous fullerene is carried out by applying microwave to the mixed solution for 5 to 60 minutes.
제10항에 있어서,
마이크로파는 2 내지 60 GHz의 진동수를 갖는 것인 다공성 플러렌의 제조방법.
The method of claim 10,
Microwave is a method for producing a porous fullerene having a frequency of 2 to 60 GHz.
제5항에 있어서,
금속 또는 금속 산화물 나노입자의 직경은 1 내지 100 nm인 다공성 플러렌의 제조방법.
The method of claim 5,
Method for producing a porous fullerene having a diameter of the metal or metal oxide nanoparticles is 1 to 100 nm.
제5항에 있어서,
금속 또는 금속 산화물 나노입자/플러렌 복합체를 에탄올 또는 물로 세정 후 80 내지 120℃에서 건조하거나, -20 내지 -60℃에서 48 내지 72시간 동안 동결건조하는 단계를 더 포함하는 다공성 플러렌의 제조방법.
The method of claim 5,
Method for producing a porous fullerene further comprises the step of washing the metal or metal oxide nanoparticles / fullerene complex with ethanol or water and then dried at 80 to 120 ℃, or lyophilized at -20 to -60 ℃ for 48 to 72 hours.
삭제delete 제4항에 있어서,
촉매 연소는 금속 또는 금속 산화물 나노입자/플러렌 복합체를 200 내지 500℃의 가열로에서 1 내지 5시간 동안 열처리하거나, 2 내지 60 GHz의 진동수, 1200 내지 1600W에서 5 내지 10분 동안 마이크로파를 인가하여 실시하는 다공성 플러렌의 제조방법.
The method of claim 4, wherein
Catalytic combustion is carried out by heat-treating the metal or metal oxide nanoparticle / fullerene composite in a heating furnace at 200 to 500 ° C. for 1 to 5 hours, or applying microwave at 5 to 10 minutes at a frequency of 2 to 60 GHz for 1200 to 1600 W. Method for producing a porous fullerene.
제4항에 있어서,
기공이 형성된 복합체로부터 금속 또는 금속 산화물 나노입자를 제거하는 단계를 더 포함하는 다공성 플러렌의 제조방법.
The method of claim 4, wherein
The method of manufacturing a porous fullerene further comprising the step of removing the metal or metal oxide nanoparticles from the pores formed complex.
제16항에 있어서,
금속 또는 금속 산화물 나노입자는 강산 또는 강염기에 의해 제거하는 다공성 플러렌의 제조방법.
The method of claim 16,
Method for producing a porous fullerene metal or metal oxide nanoparticles are removed by a strong acid or strong base.
제1항의 다공성의 환원된 그래핀 옥사이드 또는 제3항의 다공성 플러렌을 포함하는 이차전지, 연료전지, 슈퍼커패시터, 센서, 멤브레인, 또는 투명 전도성 필름 중 어느 하나의 제품.The article of any one of a secondary battery, a fuel cell, a supercapacitor, a sensor, a membrane, or a transparent conductive film comprising the porous reduced graphene oxide of claim 1 or the porous fullerene of claim 3.
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