일반기술

금속 산화물의 탄소 코팅 방법

본 기술은 산화가가 큰 금속 이온 종을 가진 금속 산화물 표면에도 용이하게 탄소 코팅층을 형성할 수 있는 방법을 제공하고자 한다. 보다 구체적으로, 금속 산화물을 표면처리하여 영 전하점을 조절함으로써 금속 산화물이 양의 표면 전하를 띠게 하여 음의 표면전하를 갖는 탄소 전구체와 결합할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다. 본 기술은 금속 산화물을 아민 전구용액과 혼합하여 금속 산화물 표면에 아민 작용기를 유도하는 단계 및 상기 아민 작용기가 유도된 금속 산화물을 당 용액과 혼합한 후 마이크로웨이브 가열하여 상기 아민 작용기가 유도된 금속 산화물의 표면에 탄소 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 금속 산화물의 탄소 코팅 방법을 제공한다. 본 기술에 따르면, 금속 산화물의 표면에 아민 작용기를 유도함으로써 당 용액 내에서 마이크로웨이브 가열을 통한 수열 합성 조건에서 음의 표면 전하를 가지는 탄소 전구체가 아민 작용기와 반응할 수 있게 한다. 따라서 본 기술의 방법을 이용하면 영전하점이 낮은 pH 영역에 존재하는 산화가가 큰 금속 이온종을 갖는 금속 산화물 또한 쉽게 탄소 코팅을 형성할 수 있게 된다. 또한 당 용액의 농도, 마이크로웨이브 가열 온도, 가열 시간 등의 변수를 조절하면 탄소 코팅층의 두께를 제어할 수 있다. 본 기술에 의해 합성된 탄소 코팅층이 형성된 산화바나듐은 전기화학 커패시터용 전극 소재, 리튬 이온 전지나 고분자 전해질을 사용하는 고분자 전지의 전극 소재로 널리 사용될 수 있다.