KR20120012031A - Manufacturing method of Single-walled Carbon Nanotube Using Multiple Catalysts - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 다중 촉매를 이용한 투명 전극용 고 전기전도성 단일벽 탄소나노튜브의 합성방법에 관한 것으로, 기존의 탄소나노튜브에 비해 전기 전도성이 높고, 분산이 용이하며, 제조공정에 있어서 비용이 저렴할 뿐만 아니라 대용량 합성이 가능한 탄소나노튜브의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for synthesizing a highly conductive single-walled carbon nanotube for transparent electrodes using multiple catalysts, which has higher electrical conductivity, easier dispersion, and lower cost in the manufacturing process than conventional carbon nanotubes. It also relates to a method for producing carbon nanotubes capable of high-capacity synthesis.
탄소나노튜브는 1개의 탄소 원자가 3개의 다른 탄소 원자와 결합한 육각형 벌집 모양의 흑연면이 나노크기의 직경으로 둥글게 말린 형태로, 크기나 형태에 따라 독특한 물리적 성질을 갖는 거대 분자이다. 속이 비어 있어 가볍고 전기 전도도는 구리만큼 좋으며, 열전도도는 다이아몬드만큼 우수하고 인장력은 철강에 못지 않는 특성을 가지고 있다. 원통형을 이루는 결합구조에 따라 일부러 불순물을 넣지 않아도 튜브와 튜브가 상호 작용하면서 도체에서 반도체로 변한다. 말려진 형태에 따라서 단층벽 탄소나노튜브(single walled carbon nanotube, SWCNT), 다중벽 탄소나노튜브(multi-walled carbon nanotube, MWCNTs), 다발형 탄소나노튜브(rope carbon nanotube)로 구분되기도 한다.Carbon nanotubes are hexagonal honeycomb graphite surfaces, in which one carbon atom is bonded to three other carbon atoms, rounded to a nano-sized diameter, and are large molecules having unique physical properties according to their size and shape. It is hollow and lightweight, and its electrical conductivity is as good as copper, its thermal conductivity is as good as diamond, and its tensile strength is as good as steel. According to the cylindrical coupling structure, the tube and the tube interact with each other and change from conductor to semiconductor without intentionally adding impurities. Depending on the shape of the roll, it may be classified into single walled carbon nanotubes (SWCNTs), multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs), and bundle carbon nanotubes (rope carbon nanotubes).
탄소나노튜브는 수십 GPa급의 높은 강도와 1 TPa급의 탄성계수를 가지며, 기존의 탄소 섬유를 능가하는 우수한 전기전도도와 열전도도를 보이는 등 그 특성이 매우 뛰어나다. Carbon nanotubes have a high strength of tens of GPa grades and an elastic modulus of 1 TPa grade, and have excellent characteristics such as excellent electrical conductivity and thermal conductivity that exceed those of conventional carbon fibers.
최근에는 탄소나노튜브의 이러한 전기적 또는 기계적인 고유한 성질을 이용한 극미세영역(nanoscale)에서의 활용이 여러 산업에서 주목받고 있다. 탄소나노튜브의 여러 적용 분야에 대한 활용성을 높이기 위해 여러 가지 응용소재들이 개발되고 있으며 특히, 단일벽 탄소나노튜브 분산액을 적절한 바인더와 혼합하여 제조한 잉크를 투명 전도성 박막으로 활용하고자 하는 산업적 연구가 활발히 이루어지고 있다.Recently, the application of carbon nanotubes in the nanoscale using such electric or mechanical inherent properties has attracted attention in various industries. Various application materials are being developed to increase the usability of carbon nanotubes in various fields of application. In particular, industrial researches are attempting to utilize inks made by mixing single-walled carbon nanotube dispersions with appropriate binders as transparent conductive thin films. Actively done.
이와 같은 산업적 활용을 위해서는 단일벽 탄소나노튜브를 대량으로 합성해야 하는데 기존 화학기상증착방법이나 레이저 융제(Laser Ablation)을 이용한 방법으로는 고 결정성 단일벽 탄소나노튜브를 얻기가 어렵고, 현재로서는 아크 방전을 이용한 합성방법이 상기 목적에 가장 적합하다. Such industrial applications require the synthesis of large amounts of single-walled carbon nanotubes, but it is difficult to obtain high-crystalline single-walled carbon nanotubes by conventional chemical vapor deposition or laser ablation. Synthesis using discharge is most suitable for this purpose.
그러나 기존에 공개된 촉매 조성 기술을 이용한 아크 방전 단일벽 탄소나노튜브 합성은 고순도 단일벽 탄소나노튜브를 충분히 얻기가 어렵고, 금속성 단일벽 탄소나노튜브의 함량에 한계가 있을 뿐만 아니라, 합성량 자체도 많지 않은 문제점이 있다. 이와 같은 이유로 기존 기술로 합성된 단일벽 탄소나노튜브는 투명 전도성 박막 재료로 활용하기에 충분하지 않다.However, the arc discharge single-walled carbon nanotube synthesis using the previously disclosed catalyst composition technology is difficult to obtain high purity single-walled carbon nanotubes sufficiently, and the content of metallic single-walled carbon nanotubes is not only limited, but also the amount of synthesis itself. There are not many problems. For this reason, single-walled carbon nanotubes synthesized by the existing technology are not sufficient to be used as transparent conductive thin film materials.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 다중 촉매를 이용한 단일벽 탄소나노튜브의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to provide a method for producing single-walled carbon nanotubes using multiple catalysts.
보다 구체적으로 본 발명은 다중 촉매로서 흑연, 전이금속, 전이금속 황화물, 황(sulfur) 또는 이들의 혼합물을 함유하는 촉매조성물을 이용하여 기존의 탄소나노튜브에 비해 순도가 높고, 금속성 함량비율이 높으며, 전도성 필름의 투과도와 면저항에 유리하고, 제조공정에 있어서 비용이 저렴할 분만 아니라 대용량 합성에 유용한, 투명 전극용 단일벽 탄소나노튜브의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.More specifically, the present invention uses a catalyst composition containing graphite, transition metal, transition metal sulfide, sulfur, or a mixture thereof as multiple catalysts, and has higher purity and higher metal content ratio than conventional carbon nanotubes. It is an object of the present invention to provide a method for producing a single-walled carbon nanotube for transparent electrodes, which is advantageous for the permeability and sheet resistance of the conductive film and is not only inexpensive in manufacturing, but also useful for large-capacity synthesis.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 안출된 것으로, 다중 촉매를 이용한 단일벽 탄소나노튜브의 제조방법을 제공한다.
The present invention has been made to achieve the above object, and provides a method for producing single-walled carbon nanotubes using multiple catalysts.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.In this case, unless there is another definition in the technical terms and scientific terms used, it has the meaning that is commonly understood by those of ordinary skill in the art, unnecessarily obscure the subject matter of the present invention in the following description Description of known functions and configurations that may be omitted.
본 발명은 투명 전극용 단일벽 탄소나노튜브(single walled carbon nanotube, SWCNT)의 제조방법에 관한 것으로,The present invention relates to a method for manufacturing a single walled carbon nanotube (SWCNT) for a transparent electrode,
a) 실린더형의 탄소봉에 흑연; 전이금속; 및 전이금속 황화물, 황(sulfur) 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 황화물;을 함유하는 촉매 조성물을 충전하여 아크방전 양극을 제조하는 단계 및a) graphite in cylindrical carbon rods; Transition metals; And a sulfide selected from transition metal sulfides, sulfur or a mixture thereof;
b) 상기 아크방전 양극을 직류 아크 방전 장치에 장착하고, 아크방전에 의하여 탄소나노튜브를 제조하는 단계b) mounting the arc discharge anode on a direct current arc discharge device and manufacturing carbon nanotubes by arc discharge;
를 포함한다.
It includes.
상기 아크 방전 촉매 충전 시 사용되는 탄소 전극(양극)인 탄소봉은 탄소나노튜브 제조 시 공급되는 탄소 원자를 제공하기 위한 것으로, 탄소나노튜브의 제조를 위한 것이라면 특별히 한정되지는 않으나, 95% 이상의 순도와 일정 수준 이상의 전기전도도를 지닌 탄소봉을 사용하는 것이 합성 효율 및 순도를 향상시키는 측면에서 바람직하다. 또한, 탄소봉은 실린터 형태로, 내부가 원형으로 뚫린 형태를 말하며, 그 안에 촉매조성물을 투입하고 아크 방전 챔버에 장착 후 아크 방전으로 연소시켜 탄소나노튜브를 제조하게 된다. 이때, 방전 전류는 특정 값으로 고정시키는 것이 탄소나노튜브의 제조에 바람직하며, 방전 전류 200A ~ 300A, 방전 전압 20V에서 아크 플라즈마를 발생시키는 것을 특징으로 하며, 합성 시간은 1시간 내지 2시간이 적당하다. 방전 전류가 200A 이하이면 탄소나노튜브의 단위 시간당 합성량이 너무 적으며, 방전 전류가 300A 이상이면 탄소나노튜브의 순도가 떨어지는 단점이 있다.
The carbon rod, which is a carbon electrode (anode) used for charging the arc discharge catalyst, is used to provide a carbon atom supplied when manufacturing carbon nanotubes, and is not particularly limited as long as it is for the production of carbon nanotubes, but has a purity of 95% or more. It is preferable to use a carbon rod having a certain level of electrical conductivity in terms of improving synthesis efficiency and purity. In addition, the carbon rod is in the form of a cylinder, the shape of the inner perforated circular shape, the catalyst composition is put therein and mounted in the arc discharge chamber and burned by arc discharge to produce carbon nanotubes. At this time, the discharge current is preferably fixed to a specific value for the production of carbon nanotubes, characterized in that the arc current is generated at a discharge current of 200A to 300A, discharge voltage 20V, the synthesis time is 1 hour to 2 hours is suitable Do. If the discharge current is less than 200A, the amount of synthesis per unit time of the carbon nanotubes is too small, and if the discharge current is 300A or more, the purity of the carbon nanotubes is deteriorated.
또한 본 발명은 상기 b)에서 제조된 탄소나노튜브를 400-500 ℃로 열처리하여 불순물을 제거하는 단계를 더 포함한다. 상기 제조된 탄소나노튜브에 불순물을 제거하기 위하여 산소 기체를 흘린 상태에서 고온으로 열처리 하는 과정으로, 시료를 산화시켜 불순물을 제거하게 된다. 이때, 정제 온도가 400℃ 미만인 경우 불순물이 잘 제거되지 않으며, 정제 온도가 500℃ 이상인 경우 탄소나노튜브 자체를 연소시키게 되어 결과적으로 순도가 낮아지므로 바람직하지 못하다.In another aspect, the present invention further comprises the step of removing impurities by heat-treating the carbon nanotubes prepared in b) at 400-500 ° C. In the process of heat treatment at high temperature in the state of flowing oxygen gas in order to remove impurities in the carbon nanotubes, the sample is oxidized to remove impurities. At this time, when the purification temperature is less than 400 ℃ impurities are not removed well, if the purification temperature is 500 ℃ or more it is not preferable because the combustion of carbon nanotubes themselves resulting in lower purity.
또한 상기 정제 공정에서 사용하는 산소 기체는 그 순도가 일정 수준 이상 일때 고온에서 발생할 수 있는 부 반응을 최대한 억제할 수 있고, 연소 반응 속도를 제어할 수 있는 99% 이상의 고순도 산소 기체를 사용하는 것이 바람직하다.In addition, the oxygen gas used in the refining process is capable of suppressing side reactions that may occur at high temperatures when the purity is above a certain level, and it is preferable to use high purity oxygen gas of 99% or more capable of controlling the combustion reaction rate. Do.
본 발명의 상기 흑연은 일반적으로 유통되고 있는 것을 사용하지 않고, 순도 99%이상인 흑연 분말을 사용하는 것이 탄소나노튜브의 순도를 높이기 위해 바람직하며, 이 또한 탄소나노튜브를 제조하기 위한 탄소 원자 공급의 역할을 한다. 고순도 흑연의 함량은 전체 촉매 조성물 100 중량부에 대하여 55 ~ 75 중량부인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 58 ~ 70 중량부로 사용한다. 또한 촉매 조성물을 충분히 균일하게 하기 위하여 촉매 재료를 혼합한 후, 1분 이상 기계적으로 분쇄해 주는 것이 좋다.The graphite of the present invention is not generally used, and it is preferable to use graphite powder having a purity of 99% or more in order to increase the purity of the carbon nanotubes. Play a role. The content of the high purity graphite is preferably 55 to 75 parts by weight, more preferably 58 to 70 parts by weight based on 100 parts by weight of the total catalyst composition. In addition, in order to make the catalyst composition sufficiently uniform, it is preferable that the catalyst material is mixed and then mechanically ground for 1 minute or more.
또한 본 발명의 촉매 조성물 중, 상기 전이금속은 Fe, Co, Ni, Sc(스칸듐) 및 Y(이트륨)에서 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하며, 이러한 전이금속은 분말 형태로, 원소 또는 산화물 형태로 사용되어 질 수 있다. 또한, 전이금속 분말의 함량은 전체 촉매조성물 100 중량부에 대하여 25 ~ 40 중량부인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하기로는 30 ~ 35 중량부가 바람직하다. 전이금속의 함량이 25 중량부 미만이면 촉매 함량이 부족하여 탄소나노튜브의 합성 수율이 낮아지며, 40 중량부를 초과하면 단일벽 탄소나노튜브의 순도가 감소되어 바람직하지 못하다.In addition, in the catalyst composition of the present invention, the transition metal is characterized in that at least one selected from Fe, Co, Ni, Sc (scandium) and Y (yttrium), the transition metal is in powder form, element or oxide form Can be used as In addition, the content of the transition metal powder is preferably 25 to 40 parts by weight, more preferably 30 to 35 parts by weight based on 100 parts by weight of the total catalyst composition. If the content of the transition metal is less than 25 parts by weight, the catalyst content is insufficient to lower the synthesis yield of carbon nanotubes, and if it exceeds 40 parts by weight, the purity of single-walled carbon nanotubes is reduced, which is not preferable.
일반적으로 전이금속 원소는 아크 방전 탄소나노튜브의 합성 촉매로 가장 많이 활용되고 있으나, 큰 규모의 아크 장비로 대량 합성 시 실험실 수준의 소량 합성에 비해 전기적 특성이 떨어지는 제약이 있다.In general, the transition metal element is most commonly used as a synthesis catalyst for arc discharge carbon nanotubes. However, when a large-scale arc device is used for synthesis, the transition metal element has a lower electrical property than a small amount of synthesis at a laboratory level.
따라서, 본 발명에서 상기 촉매 조성물은 흑연, 전이금속 및 전이금속 황화물의 조합;이거나 흑연, 전이금속 및 황(sulfur)의 조합인 것을 특징으로 하며, 기존에 사용되던 Fe, Co 또는 Ni의 전이금속 촉매 외에 Y 또는 Sc의 3족 금속 원소와 황(sulfur) 또는 전이금속 황화물을 더 첨가함으로써, 놀랍게도 기존의 단일벽 탄소나노튜브에 비해 전기 전도성이 매우 높으며, 분산이 용이하고, 제조공정에 있어서 비용이 저렴할 뿐만 아니라 대량 합성에 매우 우수한 단일벽 탄소나노튜브를 제조하게 되었다.Therefore, in the present invention, the catalyst composition is a combination of graphite, transition metal and transition metal sulfide; or a combination of graphite, transition metal and sulfur, and is a transition metal of Fe, Co, or Ni, which has been used previously. In addition to the catalyst, the addition of Group 3 metal elements of Y or Sc and sulfur or transition metal sulfides surprisingly results in significantly higher electrical conductivity, easier dispersion and cost in the manufacturing process than conventional single-walled carbon nanotubes. Not only is this inexpensive but also very good for bulk synthesis.
본 발명의 촉매 조성물의 황(sulfur)은 분말 형태의 성상을 지니고 있으면 특별히 제한하지는 않지만, 바람직하게는 분말의 황 원소 또는 전이금속 황화물에서 선택되며, 상기 황은 단일벽 탄소나노튜브 제조시 용융상태인 전이금속 촉매 합금에 탄소 원자가 재배열하여 탄소나노튜브로 흑연화(graphitization)되는 반응에서 준안정(meta-stable) 상태의 그래핀(graphene)을 안정화시키고 탄소나노튜브의 성장을 촉진 하게 된다.Sulfur of the catalyst composition of the present invention is not particularly limited as long as it has a powdery form, but is preferably selected from elemental sulfur or transition metal sulfides in the powder, and the sulfur may be molten in the production of single-wall carbon nanotubes. Carbon atoms are rearranged in the transition metal catalyst alloy to stabilize the graphene in meta-stable state and to promote the growth of carbon nanotubes in a graphitization reaction with carbon nanotubes.
또한 상기 전이금속 황화물은 FeS (Iron Sulfide), CoSO4 (Cobalt Sulfate), Ni3S2 (Nickel Sulfide) 및 NiSO4 (Nickel Sulfate)에서 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하며, 더욱 바람직하게는 FeS (Iron Sulfide) 또는 CoSO4 (Cobalt Sulfate)에서 선택되는 것을 특징으로 한다.In addition, the transition metal sulfide is characterized in that at least one selected from FeS (Iron Sulfide), CoSO 4 (Cobalt Sulfate), Ni 3 S 2 (Nickel Sulfide) and NiSO 4 (Nickel Sulfate), more preferably FeS (Iron Sulfide) or CoSO 4 (Cobalt Sulfate) is characterized in that it is selected.
본 발명에서 상기 전이금속 황화물, 황, 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 황화물의 함량은 전체 촉매 조성물 100 중량부에 대하여 2 ~ 10 중량부를 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 3 ~ 7 중량부를 사용한다. 상기 함량이 2 중량부 미만이면 탄소나노튜브를 형성하기 위한 황의 양이 충분하지 않아 준안정 상태의 그래핀을 안정화시키기 어려워 탄소나노튜브의 수율이 낮고, 10 중량부 이상이면 전이금속 촉매의 역할이 부족하여 다중벽 탄소나노튜브를 합성시킬 수 있다는 문제점이 있다. In the present invention, the content of the sulfide selected from the transition metal sulfide, sulfur, or a mixture thereof is preferably 2 to 10 parts by weight, more preferably 3 to 7 parts by weight based on 100 parts by weight of the total catalyst composition. do. When the content is less than 2 parts by weight, the amount of sulfur for forming carbon nanotubes is not sufficient, so it is difficult to stabilize the graphene in a metastable state, and the yield of carbon nanotubes is low. There is a problem in that it can be synthesized multi-walled carbon nanotubes.
또한 본 발명은 상기의 제조방법으로 제조되는 투명 전극용 단일벽 탄소나노튜브를 제공하며, 이렇게 제조된 단일벽 탄소나노튜브는 순도가 높고 금속성의 함량 비율이 높아 기존의 단일벽 탄소나노튜브에 비해 투명 전도성 필름에 적용시 투과도와 면저항 측면에서 유리하며, 제조공정에 있어서 비용이 저렴하여 대량합성에 매우 적합하다.In another aspect, the present invention provides a single-walled carbon nanotubes for the transparent electrode produced by the above manufacturing method, the single-walled carbon nanotubes prepared in this way is high purity and high metallic content ratio compared to conventional single-walled carbon nanotubes It is advantageous in terms of permeability and sheet resistance when applied to a transparent conductive film, and is very suitable for mass synthesis because of low cost in the manufacturing process.
또한 본 발명에 따라 제조된 단일벽 탄소나노튜브를 열정제 한 뒤 분산제(Sodium Dodecylbenzene Sulfomate 등의 수계분산제)가 포함된 수용액에 넣고 초음파처리 및 원심분리한 후 상등액을 자외선-가시광선 분광 광도계(UV-visible spectrometer)를 이용하여 흡수스펙트럼을 관찰함으로써, 단일벽 탄소나노튜브의 탄소-탄소 SP2 결합에서 π→π* 전이 에너지 띠(Energy band)에 해당하는 흡수 파장 영역을 확인하였다. In addition, the single-walled carbon nanotubes prepared according to the present invention, and then added to the aqueous solution containing a dispersant (aqueous dispersant such as sodium dodecylbenzene sulfomate) and sonicated and centrifuged, the supernatant is an ultraviolet-visible spectrophotometer (UV The absorption spectrum was observed using a -visible spectrometer to determine the absorption wavelength region corresponding to the π → π * transition energy band at the carbon-carbon SP2 bond of single-walled carbon nanotubes.
따라서 본 방법에 의해 제조된 단일벽 탄소나노튜브는 자외선-가시광선 분광광도계(UV-visible spectrometer)의 측정 결과를 이용한 하기의 식 1에 따라, 상대순도가 5.0 ~ 15.0 %를 갖는 것을 특징으로 한다. (도 3)Therefore, the single-walled carbon nanotubes prepared by the present method are characterized by having a relative purity of 5.0 to 15.0% according to the following
[식 1][Equation 1]
상대순도 = (αM11+αS22)/(αM11+βM11+αS22+βS22) × 100Relative purity = (α M11 + α S22 ) / (α M11 + β M11 + α S22 + β S22 ) × 100
[상기 식 1에서,[In
αM11 는 파장 600 ~ 810 nm (약 1.5 ~ 2.1 eV)에서 나타나는 금속성 흡광도 피크(peak)의 곡선에 대한 면적에서 βM11을 제외한 면적을 의미하고;α M11 Denotes the area excluding β M11 from the area for the curve of the metallic absorbance peak at wavelength 600-810 nm (about 1.5-2.1 eV);
αS22 는 파장 810 ~ 1150nm (약 1.0 ~ 1.5 eV)에서 나타나는 반도체성 흡광도 피크(peak)의 곡선에 대한 면적에서 βS22 을 제외한 면적을 의미하며;α S22 Β S22 is the area for the curve of the semiconducting absorbance peak at wavelengths of 810 to 1150 nm (about 1.0 to 1.5 eV). Means an area except;
βM11 는 파장 600 ~ 810nm (약 1.5 ~ 2.1 eV)에서 나타나는 금속성 흡광도 피크(peak)의 베이스-라인(Base-line)에 대한 사다리꼴의 면적이고;β M11 Is the trapezoidal area with respect to the base-line of the metallic absorbance peak at wavelength 600-810 nm (about 1.5-2.1 eV);
βS22 는 파장 810 ~ 1150nm (약 1.0 ~ 1.5 eV)에서 나타나는 반도체성 흡광도 피크(peak)의 베이스-라인(Base-line)에 대한 사다리꼴의 면적이다.]β S22 Is the area of the trapezoid with respect to the base-line of the semiconducting absorbance peak at wavelengths 810-1150 nm (about 1.0-1.5 eV).]
또한, 상기 제조된 단일벽 탄소나노튜브는 자외선-가시광선 분광광도계(UV-visible spectrometer)의 측정 결과를 이용한 하기의 식 2에 따라, 금속성비율이 20.0 ~ 30.0 %를 갖는 것을 특징으로 한다.In addition, the prepared single-walled carbon nanotubes according to the following equation 2 using the UV-visible spectrometer (UV-visible spectrometer), characterized in that the metallic ratio has a 20.0 ~ 30.0%.
[식 2][Equation 2]
금속성비율 = (αM11/(αM11+βM11))/{(αM11/(αM11+βM11))+(αS22/(αS22+βS22))}× 100Metallic ratio = (α M11 / (α M11 + β M11 )) / {(α M11 / (α M11 + β M11 )) + (α S22 / (α S22 + β S22 ))} × 100
[상기 식 2에서,[In Formula 2,
αM11, αS22, βM11 및 βS22 는 상기 식 1에서의 정의와 동일하다.]α M11 , α S22 , β M11 And β S22 Is the same as defined in
측정 결과를 통해, 제조된 단일벽 탄소나노튜브의 금속성과 순도가 기존보다 향상되었음을 확인할 수 있었다.Through the measurement results, it was confirmed that the metallicity and purity of the manufactured single-walled carbon nanotubes were improved than before.
본 발명에 따른 단일벽 탄소나노튜브는 기존 전이금속 원소 또는 3족 원소만을 촉매로 사용하여 합성된 단일벽 탄소나노튜브에 비해 전기 전도성이 높으며, 순도가 높고 제조공정에 있어서 비용이 저렴할 뿐만 아니라 대량 합성에 유리한 효과가 있다. 이러한 효과로 인해 본 발명에 따른 단일벽 탄소나노튜브는 투명 전극 재료 및 전자파 차폐 재료 등에 사용가능하다.Single-walled carbon nanotubes according to the present invention have high electrical conductivity, high purity and low cost in the manufacturing process as well as bulk compared to the single-walled carbon nanotubes synthesized using only transition metal elements or group 3 elements as catalysts. It has a beneficial effect on the synthesis. Due to this effect, the single-walled carbon nanotubes according to the present invention can be used for transparent electrode materials and electromagnetic shielding materials.
본 발명에 의해 제조된 단일벽 탄소나노튜브는 기존 단일벽 탄소나노튜브 대비 약 2배 이상의 금속성 CNT를 함유하고 있으며 전기전도도 또한 2배 이상의 효과를 나타낸다.The single-walled carbon nanotubes prepared by the present invention contain about two times more metallic CNTs than the existing single-walled carbon nanotubes, and the electrical conductivity also shows a two-fold or more effect.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 단일벽 탄소나노튜브의 투과전자현미경 사진을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예 2에 따라 제조된 단일벽 탄소나노튜브의 라만(Raman)분광 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3의 a는 단일벽 탄소나노튜브가 분산된 수용액을 자외선-가시광선 분광 광도계(UV-visible spectrometer)로 측정했을 때 나타나는 단일벽 탄소나노튜브의 금속성 및 반도체성을 나타내는 그래프이다.
도 3의 b는 비교예 1에 따라 제조된 단일벽 탄소나노튜브의 자외선-가시광선 분광 광도계(UV-visible spectrometer)의 분광 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3의 c는 실시예 3에 따라 제조된 단일벽 탄소나노튜브의 자외선-가시광선 분광 광도계(UV-visible spectrometer)의 분광 결과를 나타낸 그래프이다.Figure 1 shows a transmission electron micrograph of a single-walled carbon nanotubes prepared according to Example 1 of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing Raman spectroscopy results of single-walled carbon nanotubes prepared according to Example 2 of the present invention.
FIG. 3A is a graph showing the metallicity and semiconductivity of single-walled carbon nanotubes when the aqueous solution in which the single-walled carbon nanotubes are dispersed is measured by an ultraviolet-visible spectrophotometer.
3 b is a graph showing the spectroscopic results of an ultraviolet-visible spectrophotometer (UV-visible spectrometer) of the single-walled carbon nanotubes prepared according to Comparative Example 1.
3c is a graph showing the spectroscopic results of an ultraviolet-visible spectrophotometer (UV-visible spectrometer) of the single-walled carbon nanotubes prepared according to Example 3.
이하, 실시예에 의해 본 발명을 보다 상세하게 설명하나, 이는 발명의 구성 및 효과를 이해시키기 위한 것 일뿐, 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, which are intended only for understanding the constitution and effects of the present invention, and are not intended to limit the scope of the present invention.
[실시예 1]Example 1
흑연 분말(입도:20μm, 순도:99.9%, 제조사:Sigma-Aldrich) 70g과 FeS, Co, Ni 분말(순도:99.9% 제조사:Cerac) 각각 8 g, 30 g, 9 g을 혼합한 뒤 분쇄하여 제1촉매조성물을 제조하였다. 제1촉매 조성물을 내부가 원형으로 뚫린 탄소봉(외경:15 내경:7.5, 깊이:200mm, 길이:300mm, 제조사:모던카본)에 투입하고 아크 방전 챔버(제조사:아텍)에 장착 후 방전 전압 20V , 방전 전류 250A에서 아크 플라즈마를 발생시켜 1시간 동안 SWCNT를 합성한다. 이렇게 합성된 SWCNT는 석영관에 2g을 넣고 관가마(tube-furnace)(제조사:아텍)를 이용하여 정제한다. 본 정제 공정은 산소기체를 유량 200sccm으로 흘려준 상태에서 450℃에서 100분 동안 정제하여 고 전기 전도성 SWCNT를 제조하였다.
70 g of graphite powder (particle size: 20 μm, purity: 99.9%, manufacturer: Sigma-Aldrich), 8 g, 30 g, 9 g of FeS, Co, Ni powder (purity: 99.9% manufacturer: Cerac) were mixed and ground. A first catalyst composition was prepared. The first catalyst composition was placed in a carbon rod (outer diameter: 15 inner diameter: 7.5, depth: 200mm, length: 300mm, manufacturer: modern carbon) with a circular hole inside and mounted in an arc discharge chamber (manufacturer: Atek), and then discharge voltage of 20V, An arc plasma is generated at a discharge current of 250 A to synthesize SWCNTs for 1 hour. The thus synthesized SWCNT is purified by using a tube-furnace (manufacturer: Atek) in 2 g of quartz tube. In this purification process, a high electrical conductivity SWCNT was prepared by purifying the oxygen gas at a flow rate of 200 sccm for 100 minutes at 450 ° C.
[실시예 2][Example 2]
흑연 분말(입도:20μm, 순도:99.9%, 제조사:Sigma-Aldrich) 60g과 Ni 분말(순도:99.9% 제조사:Cerac)와 Y2O3 분말 (입도:5μm, 순도:99.99%, 제조사:Sigma-Aldrich)를 각각 19g, 9g을 혼합한 뒤 S(황) 분말 (순도:99.9% 제조사:Sigma-Aldrich) 4g을 첨가한 후 분쇄하여 제2촉매 조성물을 제조하였다. 제2촉매 조성물을 내부가 원형으로 뚫린 탄소봉(외경:15 내경:7.5, 깊이:200mm, 길이:300mm, 제조사:모던카본)에 투입하고 아크 방전 챔버(제조사:아텍)에 장착 후 방전 전압 20V , 방전 전류 250A에서 아크 플라즈마를 발생시켜 1시간 동안 SWCNT를 합성한다. 이렇게 합성된 SWCNT는 석영관 에 2g을 넣고 관가마(tube-furnace)(제조사:아텍)를 이용하여 정제한다. 본 정제 공정은 산소기체를 유량 200sccm으로 흘려준 상태에서 450℃에서 100분 동안 정제하여 고 전기 전도성 SWCNT를 제조하였다.
60g graphite powder (particle size: 20μm, purity: 99.9%, manufacturer: Sigma-Aldrich) 60g, Ni powder (purity: 99.9% manufacturer: Cerac) and Y2O3 powder (particle size: 5μm, purity: 99.99%, manufacturer: Sigma-Aldrich) After mixing 19g, 9g, respectively, and added 4g of S (sulfur) powder (purity: 99.9% manufacturer: Sigma-Aldrich), a second catalyst composition was prepared by grinding. The second catalyst composition was placed in a carbon rod (outer diameter: 15 inner diameter: 7.5, depth: 200mm, length: 300mm, manufacturer: modern carbon) with a circular hole inside and mounted in an arc discharge chamber (manufacturer: Atek), and then discharge voltage 20V, An arc plasma is generated at a discharge current of 250 A to synthesize SWCNTs for 1 hour. Thus synthesized SWCNT is purified by using a tube-furnace (manufacturer: Atek) in 2g of quartz tube. In this purification process, a high electrical conductivity SWCNT was prepared by purifying the oxygen gas at a flow rate of 200 sccm for 100 minutes at 450 ° C.
[실시예 3]Example 3
흑연 분말(입도:20μm, 순도:99.9%, 제조사:Sigma-Aldrich) 60g과 Fe, Co, Ni 분말(순도:99.9% 제조사:Cerac) 각각 4 g, 14 g, 8g을 혼합한 뒤 S(황) 분말 (순도:99.9% 제조사:Sigma-Aldrich) 3g과 Y2O3 분말 (입도:5μm, 순도:99.99%, 제조사:Sigma-Aldrich) 1.5g을 첨가한 후 분쇄하여 제3촉매 조성물을 제조하였다. 제3촉매 조성물을 내부가 원형으로 뚫린 탄소봉(외경:15 내경:7.5, 깊이:200mm, 길이:300mm, 제조사:모던카본)에 투입하고 아크 방전 챔버(제조사:아텍)에 장착 후 방전 전압 20V , 방전 전류 250A에서 아크 플라즈마를 발생시켜 1시간 동안 SWCNT를 합성한다. 이렇게 합성된 SWCNT는 석영관 에 2g을 넣고 관가마(tube-furnace)(제조사:아텍)를 이용하여 정제한다. 본 정제 공정은 산소기체를 유량 200sccm으로 흘려준 상태에서 450℃에서 100분 동안 정제하여 고 전기 전도성 SWCNT를 제조하였다.60g of graphite powder (particle size: 20μm, purity: 99.9%, manufacturer: Sigma-Aldrich) and 4g, 14g, 8g powder of Fe, Co, Ni powder (purity: 99.9% manufacturer: Cerac) ) Powder (purity: 99.9% manufacturer: Sigma-Aldrich) 3g and Y2O3 powder (particle size: 5μm, purity: 99.99%, manufacturer: Sigma-Aldrich) was added and ground to prepare a third catalyst composition. The third catalyst composition was placed in a carbon rod (outer diameter: 15 inner diameter: 7.5, depth: 200mm, length: 300mm, manufacturer: modern carbon) with a circular hole inside and mounted in an arc discharge chamber (manufacturer: Atek), and then discharge voltage 20V, An arc plasma is generated at a discharge current of 250 A to synthesize SWCNTs for 1 hour. Thus synthesized SWCNT is purified by using a tube-furnace (manufacturer: Atek) in 2g of quartz tube. In this purification process, a high electrical conductivity SWCNT was prepared by purifying the oxygen gas at a flow rate of 200 sccm for 100 minutes at 450 ° C.
[비교예 1]Comparative Example 1
흑연 분말(입도:20μm, 순도:99.9%, 제조사:Sigma-Aldrich) 60g과 Fe, Co, Ni 분말(순도:99.9% 제조사:Cerac) 각각 4 g, 14 g, 8g을 혼합한 뒤 Y2O3 분말 (입도:5μm, 순도:99.99%, 제조사:Sigma-Aldrich) 1.5g을 첨가한 후 분쇄하여 촉매 조성물을 제조하였다. 촉매 조성물을 내부가 원형으로 뚫린 탄소봉(외경:15 내경:7.5, 깊이:200mm, 길이:300mm, 제조사:모던카본)에 투입하고 아크 방전 챔버(제조사:아텍)에 장착 후 방전 전압 20V , 방전 전류 250A에서 아크 플라즈마를 발생시켜 1시간 동안 SWCNT를 합성한다. 이렇게 합성된 SWCNT는 석영관 에 2g을 넣고 관가마(tube-furnace)(제조사:아텍)를 이용하여 정제한다. 본 정제 공정은 산소기체를 유량 200sccm으로 흘려준 상태에서 450℃에서 100분 동안 정제하여 SWCNT를 제조하였다.
60g of graphite powder (particle size: 20μm, purity: 99.9%, manufacturer: Sigma-Aldrich) and 4g, 14g, 8g powder of Fe, Co, Ni powder (purity: 99.9% manufacturer: Cerac), Y2O3 powder ( Particle size: 5 μm, purity: 99.99%, manufacturer: Sigma-Aldrich) 1.5g was added and then ground to prepare a catalyst composition. The catalyst composition was placed in a carbon rod (outer diameter: 15 inner diameter: 7.5, depth: 200 mm, length: 300 mm, manufacturer: modern carbon) with a circular hole inside, mounted in an arc discharge chamber (manufacturer: Atek), and then discharge voltage 20 V and discharge current. An arc plasma was generated at 250 A to synthesize SWCNTs for 1 hour. Thus synthesized SWCNT is purified by using a tube-furnace (manufacturer: Atek) in 2g of quartz tube. In this purification process, SWCNT was prepared by purifying the oxygen gas at a flow rate of 200 sccm for 100 minutes at 450 ° C.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 단일벽 탄소나노튜브의 투과전자현미경 사진을 나타낸 것이다. 도 1에서 보이는 바와 같이 단일벽 탄소나노튜브의 직경은 약 1~2nm인 것을 확인 할 수 있었다.Figure 1 shows a transmission electron micrograph of a single-walled carbon nanotubes prepared according to Example 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, the diameter of the single-walled carbon nanotubes was about 1 to 2 nm.
도 2는 본 발명의 실시예 2에 따라 제조된 단일벽 탄소나노튜브의 라만(Raman)분광 결과를 나타낸 것으로, 산란된 전자기파 파장 중 RBM(Radial Breathing Mode) 영역에 해당하는 부분을 측정한 것이다. 그 결과, 금속성과 반도체성에 해당하는 산란된 전자기파의 파장영역에 대한 면적으로 비교해 보면 실시예 2로 합성된 단일벽 탄소나노튜브의 금속성이 황 또는 황화물이 없는 비교예 1보다 금속성이 2배 이상 향상되었음을 확인할 수 있었다.FIG. 2 shows Raman spectroscopy results of single-walled carbon nanotubes prepared according to Example 2 of the present invention, and measures portions corresponding to a radial breathing mode (RBM) region of scattered electromagnetic waves. As a result, when comparing the area of the scattered electromagnetic waves corresponding to the metallicity and the semiconductivity, the metallicity of the single-walled carbon nanotubes synthesized in Example 2 is more than twice the metallicity of Comparative Example 1 without sulfur or sulfide. It could be confirmed.
도 3의 (a)는 각각 단일벽 탄소나노튜브의 자외선-가시광선 분광 광도계(UV-visible spectrometer)의 일반적인 분광 결과를 나타낸 것이며, (b) 및 (c)는 각각 비교예 1 및 실시예 3에 따라 제조된 단일벽 탄소나노튜브의 자외선-가시광선 분광 광도계(UV-visible spectrometer)의 분광 결과를 나타낸 것으로, SWCNT의 탄소-탄소 SP2 결합에서 π→π* 전이 에너지 띠(Energy band)에 해당하는 흡수 파장 영역을 측정한 것이다. (A) of FIG. 3 shows general spectroscopic results of an ultraviolet-visible spectrometer of single-walled carbon nanotubes, respectively, (b) and (c) of Comparative Example 1 and Example 3, respectively. Spectroscopic results of UV-visible spectrophotometer of single-walled carbon nanotubes prepared according to the present invention correspond to the π → π * transition energy band in the carbon-carbon SP2 bond of SWCNT. The absorption wavelength range is measured.
도 3의 (b) 및 (c)는 각각 비교예 1과 실시예 3의 방법으로 제조된 단일벽 탄소나노튜브의 자외선-가시광선 분광 광도계의 결과로서, [식 1]과 [식 2]를 적용하여 분석한 결과, 비교예 1의 경우 상대순도는 약 4 %인데 반해, 실시예 1 내지 3의 경우 상대순도는 6.0 ~ 15.0%의 결과를 얻었으며, 금속성비율은 비교예 1의 경우는 약 12%에 불과하나 실시예 1 내지 3의 경우는 20% ~ 30%의 결과를 얻었다. (B) and (c) of FIG. 3 are the results of ultraviolet-visible spectrophotometer of single-walled carbon nanotubes prepared by Comparative Example 1 and Example 3, respectively. As a result of analysis, the relative purity is about 4% in Comparative Example 1, the relative purity is 6.0 ~ 15.0% in Examples 1 to 3, the metallic ratio is about 1% Although only 12%, in Examples 1 to 3, 20% to 30% of results were obtained.
따라서 상기 실시예로 합성된 단일벽 탄소나노튜브의 금속성과 순도가 비교예 1 보다 향상되었음을 확인할 수 있었다. Therefore, it was confirmed that the metallicity and purity of the single-walled carbon nanotubes synthesized in the above example were improved than that of Comparative Example 1.
M11 : RBM(Radial Breathing Mode)에서 금속성을 나타내는 산란된 전자기파의 관측 영역.
S33 : RBM(Radial Breathing Mode)에서 반도체성을 나타내는 산란된 전자기파의 관측 영역.
S44 : 단일벽 탄소나노튜브의 라만(Raman)분광 RBM(Radial Breathing Mode)에서 반도체성을 나타내는 산란된 전자기파의 관측 영역.
αM11 : 파장 600 ~ 810 nm (약 1.5 ~ 2.1 eV)에서 나타나는 금속성 흡광도 피크(peak)의 곡선에 대한 면적에서 βM11을 제외한 면적.
αS22 : 파장 810 ~ 1150nm (약 1.0 ~ 1.5 eV)에서 나타나는 반도체성 흡광도 피크(peak)의 곡선에 대한 면적에서 βS22 을 제외한 면적.
βM11 : 파장 600 ~ 810nm (약 1.5 ~ 2.1 eV)에서 나타나는 금속성 흡광도 피크(peak)의 베이스-라인(Base-line)에 대한 사다리꼴의 면적.
βS22 : 파장 810 ~ 1150nm (약 1.0 ~ 1.5 eV)에서 나타나는 반도체성 흡광도 피크(peak)의 베이스-라인(Base-line)에 대한 사다리꼴의 면적.M 11 : Observation area of scattered electromagnetic waves exhibiting metallicity in RBM (Radial Breathing Mode).
S 33 : Observation area of scattered electromagnetic waves exhibiting semiconductivity in RBM (Radial Breathing Mode).
S 44 : Raman spectroscopy of single-walled carbon nanotubes Scattering region of scattered electromagnetic waves exhibiting semiconductivity in RBM (Radial Breathing Mode).
α M11 : Area excluding β M11 from the area for the curve of the metallic absorbance peak at
α S22 : Β S22 at the area of the curve of the semiconducting absorbance peak at wavelengths of 810 to 1150 nm (about 1.0 to 1.5 eV). Area except
β M11 : trapezoidal area with respect to the base-line of the metallic absorbance peak appearing at a wavelength of 600 to 810 nm (about 1.5 to 2.1 eV).
β S22 : The area of the trapezoid with respect to the base-line of the semiconducting absorbance peak at wavelength 810-1150 nm (about 1.0-1.5 eV).
Claims (10)
b) 상기 제조된 아크방전 양극을 직류 아크 방전 장치에 장착하고, 아크방전에 의하여 탄소나노튜브를 제조하는 단계
를 포함하는 투명 전극용 단일벽 탄소나노튜브의 제조방법.a) graphite in cylindrical carbon rods; Transition metals; And a sulfide selected from transition metal sulfides, sulfur or a mixture thereof;
b) mounting the prepared arc discharge anode on a direct current arc discharge device, and manufacturing carbon nanotubes by arc discharge;
Method for producing a single-walled carbon nanotubes for a transparent electrode comprising a.
상기 b)에서 제조된 탄소나노튜브를 400-500 ℃로 열처리하여 불순물을 제거하는 단계를 더 포함하는 투명 전극용 단일벽 탄소나노튜브의 제조방법.The method of claim 1,
The method of manufacturing a single-walled carbon nanotubes for the transparent electrode further comprising the step of removing impurities by heat-treating the carbon nanotubes prepared in b) at 400-500 ℃.
상기 b)의 아크방전은 전류 200 ~ 300 A에서 아크 플라즈마를 발생시키는 것을 특징으로 하는 투명 전극용 단일벽 탄소나노튜브의 제조방법.The method of claim 1,
The arc discharge of b) is a method of manufacturing a single-walled carbon nanotubes for the transparent electrode, characterized in that generating an arc plasma at a current of 200 ~ 300 A.
상기 전이금속은 Fe, Co, Ni, Sc 및 Y에서 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 투명 전극용 단일벽 탄소나노튜브의 제조방법.The method of claim 1,
The transition metal is Fe, Co, Ni, Sc and Y is a method for producing a single-wall carbon nanotubes for transparent electrodes, characterized in that at least one selected from.
상기 전이금속 황화물은 FeS (Iron Sulfide), CoSO4 (Cobalt Sulfate) , Ni3S2 (Nickel Sulfide) 및 NiSO4 (Nickel Sulfate) 에서 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 투명 전극용 단일벽 탄소나노튜브의 제조방법.The method of claim 1,
The transition metal sulfide is FeS (Iron Sulfide), CoSO 4 (Cobalt Sulfate), Ni 3 S 2 (Nickel Sulfide) and NiSO 4 (Nickel Sulfate) characterized in that at least one selected for single-wall carbon nano for transparent electrodes Method of manufacturing the tube.
상기 전이금속은 전체 촉매 조성물 100 중량부에 대하여 25 ~ 40 중량부인 것을 특징으로 하는 투명 전극용 단일벽 탄소나노튜브의 제조방법.The method of claim 1,
The transition metal is a method for producing a single-wall carbon nanotubes for transparent electrodes, characterized in that 25 to 40 parts by weight based on 100 parts by weight of the total catalyst composition.
상기 전이금속 황화물, 황, 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 황화물은 전체 촉매 조성물 100 중량부에 대하여 2 ~ 10 중량부인 것을 특징으로 하는 투명 전극용 단일벽 탄소나노튜브의 제조방법.The method of claim 1,
The sulfide selected from the transition metal sulfide, sulfur, or a mixture thereof is 2 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the total catalyst composition.
상기 제조된 단일벽 탄소나노튜브는 자외선-가시광선 분광광도계(UV-visible spectrometer)의 측정 결과를 이용한 하기의 식 1에 따라, 상대순도가 5.0 ~ 15.0 %를 갖는 것을 특징으로 하는 투명 전극용 단일벽 탄소나노튜브.
[식 1]
상대순도 = (αM11+αS22)/(αM11+βM11+αS22+βS22) × 100
[상기 식 1에서,
αM11 는 파장 600 ~ 810 nm (약 1.5 ~ 2.1 eV)에서 나타나는 금속성 흡광도 피크(peak)의 곡선에 대한 면적에서 βM11을 제외한 면적을 의미하고;
αS22 는 파장 810 ~ 1150nm (약 1.0 ~ 1.5 eV)에서 나타나는 반도체성 흡광도 피크(peak)의 곡선에 대한 면적에서 βS22 을 제외한 면적을 의미하며;
βM11 는 파장 600 ~ 810nm (약 1.5 ~ 2.1 eV)에서 나타나는 금속성 흡광도 피크(peak)의 베이스-라인(Base-line)에 대한 사다리꼴의 면적이고;
βS22 는 파장 810 ~ 1150nm (약 1.0 ~ 1.5 eV)에서 나타나는 반도체성 흡광도 피크(peak)의 베이스-라인(Base-line)에 대한 사다리꼴의 면적이다.]The method of claim 8,
The prepared single-walled carbon nanotubes have a relative purity of 5.0 to 15.0% according to the following Equation 1 using the UV-visible spectrometer measurement results. Wall carbon nanotubes.
[Formula 1]
Relative purity = (α M11 + α S22 ) / (α M11 + β M11 + α S22 + β S22 ) × 100
[In Formula 1,
α M11 means the area excluding β M11 from the area for the curve of the metallic absorbance peak appearing at a wavelength of 600 to 810 nm (about 1.5 to 2.1 eV);
α S22 Β S22 is the area for the curve of the semiconducting absorbance peak at wavelengths of 810 to 1150 nm (about 1.0 to 1.5 eV). Means an area except;
β M11 is the trapezoidal area for the base-line of the metallic absorbance peak at wavelength 600-810 nm (about 1.5-2.1 eV);
β S22 is the area of the trapezoid with respect to the base-line of the semiconducting absorbance peak at wavelengths of 810 to 1150 nm (about 1.0 to 1.5 eV).]
상기 제조된 단일벽 탄소나노튜브는 자외선-가시광선 분광광도계(UV-visible spectrometer)의 측정 결과를 이용한 하기의 식 2에 따라, 금속성비율이 20.0 ~ 30.0 %를 갖는 것을 특징으로 하는 투명 전극용 단일벽 탄소나노튜브.
[식 2]
금속성비율 = (αM11/(αM11+βM11))/{(αM11/(αM11+βM11))+(αS22/(αS22+βS22))}× 100
[상기 식 2에서,
αM11, αS22, βM11 및 βS22 는 상기 식 1에서의 정의와 동일하다.]The method of claim 8,
The prepared single-walled carbon nanotubes have a metallic ratio of 20.0 to 30.0% according to the following Equation 2 using the UV-visible spectrometer measurement results. Wall carbon nanotubes.
[Formula 2]
Metallic ratio = (α M11 / (α M11 + β M11 )) / {(α M11 / (α M11 + β M11 )) + (α S22 / (α S22 + β S22 ))} × 100
[In Formula 2,
α M11 , α S22 , β M11 And β S22 Is the same as defined in Equation 1 above.]
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