KR20170126807A - Manufacturing method of graphene-metal complex - Google Patents

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박헌
고기환
엄원식
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한양대학교 산학협력단
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Abstract

Provided is a method for manufacturing a graphene-metal composite. The method for manufacturing a graphene-metal composite comprises the following steps: preparing a source powder containing a graphene sheet; dispersing the source powder in a solvent; filtering the source powder dispersed in the solvent; dispersing the filtered source powder in a pretreatment solution to manufacture seed particles on the graphene sheet; and applying the source powder including the graphene sheet provided with the seed particles to a source solution containing a target metal to coat the graphene sheet with the target metal. The present invention aims to provide the graphene-metal composite having improved conductivity by coating a metal having excellent contact conductivity on the graphene sheet.

Description

그래핀-금속 복합체의 제조방법{Manufacturing method of graphene-metal complex}[0001] Manufacturing method of graphene-metal complex [0002]

본 발명은 그래핀-금속 복합체의 제조 방법에 관련된 것으로, 보다 상세하게는, 그래핀 시트에 금속이 코팅된 그래핀-금속 복합체의 제조 방법에 관련된 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a graphene-metal composite, and more particularly, to a method of manufacturing a graphene sheet having a metal coated on the graphene sheet.

프린팅 분야, 접착분야, 전자파 차폐, 전기회로 분야에서 높은 전도성을 가지는 금속화 그래핀은 기존의 전도성 필러를 대체하여 물질로 하여금 높은 전도성과 낮은 저항을 가지게 하고 이는 전자파 차폐성능도 가진다. In the fields of printing, adhesive, electromagnetic shielding, and electric circuit, highly conductive metallurgical grains replace the conventional conductive fillers, which have high conductivity and low resistance, which also has electromagnetic wave shielding performance.

금속화 그래핀 파우더를 페이스트에 적용할 경우 기존의 전도성 필러를 사용한 페이스트보다 더 낮은 저항을 가질 수 있어 전력의 손실이 적고, 보다 효율적인 전기전달이 가능하다. 또한 낮은 저항은 페이스트 접합부위의 열발생을 줄일 수 있어 기기고장의 가능성이 적어진다.When the metallized graphene powder is applied to the paste, it can have a lower resistance than the paste using the conventional conductive filler, so that the electric power loss can be reduced and more efficient electric conduction is possible. Also, low resistance reduces heat generation at the paste joints, reducing the likelihood of machine failure.

잉크, 페인트 분야에서 금속화 그래핀 파우더를 첨가하여 전도성 잉크를 제작할 수 있다. 금속화 그래핀이 첨가된 전도성 잉크는 뛰어난 전기전도성을 이용해 복잡한 전기회로, 전자파 차폐필름 등을 프린팅할 수 있다.Conductive ink can be produced by adding metalized graphene powder in the fields of ink and paint. Conductive inks with metallized graphene can print complicated electric circuits, electromagnetic shielding films, etc. with excellent electrical conductivity.

기존의 그래핀은 자체의 전기전도성이 매우 뛰어난 물질이나 접촉저항이 커서 분체상으로 사용시 많은 저항이 발생했다. 더구나 그래핀 입자는 매우 작아 그래핀 간의 접촉면적이 매우 크기 때문에 분체상으로 더욱 불리하다. 따라서 그래핀의 뛰어난 전기전도성에도 불구하고 분체상의 그래핀을 전도성 물질로 사용하기에는 어려움이 있다.Conventional graphene has very high electrical conductivity of its own, but it has a large contact resistance, resulting in a lot of resistance when used in powder form. Moreover, graphene grains are very small, and the contact area between graphene grains is very large, which is more disadvantageous in powder form. Thus, despite the excellent electrical conductivity of graphene, it is difficult to use powdered graphene as a conductive material.

그래핀은 알려진 물질 중에서 가장 뛰어난 전기전도성을 지닌 물질이나 크기가 작고 높은 접촉 저항 특성으로 인하여 분체상의 전도성은 매우 감소하는 문제점이 있어 기술에 응용하는데 어려움이 있었다. 이를 해결하기 위해 표면에 접촉전도성이 우수한 금속을 코팅하여 접촉저항을 감소시켰고, 그 결과 분체상의 전도성을 향상시킬 수 있었다. 향상된 전도성으로 인해 전자파 차폐효과 또한 얻을 수 있다.Graphene has the most excellent electrical conductivity among the known materials, but it is difficult to apply to graphene due to its small size and high contact resistance characteristics, resulting in a very low conductivity of the powder. In order to solve this problem, the contact resistance was reduced by coating a metal having excellent contact conductivity on the surface, and as a result, the conductivity of the powder phase was improved. Electromagnetic shielding effects can also be obtained due to improved conductivity.

한국공개특허 제2015-0134445호Korean Patent Publication No. 2015-0134445 한국등록특허 제10-1170397호Korean Patent No. 10-1170397

본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 접촉 전도성이 우수한 금속을 그래핀 시트에 코팅하여, 전도성이 향상된 그래핀-금속 복합체를 제공하는 데 있다. Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention provides a graphene sheet having improved conductivity by coating a metal having excellent contact conductivity on a graphene sheet.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 그래핀-금속 복합체를 포함하는 전자파 차폐 소재, 프린팅 소재, 접착 소재를 제공하는 데 있다. Another object of the present invention is to provide an electromagnetic shielding material, a printing material, and an adhesive material including a graphene-metal composite.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 제조 공정이 간소화된 그래핀-금속 복합체의 제조 방법을 제공하는 데 있다. It is another object of the present invention to provide a method of manufacturing a graphene-metal composite in which the manufacturing process is simplified.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 그래핀 시트 상에 코팅된 금속 코팅층의 두께 및 조성 조절이 용이한 그래핀-금속 복합체의 제조 방법을 제공하는 데 있다.It is another object of the present invention to provide a method for manufacturing a graphene-metal composite which is easy to control the thickness and composition of a metal coating layer coated on a graphene sheet.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 그래핀 시트 상에 금속 코팅층이 실질적으로(substantially) 균일하게 코팅된 그래핀-금속 복합체의 제조 방법을 제공하는 데 있다. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a graphene-metal composite in which a metal coating layer is substantially uniformly coated on a graphene sheet.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 그래핀 시트 상에 금속 코팅층을 용이하게 형성할 수 있는 그래핀-금속 복합체의 제조 방법을 제공하는 데 있다. It is another object of the present invention to provide a method for manufacturing a graphene-metal composite capable of easily forming a metal coating layer on a graphene sheet.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다. The technical problem to be solved by the present invention is not limited to the above.

상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 그래핀-금속 복합체의 제조 방법을 제공한다. In order to solve the above technical problems, the present invention provides a method for producing a graphene-metal composite.

일 실시 예에 따르면, 상기 그래핀-금속 복합체의 제조 방법은, 그래핀 시트를 포함하는 소스 분말을 준비하는 단계, 상기 소스 분말을 용매에 분산시키는 단계, 상기 용매에 분산된 상기 소스 분말을 여과하는 단계, 여과된 상기 소스 분말을 전처리 용액에 분산시켜, 상기 그래핀 시트 상에 씨드 입자를 제조하는 단계 및 타겟 금속을 포함하는 소스 용액에, 상기 씨드 입자가 제공된 상기 그래핀 시트를 포함하는 상기 소스 분말을 제공하여, 상기 그래핀 시트를 상기 타겟 금속으로 코팅하는 단계를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the method for preparing the graphene-metal composite includes the steps of preparing a source powder including a graphene sheet, dispersing the source powder in a solvent, filtering the source powder dispersed in the solvent into a solvent Dispersing the filtered source powder in a pretreatment solution to produce a seed particle on the graphene sheet, and a step of forming the graphene sheet in the source solution containing the target metal, Providing a source powder, and coating the graphene sheet with the target metal.

일 실시 예에 따르면, 여과된 상기 소스 분말은, 상기 용매의 적어도 일부를 포함하여, 상기 용매의 적어도 일부와 함께 상기 전처리 용액에 분산될 수 있다. According to one embodiment, the filtered source powder may be dispersed in the pretreatment solution with at least a portion of the solvent, including at least a portion of the solvent.

일 실시 예에 따르면, 상기 그래핀 시트 상에 상기 씨드 입자를 제조하는 단계는, 여과된 상기 소스 분말을 제1 금속을 포함하는 제1 전처리 용액에 분산시켜, 상기 그래핀 시트 상에 상기 제1 금속의 이온이 제공되는 단계, 및 상기 제1 금속의 이온이 제공된 상기 그래핀 시트를 포함하는 상기 소스 분말을, 제2 금속을 포함하는 제2 전처리 용액에 분산시켜, 상기 제2 금속을 포함하는 상기 씨드 입자를 제조하는 단계를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the step of preparing the seed particles on the graphene sheet comprises dispersing the filtered source powder in a first pretreatment solution containing a first metal, The method comprising the steps of: providing ions of a metal; dispersing the source powder comprising the graphene sheet provided with ions of the first metal into a second pretreatment solution comprising a second metal; And then seeding the seed particles.

일 실시 예에 따르면, 상기 제1 전처리 용액 및 상기 제2 전처리 용액의 pH는 서로 동일할 수 있다. According to an embodiment, the pH of the first pretreatment solution and the pH of the second pretreatment solution may be equal to each other.

일 실시 예에 따르면, 상기 그래핀-금속 복합체의 제조 방법은, 상기 소스 용액에 상기 소스 분말을 제공하기 전, 상기 씨드 입자가 제공된 상기 그래핀 시트를 포함하는 상기 소스 분말을 세척 용액으로 세척하는 단계를 더 포함할 수 있다. According to one embodiment, the method for producing a graphene-metal composite comprises washing the source powder comprising the graphene sheet provided with the seed particles with a cleaning solution before providing the source powder to the source solution Step < / RTI >

일 실시 예에 따르면, 상기 제1 전처리 용액, 상기 제2 전처리 용액, 및 상기 세척 용액은, 동일한 종류의 산성 용액을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the first pretreatment solution, the second pretreatment solution, and the cleaning solution may comprise the same kind of acidic solution.

일 실시 예에 따르면, 상기 세척 용액에 의해, 상기 그래핀 시트 상에 제공된 상기 제1 금속의 이온이 제거될 수 있다. According to one embodiment, the ions of the first metal provided on the graphene sheet can be removed by the cleaning solution.

일 실시 예에 따르면, 상기 용매는 물을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the solvent may comprise water.

일 실시 예에 따르면, 상기 타겟 금속은, 구리, 니켈, 코발트, 금, 은, 주석, 또는 팔라듐 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the target metal may include at least one of copper, nickel, cobalt, gold, silver, tin, or palladium.

일 실시 예에 따르면, 상기 소스 용액의 pH에 따라서, 상기 그래핀 시트에 코팅되는 상기 타겟 금속의 코팅량에 제어될 수 있다. According to one embodiment, depending on the pH of the source solution, the coating amount of the target metal coated on the graphene sheet can be controlled.

일 실시 예에 따르면, 상기 소스 용액의 pH에 따라서, 상기 그래핀 시트에 코팅되는 상기 타겟 금속이 금속 또는 금속 산화물 형태로 제공될 수 있다. According to one embodiment, the target metal coated on the graphene sheet may be provided in the form of metal or metal oxide, depending on the pH of the source solution.

상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 전자파 차폐 소재의 제조 방법을 제공한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an electromagnetic shielding material.

일 실시 예에 따르면, 상기 전자파 차폐 소재의 제조 방법은, 상술된 본 발명의 실시 예들에 따라서 그래핀-금속 복합체를 제조하는 단계, 및 상기 그래핀-금속 복합체를 이용하여 전자파 차폐 소재를 제조하는 단계를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the method of manufacturing the electromagnetic wave shielding material includes the steps of manufacturing a graphene-metal composite according to the embodiments of the present invention described above, and a method of manufacturing an electromagnetic wave shielding material using the graphen- Step < / RTI >

본 발명의 실시 예에 따른 그래핀-금속 복합체의 제조 방법은, 그래핀 시트를 포함하는 소스 분말을 준비하는 단계, 상기 소스 분말을 용매에 분산시키는 단계, 상기 용매에 분산된 상기 소스 분말을 여과하는 단계, 여과된 상기 소스 분말을 전처리 용액에 분산시켜, 상기 그래핀 시트 상에 씨드 입자를 제조하는 단계 및 타겟 금속을 포함하는 소스 용액에, 상기 씨드 입자가 제공된 상기 그래핀 시트를 포함하는 상기 소스 분말을 제공하여, 상기 그래핀 시트를 상기 타겟 금속으로 코팅하는 단계를 포함할 수 있다.A method of manufacturing a graphene-metal composite according to an embodiment of the present invention includes the steps of preparing a source powder including a graphene sheet, dispersing the source powder in a solvent, filtering the source powder dispersed in the solvent Dispersing the filtered source powder in a pretreatment solution to produce a seed particle on the graphene sheet, and a step of forming the graphene sheet in the source solution containing the target metal, Providing a source powder, and coating the graphene sheet with the target metal.

이에 따라, 접촉 전도성이 우수하고, 제조 공정이 간소하고, 표면적이 넓고 작은 크기의 그래핀 시트에 타겟 금속을 용이하고 균일하게 코팅할 수 있는 그래핀-금속 복합체의 제조 방법이 제공될 수 있다. Accordingly, a method of manufacturing a graphene-metal composite that can easily and uniformly coat a target metal on a graphene sheet having excellent contact conductivity, simple manufacturing process, large surface area, and small size can be provided.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 그래핀-금속 복합체의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 그래핀-금속 복합체의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시 예 1에 따른 그래핀-니켈 복합체를 촬영한 SEM 사진이다.
도 5는 본 발명의 실시 예 2에 따른 그래핀-구리 복합체를 촬영한 SEM 사진이다.
도 6은 본 발명의 실시 예 1 및 실시 예 2에 따른 그래핀-금속 복합체의 XRD 결과 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시 예 2에 따른 그래핀-구리 복합체의 XRD 결과 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시 예 1 및 실시 예 2에 따른 그래핀-금속 복합체의 접촉 면저항(sheet resistance)를 측정한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시 예 1 및 실시 예 2에 따른 그래핀-금속 복합체를 이용하여 제조된 펠릿을 촬영한 사진이다. 1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a graphene-metal composite according to an embodiment of the present invention.
2 is a view for explaining a method of manufacturing a graphene-metal composite according to an embodiment of the present invention.
3 and 4 are SEM photographs of the graphene-nickel composite according to Example 1 of the present invention.
5 is an SEM photograph of a graphene-copper composite according to Example 2 of the present invention.
6 is a graph of XRD results of the graphene-metal composite according to Example 1 and Example 2 of the present invention.
7 is a graph of XRD results of the graphene-copper composite according to Example 2 of the present invention.
8 is a graph showing the contact sheet resistance of the graphene-metal composite according to Example 1 and Example 2 of the present invention.
9 is a photograph of a pellet produced using the graphene-metal composite according to Example 1 and Example 2 of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the technical spirit of the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure can be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. In this specification, when an element is referred to as being on another element, it may be directly formed on another element, or a third element may be interposed therebetween. Further, in the drawings, the thicknesses of the films and regions are exaggerated for an effective explanation of the technical content.

또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.Also, while the terms first, second, third, etc. in the various embodiments of the present disclosure are used to describe various components, these components should not be limited by these terms. These terms have only been used to distinguish one component from another. Thus, what is referred to as a first component in any one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment. Each embodiment described and exemplified herein also includes its complementary embodiment. Also, in this specification, 'and / or' are used to include at least one of the front and rear components.

명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. The singular forms "a", "an", and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. It is also to be understood that the terms such as " comprises "or" having "are intended to specify the presence of stated features, integers, Should not be understood to exclude the presence or addition of one or more other elements, elements, or combinations thereof.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 그래핀-금속 복합체의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 그래핀-금속 복합체의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 1 is a flow chart for explaining a method of manufacturing a graphene-metal composite according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view for explaining a method of manufacturing a graphene-metal composite according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 그래핀 시트(110)를 포함하는 소스 분말이 준비된다(S110). 일 실시 예에 따르면, 상기 그래핀 시트(110)는, 환원된 그래핀 산화물일 수 있다. 상기 그래핀 시트(110)은 단일 시트로 제공되거나, 또는, 복수의 시트가 중첩된 형태로 제공될 수 있다. Referring to FIGS. 1 and 2, a source powder including a graphene sheet 110 is prepared (S110). According to one embodiment, the graphene sheet 110 may be a reduced graphene oxide. The graphen sheet 110 may be provided as a single sheet, or a plurality of sheets may be provided in an overlapped form.

상기 소스 분말이 용매에 분산될 수 있다(S120). 일 실시 예에 따르면, 상기 용매는 물을 포함할 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 상기 소스 분말은, 팁 소니케이터를 이용하여 20~40kHz 조건에서 분산될 수 있다. The source powder may be dispersed in a solvent (S120). According to one embodiment, the solvent may comprise water. Specifically, for example, the source powder may be dispersed at 20 to 40 kHz using a tip sonicator.

상기 용매에 분산된 상기 소스 분말이 여과될 수 있다(S130). 구체적으로, PVDF 여과지를 이용하여, 상기 용매에 분산된 상기 소스 분말이 여과될 수 있다. 이에 따라, 상기 소스 분말에 포함되었던 다양한 불순물들이 제거될 수 있고, 이로 인해, 후술되는 바와 같이, 타겟 금속이 상기 그래핀 시트(110)에 용이하게 코팅될 수 있다. The source powder dispersed in the solvent may be filtered (S130). Specifically, the PVDF filter paper can be used to filter the source powder dispersed in the solvent. Accordingly, various impurities contained in the source powder can be removed, whereby the target metal can be easily coated on the graphene sheet 110, as described below.

여과된 상기 소스 분말을 전처리 용액에 분산 및 교반시켜, 상기 그래핀 시트(110) 상에 씨드 입자가 제조될 수 있다(S140). Seed particles may be prepared on the graphene sheet 110 by dispersing and stirring the filtered source powder in a pretreatment solution (S140).

상기 그래핀 시트(110) 상에 상기 씨드 입자를 제조하는 단계는, 여과된 상기 소스 분말을 제1 금속을 포함하는 제1 전처리 용액에 분산 및 교반시켜, 상기 그래핀 시트(110) 상에 상기 제1 금속의 이온이 제공되는 단계, 및 상기 제1 금속의 이온이 제공된 상기 그래핀 시트(110)를 포함하는 상기 소스 분말을, 제2 금속을 포함하는 제2 전처리 용액에 분산 및 교반시켜, 상기 제2 금속을 포함하는 상기 씨드 입자를 제조하는 단계를 포함할 수 있다. The step of preparing the seed particles on the graphene sheet 110 may include dispersing and stirring the filtered source powder in a first pretreatment solution containing a first metal to form grains Providing a source of ions of a first metal and distributing and stirring the source powder comprising the graphene sheet (110) provided with ions of the first metal to a second pretreatment solution comprising a second metal, And the seed particles containing the second metal may be prepared.

일 실시 예에 따르면, 상기 제1 금속은 Sn이고, 상기 제2 금속은 Pd일 수 있다. 이 경우, 상기 제1 전처리 용액은 SnCl2 및 산성 용액의 혼합 용액이고, 상기 제2 전처리 용액은 PdCl2 및 산성 용액의 혼합 용액일 수 있다. 예를 들어, 상기 산성 용액은 HCl일 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 전처리 용액 내의 제1 금속(예를 들어, Sn), 및 상기 제2 전처리 용액 내의 제2 금속(예를 들어, Pd)가 용이하게 이온화될 수 있다. 상기 제1 전처리 용액 및 상기 제2 전처리 용액은 0.0001 내지 0.001 wt%의 농도를 가질 수 있고, HCl은 .1 내지 0.5 wt%의 농도를 가질 수 있다. According to one embodiment, the first metal may be Sn and the second metal may be Pd. In this case, the first pretreatment solution may be a mixed solution of SnCl 2 and an acidic solution, and the second pretreatment solution may be a mixed solution of PdCl 2 and an acidic solution. For example, the acid solution may be HCl. Thus, the first metal (for example, Sn) in the first pretreatment solution and the second metal (for example, Pd) in the second pretreatment solution can be easily ionized. The first pretreatment solution and the second pretreatment solution may have a concentration of 0.0001 to 0.001 wt%, and the HCl may have a concentration of 1 to 0.5 wt%.

상술된 바와 같이, 상기 제1 금속이 Sn이고, 상기 제2 금속이 Pd인 경우, 상기 소스 분말이 상기 제1 전처리 용액에 분산 및 교반되어, 상기 그래핀 시트(110)의 표면에 Sn+2 이온이 형성될 수 있다. 또한, Sn+2 이온이 형성된 상기 그래핀 시트(110)가 상기 제2 전처리 용액에 분산 및 교반되어, 상기 그래핀 시트(110)의 표면에 Pd 입자를 포함하는 상기 씨드 입자가 제조될 수 있다. 구체적으로, 아래의 <화학식 1>과 같이, 상기 제1 금속의 이온(Sn2 +)에 의해 상기 제2 금속의 이온(Pd2 +)이 환원될 수 있다. As described above, when the first metal is Sn and the second metal is Pd, the source powder is dispersed and stirred in the first pretreatment solution so that Sn +2 Ions can be formed. Further, the graphene sheet 110 on which Sn + 2 ions are formed is dispersed and stirred in the second pretreatment solution, so that the seed particles containing Pd particles on the surface of the graphene sheet 110 can be produced . Specifically, the ions (Pd 2 + ) of the second metal may be reduced by the ions (Sn 2 + ) of the first metal, as shown in the following formula (1).

<화학식 1>&Lt; Formula 1 >

Sn2+ + Pd+2 -> Sn+4 + PdSn 2+ + Pd + 2 -> Sn + 4 + Pd

상술된 바와 같이, 상기 제1 전처리 용액 및 상기 제2 전처리 용액이 산성 용액을 포함하는 경우, 상기 제1 전처리 용액 및 상기 제2 전처리 용액의 pH는 서로 동일할 수 있다. As described above, when the first pretreatment solution and the second pretreatment solution include an acidic solution, the pH of the first pretreatment solution and the pH of the second pretreatment solution may be equal to each other.

만약, 이와 달리, 상기 제1 전처리 용액 및 상기 제2 전처리 용액의 pH가 다른 경우, 상기 그래핀 시트(110) 상에 상기 씨드 입자가 용이하게 형성되지 않을 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 상기 제2 전처리 용액(예를 들어, PdCl2 + HCl)의 pH가 상기 제1 전처리 용액(예를 들어, SnCl2 + HCl)의 pH보다 낮은 경우, 상기 제2 금속의 이온(Pd2 +)가 용이하게 산화될 수 있어, 상술된 <화학식 1>과 같이 상기 제2 금속의 이온(Pd2 +)이 상기 제1 금속의 이온(Sn2 +)에 의해 용이하게 환원되지 않을 수 있고, 이에 따라, 상기 씨드 입자가 상기 그래핀 시트(110) 상에 용이하게 형성되지 않을 수 있다. Alternatively, if the pH of the first pretreatment solution and the second pretreatment solution are different, the seed particles may not be easily formed on the graphene sheet 110. Specifically, for example, when the pH of the second pretreatment solution (for example, PdCl 2 + HCl) is lower than the pH of the first pretreatment solution (for example, SnCl 2 + HCl) ion (Pd 2 +) that easily can be oxidized, above the <formula 1> ions of the second metal, such as (Pd 2 +) reduced the ease by ion (Sn 2 +) of the first metal So that the seed particles may not be easily formed on the graphene sheet 110.

하지만, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 제1 전처리 용액 및 상기 제2 전처리 용액의 pH는 서로 동일할 수 있고, 이에 따라, 상기 그래핀 시트(110)의 표면 상에 상기 씨드 입자가 용이하게 형성될 수 있다. However, according to the embodiment of the present invention, the pH of the first pretreatment solution and the second pretreatment solution may be equal to each other, so that the seed particles can easily be formed on the surface of the graphene sheet 110 .

일 실시 예에 따르면, 여과된 상기 소스 분말은 상기 용매의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 다시 말하면, 여과된 상기 소스 분말은 완전히 건조되지 않은 상태에서, 상기 전처리 용액에 분산되어, 여과된 상기 소스 분말은 상기 용매의 적어도 일부와 함께 상기 전처리 용액에 분산될 수 있다. According to one embodiment, the filtered source powder may comprise at least a portion of the solvent. In other words, the filtered source powder may be dispersed in the pretreatment solution without being completely dried, and the filtered source powder may be dispersed in the pretreatment solution together with at least a portion of the solvent.

이와 달리, 상기 소스 분말이 완전히 건조된 상태에서 상기 전처리 용액에 분산되는 경우, 상기 소스 분말 내의 상기 그래핀 시트(110)들이 서로 응집될 수 있다. 이에 따라, 상기 그래핀 시트(110) 상에 상기 씨드 입자를 형성하는 것이 용이하지 않다. 다시 말하면, 서로 중첩된 상기 그래핀 시트(110)의 표면 상에 상기 씨드 입자가 형성되지 않을 수 있고, 이에 따라, 후술되는 바와 같이, 상기 타겟 금속이 상기 그래핀 시트(110)에 균일하게 코팅되지 않을 수 있다. Alternatively, when the source powder is dispersed in the pretreatment solution in a completely dried state, the graphen sheets 110 in the source powder may be agglomerated with each other. Accordingly, it is not easy to form the seed particles on the graphene sheet 110. In other words, the seed particles may not be formed on the surface of the graphene sheet 110 superposed on each other, so that the target metal is uniformly coated on the graphene sheet 110 .

하지만, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 전처리 용액에 분산 및 교반되는 여과된 상기 소스 분말은, 적어도 일부의 상기 용매를 포함할 수 있다. 다시 말하면, 상기 소스 분말의 상기 그래핀 시트(110) 사이에 상기 용매(예를 들어, 물 입자)가 존재할 수 있고, 이에 따라, 상기 전처리 용액에 분산 및 교반되는 상기 그래핀 시트(110)가 응집되는 것이 최소화될 수 있다. 이로 인해, 상기 그래핀 시트(110)의 표면에 균일하게 상기 씨드 입자가 형성될 수 있고, 결과적으로 후술되는 바와 같이, 상기 타겟 금속이 상기 그래핀 시트(110)에 균일하게 코팅될 수 있다. However, according to an embodiment of the present invention, the filtered source powder dispersed and agitated in the pretreatment solution may include at least a part of the solvent. In other words, the solvent (e.g., water particles) may be present between the graphene sheets 110 of the source powder, so that the graphene sheet 110 dispersed and agitated in the pre- So that aggregation can be minimized. As a result, the seed particles can be uniformly formed on the surface of the graphene sheet 110, and as a result, the target metal can be uniformly coated on the graphene sheet 110, as described later.

타겟 금속을 포함하는 소스 용액에, 상기 씨드 입자가 제공된 상기 그래핀 시트(110)를 포함하는 상기 소스 분말이 제공되어, 상기 그래핀 시트(110)가 상기 타겟 금속으로 코팅되고, 그래핀-금속 복합체(120)가 제조될 수 있다(S150). 예를 들어, 상기 타겟 금속은, 구리, 니켈, 코발트, 금, 은, 주석, 또는 팔라듐 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. A source solution comprising a target metal is provided with the source powder comprising the graphene sheet (110) provided with the seed particles, wherein the graphene sheet (110) is coated with the target metal and a graphene- The complex 120 may be fabricated (S150). For example, the target metal may comprise at least one of copper, nickel, cobalt, gold, silver, tin, or palladium.

상기 소스 용액은, 상기 타겟 금속 외에, 상기 소스 용액에 포함된 상기 타겟 금속의 이온이 환원시키는 환원제를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 환원제는, formaldehyde 또는 sodium hypophosphite 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. The source solution may further include, in addition to the target metal, a reducing agent for reducing ions of the target metal contained in the source solution. For example, the reducing agent may include at least one of formaldehyde and sodium hypophosphite.

상기 소스 분말은, 25 내지 70 의 온도로 1 내지 30 분 동안 상기 소스 용액에 분산될 수 있다. 만일 상기 온도가 25 미만이면, 분산이 원활하지 않을 우려되어 바람직하지 않을 수 있고, 70 를 초과하는 경우에는 타겟 금속의 형성 속도가 지나치게 빠르게 되어 균일하지 못하게 코팅될 수 있어 바람직하지 않을 수 있다.The source powder may be dispersed in the source solution at a temperature of 25 to 70 for 1 to 30 minutes. If the temperature is less than 25, dispersion may not be smooth and may be undesirable. If the temperature is more than 70, the formation rate of the target metal may become excessively high and the coating may be unevenly coated, which may be undesirable.

또한, 분산시키는 시간은 1 분 미만이면 상기 그래핀 시트에 상기 타겟 금속이 충분히 코팅되지 않을 우려가 있으며, 반대로 30 분 이내에 충분히 코팅이 이루어질 수 있으며 30 분을 초과하여 코팅하는 것은 불필요할 수 있다. If the dispersing time is less than 1 minute, the target metal may not be sufficiently coated on the graphene sheet. On the contrary, the coating may be sufficiently performed within 30 minutes, and coating over 30 minutes may be unnecessary.

이후, 상기 그래핀-금속 복합체(120)는 40 내지 100 의 온도에서 1 내지 30 시간 동안 건조될 수 있다. Then, the graphene-metal composite 120 may be dried at a temperature of 40 to 100 for 1 to 30 hours.

일 실시 예에 따르면, 상기 소스 용액의 pH에 따라서, 상기 그래핀 시트(110)에 코팅되는 상기 타겟 금속의 코팅량에 제어될 수 있다. 구체적으로, 상기 소스 용액의 pH가 증가할수록, 상기 타겟 금속의 코팅량이 증가하여, 금속 코팅층 및/또는 금속 코팅 입자의 두께 및/또는 크기가 증가할 수 있다. 즉, 상기 소스 용액의 pH가 적정 수준보다 높은 경우, 상기 금속 코팅층 및 상기 금속 코팅 입자의 두께 및 크기가 증가하여, 전기 전도성이 오히려 저하될 수 있고, 코팅 비용이 불필요하게 증가될 수 있다. According to one embodiment, the amount of coating of the target metal coated on the graphene sheet 110 may be controlled according to the pH of the source solution. Specifically, as the pH of the source solution increases, the amount of coating of the target metal increases, and the thickness and / or size of the metal coating layer and / or the metal coating particle may increase. That is, when the pH of the source solution is higher than the appropriate level, the thickness and size of the metal coating layer and the metal coating particle may increase, and the electrical conductivity may be lowered, and the coating cost may be unnecessarily increased.

또한, 일 실시 예에 따르면, 상기 소스 용액의 pH에 따라서, 상기 그래핀 시트(110)에 코팅되는 상기 타겟 금속이 금속 또는 금속 산화물 형태로 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 소스 용액이 구리 전구체를 포함하는 경우, 상기 소스 용액의 pH가 11 이하인 경우, 구리 산화물 및 구리가 상기 그래핀 시트(110)에 코팅되고, 상기 소스 용액의 pH가 13 이상인 경우, 구리가 상기 그래핀 시트(110)에 코팅될 수 있다. 즉, 상기 소스 용액의 pH가 13 보다 낮은 경우, 상기 소스 용액으로부터 상기 타겟 금속을 포함하는 산화물이 상기 그래핀 시트(110)에 형성되어, 전기 전도성이 저하될 수 있다. Also, according to one embodiment, the target metal coated on the graphene sheet 110 may be provided in the form of metal or metal oxide, depending on the pH of the source solution. For example, when the source solution includes a copper precursor, the pH of the source solution is 11 or less, copper oxide and copper are coated on the graphene sheet 110, and the pH of the source solution is 13 or more , Copper may be coated on the graphene sheet 110. That is, when the pH of the source solution is lower than 13, an oxide containing the target metal may be formed in the graphene sheet 110 from the source solution, thereby lowering the electrical conductivity.

일 실시 예에 따르면, 상기 소스 용액에 상기 소스 분말을 제공하기 전, 상기 씨드 입자가 제공된 상기 그래핀 시트(110)를 포함하는 상기 소스 분말이 상기 세척 용액으로 세척될 수 있다. 예를 들어, 상기 세척 용액은 HCl포함할 수 있다. According to one embodiment, before providing the source powder to the source solution, the source powder comprising the graphene sheet 110 provided with the seed particles may be washed with the wash solution. For example, the cleaning solution may comprise HCl.

<화학식 1>을 참조하여 설명된 바와 같이, 상기 전처리 용액에 의해, 상기 그래핀 시트(110)의 표면 상에 상기 제1 금속의 이온(예를 들어, Sn+4) 및 상기 제2 금속의 이온(예를 들어, Pd+2)가 환원된 상기 씨드 입자가 제공될 수 있다. 이 경우, 상기 세척 용액에 의해, 상기 그래핀 시트(110) 표면 상의 상기 제1 금속의 이온(예를 들어, Sn+4)이 제거될 수 있다. (For example, Sn + 4 ) and the second metal (for example, Sn + 4 ) are formed on the surface of the graphene sheet 110 by the pretreatment solution, as described with reference to Formula The seed particles in which ions (for example, Pd + 2 ) have been reduced can be provided. In this case, ions of the first metal (for example, Sn +4 ) on the surface of the graphene sheet 110 can be removed by the cleaning solution.

상술된 바와 달리, 상기 제1 금속의 이온(예를 들어, Sn+ 4)이 제거되지 않는 경우, 상기 그래핀 시트(110)의 표면 상의 상기 제1 금속 이온(예를 들어, Sn+ 4)은, 상기 소스 용액을 이용하여 상기 그래핀 시트(110)의 표면을 상기 타겟 금속으로 코팅하는 공정을 방해할 수 있다. 이에 따라, 상기 그래핀 시트(110)를 상기 타겟 금속으로 코팅하는 것이 용이하지 않다. Unlike described above, the ion of the first metal (e.g., Sn + 4) in this case not removed, the first metal ions on the surface of the graphene sheets 110 (e.g., Sn + 4) Can hinder the process of coating the surface of the graphene sheet 110 with the target metal using the source solution. Accordingly, it is not easy to coat the graphene sheet 110 with the target metal.

하지만, 이와 달리, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 그래핀 시트(110)의 표면 상에 잔존된 상기 제1 금속의 이온(예를 들어, Sn+ 4)이 상기 세척 용액으로 제거될 수 있고, 이에 따라, 상기 그래핀 시트(110)의 표면이 상기 타겟 금속으로 용이하게 코팅될 수 있다. Alternatively, according to an embodiment of the present invention, ions (e.g., Sn + 4 ) of the first metal remaining on the surface of the graphene sheet 110 may be removed with the cleaning solution , So that the surface of the graphene sheet 110 can be easily coated with the target metal.

또한, 상술된 바와 같이, 상기 제1 전처리 용액, 상기 제2 전처리 용액, 및 상기 세척 용액이 HCl을 포함하는 경우, 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 전처리 용액, 상기 제2 전처리 용액, 및 상기 세척 용액 내 HCl 농도가 서로 동일할 수 있다. 이에 따라, 상기 그래핀 시트(110)의 표면 상에 잔존된 상기 제1 금속의 이온(예를 들어, Sn+4)이 상기 세척 용액으로 용이하게 제거될 수 있다.Also, as described above, when the first pretreatment solution, the second pretreatment solution, and the cleaning solution include HCl, according to one embodiment, the first pretreatment solution, the second pretreatment solution, The HCl concentrations in the wash solution may be equal to each other. Accordingly, the ions of the first metal (for example, Sn +4 ) remaining on the surface of the graphene sheet 110 can be easily removed with the cleaning solution.

일반적으로 분체 상, 즉 분말 비표면적이 매우 크고 평균 입자 크기가 매우 작기 때문에 교반, 여과, 세척 및 건조 등의 조건이 금속 코팅에 중대한 영향을 미칠 수 있다. Conditions such as stirring, filtration, washing and drying may have a significant effect on the metal coating, since the powder phase, i.e., the powder specific surface area, is generally very large and the average particle size is very small.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 용매에 분산된 상기 소스 분말이 여과되어 상기 소스 분말에 포함되었던 다양한 불순물들이 제거될 수 있고, 상기 소스 분말의 상기 그래핀 시트(110) 사이에 상기 용매(예를 들어, 물 입자)가 존재하여, 상기 전처리 용액에 분산 및 교반되는 상기 그래핀 시트(110)가 응집되는 것이 최소화될 수 있고, 상기 제1 전처리 용액 및 상기 제2 전처리 용액의 pH는 서로 동일할 수 있고, 상기 그래핀 시트(110)의 표면 상에 잔존된 상기 제1 금속의 이온(예를 들어, Sn+ 4)이 상기 세척 용액으로 제거될 수 있다. 이에 따라, 상기 그래핀 시트(110)가 상기 타겟 금속으로 용이하게 코팅되는 것은 물론, 상기 타겟 금속이 사이 그래핀 시트(110)의 표면 상에 실질적으로 균일하게 코팅될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the source powder dispersed in the solvent may be filtered to remove various impurities contained in the source powder, and the solvent (e.g., And the pH of the first pretreatment solution and the pH of the second pretreatment solution are the same as each other, and the pH of the first pretreatment solution and the second pretreatment solution are the same (E.g., Sn + 4 ) of the first metal remaining on the surface of the graphene sheet 110 can be removed with the cleaning solution. Accordingly, the target metal can be coated substantially uniformly on the surface of the sieving sheet 110, as well as being easily coated with the target metal.

또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 소스 용액의 pH에 따라서, 상기 그래핀 시트(110)에 코팅되는 상기 타겟 금속의 코팅량 및 조성이 제어될 수 있다. Also, according to the embodiment of the present invention, the coating amount and composition of the target metal coated on the graphene sheet 110 can be controlled according to the pH of the source solution.

이하, 상술된 본 발명의 실시 예에 따른 그래핀-금속 복합체를 이용한 전자파 차폐 소재의 제조 방법이 설명된다. Hereinafter, a method of manufacturing an electromagnetic wave shielding material using the graphene-metal composite according to an embodiment of the present invention will be described.

도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 방법으로 그래핀-금속 복합체가 제조된다. 상기 그래핀-금속 복합체에 용매가 제공될 수 있다. 이후, 상기 그래핀-금속 복합체에 유기 바인더가 제공되어, 전자파 차폐 소재를 제조하기 위한 소스가 제조될 수 있다. 상기 그래핀-금속 복합체에 상기 용매가 제공된 후, 상기 유기 바인더가 제공되어, 상기 소스 내에 기포가 최소화될 수 있다. A graphene-metal composite is prepared by the method described with reference to Figs. 1 and 2. The graphene-metal composite may be provided with a solvent. Thereafter, an organic binder is provided to the graphen-metal composite, so that a source for manufacturing an electromagnetic wave shielding material can be manufactured. After the solvent is provided to the graphen-metal composite, the organic binder is provided so that bubbles in the source can be minimized.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 금속-그래핀 복합체의 구체적인 실험 예 및 특성 평가 결과가 설명된다. Hereinafter, specific experimental examples and characteristic evaluation results of the metal-graphene composites according to the embodiments of the present invention will be described.

실시 예 1에 따른 그래핀-니켈 복합체의 제조Preparation of the graphene-nickel composite according to Example 1

팁 소니케이터를 사용하여 20-40 kHz에서 그래핀 시트를 물에 잘게 분산시킨 후, PVDF(0.45 um micropore)로 여과하였다. 여과된 그래핀 시트를 SnCl2 및 HCl을 포함하는 제1 전처리 용액 전처리 용액(0.0005 wt%) 및 PdCl2 및 HCl을 포함하는 제2 전처리 용액(0.0005 wt%)에 분산 및 교반하여 씨드 입자를 제조하고, PVDF 여과지를 사용하여 여과 및 회수하였다.The graphene sheet was finely dispersed in water at 20-40 kHz using a tip sonicator and then filtered with PVDF (0.45 um micropore). The filtered graphene sheets were dispersed and stirred in a first pretreatment solution (0.0005 wt%) containing SnCl2 and HCl and a second pretreatment solution (0.0005 wt%) containing PdCl2 and HCl to prepare seed particles, Filtered and collected using a PVDF filter paper.

상기 씨드 입자가 형성된 상기 그래핀 시트를 HCl (0.1-0.5 wt%) 용액에 분산시킨 후, 여과 및 회수하여, 회수된 상기 그래핀 시트를 0.5 wt% 농도의 니켈 소스 용액에 투입하고 25-70 의 온도에서 1 내지 30 분 동안 반응시킨다. 단, 이때 반응 pH는 5-12로 조절하였다. 반응이 완료되면, 60 온도의 오븐에서 24 시간 동안 건조시켜 최종적으로 그래핀-니켈 복합체를 제조하였다.The graphene sheet on which the seed particles were formed was dispersed in a HCl (0.1-0.5 wt%) solution, followed by filtration and recovery. The recovered graphene sheet was put into a nickel source solution with a concentration of 0.5 wt% Lt; / RTI &gt; for 1 to 30 minutes. At this time, the reaction pH was adjusted to 5-12. When the reaction was completed, it was dried in an oven at 60 ° C for 24 hours to finally prepare a graphene-nickel composite.

실시 예 2에 따른 그래핀-구리 복합체의 제조Preparation of the graphene-copper composite according to Example 2

실시 예 1과 동일하게 실시하되, 니켈 전구체 용액 대신에 구리 전구체 용액을 사용하여 그래핀-구리 복합체를 제조하였다.The graphene-copper composite was prepared in the same manner as in Example 1 except that a copper precursor solution was used instead of the nickel precursor solution.

도 3 및 도 4는 본 발명의 실시 예 1에 따른 그래핀-니켈 복합체를 촬영한 SEM 사진이다. 3 and 4 are SEM photographs of the graphene-nickel composite according to Example 1 of the present invention.

도 3 및 도 4를 참조하면, 실시 예 1에 따라 제조된 그래핀-니켈 복합체를 제조하고 SEM 사진을 촬영하였다. 도 3에서 알 수 있듯이, 그래핀 시트에 니켈이 매끄럽게 코팅된 것을 확인할 수 있다. 또한, 도 4에서 알 수 있듯이, 니켈을 포함하는 소스 용액의 pH가 증가함에 따라서 니켈 입자의 크기가 증가하여, 그래핀 시트의 표면을 완전히 덮는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIGS. 3 and 4, a graphene-nickel composite prepared according to Example 1 was prepared and a SEM photograph was taken. As can be seen from Fig. 3, it can be confirmed that nickel is smoothly coated on the graphene sheet. As can be seen from FIG. 4, as the pH of the source solution containing nickel is increased, the size of the nickel particles increases and it is confirmed that the surface of the graphene sheet is completely covered.

도 5는 본 발명의 실시 예 2에 따른 그래핀-구리 복합체를 촬영한 SEM 사진이다. 5 is an SEM photograph of a graphene-copper composite according to Example 2 of the present invention.

도 5를 참조하면, 실시 예 2에 따라 제조된 그래핀-구리 복합체를 제조하고 SEM 사진을 촬영하였다. 도 5에서 알 수 있듯이, 구리을 포함하는 소스 용액의 pH가 증가함에 따라서 구리 입자의 크기가 증가하여, 그래핀 시트의 표면을 완전히 덮는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 5, a graphene-copper composite prepared according to Example 2 was prepared and a SEM photograph was taken. As can be seen from FIG. 5, as the pH of the source solution containing copper increases, the size of the copper particles increases, and it is confirmed that the surface of the graphene sheet completely covers.

도 6은 본 발명의 실시 예 1 및 실시 예 2에 따른 그래핀-금속 복합체의 XRD 결과 그래프이다. 6 is a graph of XRD results of the graphene-metal composite according to Example 1 and Example 2 of the present invention.

도 6을 참조하면, 실시 예 1 및 실시 예 2에 따른 그래핀-니켈 복합체 및 그래핀-구리 복합체의 XRD 데이터를 측정하였다. 도 6에서 알 수 있듯이, 그래핀 시트의 표면이 산화 구리, 구리, 무정형 니켈로 코팅된 것을 확인할 수 있다. 또한, 구리 및 니켈의 코팅 입자 및 코팅층이 그래핀의 피크를 제거하지 않을 정도로, 얇은 두께로 코팅된 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 6, XRD data of the graphene-nickel composite and the graphene-copper composite according to Examples 1 and 2 were measured. As can be seen from FIG. 6, the surface of the graphene sheet is coated with copper oxide, copper, and amorphous nickel. Also, it can be confirmed that the coating particles of copper and nickel and the coating layer are coated to a thin thickness so as not to remove the peak of graphene.

도 7은 본 발명의 실시 예 2에 따른 그래핀-구리 복합체의 XRD 결과 그래프이다. 7 is a graph of XRD results of the graphene-copper composite according to Example 2 of the present invention.

도 7을 참조하면, 구리를 포함하는 소스 용액의 pH에 따른 실시 예 2에 따른 그래핀-구리 복합체의 XRD 데이터를 측정하였다. 도 7에서 확인할 수 있듯이, 구리를 포함하는 소스 용액의 pH가 11인 경우, 그래핀 시트 상에 구리 산화물 및 구리가 동시에 코팅되는 것을 알 수 있고, 구리를 포함하는 소스 용액의 pH가 13인 경우 그래핀 시트 상에 구리가 코팅되는 것을 확인할 수 있다. 즉, 소스 용액의 pH에 따라서 타겟 금속의 코팅량이 제어되는 것은 물론, 타겟 금속의 조성이 제어되는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 7, XRD data of the graphene-copper composite according to Example 2 according to the pH of the source solution containing copper was measured. 7, when the pH of the source solution containing copper is 11, copper oxide and copper are simultaneously coated on the graphene sheet, and when the pH of the source solution containing copper is 13 It can be confirmed that copper is coated on the graphen sheet. That is, it can be confirmed that the coating amount of the target metal is controlled according to the pH of the source solution, and the composition of the target metal is controlled.

도 8은 본 발명의 실시 예 1 및 실시 예 2에 따른 그래핀-금속 복합체의 접촉 면저항(sheet resistance)를 측정한 그래프이다. 8 is a graph showing the contact sheet resistance of the graphene-metal composite according to Example 1 and Example 2 of the present invention.

도 8을 참조하면, 실시 예 1 및 실시 예 2에 따른 따른 그래핀-니켈 복합체 및 그래핀-구리 복합체의 접촉 면저항을 측정하였다. 도 8에서 알 수 있듯이, 실시 예 1 및 실시 예 2에 따른 그래핀-금속 복합체는 그래핀에 비하여 접촉 저항이 현저히 감소한 것을 알 수 있으며, 타겟 금속을 포함하는 소스 용액의 pH에 따라 접촉 저항 값이 다르게 나타나는 것을 확인할 수 있다Referring to FIG. 8, the contact sheet resistances of the graphene-nickel composite and the graphene-copper composite according to Example 1 and Example 2 were measured. As can be seen from FIG. 8, the graphene-metal composite according to Example 1 and Example 2 showed a remarkably reduced contact resistance as compared with graphene. The contact resistance value Can be seen differently

도 9는 본 발명의 실시 예 1 및 실시 예 2에 따른 그래핀-금속 복합체를 이용하여 제조된 펠릿을 촬영한 사진이다. 9 is a photograph of a pellet produced using the graphene-metal composite according to Example 1 and Example 2 of the present invention.

도 9를 참조하면, 실시 예 1 및 실시 예 2에 따른 따른 그래핀-니켈 복합체 및 그래핀-구리 복합체를 고압으로 눌러 펠릿을 제조하고, 촬영하였다. Referring to FIG. 9, the graphene-nickel composite and the graphene-copper composite according to Example 1 and Example 2 were pressed at high pressure to produce pellets and photographed.

니켈 및 구리를 포함하는 소스의 용액의 pH에 따른 각 펠릿의 색이 달라지는 것을 확인할 수 있다. 또한, 펠릿의 색은 그래핀 시트에 코팅된 타겟 금속의 산화정도에 따라 다르기 때문에, 그래핀 시트에 코팅되는 타겟 금속의 산화도에 pH가 영향을 준다는 것을 알 수 있다. It can be seen that the color of each pellet varies depending on the pH of the solution of the source including nickel and copper. In addition, since the color of the pellet depends on the degree of oxidation of the target metal coated on the graphene sheet, it can be seen that the pH affects the degree of oxidation of the target metal coated on the graphene sheet.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the scope of the present invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will also be appreciated that many modifications and variations will be apparent to those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

110: 그래핀 시트
120: 그래핀-금속 복합체110: graphen sheet
120: Graphene-metal composite

Claims (12)

그래핀 시트를 포함하는 소스 분말을 준비하는 단계;
상기 소스 분말을 용매에 분산시키는 단계;
상기 용매에 분산된 상기 소스 분말을 여과하는 단계;
여과된 상기 소스 분말을 전처리 용액에 분산 및 교반시켜, 상기 그래핀 시트 상에 씨드 입자를 제조하는 단계; 및
타겟 금속을 포함하는 소스 용액에, 상기 씨드 입자가 제공된 상기 그래핀 시트를 포함하는 상기 소스 분말을 제공하여, 상기 그래핀 시트를 상기 타겟 금속으로 코팅하는 단계를 포함하는 그래핀-금속 복합체의 제조 방법.
Preparing a source powder comprising a graphene sheet;
Dispersing the source powder in a solvent;
Filtering the source powder dispersed in the solvent;
Dispersing and stirring the filtered source powder in a pretreatment solution to produce seed particles on the graphene sheet; And
Providing a source solution comprising a target metal, said source powder comprising said graphene sheet provided with said seed particles, and coating said graphene sheet with said target metal; Way.
제1 항에 있어서,
여과된 상기 소스 분말은, 상기 용매의 적어도 일부를 포함하여, 상기 용매의 적어도 일부와 함께 상기 전처리 용액에 분산되는 것을 포함하는 그래핀-금속 복합체의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the filtered source powder comprises at least a portion of the solvent and is dispersed in the pretreatment solution along with at least a portion of the solvent.
제1 항에 있어서,
상기 그래핀 시트 상에 상기 씨드 입자를 제조하는 단계는,
여과된 상기 소스 분말을 제1 금속을 포함하는 제1 전처리 용액에 분산 및 교반시켜, 상기 그래핀 시트 상에 상기 제1 금속의 이온이 제공되는 단계; 및
상기 제1 금속의 이온이 제공된 상기 그래핀 시트를 포함하는 상기 소스 분말을, 제2 금속을 포함하는 제2 전처리 용액에 분산 및 교반시켜, 상기 제2 금속을 포함하는 상기 씨드 입자를 제조하는 단계를 포함하는 그래핀-금속 복합체의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of preparing the seed particles on the graphene sheet comprises:
Dispersing and stirring the filtered source powder in a first pretreatment solution comprising a first metal to provide ions of the first metal on the graphene sheet; And
Dispersing and stirring the source powder including the graphene sheet provided with the ions of the first metal into a second pretreatment solution containing a second metal to prepare the seed particles containing the second metal Wherein the graphene-metal composite is formed by a method comprising the steps of:
제3 항에 있어서,
상기 제1 전처리 용액 및 상기 제2 전처리 용액의 pH는 서로 동일한 것을 포함하는 그래핀-금속 복합체의 제조 방법.
The method of claim 3,
Wherein the pH of the first pretreatment solution and the pH of the second pretreatment solution are the same.
제3 항에 있어서,
상기 소스 용액에 상기 소스 분말을 제공하기 전,
상기 씨드 입자가 제공된 상기 그래핀 시트를 포함하는 상기 소스 분말을 세척 용액으로 세척하는 단계를 더 포함하는 그래핀-금속 복합체의 제조 방법.
The method of claim 3,
Before providing the source powder to the source solution,
And washing the source powder including the graphene sheet provided with the seed particles with a cleaning solution.
제5 항에 있어서,
상기 제1 전처리 용액, 상기 제2 전처리 용액, 및 상기 세척 용액은, 동일한 종류의 산성 용액을 포함하는 그래핀-금속 복합체의 제조 방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the first pretreatment solution, the second pretreatment solution, and the cleaning solution comprise an acidic solution of the same kind.
제5 항에 있어서,
상기 세척 용액에 의해, 상기 그래핀 시트 상에 제공된 상기 제1 금속의 이온이 제거되는 것을 포함하는 그래핀-금속 복합체의 제조 방법.
6. The method of claim 5,
And removing ions of the first metal provided on the graphene sheet by the cleaning solution.
제1 항에 있어서,
상기 용매는 물을 포함하는 그래핀-금속 복합체의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the solvent comprises water.
제1 항에 있어서,
상기 타겟 금속은, 구리, 니켈, 코발트, 금, 은, 주석, 또는 팔라듐 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는 그래핀-금속 복합체의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the target metal comprises at least one of copper, nickel, cobalt, gold, silver, tin, or palladium.
제1 항에 있어서,
상기 소스 용액의 pH에 따라서, 상기 그래핀 시트에 코팅되는 상기 타겟 금속의 코팅량에 제어되는 것을 포함하는 그래핀-금속 복합체의 제조 방법.
The method according to claim 1,
And controlling the coating amount of the target metal coated on the graphene sheet according to the pH of the source solution.
제1 항에 있어서,
상기 소스 용액의 pH에 따라서, 상기 그래핀 시트에 코팅되는 상기 타겟 금속이 금속 또는 금속 산화물 형태로 제공되는 것을 포함하는 그래핀-금속 복합체의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the target metal coated on the graphene sheet is provided in the form of metal or metal oxide depending on the pH of the source solution.
제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 따라 그래핀-금속 복합체를 제조하는 단계; 및
상기 그래핀-금속 복합체를 이용하여 전자파 차폐 소재를 제조하는 단계를 포함하는 전자파 차폐 소재의 제조 방법. 12. A process for producing a graphene-metal composite according to any one of claims 1 to 11, And
And forming an electromagnetic wave shielding material by using the graphene-metal composite.
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