일반기술

기계학적으로 처리된 촉매를 사용하는 탄소 나노튜브의 제조방법

*원리 및 구성본 발명은 기계화학적으로 처리된 촉매를 사용하는 탄소 나노튜브의 제조방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 적절히 밀링된 전이금속/다공성지지체 촉매를 화학기상증착법에 적용함으로써 화학적으로 안정하고 균일한 고품위 탄소 나노튜브를 경제적으로 제조하는 방법에 관한 것이다.*배경탄소 나노튜브는 속이 비어있고 상대적으로 표면적이 넓은, 극히 미세한 원통형의 재료로서 다량의 수소를 가역적으로 흡착 및 저장할 수 있어 차세대 연료인 수소의 저장용기 및 연료전지용 백금 담체로서 응용될 수 있으며, 전기적 및 화학적 특성 또한 우수하므로 저전압 여기용 디스플레이, 반도체, 센서 등에도 널리 응용될 가능성이 있다.탄소 나노튜브 분말을 제조하는 방법으로는, 흑연전극의 아크방전법, 흑연에의 레이저 증발법, 벤젠 등의 탄화수소의 기상열분해법 및 전기전해법 등이 사용되고 있으나, 이들 방법은 경제성이 적거나, 합성 과정에서 비정질 상태의 탄소 덩어리들을 다량으로 생성시키는 등 여러 가지 문제점을 갖는다.*제조방법 상의 특징본 발명에서는, 1) 전이금속/다공성지지체 촉매를 600 내지 1800 rpm의 속도로 30 내지 120분 동안 밀링(milling)하는 단계;2) 상기 단계 1)에서 밀링된 촉매를 수소로 환원시키는 단계; 및3) 상기 단계 2)에서 환원된 촉매에 400 내지 900℃의 온도에서 탄화수소 가스를 공급하여 촉매 위에 탄소 나노튜브를 성장시키는 단계를 포함하는, 탄소 나노튜브의 제조방법을 제공한다.*특징 및 장점1)종래의 레이저 승화법, 전기방전법에 비해 장치가 간단.2)탄소나노튜브의 대량생산이 가능한 이점.3)본 발명에 따라 촉매로 사용된 철-수산화알루미늄 혼합물을 메카노케미컬 처리를 함에 따라서, 상압의 촉매화학기상증착법에 의한 탄소나노튜브 합성시 균일하며 고품위인 탄소나노튜브를 경제적으로 제조.4)이에 합성된 탄소나노튜브는 열 및 화학적으로 매우 안정하며 환경친화적 물질.5)수소저장용기, 연료전지의 전극촉매 담체로서의 적용이 가능.6)반도체, 센서 등에도 널리 응용될 가능성이 있음.