KR20150081592A - 마이크로웨이브를 이용한 탄소나노튜브의 표면 개질 방법 - Google Patents

마이크로웨이브를 이용한 탄소나노튜브의 표면 개질 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마이크로웨이브를 이용한 탄소나노튜브의 표면 개질 방법에 관한 것이다. 본 발명의 여러 구현예에 따르면, 마이크로웨이브의 세기 및 조사 시간을 조절하는 공정을 수행함에 따라 탄소나노튜브의 표면 처리 정도를 쉽게 조절할 수 있어, 화학적 기능화 반응 공정이 매우 간편해졌을 뿐만 아니라 반응 시간이 매우 짧아 빠르게 다량의 탄소나노튜브 표면을 개질할 수 있고, 나아가 표면 개질된 탄소나노튜브는 고분자 나노복합체의 제조 등에 유용하게 적용할 수 있는 효과를 달성할 수 있다.

Description

마이크로웨이브를 이용한 탄소나노튜브의 표면 개질 방법{Method for modifying a surface of carbon nanotube using microwave}
본 발명은 마이크로웨이브를 이용한 탄소나노튜브의 표면 개질 방법에 관한 것이다.
탄소나노튜브는 하나의 탄소원자는 3개의 다른 탄소원자와 결합되어 있고, 육각형 벌집무늬를 형성하고 있는 그래파이트 면(graphite sheet)이 나노크기의 직경으로 둥글게 말려 그 내부에 중공된 원통형 구조(tube)를 갖고 있다. 특히, 상기 중공구조(tube)의 직경이 수~수십 나노미터에 불과하며, 종횡비가 10 내지 1000 정도인 극히 미세한 원통형 구조를 갖는 특징을 부각하여, '탄소나노튜브'라고 칭하고 있다. 탄소나노튜브는 튜브를 형성하는 벽을 이루고 있는 결합수에 따라 단일벽 나노튜브(single walled nanotube, SWNT)와 다중벽 나노튜브(multiwalled nanotube, MWNT)로 구분하며, 특히 단일벽 나노튜브가 여러개로 뭉쳐있는 형태(bundle type)를 다발형 나노튜브(rope nanotube)라고 칭하고 있다.
탄소나노튜브는 전기전도도가 구리와 비슷하고, 열전도율은 다이아몬드와 같으며, 강도는 철강보다 100배 이상의 높은 강도를 보유하고 있는 등의 여러 독특한 물성이 알려지면서, 다양한 기술 분야에 폭넓게 응용될 수 있는 것으로 기대되는 물질이다. 특히, 백색광원, FED, 리튬이온 2차 전지 전극, 수소저장 연료 전지, 나노와이어, 나노캡슐, 나노핀셋, 단전자 소자, 가스센서, 고기능 복합체 등에서 무한한 응용가능성을 보여주고 있다.
그러나 탄소나노튜브에는 금속촉매 입자, 비결정성 탄소, 흑연, 타원체 플러렌(spheroidal fullerenes) 등과 같은 불순물이 존재하며, 이는 고분자, 혹은 금속과 복합화할 경우 분산 특성을 좋지 않게 할 뿐만 아니라 기계적, 전기적 물성의 저하시키고, 또한 탄소나노튜브는 종횡비(aspect ratio)가 매우 크고, 표면 전하가 낮아 반데르발스 힘에 의해 자체 응집하는 경향이 있어 탄소나노튜브의 표면 개질에 많은 어려움이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 탄소나노튜브의 표면 개질에 대하여 많은 연구가 진행되어 왔다. 그 중에서도 다양한 기능기를 갖는 고분자를 이용하여 탄소나노튜브의 표면을 개질하고 기능성을 부여하는 기능화에 관한 연구가 많이 진행되고 있고, 종래 기능기 그룹이 탄소나노튜브의 표면에서 결합을 형성하는 공유 결합 표면 개질 방법과 탄소나노튜브와 기능기 그룹 간의 상호작용을 이용한 비공유 표면 개질 방법이 알려져 있다.
그러나 공유 결합 표면 개질 방법은 산화력이 있는 용액을 사용하여 탄소나노튜브 표면을 화학적으로 처리하고 추가 반응을 통해 고분자 단량체를 결합시키는 경우 공정시간이 길고, 복잡하며, 공정 이후에 최종적으로 얻을 수 있는 탄소나노튜브의 수율이 매우 낮으며, 산소 이외의 작용기를 부여하기 위해서는 다양한 종류의 반응물을 이용한 별도의 처리과정이 필수적이고, 이와 같은 문제점들 때문에 산성용매 및 습식 조건에서의 화학적 처리방식은 산업적으로 대량의 탄소나노튜브를 처리하기 어려운 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 종래 문제점을 해결하기 위해 마이크로웨이브를 이용한 탄소나노튜브의 표면 개질 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 대표적인 일 측면에 따르면, (A) 산 용액에 탄소나노튜브를 첨가하여 탄소나노튜브 용액을 제조한 후, 마이크로웨이브를 조사하는 단계;
(B) 상기 (A) 단계에서 얻은 마이크로웨이브가 조사된 탄소나노튜브 용액을 여과하고, 제1 용매로 세척 및 수분을 제거한 후 건조시켜, 친수성기가 도입된 탄소나노튜브를 얻는 단계;
(C) 상기 (B) 단계에서 얻은 친수성기가 도입된 탄소나노튜브와 제1 화합물을 제2 용매에 분산시킨 후 질소 버블링을 수행하여, 탄소나노튜브 분산액을 얻는 단계;
(D) 상기 (C) 단계에서 얻은 탄소나노튜브 분산액에 마이크로웨이브를 조사하여 상기 제1 화합물로 그라프트된 탄소나노튜브를 얻는 단계를 포함하는 마이크로웨이브를 이용한 탄소나노튜브의 표면 개질 방법을 제공한다.
본 발명의 여러 구현예에 따르면, 마이크로웨이브의 세기 및 조사 시간을 조절하는 공정을 수행함에 따라 탄소나노튜브의 표면 처리 정도를 쉽게 조절할 수 있어, 화학적 기능화 반응 공정이 매우 간편해졌을 뿐만 아니라 반응 시간이 매우 짧아 빠르게 다량의 탄소나노튜브 표면을 개질할 수 있고, 나아가 표면 개질된 탄소나노튜브는 고분자 나노복합체의 제조 등에 유용하게 적용할 수 있는 효과를 달성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 옥타데실아민이 그래프트된 탄소나노튜브의 FT-IR 측정 결과를 나타내는 도면이다. 도 1에서 (a) 탄소나노튜브(MWNT), (b) 정제탄소나토튜브, (c) 습식법으로 도입된 MWNT-ODA, (d) 마이크로웨이브를 이용하여 도입된 MWNT-ODA이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 옥타데실아민이 그래프트된 탄소나노튜브의 열중량분석(TGA) 측정 결과를 나타내는 도면이다. 도 2에서 (a) 탄소나노튜브(MWNT), (b) 정제탄소나토튜브, (c) 습식법으로 도입된 MWNT-ODA, (d) 마이크로웨이브를 이용하여 도입된 MWNT-ODA이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 옥타데실아민이 그래프트된 탄소나노튜브에 대한 1H-NMR 결과를 나타내는 도면이다.
이하에서, 본 발명의 여러 측면 및 다양한 구현예에 대해 더욱 구체적으로 살펴보도록 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, (A) 산 용액에 탄소나노튜브를 첨가하여 탄소나노튜브 용액을 제조한 후, 마이크로웨이브를 조사하는 단계;
(B) 상기 (A) 단계에서 얻은 마이크로웨이브가 조사된 탄소나노튜브 용액을 여과하고, 제1 용매로 세척 및 수분을 제거한 후 건조시켜, 친수성기가 도입된 탄소나노튜브를 얻는 단계;
(C) 상기 (B) 단계에서 얻은 친수성기가 도입된 탄소나노튜브와 제1 화합물을 제2 용매에 분산시킨 후 질소 버블링을 수행하여, 탄소나노튜브 분산액을 얻는 단계;
(D) 상기 (C) 단계에서 얻은 탄소나노튜브 분산액에 마이크로웨이브를 조사하여 상기 제1 화합물로 그라프트된 탄소나노튜브를 얻는 단계를 포함하는 마이크로웨이브를 이용한 탄소나노튜브의 표면 개질 방법이 개시된다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 종래 공유 결합을 이용한 탄소나노튜브의 표면 개질 방법은 산화력이 있는 용액을 사용하여 탄소나노튜브 표면을 화학적으로 처리하고 추가 반응을 통해 고분자 단량체를 결합시키는 경우가 대부분으로, 공정시간이 길고 복잡하며, 공정 이후에 최종적으로 얻을 수 있는 탄소나노튜브의 수득률이 매우 낮으며, 산소 이외의 작용기를 부여하기 위해서는 다양한 종류의 반응물을 이용한 별도의 처리과정이 필수적이었다. 이와 같은 문제점들 때문에 산성용매 및 습식 조건에서의 화학적 처리방식은 산업적으로 대량의 탄소나노튜브를 처리하기 어려운 문제점이 있을 수 있고, 이를 해결하고자 마이크로웨이브의 세기 및 조사 시간을 조절하는 공정을 수행함에 따라 탄소나노튜브의 표면 처리 정도를 쉽게 조절할 수 있어, 화학적 기능화 반응 공정이 매우 간편해졌을 뿐만 아니라 반응 시간이 매우 짧아 빠르게 다량의 탄소나노튜브 표면을 개질할 수 있고, 나아가 표면 개질된 탄소나노튜브는 고분자 나노복합체의 제조 등에 유용하게 적용할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 (A) 단계 및 (D) 단계 중에서 상기 마이크로웨이브 파장은 300-30,000 MHz이고, 출력은 60-1,200 W인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 마이크로웨이브의 출력은 상기 혼합용액의 양이 많아지면, 그에 따라 증가되어야만 효율적으로 기능화 및 가열이 이루어지고, 또한, 특히, Al2O3, MgO, SiO2 및 실리카계 유리 등과 같은 세라믹 재료들은 상온에서 마이크로웨이브를 투과시키고, 물, 극성용매, 극성고분자 등과 같은 극성재료, Co2O3, MnO2, NiO, Fe2O3, CuO 등과 같은 전도체 또는 자성체 재료들은 마이크로웨이브를 잘 흡수하는 것과 같이, 물질의 종류, 온도에 따라 투과, 흡수 또는 반사가 일어나는 정도가 변하게 되므로 상기 마이크로웨이브의 출력을 조절하는 것이 매우 중요하다.
이에, 상기 마이크로웨이브 파장은 300-30,000 MHz인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1,000-3,000 MHz 이다. 상기 마이크로웨이브 파장이 300 MHz 미만인 경우에는 마이크로웨이브 파장이 길어 에너지 전달 효율에 문제점이 있을 수 있고, 30,000 MHz 초과인 경우에는 파장이 짧아 에너지가 국부적으로 전달되는 문제점이 있을 수 있다.
또한, 상기 마이크로웨이브 출력은 60-1,200 W인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 300-900 W이다. 상기 마이크로웨이브 출력이 60 W 미만인 경우에는 원하는 반응온도에 도달하는데 시간이 걸리는 문제점이 있을 수 있고, 1,200 W인 경우에는 갑작스런 압력의 증가로 인한 폭발의 위험이 있을 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 있어서, 상기 (A) 단계 및 (D) 단계 중에서 상기 마이크로웨이브 조사는 60-200 ℃의 온도에서 5-60분 동안 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 마이크로웨이브 조사가 60 ℃ 미만의 온도에서 수행되는 경우에는 정제효율이나 정제속도가 떨어지는 문제점이 있을 수 있고, 200 ℃ 초과의 온도에서 수행되는 경우에는 기능화 공정의 안전성 문제가 발생할 수 있고, 에너지 과다 사용으로 인한 경제성 문제가 발생할 수 있다.
또한, 상기 마이크로웨이브 조사는 5-60분 동안 수행될 수 있는데 상기 범위를 벗어나는 경우에는 5분 미만일 경우 표면 개질이 이루어지지 않을 수 있고, 수행시간이 너무 긴 경우 시료의 열분해 거동이 일어날 수 있어 에너지 소모가 크다는 문제점이 있을 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에 있어서, 상기 (A) 단계에서 상기 산 용액은 황산, 질산, 염산, 인산, 고분자 인산, 과산화수소 중에서 선택되는 1종 이상의 강산인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 구현예에 있어서, 상기 (B) 단계에서 세척 공정은 pH가 6-8이 될 때까지 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구현예에 있어서, 상기 (B) 단계에서 상기 제1 용매는 물, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 포름아미드, 메톡시에탄올, 디메틸설폭사이드, 디메틸포름아미드, 다이클로로메탄, 아세톤, 톨루엔, 과산화수소, 수산화암모늄, 아세트산, 아세토니트릴 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 (A) 단계는 종래 방법으로 합성된 탄소나노튜브에는 부산물인 비결정성 탄소, 풀러렌 등의 탄소-함유 물질들과 튜브의 성장을 위한 촉매로 사용되는 전이금속 등이 포함되어 있기 때문에, 이를 제거하기 위한 별도의 정제공정이 요구되어 수행되는 과정으로, 상기 제1 용매를 이용한 세척 및 수분 제거 과정을 통해 탄소나노튜브 표면에 친수성기를 도입할 수 있을 뿐만 아니라, 촉매 및 비결정성 탄소를 쉽고 빠르게 제거할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 있어서, 상기 (B) 단계에서 상기 제1 용매는 탄소나노튜브에 대하여 5-50 부피비로 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 제1 용매는 탄소나노튜브에 대하여 5-50 부피비로 사용할 수 있고, 바람직하게는 10-30 부피비로 사용할 수 있으며, 상기 범위를 벗어나는 경우에는 친수성 용매에 고르게 분산시킬 수 없거나, 탄소나노튜브의 표면 개질 수율에 문제점이 있을 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에 있어서, 상기 (B) 단계에서 상기 친수성기는 히드록시기(-OH), 포르밀기(-CHO), 카르보닐기(-CO), 카르복시기(-COOH), 아민기(-NH2) 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 구현예에 있어서, 상기 (C) 단계에서 상기 제1 화합물은 옥타데실아민, 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리에틸렌글라이콜(PEG), 도데실벤젠설폰산, 트리에틸렌테트라아민, 디시클로헥실카르보디이미드 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 구현예에 있어서, 상기 (C) 단계에서 상기 제1 화합물은 탄소나노튜브에 대하여 0.5-2 무게비로 첨가되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 (C) 단계는 상기 제1 화합물이 상기 탄소나노튜브 표면과 공유 결합하여 기능화기가 그래프트된 탄소나노튜브를 얻는 단계로서, 상기 범위를 벗어나는 경우에는 탄소나노튜브의 기능화 여부와 기능화 수율에 문제점이 있을 수 있다.
특히, 상기 마이크로웨이브를 이용한 탄소나노튜브의 표면 개질 방법에서, 상기 제1 화합물이 옥타데실아민인 경우에는, 상기 제2 용매가 디메틸포름아미드이고, 파장이 1,000-3,000 MHz, 출력은 300-900 W이며, 세척 공정 수행 시 pH가 6-8인 조건을 모두 만족하여야만 분산성을 증가시킬 수 있어, 이에 따라 고농도의 분산을 가능하게 하는 효과가 있음을 확인하였고, 이 중 어느 하나의 조건이라도 만족하지 않는 경우에는 충분한 분산성을 달성하기 어렵다는 점을 확인하였다.
이하에서 실시예 등을 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 하며, 다만 이하에 실시예 등에 의해 본 발명의 범위와 내용이 축소되거나 제한되어 해석될 수 없다. 또한, 이하의 실시예를 포함한 본 발명의 개시 내용에 기초한다면, 구체적으로 실험 결과가 제시되지 않은 본 발명을 통상의 기술자가 용이하게 실시할 수 있음은 명백하다.
실시예 1
(1) 단계 1: 정제 탄소나노튜브의 제조
탄소나노튜브의 마이크로웨이브 정제장치를 이용하여, 강산혼합용액(황산/질산=3/1, 부피%)로 혼합한 용액 50 mL와 탄소나노튜브를 상기 혼합용액에 대하여 0.5 중량부 혼합하여 마이크로웨이브를 2,455 MHz 파장 및 600 W 출력으로 조사하여 30분 동안 교반시켜 주면서 반응시켰다. 반응이 완료된 후 온도를 실온으로 냉각시키고, 진공여과기로 여과하여 pH가 7이 될 때까지 탄소나노튜브를 세척하였다. 이후 아세톤을 이용하여 수분을 완전히 제거한 후 건조시켜 카복실산기가 도입된 정제 탄소나노튜브(MWNT)를 얻었다.
(2) 단계 2: 옥타데실아민이 그라프트 된 탄소나노튜브 제조
상기 단계 1에서 제조된 정제 탄소나노튜브(MWNT) 2 g과 옥타데실아민 2 g을 디메틸포름아미드 20 ㎖에 분산시켰다. 이후, 질소 버블링을 약 30분 동안 수행한 다음, 마이크로웨이브를 2,455 MHz 파장 및 600 W 출력으로 조사하여 1시간 동안 반응시켜, 옥타데실아민이 그래프트된 탄소나노튜브를 제조하였다.
비교예 1
(1) 단계 1: 정제 탄소나노튜브의 제조
강산혼합용액(황산/질산=3/1, 부피%)로 혼합한 50 mL와 탄소나노튜브를 상기 혼합용액에 대하여 0.5 중량부 혼합하여 마이크로웨이브를 60 ℃에서 12시간 동안 교반시켜 주면서 반응시켰다. 반응이 완료된 후 온도를 실온으로 냉각시키고, 진공여과기로 여과하여 pH가 7이 될 때까지 탄소나노튜브를 세척하였다. 이후 아세톤을 이용하여 수분을 완전히 제거한 후 건조시켜 카복실산기가 도입된 정제 탄소나노튜브(MWNT)를 얻었다.
(2) 단계 2: 옥타데실아민이 그라프트 된 탄소나노튜브 제조
상기 단계 1에서 제조된 정제 탄소나노튜브(MWNT) 2 g과 옥타데실아민 2 g을 디메틸포름아미드 20 ㎖에 분산시켰다. 이후, 질소 버블링을 약 30분 동안 수행한 다음, 90℃에서 20시간 동안 교반시켜 주면서 반응시켰다. 이렇게 하여 옥타데실아민이 그래프트된 탄소나노튜브를 제조하였다.
상기 실시예 1 및 비교예 1에서 얻은 옥타데실아민이 그라프트 된 탄소나노튜브의 표면 개질 유무를 확인하기 위하여 FT-IR 분광법으로 측정한 결과 도 1에 나타낸 바와 같이, C-N 결합을 나타내는 1170 cm-1과 -NH2 결합을 나타내는 890 cm-1의 위치에서 피크가 확인되므로 실시예 1과 비교예 1의 탄소나노튜브는 옥타데실아민으로 표면 개질되었음을 알 수 있다. 또한, 열중량분석법을 수행한 결과 도 2에 나타낸 바와 같이, 마이크로웨이브를 통한 표면 개질한 시료의 질량 손실이 큰 것으로 보아 비교예와 비교하여 보았을 때 표면에 옥타데실아민이 개질 수율이 더욱 우수한 것으로 확인되었다. 마지막으로, NMR 분석을 수행한 결과 도 3에 나타낸 바와 같이, 특정 위치에서 옥타데실아민 피크가 확인되므로 옥타데실아민으로 표면이 개질 되었음이 확인되었다.
비교예 2
상기 실시예 1의 단계 (2)에서 디메틸포름아미드를 사용하는 대신 디에틸포름아미드를 사용하는 것을 제외하고는 동일한 방법을 수행하여 옥타데실아민이 그라프트 된 탄소나노튜브를 얻었다.
비교예 3
상기 실시예 1에서 2,455 MHz의 파장으로 마이크로웨이브를 조사하는 대신 3.1 GHz의 파장으로 조사하는 것을 제외하고는 동일한 방법을 수행하여 옥타데실아민이 그라프트 된 탄소나노튜브를 얻었다.
비교예 4
상기 실시예 1에서 600 W의 출력으로 마이크로웨이브를 조사하는 대신 250 W의 출력으로 조사하는 것을 제외하고는 동일한 방법을 수행하여 옥타데실아민이 그라프트 된 탄소나노튜브를 얻었다.
비교예 5
상기 실시예 1의 단계 1에서 탄소나노튜브의 pH가 7이 될 때까지 세척하는 대신 pH가 5가 될 때까지 세척하는 것을 제외하고는 동일한 방법을 수행하여 옥타데실아민이 그라프트 된 탄소나노튜브를 얻었다.
상기 비교예 2 내지 5의 옥타데실이 그라프트된 탄소나노튜브는 실시예 1에 비해 옥타데실이 그라프트된 탄소나노튜브 수득률이 각각 13%, 12%, 9%, 및 14%로 저하됨을 확인하였고, 특히 각 공정에서의 분산성이 실시예 1에 비해 낮아져 동일한 수득률 확보를 위해서는 분산을 위한 교반 시간을 2배 이상 수행할 필요가 있음을 확인하였다.
따라서 본 발명의 마이크로웨이브의 세기 및 조사 시간을 조절하는 공정을 수행함에 따라 탄소나노튜브의 표면 처리 정도를 쉽게 조절할 수 있어, 화학적 기능화 반응 공정이 매우 간편해졌을 뿐만 아니라 반응 시간이 매우 짧아 빠르게 다량의 탄소나노튜브 표면을 개질할 수 있고, 나아가 표면 개질된 탄소나노튜브는 고분자 나노복합체의 제조 등에 유용하게 적용할 수 있는 효과를 달성할 수 있다.

Claims (11)

  1. (A) 산 용액에 탄소나노튜브를 첨가하여 탄소나노튜브 용액을 제조한 후, 마이크로웨이브를 조사하는 단계;
    (B) 상기 (A) 단계에서 얻은 마이크로웨이브가 조사된 탄소나노튜브 용액을 여과하고, 제1 용매로 세척 및 수분을 제거한 후 건조시켜, 친수성기가 도입된 탄소나노튜브를 얻는 단계;
    (C) 상기 (B) 단계에서 얻은 친수성기가 도입된 탄소나노튜브와 제1 화합물을 제2 용매에 분산시킨 후 질소 버블링을 수행하여, 탄소나노튜브 분산액을 얻는 단계;
    (D) 상기 (C) 단계에서 얻은 탄소나노튜브 분산액에 마이크로웨이브를 조사하여 상기 제1 화합물로 그라프트된 탄소나노튜브를 얻는 단계를 포함하는 마이크로웨이브를 이용한 탄소나노튜브의 표면 개질 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (A) 단계 또는 (D) 단계에서 상기 마이크로웨이브 파장은 300-30,000 MHz이고, 출력은 60-1,200 W인 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 탄소나노튜브의 표면 개질 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 (A) 단계 또는 (D) 단계에서 상기 마이크로웨이브 조사는 60-200 ℃의 온도에서 5-60분 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 탄소나노튜브의 표면 개질 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 (A) 단계에서 상기 산 용액은 황산, 질산, 염산, 인산, 고분자 인산, 과산화수소 중에서 선택되는 1종 이상의 강산인 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 탄소나노튜브의 표면 개질 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 (B) 단계에서 세척 공정은 pH가 6-8이 될 때까지 수행하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 탄소나노튜브의 표면 개질 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 (B) 단계에서 상기 제1 용매는 물, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 포름아미드, 메톡시에탄올, 디메틸설폭사이드, 디메틸포름아미드, 다이클로로메탄, 아세톤, 톨루엔, 과산화수소, 수산화암모늄, 아세트산, 아세토니트릴 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 탄소나노튜브의 표면 개질 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 (B) 단계에서 상기 제1 용매는 탄소나노튜브에 대하여 5-50 부피비로 사용하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 탄소나노튜브의 표면 개질 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 (B) 단계에서 상기 친수성기는 히드록시기(-OH), 포르밀기(-CHO), 카르보닐기(-CO), 카르복시기(-COOH), 아민기(-NH2) 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 탄소나노튜브의 표면 개질 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 (C) 단계에서 상기 제1 화합물은 옥타데실아민, 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리에틸렌글라이콜(PEG), 도데실벤젠설폰산, 트리에틸렌테트라아민, 디시클로헥실카르보디이미드 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 탄소나노튜브의 표면 개질 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 (C) 단계에서 상기 제1 화합물은 탄소나노튜브에 대하여 0.5-2 무게비로 첨가되는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 탄소나노튜브의 표면 개질 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제1 화합물은 옥타데실아민이고, 상기 제2 용매는 디메틸포름아미드이며, 상기 (A) 단계 또는 (D) 단계에서 상기 마이크로웨이브 파장은 1,000-3,000 MHz, 출력은 300-900 W이고, 세척 공정 수행 시 pH가 6-8인 조건인 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 탄소나노튜브의 표면 개질 방법.
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