일반기술

촉매의 메카노케미컬 처리에 의한 탄소나노섬유의 제조방법

*원리 및 구성본 발명은 화학적으로 안정하고 균일한 구조를 갖는 고품위 탄소나노섬유의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로, 전이금속의 수산화물인 촉매 전구체와 금속의 수산화물인 담체를 메카노케미컬 처리하여 전이금속 담지 촉매를 제조하는 단계, 상기 전이금속 담지 촉매를 수소 가스로 환원시키는 단계, 및 500 내지 900℃의 온도에서 탄화수소 가스를 공급하여 상기 환원된 전이금속 담지 촉매 상에 탄소 나노섬유를 성장시키는 단계를 포함하는, 화학기상증착법에 의한 탄소나노섬유의 제조방법을 제공한다.*배경탄소나노섬유는 흑연나노섬유 또는 탄소필라멘트라고도 불리는데, 주로 탄화수소 기체와 고온의 금속 입자를 상호 반응시켜 제조된다. 1970년대 이후 본격적인 연구가 이루어지면서 탄소나노섬유의 형상, 미세 구조 및 성장 메커니즘이 밝혀졌으며, 직경의 제어 및 대량 합성에 관한 연구가 계속되고 있다. 니켈, 철, 코발트와 가은 전이금속 촉매 입자 위에서 생성된 탄소나노섬유는 매우 미세하여 직경이 약 100 ~200nm 로서, 약 10ℳm의 직경을 갖는 범용 탄소섬유에 비해 백분의 일 정도에 불과하다. 탄소나노섬유는 전기전도성, 흡착성 및 기계적 성질이 매우 뛰어나 복합재, 전극재료 등의 분야에서 응용가능성이 높은 재료로 각광받고 있다.*종래기술종래의 담지 촉매 제조에는 함침법이나 이온교환법을 이용하는 습식법이 주로 이용되었다. 그러나, 습식법을 이용하여 탄소나노섬유 제조를 위한 담지 촉매를 제조하는 경우에는 수소이온농도, 담체에 대한 촉매전구체의 양, 함침 시간, 용매 등 많은 변수들을 조절하는 것이 요구된다. EH한, 전구체 및 담체를 강한 교반 작용과 함께 함침시킨 후, 상당 시간을 건조시켜 분말을 얻고, 안정화된 분말을 유지하기 위해 높은 온도에서 열처리하는 등의 복잡한 단계들이 요구된다.*특징 및 장점본 발명의 방법에 의하면, 화학적으로 안정하고 구조가 균일하여 복합재, 전극 재료 등의 분야에 유용하게 사용될 수 있는 되는 고품위 탄소나노섬유를 간단한 건식법에 의해 경제적으로 제조할 수 있다.