| 1 |
1
다성분의 비귀금속 이온이 함유된 전구체 용액을 제조하는 것을 포함하고,상기 제조된 전구체용액을 탄소나노섬유 멤브레인에 코팅하고 건조 열처리를 거쳐 실버페이스트를 부분적으로 도포한 유리판 상에 고정하여 양단에 실버페이스트를 도포하고 구리포일로 압착하여 건조 열처리를 거쳐 대면적 줄히팅이 가능한 플랫폼을 제작하는 방법을 포함하고, 상기 제조된 플랫폼을 진공분위기상에서 적정 전류를 적정 시간동안 가하여 시료에 열충격을 가하여 만들어진,결정성을 띄는 비귀금속 나노입자를 강하게 성장 및 결착시키는 것을 특징으로 하는,다성분계의 결정성 비귀금속 나노입자 성장 및 이를 결착한 탄소나노섬유 멤브레인 및 그의 제조방법
|
| 2 |
2
제1항에 있어서,폴리아크릴로나이트릴을 포함하는 방사용액을 전기방사기기를 통해 무작위 방사된 나노섬유를 공기 분위기 하에서 실시하는 1차 안정화 공정 및 불활성 분위기 하에서 실시하는 2차 탄화공정을 거쳐 만든 탄소나노섬유를 모체로 사용하는 것을 특징으로 하는 탄소나노섬유에 함침하여 비귀금속 전구체 용액을 코팅하는 것을 특징으로 하는 상기 멤브레인에 열충격을 가하여 탄소나노섬유상에 코발트-니켈 등과 같은 결정성을 띄는 비귀금속 나노입자를 강하게 성장 및 결착시키는 것을 특징으로하는 다성분계의 결정성 비귀금속 나노입자 성장 및 이를 결착한 탄소나노섬유 멤브레인
|
| 3 |
3
제1항에 있어서,상기 탄소나노섬유위에 결착된 나노입자 각각의 직경은 5 nm 내지 100 nm의 크기 범위로 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 전구체 용액에 포함된 비귀금속 이온의 농도에 연관된 조성비를 나타내는 것을 특징으로 하는 단일입자 상 성분 분포가 균일한 결정형 나노입자를 결착하는 것을 특징으로 하는 다성분계의 결정성 비귀금속 나노입자 성장 및 이를 결착한 탄소나노섬유 멤브레인
|
| 4 |
4
제1항에 있어서,상기 플랫폼을 이용하여 제작가능한 멤브레인의 면적은 1 cm2 내지 900 cm2의 범위에 포함되는 것을 특징으로 하는 다성분계의 결정성 비귀금속 나노입자 성장 및 이를 결착한 탄소나노섬유 멤브레인
|
| 5 |
5
(a) 다성분의 비귀금속 이온이 함유된 전구체 용액을 제조하는 단계; (b) 상기 제조된 전구체용액을 탄소나노섬유 멤브레인에 코팅하는 단계;(c) 진공분위기에서 60 ~ 120 ℃의 온도 범위 내에서 열처리 하는 단계;(d) 상기 시료를 실버페이스트를 부분적으로 도포한 유리판 위에 올리는 단계;(e) 상기 시료의 양단에 실버페이스트를 도포하고 구리포일로 압착하는 단계;(f) 상기 시료를 진공분위기에서 100 ~ 140 ℃의 온도 범위 내에서 열처리 하는 단계;(g) 상기 시료를 진공분위기상에서 0
|
| 6 |
6
제5항에 있어서,상기 (a) 단계에서 상기 용매는 포름산(Formic acid), 아세트산(Acetic acid), 인산(Phosphoric acid), 황산, m-크레솔, 티플루오르아세트앤하이드라이드/다이클로로메테인, 물, N-메틸모폴린 N-옥시드, 클로로폼, 테트라히드로푸란과 지방족 케톤군인 메틸이소부틸케톤, 메틸에틸케톤, 지방족 수산기 군인 m-부틸알콜, 이소부틸알콜, 이소프로필알콜, 메틸알콜, 에탄올, 지방족 화합물인 헥산, 테트라클로로에틸렌, 아세톤, 글리콜군으로서 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜, 할로겐 화합물군으로 트리크롤로에틸렌, 다이클로로메테인, 방향족 화합물 군인 톨루엔, 자일렌, 지방족 고리 화합물군으로서 사이클로헥사논, 시클로헥산과 에스테르군으로 n-부틸초산염, 초산에틸, 지방족에테르군으로 부틸셀로살브, 아세트산2-에톡시에탄올, 2-에톡시에탄올, 아미드로 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 비귀금속 이온의 공급원은 염화(-Cl), 아이오딘화(-I), 질산염(-NO3) 을 포함한 금속염의 형태 또는 해당 염들의 수화물(·H2O), 이외에 상기 용매들에 용해되어 이온화될 수 있는 목표 금속이온을 포함한 모든 형태의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전구체의 총 농도는 0
|
| 7 |
7
제5항에 있어서,상기 (b) 단계에서, 적당한 크기로 재단한 탄소나노섬유 멤브레인을 10 W 내지 200 W 의 세기의 O2 Plasma 공정을 거쳐 표면의 결함요소들을 증대하여 용액상 전구체들과의 결합력을 강화한 것을 특징으로 하는 상기에서 제조한 전구체 용액을 적정 너비의 페트리디시(Petri Dish)에 옮겨 넣어 O2 Plasma 공정이 실시된 탄소나노섬유 멤브레인을 전구체 용액이 담긴 페트리디시에 넣어 용액에 완전히 잠기게 하여 1초내지 24시간 함침하여 전구체를 멤브레인 표면에 균일하게 분산 코팅하는 것을 특징으로하는 다성분계의 결정성 비귀금속 나노입자 성장 및 이를 결착한 탄소나노섬유 멤브레인의 제조방법
|
| 8 |
8
제5항에 있어서,상기 (c) 단계에서, 상기 전구체 용액을 분산코팅 한 탄소나노섬유 멤브레인을 진공분위기에서 60 ~ 120 ℃의 온도 범위 내에서 열처리 하여 상기 전구체 용액의 용매를 증발시키는 것을 특징으로 하는 해당 과정에서 용매에 따라 30분 ~ 24시간 혹은 필요에 따라 그 이상 건조하여 완전히 건조시키는 것을 특징으로 하는 사용된 용매에 따라 최종 공정 실시 이후의 나노입자 분산도와 금속이온의 환원비율을 조절할 수 있는 것을 특징으로하는 다성분계의 결정성 비귀금속 나노입자 성장 및 이를 결착한 탄소나노섬유 멤브레인의 제조방법
|
| 9 |
9
제5항에 있어서,상기 (d) 단계에서,대면적 줄히팅을 위한 플랫폼의 구조체 역할을 수행하는 유리판은 고온에서 변성되지 않는 유리판을 사용하거나 그 목적이 다르지 않는 이상 2000 ℃ 이상에서 분해 및 손상되지 않아 탄소나노섬유 멤브레인에 영향을 주지 않는 어떠한 지지체를 사용하는 것을 특징으로 하는 유리판 지지체의 크기는 사용할 멤브레인의 규격보다 큰 규격을 사용하는 것을 특징으로 하는 실버페이스트는 줄히팅 공정 실시시에 전류를 흘려보낼 집전체의 역할을 하기 위함이므로 도선을 연결할 유리판 양 끝단에 균일하게 도포하는 것을 특징으로 하는 도포 범위는 유리판의 중앙을 기준으로 멤브레인 중 시료로 사용할 영역 외로 한정하는 것을 특징으로하는 다성분계의 결정성 비귀금속 나노입자 성장 및 이를 결착한 탄소나노섬유 멤브레인의 제조방법
|
| 10 |
10
제5항에 있어서,상기 (e) 단계에서,양단에 유리판에 도포된 실버페이스트 영역과 연결이 될 수 있도록 실버페이스트를 균일하게 도포하는 것을 특징으로 하는 상기 시료 상 양단에 구리포일을 올리고 평평한 판으로 균일하게 압착하여 탄소나노섬유 멤브레인의 기공으로 실버페이스트가 균일히 잘 스며들 수 있도록 하여 전류의 이동로를 확보하여 시료 전체에 고르게 전류가 흐를 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 이때 구리포일은 이후 공정에서 전류를 흘려 보내줄 때 유지되거나 유지되지 않아도 되며 전도성이 존재하는 어느 형태의 포일 및 집전체 금속을 사용함을 포함하는 것을 특징으로하는 다성분계의 결정성 비귀금속 나노입자 성장 및 이를 결착한 탄소나노섬유 멤브레인의 제조방법
|
| 11 |
11
제5항에 있어서,상기 (f) 단계에서,상기 시료를 진공분위기에서 100 ~ 140 ℃의 온도 범위 및 1 ~ 24시간의 시간 범위 내에서 조절하여 상기 실버페이스트 상의 용매와 고분자 제거정도를 적절히 조절하여 멤브레인과의 밀착도 및 이후 공정 실시 시 시료의 안정성을 증가시키는 것을 특징으로 하는 실버페이스트는 수 백 나노미터~ 수 마이크로미터의 직경을 가지는 은 입자를 α-Terpineol, IPA, 에탄올, 물 등 극성용매에 분산시킨 것으로 소량의 고분자가 첨가되어 농도를 조절한 되직한 제형의 풀이며, 상기의 열처리 과정에서 고분자를 제거하고 용매를 건조하여 집전체와 탄소나노섬유 멤브레인 간의 접촉저항을 감소시키는 것을 특징으로 하는 대면적 줄히팅이 가능한 플랫폼을 제작할 수 있는 것을 특징으로 하는 다성분계의 결정성 비귀금속 나노입자 성장 및 이를 결착한 탄소나노섬유 멤브레인의 제조방법
|
| 12 |
12
제5항에 있어서,상기 (g) 단계 및 (h) 단계 에서,상기 (f)단계를 거쳐 얻어진 플랫폼을 진공 분위기 하 0
|
